⛽ 沥青的针入度
三句话速览
沥青的稠度,以标准针在25 °C下、100 g荷载作用5 s所穿入的深度表示,单位为0。该检测依据 PN-EN 1426:2015-08;常规条件:25 °C、100 g、5 s——针入度不超过(330 × 0.1) mm。整个程序共 7 个步骤(合计约 1 小时 30 分钟);主要用于:道路沥青按针入度牌号的分级(例如35/50、50/70)、道路试验室中沥青质胶结料的进货检验(与PN-EN 1427一并)、自沥青混合料回收的胶结料的试验(小盛样皿)。
要点速览
- 标准: PN-EN 1426:2015-08
- 类别: 石油化工
- 操作步骤数: 7
- 各步骤合计时间: 1 小时 30 分钟
- 常规条件: 25 °C、100 g、5 s——针入度不超过(330 × 0.1) mm
- 高针入度: (330~500) × 0.1 mm:15 °C、100 g、5 s,使用较长的针
- 活动荷载: (100.00 ± 0.10) g:针杆(47.50 ± 0.05) g + 砝码(50.00 ± 0.05) g + 带套管的针(2.50 ± 0.05) g
概述
PN-EN 1426标准规定了测定沥青与沥青质胶结料稠度的方法。常规程序适用于不超过(330 × 0.1) mm的针入度;对高于该值、直至(500 × 0.1) mm的针入度则采用其他参数(试验温度降至15 °C,荷载与时间不变)。针入度是以十分之一毫米表示的稠度,即标准针在规定的温度、荷载与加载时间条件下垂直穿入试样的距离。本说明依据PN-EN 1426:2015-08版编写,该版已被撤销并由PN-EN 1426:2025-02代替——采用前应核查新版的修改。
针入度是沥青稠度(硬度)的量度——结果越低,沥青越硬;若针穿入10 mm,则针入度为100(0.1 mm)。它是道路沥青分级(例如35/50、50/70)的基本参数,也是GDDKiA道路试验室中与按PN-EN 1427的软化点并列要求的试验项目。2015年版删去了对水银温度计的规范性引用(在国家法规允许时可用),并细化了盛样皿尺寸的表1。
标准还规定了用于少量胶结料(例如自混合料芯样萃取回收的胶结料或老化研究中的胶结料)的不锈钢小盛样皿(内径 ≥ 35 mm,壁厚1.5~2.0 mm,置于黄铜环中);此时的精密度可能与第9章所给的不同。其他条件(例如200 g、60 s、5 °C)可作为低温性状的指标。
方法原理
测量标准针穿入已调温试样的深度。对不超过约(330 × 0.1) mm的针入度:温度25 °C、荷载100 g、时间5 s;对预期高于(330 × 0.1) mm的针入度:温度降至15 °C,荷载与时间不变。活动荷载由针、(47.50 ± 0.05) g的针杆与(50.00 ± 0.05) g的砝码构成——合计(100.00 ± 0.10) g。针由X105CrMo17不锈钢制成,硬度HRC 54~60,杆径1.00~1.02 mm,锥角8°40′~9°40′,截平针尖0.14~0.16 mm,装于直径(3.10 ± 0.15) mm、长(38 ± 1) mm的套管中;针与套管的质量为(2.50 ± 0.05) g。结果为各有效测量值(以0.1 mm计)的算术平均值,修约为整数。
应用领域
- 道路沥青按针入度牌号的分级(例如35/50、50/70)
- 道路试验室中沥青质胶结料的进货检验(与PN-EN 1427一并)
- 自沥青混合料回收的胶结料的试验(小盛样皿)
- 跟踪沥青的工艺老化与使用老化
- 聚合物改性沥青(按供应商建议准备,180~200 °C)
关键参数
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 常规条件 | 25 °C、100 g、5 s——针入度不超过(330 × 0.1) mm |
| 高针入度 | (330~500) × 0.1 mm:15 °C、100 g、5 s,使用较长的针 |
| 活动荷载 | (100.00 ± 0.10) g:针杆(47.50 ± 0.05) g + 砝码(50.00 ± 0.05) g + 带套管的针(2.50 ± 0.05) g |
| 水浴 | ≥ 10 l,稳定性± 0.15 °C,搁架距底部 ≥ 50 mm、距水面 ≥ 100 mm |
| 温度计 | 量程至少0~30 °C,读数与准确度0.1 °C;仪器至少每年校准一次 |
| 盛样皿 | 内径55~70 mm,深35~60 mm,试样深度应比预期针入度大 ≥ 10 mm |
标准
- 标准编号
- PN-EN 1426:2015-08
- 标准名称(波兰语)
- Asfalty i lepiszcza asfaltowe — Oznaczanie penetracji igłą
- 标准名称(英语)
