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流变仪是用于测定物质流变性能的仪器
点击次数:46 发布时间:2019-02-19 打印本页面 返回
  提及流变仪,很多公路人都会感到很陌生,什么是流变仪?它有哪些用途?其与公路建设有何联系?目前,流变仪在公路工程中的应用并不是十分广泛,但已被证实在沥青和乳化沥青的性能评价中有重要的作用,十分有必要进行进一步的研究与应用。
  流变仪是用于测定物质流变性能的仪器,流变性质则是某一种物质对外力表现为弹性和粘性双重特性,即粘弹性。其中,粘性对应物质的流动,与物质本身固有的性质有关,为非可逆变形过程;对某一物体外加压力,其内部各部分的形状和体积发生的变化则为弹性,是可逆的变形过程。
  流变仪分为旋转流变仪、毛细管流变仪、转矩流变仪和界面流变仪。其中,旋转流变仪应用广,适用于非牛顿流体(不满足牛顿黏性实验定律的流体,即其剪应力与剪切应变之间不是线性关系的流体,如石油、沥青、油漆、涂料)的测试。旋转流变仪是在稳定或变速情况下测量扭矩,用夹具因子将物理量转化为流变学的参数,根据夹具的不同,可以测定不同粘度的样品。
  毛细管流变仪和转矩流变仪主要用于测定高聚物的流变性能。毛细管流变仪可测定高聚物熔体的粘度及粘流活化性,转矩流变仪可测定高聚物的热稳定性、剪切稳定性、流动和固化行为,其大特点是能在类似实际加工过程中,连续、准确、可靠地对体系的流变性能进行测定。这两种流变仪与旋转流变仪相比,可测定样品的范围相对较小。
  界面流变仪不同于上述三种流变仪,是用于测定界面粘弹性的仪器。根据工作方式不同可以分为界面扩张流变仪、界面剪切流变仪和界面膨胀流变仪。界面扩张流变仪是通过使用微量注射器,在溶液中注入一个悬挂的气泡或液滴,从而构建气液界面或液液界面,通过气泡或液滴体积的周期变化,将物理量转化为流变学参数,可以得到扩张模量、粘性(弹性)模量、相角。界面剪切流变仪和界面膨胀流变仪则是在一个溶液槽内构建上下两层接触的界面,前者与旋转流变仪类似,通过转子剪切进行测定,后者则是通过吊片在界面上提拉,由吊片重量的变化,转换得到流变学参数。
  旋转流变仪和界面流变仪,在沥青和乳化沥青研究中有较为广泛的应用。旋转流变仪除了可以测定美国公路战略研究计划性能指标(以下简称“SHRP性能指标”)中车辙因子和疲劳因子外,通过考察沥青或乳化沥青残留物的复合模量和相角,可以用于评价沥青的改性效果、沥青老化情况,以及乳化沥青的稳定性和施工和易性。界面流变仪在原油乳状液中的应用十分广泛,因此同样适用于相近体系即乳化沥青的测试,根据界面张力、扩张模量和相角的数据,可以得到乳化剂的乳化能力以及乳化沥青的稳定性等信息。
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