一种集料表面能的测试方法
【专利摘要】本发明涉及一种集料表面能的测试方法，包括以下步骤：A、采用水锯的方法将从采石场获得的集料分成5cm×5cm×1cm尺寸的试样；B、对试样进行抛光处理，获得光滑平整的表面；C、对测试所用试样进行表面清理；D、打开测试软件，调节样品台开始进行测试。本发明所采用的测试方法前期准备过程简单，测试条件容易控制，测试用时较短，数据处理较为简单，测试结果的变异系数低，数据再现性较好。本发明为准确获取集料的表面能参数奠定了基础。
【专利说明】一种集料表面能的测试方法
【技术领域】
[0001]本发明属于道路工程领域，具体涉及一种集料表面能的测试方法。
【背景技术】
[0002]随着浙青路面的普及，许多工程实例证明了浙青路面的水损坏会严重降低路面使用性能。目前的评价方法与指标均是从宏观层面来判断浙青混合料的水稳定性好坏，而很少从水的作用机理、影响因素及水稳定性改善措施与机理对浙青混合料水损坏过程进行研究。针对此问题，国外学者通过不断探索，发现采用表面能理论及测试方法来研究浙青混合料的水稳定性具有很好的效果。目前，国内对浙青路面水损坏问题的研究主要集中于浙青与集料粘附性和混合料水稳定性宏观测试方法与指标的探索，若要在微观方面对浙青混合料的水稳定性进行分析，不仅需要对浙青材料的表面能测试方法进行探索，同时也需要对集料表面能的测试方法进行探索。基于表面能理论及其测试方法，同时运用粘附剥落模型和评价指标，可以从细观角度探究浙青混合料粘附剥落特性，从而分析浙青混合料水稳定性能，可以为浙青混合料水损坏问题的研究提供基础依据。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种集料表面能的测试方法，该测试方法具有测试操作简单，测试结果精确可信，评价指标力学意义明确等特点。
[0004]本发明采用以下技术方案来解决上述技术问题:
一种集料表面能的测试方法，具体操作步骤如下:
(I)、获得一定规格形状的试 样，采用水锯的方法将从采石场获得的集料分成所需规格的试样；
(2)、对试样进行抛光处理，获得光滑平整的表面，先使用抛光机将步骤(1)切好的试样进行抛光处理，然后用清水冲洗试样，将其晾干后再用水砂纸对试样进一步磨光，以获得统一平整的集料表面；
(3)、测试所用试样表面清理，先用事先备好的分析纯酒精对步骤(2)所得试样浸泡，然后再用蒸馏水进行冲洗，最后放入到95~105°C烘箱中4.5^5.5h烘干，取出后放置干燥备用；
(4)、测试样品准备完毕后，进行测试溶液选择，测试溶液所用仪器为接触角仪，选取蒸馏水、乙二醇和甲酰胺溶液作为已知表面能测试液体；
(5)、打开测试软件，调节样品台开始进行测试，控制测试温度为25°C，计算方法采用切线法；测试中I个试样仅能用一种液体进行，每个试样至少测试3个以上不同位置，然后取平均值；待所有液体测试完后，记录并保存测试数据，得到所测试试件的接触角；所述的切线法是指测试软件会自动生成一个虚拟圆，通过调节圆的半径，调整水平线和圆的位置，使得虚拟圆与弧形最大限度的重合，然后测试软件会自动计算出左右接触角值。
[0005]本发明中，步骤(1)所述水锯是指利用流水的冲力带动锯片做功的装置。[0006]本发明中，步骤(4)中所述接触角仪为美国科诺有限公司研发的SL200B型接触角仪。
[0007]本发明中，步骤(5)所述测试软件为美国科诺有限公司研发的SL200B型接触角仪所对应的测试软件。
[0008]本发明中，步骤(3)中所述分析纯酒精，其乙醇含量≥95%。
[0009]本发明的有益效果在于:本发明所采用的测试方法前期准备过程简单，测试条件容易控制，测试用时较短，数据处理较为简单，测试结果的变异系数低，数据再现性较好。本发明为准确获取集料的表面能参数奠定了基础。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明试样 的结构图示。
[0011]图2为切线法几何示意图。
【具体实施方式】
[0012]为了明确一种集料表面能的测试方法，现结合一个典型的测试加以说明。
