技術(shù)文章
基于接觸角測(cè)量?jī)x的瀝青潤(rùn)濕性測(cè)試
瀝青作為道路工程中最重要的粘結(jié)材料,其潤(rùn)濕性能直接影響與集料的界面粘附性和路面服役壽命。接觸角測(cè)量作為表征材料表面潤(rùn)濕性的經(jīng)典方法,在瀝青材料研究中發(fā)揮著不可替代的作用。通過測(cè)量瀝青與不同探測(cè)液體(水、甘油、二dian甲烷等)的接觸角,可以計(jì)算表面自由能及其分量,進(jìn)而評(píng)估瀝青與集料的粘附性能和抗水損害能力。
瀝青是由多種烴類及其非金屬衍生物組成的復(fù)雜混合物,其表面能特性受化學(xué)組成、溫度、老化狀態(tài)等多種因素影響。傳統(tǒng)評(píng)價(jià)瀝青潤(rùn)濕性的方法(如水煮法、光電比色法等)存在主觀性強(qiáng)、定量困難等缺點(diǎn)。相比之下,接觸角測(cè)量技術(shù)具有操作簡(jiǎn)便、結(jié)果精確和可重復(fù)性好等優(yōu)勢(shì),已成為瀝青潤(rùn)濕性研究的重要工具。
瀝青接觸角測(cè)量方法
1、靜態(tài)接觸角測(cè)量
薄膜制備法:
將瀝青樣品加熱至流動(dòng)狀態(tài)(通常150-160℃)
在潔凈玻璃片或金屬板上制備均勻薄膜(厚度100-200μm)
冷卻至測(cè)試溫度(通常25℃或60℃)
使用微量注射器滴加2-5μL探測(cè)液體
通過光學(xué)系統(tǒng)捕獲液滴圖像,軟件分析接觸角
注意事項(xiàng):
避免表面污染(測(cè)試前可用高純氮?dú)獯祾撸?/span>
控制環(huán)境溫度(±1℃)和濕度(50±5%RH)
每個(gè)樣品至少測(cè)量5個(gè)不同位置取平均值
2、動(dòng)態(tài)接觸角測(cè)量
動(dòng)態(tài)接觸角包括前進(jìn)角(θ_A)和后退角(θ_R),通過增減液滴體積測(cè)量:
增液法:以0.1-1μL/s速率增加液滴體積,測(cè)量液滴前沿?cái)U(kuò)展時(shí)的接觸角(前進(jìn)角)
減液法:以相同速率減少液滴體積,測(cè)量液滴回縮時(shí)的接觸角(后退角)
接觸角滯后:Δθ=θ_A-θ_R,反映表面粗糙度和化學(xué)異質(zhì)性
接觸角測(cè)量技術(shù)為瀝青潤(rùn)濕性研究提供了定量化、標(biāo)準(zhǔn)化的評(píng)價(jià)手段,通過系統(tǒng)測(cè)量靜態(tài)/動(dòng)態(tài)接觸角并計(jì)算表面能參數(shù),可以深入理解瀝青-集料界面作用機(jī)制,預(yù)測(cè)路面抗水損害性能。隨著測(cè)量技術(shù)的不斷進(jìn)步和理論模型的完善,接觸角分析將在瀝青材料研發(fā)、質(zhì)量控制和工程應(yīng)用中發(fā)揮更加重要的作用,為提升路面耐久性和服役壽命提供科學(xué)依據(jù)。
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