基于电位滴定定量分析改性剂掺量的改性沥青离析评价方法技术

本发明专利技术公开了一种基于电位滴定定量分析改性剂掺量的改性沥青离析评价方法，先对待检样品进行不同时间的离析管热储存试验，取顶部和底部的各三分之一样品分别放入样品盒中，等待检测；利用电位滴定法精确确定上述离析管顶部和底部样品改性剂掺量；计算离析判定指标△w，初步评价待检改性沥青样品离析情况，再通过离析程度a值对改性沥青样品离析程度作精确定量评价。该方法能够快速、精确地评价改性沥青离析情况，并且利用电位滴定法精确测定热储存实验后顶部和底部沥青中改性剂的掺量，从本质上直接表征改性沥青的离析程度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于路面施工
，涉及一种基于电位滴定定量分析改性剂掺量的改 性沥青离析评价方法。
技术介绍
近年来随着我国公路建设的快速发展，聚合物改性沥青由于其优良的性能被广泛 应用到道路建设中。聚合物改性沥青是通过剪切、搅拌等方法，使一些高分子聚合物（如 SBS、SBR、PE、EVA等）分散于沥青中，形成均一稳定的共混材料，利用聚合物良好的物理化 学性能来弥补沥青本身的缺陷，从而改善沥青材料的路用性能，提高沥青路面的服务水平 和使用寿命。由于其优良性能，近年来聚合物改性沥青在国内外都被广泛使用。然而，由于 基质沥青与改性剂在密度、相对分子质量、极性、溶解度参数等方面差异较大，因此绝大部 分沥青与改性剂热力学上是不相容的，致使两者之间的相容性较差，仅仅是物理意义上的 混合，并不能形成稳定的均相体系。一旦停止搅拌，就可能会发生改性剂离析，导致改性沥 青性能降低，使得改性沥青的离析成为改性沥青使用过程中的一个重要问题。因此，建立一 种用于精确评估改性沥青离析的方法迫在眉睫。 然而，目前国内外仍然没有精确的方法能够对改性沥青的离析进行合理、准确评 价的指标，严重妨碍了工程管理人员对改性沥青路面施工质量进行真实、客观和计量的评 价。目前对于评价改性沥青离析常用方法是改性沥青离析试验，通过离析软化点差对改性 沥青储存稳定性离析情况评价，离析软化点差仅是对改性沥青热储存后顶部和底部沥青高 温性能差异的评定，并没有直接反映改性沥青的离析程度，且对于发生严重离析的改性沥 青，顶部沥青软化点受浇模温度及一球穿孔Il现象等因素的影响较大，离散性较大。并且 Lu Xiaohu等人认为在热储存过程中离析管顶部和底部沥青性能有很大差异，此差异仅仅 用软化点差来判定，可能会产生错误的判别。Isacsson U等人认为由于基质沥青与改性 沥青黏弹性的差异，离析软化点差更适合于评价未改性沥青的储存稳定性。所以离析软化 点差作为改性沥青离析的评价指标有一定的局限性。也有一些新的方法用于改性沥青离 析评价，例如，荧光显微法、动态力学分析法（DMA)、动态剪切流变试验（DSR)、红外光谱法 (FTIR)等。荧光显微镜技术只能从微观上观察聚合物的物理分散状态，它对聚合物改性沥 青离析提供了直观形象的信息，但是不能量化聚合物分子在沥青中结构的改变和性能的改 变。动态力学分析法（DMA)和动态剪切流变试验（DSR)是通过检测改性沥青的流变性能 (复数切变模量和相角）来评价其离析，该方法类似于软化点法是一种间接评价方法。红外 光谱法（FTIR)是唯一一种通过检测SBS聚合物含量来定量评价聚合物改性沥青相分离的 方法，但是，由于其红外吸收系数与分离参数的相关系数低（仅为0. 91)，这使得该方法的 检测精度不高。 在热储存过程中，改性沥青的离析实际上就是离析管顶部和底部样品改性剂掺量 的变化。因此，只要能及时准确地检测改性剂掺量，就可以真实地反映改性沥青的离析过 程。对于SBS，SBR类不饱和碳氢聚合物，其不饱和碳碳双键与其分子的数量之间存在严格 的对应关系，所以，可以通过检测不饱和改性剂中不饱和双键的量来对改性沥青中改性剂 掺量进行检测。卤素与不饱和碳氢化合物的反应是标准的化学计量反应，当加入足量的卤 素与不饱和改性剂反应，其反应剩余的量可以通过相应的氧化还原滴定检测，从而推出改 性沥青中改性剂的掺入量。 电位滴定法是用指示电极的电位变化指示滴定终点的到达，在滴定到达终点前 后，被测溶液中的待测离子浓度往往连续变化η个数量级，引起电位的突越，从而可以根据 电位突越准确判断滴定终点，是把电位测定与滴定分析互相结合起来的一种测试方法。该 方法检测精度高，通过仪器读数，人为影响的因素较小，易于操作和标准化。