專利名稱：：一種瀝青阻燃性能的測試方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及了一種瀝青特殊性能指標檢測方法，尤其涉及一種瀝青阻燃性能的測試方法。
背景技術：
：隨著我國高速公路的發(fā)展，公路隧道的數(shù)量也不斷增加，由于水泥混凝土抗水與阻燃性能較好，因此，迄今隧道路面鋪裝仍主要采用水泥路面。但是，隨著對路面行駛質量要求的提高，平整、耐磨、低噪音的瀝青路面代替水泥混凝土路面，而逐漸成為隧道路面的發(fā)展主流。.《公路隧道設計規(guī)范》(JTGD70-2004)第15.3條規(guī)定"各級公路隧道可采用水泥混凝土路面，必要時可采用阻燃性良好的、有利于光電照明、反光特性良好的瀝青面層結構"。因此，隧道釆用抗滑性好、噪音小、.行車舒適的阻燃瀝青路面鋪裝成為一種發(fā)展趨勢。瀝青的燃燒是一個防熱、分解的物理化學過程，首先熔融、滴落、流淌，接著是熔珠燃燒，再由燃燒的熔珠滴落，流淌，造成火勢蔓延擴大，燃燒中分解出氫、甲烷、苯及烷烴類易燃氣體，這些氣體的燃燒又進一步加快了瀝青的熱分解，所以瀝青火災的特點是來勢猛、擴展快、范圍廣、損失大。因此，想要解決瀝青的難燃化問題，首先要解決瀝青在受熱時不熔滴、不流淌的問題，可以通過提高瀝青熔點和分解溫度、增加分解氣體中的不燃成份或增加燃燒膜中的抑制成份，以提高其燃燒氧指數(shù)，達到解決瀝青難燃化目的。所謂極限氧指數(shù)，它是衡量物質燃燒難易程度的標尺，就是指在規(guī)定的試驗條件下，材料在氧氮混合氣體中剛好能保持燃燒狀態(tài)所需的最低氧濃度。氧指數(shù)OI=-X100%〔02〕+〔N2〕式中〔02〕—臨界氧濃度時混合氣體中氧氣的體積流量；(N2〕——臨界氧濃度時混合氣體中氮氣的體積流量；極限氧指數(shù)越高，表明材料越難燃?？諝庵械难鯕鉂舛葹?1%，當氧指數(shù)<21%為易燃材料，21%27%為可燃材料，〉27%是該材料在火中自行熄滅。日本JISK7201規(guī)定氧指數(shù)〉30%為難燃1級，27%30%為難燃2級，24%27%為難燃3級，24%21%為難燃4級，<21%為難燃5級。隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對瀝青路面的阻燃性要求也越來越嚴格，阻燃瀝青的標準和法規(guī)也越來越完善，國內(nèi)不少專家研究了瀝青氧指數(shù)測試的有關影響因素，并重點對試樣溫度、試樣量以及燃燒時總氣體流量等進行了分析和測試，但由于瀝青特殊的物理性質，目前國內(nèi)還沒有檢測其阻燃性的統(tǒng)一的方法和測試標準。瀝青在過程中存在軟化變形和易流淌性質，因而制作阻燃瀝青試樣的工藝就是一個關鍵性步驟，樣本的制作工藝不同，所測結果必然存在差異。現(xiàn)在業(yè)內(nèi)利用玻璃纖維氈制作瀝青試樣檢測氧指數(shù)，因為用玻璃纖維氈制備瀝青樣條時，玻璃纖維只是起到支撐作用，通過單純?nèi)紵秊r青來檢測氧指數(shù)，不能很好地體現(xiàn)路面瀝青的燃燒過程。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術問題是為了克服上面所述的技術缺陷，提供一種更符合瀝青混合料燃燒時瀝青的實際狀態(tài)，更好地體現(xiàn)路面瀝青燃燒過程地瀝青阻燃性能的測試方法。為了解決上面所述的技術問題，本發(fā)明采取以下技術方案一種瀝青阻燃性能的測試方法，將瀝ff與填料的粉膠比(或重量比)為l:0.81.2的瀝青混合料制成長80150mm的瀝青樣條，以15條瀝青樣條為一組，然后將一組瀝青樣條進行氧指數(shù)檢測試驗。所述的填料為礦粉所述的氧指數(shù)檢測試驗的步驟如下(I)試驗前的準備(1。