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泡沫瀝青發泡性能測試裝置的製作方法

2023-06-14 22:15:06 1

專利名稱:泡沫瀝青發泡性能測試裝置的製作方法
技術領域:
本發明涉及一種泡沫浙青發泡性能測試裝置,更具體地說,是涉及一種公路工程 泡沫浙青實驗室發泡性能測試的裝置。
背景技術:
泡沫浙青也叫膨脹浙青,是一種新型的浙青拌和物,泡沫浙青的主要用途是作為 浙青路面冷再生技術中的基層。研究泡沫浙青的發泡性能有利於更深入的了解泡沫浙青各 種特性,特別是在泡沫浙青冷再生技術對舊浙青路面的再生利用方面,具有重要的指導意 義。泡沫浙青的發泡性能主要包括膨脹率和半衰期兩項指標。目前發泡性能測試的主 要方法是讓浙青在一個敞開的圓筒狀容器中發泡,通過測量桶內浙青表面距桶邊緣的距離 與時間,然後換算成所需的兩項指標。這種方法默認桶內浙青是均勻發泡,並且發泡時體積 的增大是膨脹平面均勻上升。這樣就改變了浙青的脹大是呈橢球型狀脹大的事實,忽略了 橢球之間的間隙體積,因而使得測試的結果誤差比較大,不能反映出真實的發泡特性。

發明內容
本發明的目的在於提供一種操作簡單、快速、能較準確測試出泡沫浙青發泡性能 的實驗室測試裝置,以填補本技術領域的空白。為實現上述目的,本發明的技術解決方案是一種泡沫浙青發泡性能測試裝置,其 特徵在於它包括底座1、增壓管2、器皿座4、水箱5、進水管7、支架8、壓蓋9、壓緊扣環10、 螺杆11、刻度管12、導氣管13和增壓泵16。所述的底座1上,固定有器皿座4、水箱5、支架 8和增壓泵16。水箱5通過增壓管2與增壓泵16連通,進水管7的一端與水箱5連通,另 一端與壓蓋9內的噴頭連通,壓緊扣環10和螺杆11把壓蓋9壓緊在支架8的下面,刻度管 12固定在支架8上,它通過導氣管13與發泡皿3連通,壓蓋9上還安裝有換氣閥14。本發明的有益效果是整個裝置結構簡單、易組裝;測試方法不複雜,容易掌握,操 作步驟少;更重要的是能較準確地測試出表徵發泡特性的兩項指標——膨脹率和半衰期。