一一种基于电 位滴定的改性沥青中改性剂掺入量的检测方法Il (申请号=2013102574186,公开日：2013 年10月23日），已经将该方法用于改性沥青改性剂掺量精确检测。本专利技术在此基础上，建 立一种新的改性沥青离析评价方法，通过电位滴定方法，确定改性沥青样品离析后的改性 剂准确含量，达到直接定量跟踪改性沥青离析情况的目标。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于电位滴定定量分析改性剂掺量的改性沥青离析评 价方法，解决了现有技术中存在的问题，是能够快速、精确地评价改性沥青离析的方法，利 用电位滴定法精确测定热储存实验后顶部和底部沥青中改性剂的掺量，从本质上直接表征 改性沥青的离析程度。 本专利技术所采用的技术方案是，一种基于电位滴定定量分析改性剂掺量的改性沥青 离析评价方法，包括以下步骤： 步骤一、 先对待检改性沥青样品进行不同时间的离析管热储存试验，取冷却后样品顶部和 底部的各三分之一，等待检测； 步骤二、 利用电位滴定法精确确定上述离析管顶部和底部样品改性剂掺量； 步骤三、 计算离析判定指标Λ w，初步评价待检改性沥青样品离析情况，再通过离析程度a 值对改性沥青样品离析程度作精确定量评价。 进一步的，所述步骤一具体按照以下步骤进行： 待检改性沥青样品热储存试验，具体如下： 1)加热待检改性沥青样品，搅拌并将50g沥青样品注入标准离析管中； 2)将离析管密闭，然后放入163±5°C的烘箱中，静放0-120h ; 3)加热结束后，将盛装沥青样品的离析管取出，保持离析管竖立状态放置于冰箱 中冷却，直到沥青完全固化； 4)用剪刀将冷却后盛装沥青样品的离析管剪成相等的三截，取顶部和底部的各三 分之一样品分别放入样品盒中，等待检测。 进一步的，所述步骤二的具体步骤如下： 1)建立改性沥青改性剂掺量电位滴定标准曲线； i)配置若干组已知不同改性剂掺量的改性沥青标样四氢呋喃溶液，其改性剂掺量 为X，X为0% -15%，百分比为质量百分比，每组所取改性沥青标样质量为W，W为0.5- l〇g; ii)向上述配置好的溶液中分别加入10-30mL，浓度为0. 01-IM的韦氏试剂，在 30- 50°C下反应8 - 24h ;然后分别加入5 - 30mL浓度为10- 1000g/L的碘化钾溶液，反应 1-60min ； iii)用浓度为0. 1-2M的硫代硫酸钠溶液对上述ii)步骤处理后的溶液滴定，通 过电位滴定法判断滴定终点，确定消耗的滴定剂硫代硫酸钠的体积V，单位为mL ; iv)以改性剂掺量X为横坐标，改性沥青标样消耗的滴定剂硫代硫酸钠的体积V为 纵坐标，通过最小二乘法拟合出V与改性剂掺量X线性拟合标准曲线； 2)检测离析管顶部和底部样品改性剂掺量； i)分别取离析管顶部和底部样品质量W，，所述W，= W，W，为0. 5 - 10g，溶解于四 氢呋喃有机溶剂中； ii)向上述配置好的溶液中分别加入10-30mL，浓度为0. 01-IM的韦氏试剂，在 30- 50°C下反应8 - 24h ;然后分别加入1 一30mL浓度为10- 1000g/L的碘化钾溶液，反应 1-60min ； iii)用浓度为0. 1-2M的硫代硫酸钠溶液对上述ii)步骤处理后的溶液滴定，通 过电位滴定法判断滴定终点，确定消耗的滴定剂硫代硫酸钠的体积V'，单位为mL ; iv)将V，代入步骤1)所得的线性拟合标准曲线中，求得待检改性沥青样品经热储 存后顶部和底部沥本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电位滴定定量分析改性剂掺量的改性沥青离析评价方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、先对待检改性沥青样品进行不同时间的离析管热储存试验，取冷却后样品顶部和底部的各三分之一，等待检测；步骤二、利用电位滴定法精确确定上述离析管顶部和底部样品改性剂掺量；步骤三、计算离析判定指标△w，初步评价待检改性沥青样品离析情况，再通过离析程度a值对改性沥青样品离析程度作精确定量评价。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘正春，牛艳芳，朱自强，梁波，
申请(专利权)人：中南大学，长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43