確定空氣中的氧濃度根據(jù)在空氣中點燃的情況，確定空氣中的氧濃度范圍；(12)氣體控制裝置的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)混合氣體及控制流量，使混合氣體中氧濃度與步驟L確定的氧濃度相同，并以40士10mm/s的速度流經(jīng)燃燒筒，進行燃燒筒的洗滌，洗滌持續(xù)時間^為3060s，之后，混合氣體繼續(xù)以40士10mm/s的速度流經(jīng)燃燒筒；(13)試樣的安置.將瀝青樣條夾在夾具上，垂直地安裝在燃燒筒的中心位置，使瀝青樣條頂端低于燃燒筒頂端至少100mm，瀝青樣條的暴露部分最低處高于燃燒底部配氣裝置頂端至少100mm;-(II)點燃試樣取出一組瀝青樣條中的其中一條，按照步驟13夾在夾具上，采用頂端點燃法，用點火器先對瀝青樣條進行點燃，使火焰接觸瀝青樣條頂端并覆蓋整個頂表面，瀝青樣條頂端全部著火后，移走點火器，開始計時；(III)觀察燃燒狀態(tài)計時開始后，觀察試樣燒掉的長度及其燃燒行為，(ni。若在燃燒過程中，先燃燒中止，之后在12s又自發(fā)再燃，則繼續(xù)觀察及計時；(1112)若試樣的燃燒時間T3小于180s，則試驗成功，記錄此時的燃燒時間T3和燃燒筒中的氧濃度，并將此次試驗記錄為"〇"反應，之后采用少量樣品升一降法，重復步驟n、III，直至一組瀝青樣條試驗完畢；(1113)若試樣的燃燒時間T3大于180s，則試驗失敗，撲滅火焰，并將此次試驗記錄為"x"反應，之后采用"少量樣品升一降法"，重復步驟n、in，直至一組瀝青樣條試驗完畢；(iv)確定氧指數(shù)步驟m中，當記錄的相鄰兩條瀝青樣條的燃燒行為一條為"X"反應，另一條為"〇"反應(IV!)若兩者選擇的氧濃度差值為0.5%，則確定"〇"反應的瀝青樣條燃燒時的氧濃度為氧指數(shù)；(IV2)若兩者選擇的氧濃度差值為1%，則在"X"反應的瀝青樣條燃燒時氧濃度的基礎上降低0.5%，再重復步驟(IV)。其中，步驟II中，火焰作用于瀝青樣條頂端的時間T2為1530s，若在T2內(nèi)不能點燃瀝青樣條，則移走點火器，增大燃燒筒內(nèi)的氧濃度，之后再重復步驟II，如此反復，直至在T2內(nèi)點燃瀝青樣條。步驟IIl3所述的"少量樣品升一降法"是指以0.51%的氧濃度差值為改變量，按照步驟n、ni的要求，進行一組瀝青樣條的試驗，如果前一條試樣的燃燒行為是"X"反應，則降低氧濃度；如果前一條試樣的燃燒行為是"〇"反應，則增大氧濃度。上述的瀝青樣條的制備步驟進一步包括—(i)稱取熔融后的瀝青，在155165'C恒溫下進行勻速攪拌；(ii)按瀝青與填料的膠粉比為1:0.81.2稱取填料；(iii)加入填料并攪拌均勻，冷卻至5070°C，在不銹鋼模具內(nèi)搟壓成型并取出；(iv)冷卻至室溫后將多余部分裁剪整齊，并剪成長80150mm的瀝青樣條。作為一種優(yōu)選方案，歩驟11中，按瀝青與填料的膠粉比為1:0.S1.2稱取填料，并稱取瀝青阻燃改性劑，將瀝青阻燃改性劑加入步驟i的瀝青中并攪拌均勻，完成后繼續(xù)攪拌0.5lh，使瀝青阻燃改性劑母粒充分溶解，溫度保持在150170°c，然后剪切50min。瀝青阻燃改性的摻量為030%。其中，所述的不銹鋼模具為寬10mm，長340mm，厚5mm的不銹鋼模具。本發(fā)明的瀝青混合料中，瀝青作為一種結合料被瀝青混合料中的填料吸附形成粘結集料有膠漿，因此，瀝青混合料在燃燒過程中是摻加了填料的瀝青在燃燒。通過本發(fā)明提供的方法——礦粉法制成實驗用瀝青樣條，工藝簡單、生產(chǎn)設備要求低，便于研究，在測試瀝青氧指數(shù)時更符合瀝青混合料燃燒時瀝青的實際狀態(tài)，能更好地體現(xiàn)路面瀝青的燃燒過程。按照本發(fā)明方法檢測得出的瀝青氧指數(shù)，可以真實準確地衡量與反應瀝青的阻燃性能，同時，'為瀝青阻燃改性劑的研究與應用效果提供評價依據(jù)。