圖1是本發明的立體結構示意圖。圖2是本發明噴頭的結構示意圖。圖中1-底座,2-增壓管,3-發泡皿,4-器皿座,5-水箱,6-電磁閥,7_進水管, 8-支架,9-壓蓋,10-壓緊扣環,11-螺杆,12-刻度管,13-導氣管,14-換氣閥,15-器皿導 軌,16-增壓泵,17-進水孔,18-噴頭進水管,19-出水針管,20-噴頭座。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明及其具體實施方式
作進一步詳細說明。
參見圖1和圖2,本發明的特徵在於它包括底座1、增壓管2、器皿座4、水箱5、進 水管7、支架8、壓蓋9、壓緊扣環10、螺杆11、刻度管12、導氣管13和增壓泵16,所述的底座 1上,固定有器皿座4、水箱5、支架8和增壓泵16,水箱5通過增壓管2與增壓泵16連通, 進水管7的一端與水箱5連通,另一端與壓蓋9內的噴頭連通,壓緊扣環10和螺杆11把壓 蓋9壓緊在支架8的下面,刻度管12固定在支架8上,它通過導氣管13與發泡皿3連通, 壓蓋9上還安裝有換氣閥14。本發明的設計原理及方案是在浙青發泡後的前提下,使得性能測試的方法和操作 步驟簡單、快速、準確,從而實現發明的目的。將一定量的浙青置於一個容器之中,加熱到能發泡的溫度,在一個密閉的容器內 往熱的浙青高壓注水,水進入浙青後吸熱蒸發成水蒸汽。由於熱浙青具有一定流動性和粘 度,可以在水蒸汽的外表面形成一層浙青膜,這樣就通過水的吸熱蒸發、浙青包裹水蒸汽來 實現浙青的發泡。浙青發泡後會將密閉容器內的浙青膜外的氣體排出,排出的氣體體積即 為浙青發泡的膨脹量。為得到排出氣體的體積,把密閉容器裡排出的氣體外接到一根透明、 內置水滴且帶有刻度的導管,排出的氣體會把導管中的水滴推動一段距離,然後根據推動 的距離和導管橫截面積算出容器中排除氣體的體積,於是浙青發泡的膨脹量就由如下公式 得到V = A0X AS式中,V 浙青的體積改變量;A0 外接刻度管的橫截面積;AS:刻度管中水滴的移動距離。參數的確定測量出排出氣體的體積,便可以得到浙青發泡的膨脹量,從而可以計 算得浙青發泡膨脹率;再通過測出排出氣體體積與時間的關係,便可以得到浙青發泡的半 衰期。浙青的發泡溫度是一項控制指標,故試驗時應該有有效的溫度控制。為方便浙青 加熱,更好的控制加熱溫度,本測試方法採用電磁爐加熱器。採用電磁爐加熱器的好處有 不僅可以快速加熱浙青,而且加熱結束後也不會產生餘熱,方便試驗的進行,同時也不會產 生大的測試誤差。試驗開始前,用增壓泵16對水箱5加壓,目的是解決注水的壓力不夠, 水不能射入到熱浙青內的情況。由於熱浙青本身具有一定的稠度,常壓注水不可能完全把 水射入到熱浙青中;而且,沒有射入浙青中的水會在浙青表面蒸發,會產生附加的水蒸汽壓 強,必然會加大水滴在刻度管中的運動量,直接對測試結果產生影響,使得測試結果偏大, 故需嚴格控制射水,應儘可能的使水全部射入到熱浙青中;為此,加大射水壓力,減少射水 的水量損失,確保試驗的準確性。測試裝置的密封性能也決定試驗能否成功,為保證裝置的密封性能,在壓蓋9的 內側加一塊耐高溫的矽膠密封圈,由於扣環10的擠壓的作用,使得發泡皿3、矽膠密封圈、 壓蓋9三者緊密的貼在一起,共同保證密封性能,使得浙青的發泡完全在一個密閉的容器 中進行,同時也保證了排出的氣體完全被排到刻度管中推動水滴的運動。為產生很好的發 泡的效果,採用特製噴頭;水箱中的水在高壓的作用下,通過電磁閥6、進水管7和特製噴頭 後,從出水針管19產生均勻、高速的三注細水注;當電磁閥6關閉後,水就停止注射。由於 電磁閥6的存在,可以實現快速通水和斷水,並且通過電子控制器控制的時間間隔來控制射水量,以確保發泡效果。水箱5、電磁閥6和特製噴頭的配合,共同完成快速高壓射水的全 過程。浙青發泡時,浙青膜包裹的體積逐漸增大,勢必擠壓周圍的氣體往刻度管12中運動, 這樣浙青發泡的體積的變化,能及時、準確的通過刻度管12顯示出來。為防止密閉容積過 大而導致體積變化反應的延後發生,發泡皿4的容積應接近浙青發泡後的體積,儘可能的 減少浙青膜外的氣體所佔容器的空間;同時也應減少連通管13的長度。整個發泡過程的時間比較短,密閉容器內的溫度可以近似認為不變,所得的試驗 數據不做修正,直接求出泡沫浙青的膨脹率和半衰期。下面給出