- Bitumen and bituminous binders — Determination of needle penetration
分步操作程序
-
取样与试样制备
按EN 58取实验室样品,应均匀且未受污染(EN 1425)。取适量转入容器(必要时使用加热的刀具)并按EN 12594熔化。
-
盛样皿的注样
将材料加热至不高于预期软化点以上100 °C(改性沥青:按供应商规定,180~200 °C,绝不得超过200 °C),注入洁净盛样皿,使冷却后试样深度比预期针入度大10 mm。
-
冷却与调温
在空气中冷却,随后在水浴中于试验温度下调温(表1的参考时间:视针入度为60~90 min)。
-
仪器的调整
检查针杆与导向件是否干燥洁净、针杆能否自由移动。用甲苯或适用溶剂清洁针,擦干后装好;总荷载100 g。将盛样皿(置于盛水的转移皿中或水浴中)放在工作台上。
-
测量
下降针,使针尖与试样表面接触(与其倒影相接),记下零位并释放针夹5 s。若盛样皿移动,应中止并调整仪器。
-
重复测量
用三支各自洁净的针至少作三次有效测量,测点距盛样皿边缘不小于10 mm,相互间距不小于10 mm。针入度大于100 × 0.1 mm时,应将针留在试样中直至全部测量完成。
-
结果
以各有效测量值(以0.1 mm计)的算术平均值作为针入度,修约为整数。对标准条件的偏离(例如使用小盛样皿)应在检验报告中注明。
所需设备与仪器
| 设备 | 示例 | 参考价格 |
|---|---|---|
| 针入度仪 | 针夹可垂直移动且无可测摩擦,读数至0.1 mm,可调水平的工作台;可选配针入时间的自动控制 | — |
| 针入度标准针 | X105CrMo17不锈钢(1.4125),HRC 54~60,长约50 mm(用于330~500 × 0.1 mm者更长),在套管上逐支标记 | — |
| 盛样皿 | 金属或玻璃制,圆柱形平底(表1:例如针入度 < 160时为35 mm × Ø 55 mm) | — |
| 水浴 | 容积 ≥ 10 l,± 0.15 °C,带多孔搁架;推荐使用蒸馏水或去离子水 | — |
| 转移皿 | 容积 ≥ 350 ml(低于25 °C时 ≥ 1.5 l),放置稳固,能使盛样皿完全没入水中 | — |
| 计时器与温度传感器 | 准确度0.1 s的计时器;铂电阻Pt或其他读数为0.1 °C的传感器(仅在法规允许时使用水银温度计) | — |
试剂、培养基与耗材
| 试剂 | CAS | 详情 |
|---|---|---|
| 蒸馏水或去离子水 | — | 供水浴使用;应避免受表面活性物质污染而影响结果 |
| 甲苯或其他溶剂 | 108-88-3 | 每次测量前清洁针入度标准针之用(格但斯克工业大学指导书) |
职业健康与安全
- 高温沥青(可达200 °C)——隔热手套、面部防护,在通风橱内操作;不得使水接触高温沥青
- 甲苯易燃且有害——应在通风橱内清洁针,远离热源
- 针入度标准针锋利——应存放于保护盒中,腐蚀或带毛刺者应予废弃
常见问题
该检测依据哪项标准?
该检测依据的标准为 PN-EN 1426:2015-08 — 《Bitumen and bituminous binders — Determination of needle penetration》。
该方法的原理是什么?
测量标准针穿入已调温试样的深度。对不超过约(330 × 0.
测量范围和准确度是多少?
常规条件:25 °C、100 g、5 s——针入度不超过(330 × 0.1) mm;高针入度:(330~500) × 0.1 mm:15 °C、100 g、5 s,使用较长的针;活动荷载:(100.00 ± 0.10) g:针杆(47.50 ± 0.05) g + 砝码(50.00 ± 0.05) g + 带套管的针(2.50 ± 0.05) g;水浴:≥ 10 l,稳定性± 0.15 °C,搁架距底部 ≥ 50 mm、距水面 ≥ 100 mm。
完成检测需要多长时间?
各步骤所列时间合计约为 1 小时 30 分钟。整个程序共 7 个步骤。
需要哪些设备?
针入度仪、针入度标准针、盛样皿、水浴、转移皿、计时器与温度传感器。
该检测用于哪些场景?
道路沥青按针入度牌号的分级(例如35/50、50/70);道路试验室中沥青质胶结料的进货检验(与PN-EN 1427一并);自沥青混合料回收的胶结料的试验(小盛样皿);跟踪沥青的工艺老化与使用老化;聚合物改性沥青(按供应商建议准备,180~200 °C)。
需要采取哪些安全防护措施?
高温沥青(可达200 °C)——隔热手套、面部防护,在通风橱内操作;不得使水接触高温沥青;甲苯易燃且有害——应在通风橱内清洁针,远离热源;针入度标准针锋利——应存放于保护盒中,腐蚀或带毛刺者应予废弃。
哪家实验室可以开展此项检测?
该检测由通过 ISO/IEC 17025 认可的实验室开展。在 LabCoda 上可按标准编号检索 PN-EN 1426。