具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明作詳細說明1、瀝青選用為茂名90#，各項性能指標如表l:<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>2、瀝青阻燃改性劑選用為Oceanpower公司生產(chǎn)的(環(huán)保型)瀝青阻燃改性劑FRMAXTM，各項物化指標如表2:<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實例l:采用玻璃纖維氈法制備阻燃性瀝青樣條a、稱取熔融后的瀝青，在16(TC左右恒溫下進行勻速攪拌；b、稱取瀝青阻燃改性劑(瀝青阻燃改性劑的量參照表3)，并加入步驟a的瀝青中并攪拌均勻，完成后繼續(xù)攪拌0.5h，溫度保持在16(TC左右，然后剪切50min;c、剪取1塊140X140的玻璃纖維氈，重量為(8±0.5)g，水平放置于涂有隔離劑的玻璃板上，將(80±2)g的上述瀝青均勻澆附于玻璃纖維氈上；d、待冷卻至室溫后，將其裁剪成長80120mm，寬(6.5±0.5)mm的試樣，每組試樣不少于15根。實例2:采用本發(fā)明方法(礦粉法)制備阻燃瀝青樣條(i)稱取熔融后的瀝青，在16(TC左右恒溫下進行勻速攪拌；.(ii)按瀝青與礦粉的膠粉比(重量比)為1:1稱取礦粉，和稱取瀝青阻燃改性劑(瀝青阻燃改性劑的量參照表3)，將瀝青阻燃改性劑加入步驟i的瀝青中并攪拌均勻，完成后繼續(xù)攪拌0.5h，使瀝青阻燃改性劑母粒充分溶解，溫度保持在160。C左右，然后剪切50min;(iii)加入礦粉并攪拌均勻，冷卻至6(TC左右，在寬10mm，長340mm，厚5mm的不銹鋼模具內(nèi)搟壓成型并取出；(iv)待冷卻至室溫后將多余部分裁剪整齊，并剪成長80150mm的瀝青樣條，每組試樣不少于15根。將上述兩實例中得到的瀝青樣條參照GB/T2406-93《塑料燃燒性能試驗方法一氧指數(shù)法》測定瀝青氧指數(shù)，所得數(shù)據(jù)如表3:<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>82224102325152426.5182527202628.5表3:氧指數(shù)檢測結果對比表由上表可知，采用本發(fā)明方法——礦粉法制備瀝青樣條測得的氧指數(shù)要比玻璃纖維氈略高，這是因為返回在瀝青中的礦粉是難燃物，從而提高了其氧指數(shù)。盡管本發(fā)明已作了詳細說明并引證了實施例，但對于本領域的普通技術人員，顯然可以按照上述說明而做出的各種方案、修改和改動，都應該包括在權利要求的范圍之內(nèi)。權利要求1、一種瀝青阻燃性能的測試方法，其特征在于將瀝青與填料的粉膠比為1∶0.8～1.2的瀝青混合料制成長80～150mm的瀝青樣條，以15條瀝青樣條為一組，然后將一組瀝青樣條進行氧指數(shù)檢測試驗。2、根據(jù)權利要求1所述的瀝青阻燃性能的測試方法，其特征在于所述的氧指數(shù)檢測試驗的步驟如下(I)試驗前的準備(1。確定空氣中的氧濃度根據(jù)在空氣中點燃的情況，確定空氣中的氧濃度范圍；(12)氣體控制裝置的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)混合氣體及控制流量，使混合氣體中氧濃度與步驟^確定的氧濃度相同，并以40士10mm/s的速度流經(jīng)燃燒筒，進行燃燒筒的洗漆，洗滌持續(xù)時間T/為3060s，.