沥青粘度的测量

                                                                          --上海地学仪器研究所  王乐政

                                                                        -- 转自中国公路 2005年第02期

    沥青性能的评价，从针入度分级体系、粘度分级体系到PG分级体系，沥青粘度的测量显的越来越重要。但测量沥青的粘度不像测量针入度、软化点、延度等参数那样容易测量，粘度指标受各种影响因素较多，测量方法多样。按测量结果分为运动粘度、动力粘度（绝对粘度）、条件度等，按测量方法分一是粘度杯法，如沥青标准粘度计、恩格拉粘度计、赛波特重质油粘度计等；二是毛细管法，如毛细管法测量运动粘度、真空减压毛细管法测量动力粘度；三是旋转法测量粘度，即布洛克菲尔德（Brookfield）粘度计。其它测量粘度的方法如落体法、振动法、平板法等，目前还没有在沥青粘度的测量中应用。

粘度特性
    粘度即粘性程度，也称动力粘度。它是流体对形变的抵抗随形变速率的增加而增加的性质。根据牛顿粘性定律，（动力）粘度是稳态流中的剪切应力与剪切速度之比值。即：
η=τ/r
式中：η--动力粘度
国际单位为Pa•s(帕•秒)，常用其分数单位mPa•s((毫帕•秒)
      τ--剪切应力 
      r--剪切速率
运动粘度是动力粘度与同温度下的密度之比值，又称比密粘度。即：

υ=η/ρ

式中：υ--运动粘度  单位为 mm2/s
      η--动力粘度 单位为 mPa•s
      ρ--密度  单位为 g/cm3
运动粘度用毛细管法、粘度杯法（换算）可测得，但运动粘度不能用来衡量流动阻力的大小（动力粘度才是流动阻力的度量），对于同一种沥青（密度相同），运动粘度与动力粘度成固定的比值关系。
沥青粘度测量方法

1. 粘度杯法
    沥青标准粘度计（T 0621-1993）和恩格拉粘度计（T 0622-1993）测量方法相近，可用于测量液体石油沥青、煤沥青、乳化沥青的粘度。赛波特重质油粘度计可测定较高温度时的粘稠石油沥青、乳化沥青、液体石油沥青的条件粘度。这类方法仪器简单、操作较方便，通过近似换算可得到运动粘度。但这些方法的测量误差较大，人为因素较大，可用于一般测量。

2. 毛细管法
    用坎芬式毛细管(T 0619-1993)可测量沥青的运动粘度，此方法可在高温（180℃以下）时测量沥青运动粘度。对于粘稠沥青，它的重复性试验允许差为3%，复现性的允许差为8.8%。
用真空减压毛细管法可测量60℃时沥青的动力粘度，T 0620-2000推荐采用美国沥青学会式（AI式）毛细管，这种方法的测量精度也不高，它的重复性试验的允许差为平均值的7%，复现性试验的允许差为平均值的10%。

3.旋转法
    把转子（常用的为园柱形）浸于被测液体中，使转子按一定速度旋转并测得由于液体的粘性而产生的液体粘性力矩，根据牛顿粘性定律，即可测得液体的动力粘度。
    旋转法测量粘度也称为布氏粘度，它是美国Brookfield公司最早研制的。美国推广SHRP计划以来，布氏粘度被用来测量沥青粘度，这种方法可直接测得动力粘度，且具有测量精度高、操作方便简单，常用于测量60℃~180℃之间各种温度下的沥青动力粘度，我国也制定了《T 0625-2000沥青布氏旋转粘度试验》标准，推广用旋转法测量沥青粘度。一些研究单位采用进口外国仪器，在应用中显现出这种方法测量粘度的明显优势，但价格矛盾较为突出，近两年由上海地学仪器研究所开发研制的SD-0625沥青布氏旋转粘度试验仪已被一些院校、研究机构、沥青生产单位所采用，体现出很好的应用价值。相信在我国，用旋转法测量粘度将会很快被全面推广应用。