[0013]实施例1:集料选择玄武岩、辉绿岩、石灰岩、砂岩与花岗岩，各集料的密度与吸水率见表1，测试液体为蒸馏水、乙二醇及甲酰胺。
[0014]具体步骤如下:
1、获得要求尺寸的试样。采用水锯的方法将从采石场获得的集料分成5cmX5cmXIcm尺寸的试样；
2、对试样进行抛光处理，获得光滑平整的表面。先使用抛光机将切好的试样进行抛光处理，然后用清水冲洗试样，将其晾干后再用240#水砂纸对试样进一步磨光，以获得统一平整的集料表面；
3、测试所用试样表面清理。先用事先备好的分析纯酒精(乙醇含量>95%)对试样浸泡，然后再用蒸馏水进行冲洗，最后放入到100°C烘箱中5h烘干，取出后放置干燥备用；
4、测试样品准备完毕后，进行测试溶液选择。选取蒸馏水、乙二醇、甲酰胺溶液作为已知表面能测试液体。
[0015]5、打开测试软件，调节样品台开始进行测试。测试温度为25°C，计算方法采用切线法。测试中I个试样仅能用一种液体进行，每个试样至少测试3个以上不同位置，然后取平均值。待所有液体测试完后，记录并保存测试数据，得到所测试试件的接触角。
[0016]根据现有研究，对于给定的某一固体，不同液体的表面能与其在固体表面的接触角余弦值之积Y1Cose与液体的表面能Y1存在良好的线性关系，因此可以用这一关系来对测试结果进行有效性验证。对上述5种集料采用本发明的方法进行表面能测试，得到测试液体与各种集料的接触角值及数据有效性检验结果见表2。
[0017]表面能测试所得测试结果只是已知液体与集料表面的接触角值，需进一步计算才能得到该种集料的表面能参数。
[0018]根据表面物理化学，液体或固体的表面能Y可以表示为范德华力作用参数Y ^和酸碱极性作用参数之和，酸碱极性作用YAB可表示为酸基参数Y +和碱基参数Y—，具体关系见式(I):
【权利要求】
1.一种集料表面能的测试方法，其特征在于具体操作步骤如下: (1)、获得一定规格形状的试样，采用水锯的方法将从采石场获得的集料分成所需规格的试样； (2)、对试样进行抛光处理，获得光滑平整的表面，先使用抛光机将步骤(1)切好的试样进行抛光处理，然后用清水冲洗试样，将其晾干后再用水砂纸对试样进一步磨光，以获得统一平整的集料表面； (3)、测试所用试样表面清理，先用事先备好的分析纯酒精对步骤(2)所得试样浸泡，然后再用蒸馏水进行冲洗，最后放入到95~105°C烘箱中4.5^5.5h烘干，取出后放置干燥备用； (4)、测试样品准备完毕后，进行测试溶液选择，测试溶液所用仪器为接触角仪，选取蒸馏水、乙二醇和甲酰胺溶液作为已知表面能测试液体； (5)、打开测试软件，调节样品台开始进行测试，控制测试温度为25°C，计算方法采用切线法；测试中I个试样仅能用一种液体进行，每个试样至少测试3个以上不同位置，然后取平均值；待所有液体测试完后，记录并保存测试数据，得到所测试试件的接触角；所述的切线法是指测试软件会自动生成一个虚拟圆，通过调节圆的半径，调整水平线和圆的位置，使得虚拟圆与弧形最大限度的重合，然后测试软件会自动计算出左右接触角值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)所述水锯是指利用流水的冲力带动锯片做功的装置。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(4)中所述接触角仪为SL200B型接触角仪。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(5)所述测试软件为SL200B型接触角仪所对应的测试软件。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(3)中所述分析纯酒精，其乙醇含量≥95%。
【文档编号】G01N13/00GK103543090SQ201310536172
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年11月1日 优先权日:2013年11月1日
【发明者】李立寒, 孙瑜 申请人:同济大学