之后，混合氣體繼續(xù)以40士10mm/s的速度流經(jīng)燃燒筒；(13)試樣的安置將瀝青樣條夾在夾具上，垂直地安裝在燃燒筒的中心位置，使瀝青樣條頂端低于燃燒筒頂端至少lOOmm，瀝青樣條的暴露部分最低處高于燃燒底部配氣裝置頂端至少100mm;(II)點燃試樣取出一組瀝青樣條中的其中一條，按照步驟13夾在夾具上，采用頂端點燃法，用點火器先對瀝青樣條進行點燃，使火焰接觸瀝青樣條頂端并覆蓋整個頂表面，瀝青樣條頂端全部著火后，移走點火器，開始計時；(III)觀察燃燒狀態(tài)計時開始后，觀察試樣燒掉的長度及其燃燒行為，(nii)若在燃燒過程中，先燃燒中止，之后在i2s又自發(fā)再燃，則繼續(xù)觀察及計時；(III2)若試樣的燃燒時間丁3小于180s，則試驗成功，記錄此時的燃燒時間T3和燃燒筒中的氧濃度，并將此次試驗記錄為"〇"反應，之后采用少量樣品升_降法，重復步驟II、III，直至一組瀝青樣條試驗完畢；(m3)若試樣的燃燒時間T3大于180s，則試驗失敗，撲滅火焰，并將此次試驗記錄為"x"反應，之后采用"少量樣品升一降法"，重復步驟n、in，直至一組瀝青樣條試驗完畢；(iv)確定氧指數(shù)步驟m中，當記錄的相鄰兩條瀝青樣條的燃燒行為一條為"X"反應，另一條為"〇"反應(IV,)若兩者選擇的氧濃度差值為0.5%,則確定"〇"反應的瀝青樣條燃燒時的氧濃度為氧指數(shù)；(IV2)若兩者選擇的氧濃度差值為1%，則在"X"反應的瀝青樣條燃燒時氧濃度的基礎上降低0.5%，再重復步驟(IV)。3、根據(jù)權利要求:2所述的瀝青阻燃性'能的測試方法，其特征在于步驟II中，火焰作用于瀝青樣條頂端的時間T2為1530s，若在T2內(nèi)不能點燃瀝青樣條，則移走點火器，增大燃燒筒內(nèi)的氧濃度，之后再重復步驟n，如此反復，直至在T2內(nèi)點燃瀝青樣條。4、根據(jù)權利要求2所述的瀝青阻燃性能的測試方法，其特征在于步驟1113所述的"少量樣品升一降法"是指以0.51%的氧濃度差值為改變量，按照步驟n、m的要求，進行一組瀝青樣條的試驗，如果前一條試樣的燃燒行為是"x"反應，則降低氧濃度；如果前一條試樣的燃燒行為是"〇"反應，則增大氧濃度。5、根據(jù)權利要求1所述的瀝青阻燃性能的測試方法，其特征在于所述瀝青樣條的制備步驟進一歩包括(i)稱取熔融后的瀝青，在155165。C恒溫下進行勻速攪拌；(11)按瀝青與填料的膠粉比為1:0.81.2稱取填料；(iii)加入填料并攪拌均勻，冷卻至5070°C，在不銹鋼模具內(nèi)搟壓成型并取出；(iv)冷卻至室溫后將多余部分裁剪整齊，并剪成長80150mm的瀝青樣條。6、根據(jù)權利要求5所述的瀝青阻燃性能的測試方法，其特征在于步驟ii中，按瀝青與填料的膠粉比為1:0.81.2稱取填料，并稱取瀝青阻燃改性劑，將瀝青阻燃改性劑加入步驟i的瀝青中并攪拌均勻，完成后繼續(xù)攪拌0.5lh，使瀝青阻燃改性劑母粒充分溶解，溫度保持在15017(TC，然后剪切50min。7、根據(jù)權利要求6所述的瀝青阻燃性能的測試方法，.其特征在于瀝青阻燃改性的摻量為030%。8、根據(jù)權利要求5所述的瀝青阻燃性能的測試方法，其特征在于所述的不銹鋼模具為寬10mm，長340mm,厚5mm的不銹鋼模具。9、根據(jù)權利要求l、5或6所述的瀝青阻燃性能的測試方法，其特征在于:所述的填料為礦粉。全文摘要本發(fā)明公開了一種瀝青阻燃性能的測試方法，將瀝青與填料的粉膠比為1∶0.8～1.2的瀝青混合料制成長80～150mm的瀝青樣條，以15條瀝青樣條為一組，然后將一組瀝青樣條進行氧指數(shù)檢測試驗。通過本發(fā)明提供的方法制成實驗用瀝青樣條，工藝簡單、生產(chǎn)設備要求低，便于研究，在測試瀝青氧指數(shù)時更符合瀝青混合料燃燒時瀝青的實際狀態(tài)，能更好地體現(xiàn)路面瀝青的燃燒過程。按照本發(fā)明方法檢測得出的瀝青氧指數(shù)，可以真實準確地衡量與反應瀝青的阻燃性能，同時，為瀝青阻燃改性劑的研究與應用效果提供評價依據(jù)。文檔編號G01N31/12GK101581711SQ200810067148公開日2009年11月18日申請日期2008年5月13日優(yōu)先權日2008年5月13日發(fā)明者何唯平,徐世國,蔡麗麗申請人:深圳市海川實業(yè)股份有限公司;深圳海川工程科技有限公司;上海啟鵬化工有限公司;河源海川科技有限公司