具體實施例方式稱取30克的試驗浙青倒入發泡皿3,電磁爐加熱,用溫 度計測量浙青的加熱溫度,當加到發泡溫度的時候(160°C左右),用坩堝鉗把裝有熱浙青 的發泡皿3轉移到裝置的器皿導軌15上,並推進到器皿座4上,打開壓蓋9中的換氣閥14, 扳動壓緊扣環10,蓋緊壓蓋9。停留片刻後(待發泡皿中的氣壓穩定,主要使反應容器的內 外壓強相等),關閉換氣閥14,讓電磁閥6通電一瞬間,這樣水箱5中的水通過導水管7和 特製噴頭瞬間注入熱的浙青中(試驗前用增壓泵給水箱加壓),開始發泡。同時當看到刻 度管12中水滴開始運動時就用秒表開始計時,並記錄初始刻度值Ltl,當水滴停止運動,並且 開始返回時,記下該時刻的刻度值L1和時間、,當數值減少到(L1-Lci)A時,再次記下該時 刻的時間、,然後通過有關公式計算得出相關的性能測試指標,即泡沫浙青的發泡率(膨脹 率)和半衰期。計算公式說明如下發泡率(膨脹率)W= (L1-L0) X A0ZY0V0 = m0/ P其中W 泡沫浙青的膨脹率;L1 刻度管的最大刻度值讀數;L0 試驗前刻度管的初始刻度值讀數;A0 刻度管的橫截面,設計為Icm2 ;Vtl:實驗浙青的體積;mQ:實驗浙青的質量;ρ 實驗浙青的密度。半衰期ΔT = t「t0其中Δ T 泡沫浙青的發泡半衰期;、刻度管的刻度值為(L1-Ltl)/2時的秒表讀數;t0 刻度管的刻度值L1時的秒表讀數。需水量M= 3Xv。X AtXA1X Pw其中M 泡沫浙青的發泡需水量;V0 射流速度,由試驗前設定;Δ t 射流時間,由試驗前設定;A1 單個射水孔的橫截面積;Pw 水的密度。實例1 稱取30g的試驗浙青,加熱到160°C,同時把水箱內的壓強加到0. 2MPa,電 磁閥開關間隔時間設定為2s (2秒),射流速度設定為5m/s,開始實驗。
所得數據如下L0 = 1. 5,L1 = 403. 8,t0 = 36,、二 49。貝 Ij需水量為M= 3Xv0X AtXA1X Pw = 3X5X2X0. 3X1 = 9g發泡率(膨脹率)=(L1-L0) XA0/V0= (403. 8-1. 5) X 1/(30/1. 15)= 15.4半衰期ΔΤ= trt0 = 49-36 = 13s (13 秒)實例2 稱取50g的試驗浙青,加熱到160°C,同時把水箱內的壓強加到0. 2MPa,電 磁閥開關間隔時間設定為3s (3秒),射流速度設定為5m/s,開始實驗。所得數據如下L0 = 2. 0,L1 = 680. 8,t0 = 62,、二 75。貝 Ij需水量為M= 3Xv0X AtXA1X Pw= 3X5X3X0. 3X1 = 13. 5g發泡率(膨脹率)=(L1-L0) XA0/V0= (680. 8-2) X 1/(50/1. 15)= 15.6半衰期ΔΤ= trt0 = 75-62 = 13s (13 秒)實例3 稱取80g的試驗浙青,加熱到160°C,同時把水箱內的壓強加到0. 2MPa,電 磁閥開關間隔時間設定為5s (5秒),射流速度設定為5m/s,開始實驗。所得數據如下L0 = 1. 2,L1 = 1028. 8,t0 = 87,、= 101。則需水量為M= 3Xv0X AtXA1X Pw = 3X5X5X0. 3X1 = 22. 5g發泡率(膨脹率):ff= (L1-L0) XA0/V0= (1028. 8-1. 2) X 1/(80/1. 15)= 14.7半衰期ΔT = trt0 = 101-87 = 14s (14 秒)
權利要求
一種泡沫瀝青性能測試裝置,其特徵在於它包括底座(1)、增壓管(2)、器皿座(4)、水箱(5)、進水管(7)、支架(8)、壓蓋(9)、壓緊扣環(10)、螺杆(11)、刻度管(12)、導氣管(13)和增壓泵(16),所述的底座(1)上,固定有器皿座(4)、水箱(5)、支架(8)和增壓泵(16),水箱(5)通過增壓管(2)與增壓泵(16)連通,進水管(7)的一端與水箱(5)連通,另一端與壓蓋(9)內的噴頭連通,壓緊扣環(10)和螺杆(11)把壓蓋(9)壓緊在支架(8)的下面,刻度管(12)固定在支架(8)上,它通過導氣管(13)與發泡皿(3)連通,壓蓋(9)上還安裝有換氣閥(14)。
全文摘要
本發明公開了一種泡沫瀝青性能測試裝置。本發明的目的在於提供一種操作簡單、快速、能準確測試出泡沫瀝青發泡特性的試驗裝置。本發明的特徵在於它包括底座、增壓管、器皿座、水箱、進水管、支架、壓蓋、壓緊扣環、螺杆、刻度管、導氣管和增壓泵,所述的底座上,固定有器皿座、水箱、支架和增壓泵,水箱通過增壓管與增壓泵連通,進水管的一端與水箱連通,另一端與壓蓋內的噴頭連通,壓緊扣環和螺杆把壓蓋緊壓在支架的下面,刻度管固定在支架上,它通過導氣管與發泡皿連通,壓蓋上還安裝有換氣閥。本發明主要用於公路工程實驗室檢測泡沫瀝青的發泡膨脹率和半衰期。
文檔編號G01N7/00GK101975716SQ201010277430
公開日2011年2月16日 申請日期2010年9月10日 優先權日2010年9月10日
發明者戴聆春, 曾振華, 李九蘇 申請人:長沙理工大學

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