T0615-2011瀝青蠟含量試驗（蒸餾法）

1目的與適用范圍

本方法適用于采用裂解蒸餾法測定道路石油瀝青中的蠟含量。

2儀具與材料技術(shù)要求

2.1蒸餾燒瓶：形狀和尺寸如圖T0615-1所示，采用耐熱玻璃制成。

2.2自動制冷裝置：冷浴槽可容納3套蠟冷卻過濾裝置，冷卻溫度能達(dá)到-30℃，并且能控制在-30℃±0.1℃。冷卻液介質(zhì)可采用工業(yè)酒精或乙二醇的水溶液等。

2.3蠟冷卻過濾裝置：由砂芯過濾漏斗、吸濾瓶、試樣冷卻筒、柱桿塞等組成，形狀和尺寸如圖T0615-2所示，砂芯過濾漏斗（P16)的孔徑系數(shù)為10～16μm。

2.4蠟過濾瓶：類似錐形瓶，有一個分支，能夠進(jìn)行真空抽吸的玻璃瓶（圖T0615-3)

2.5立式可調(diào)髙溫爐：恒溫550℃±10℃。

2.6分析天平：感量不大于0.1mg、0.1g各1臺。

2.7溫度計：量程-30?+60℃，分度值0.5℃。

2.8錐形燒瓶:150mL或250mL數(shù)個。

2.9玻璃漏斗：直徑40mm。

2.10真空泵。

2.11無水乙醚、無水乙醇：分析純。

2.12石油醚(60～90℃):分析純。

2.13工業(yè)酒精。

2.14干燥器。

2.15烘箱：控制溫度100℃。

2.16其他:電熱套、量筒、燒杯、冷凝管、蒸餾水、燃?xì)鉄舻取?/span>

3方法與步驟

3.1準(zhǔn)備工作

3.1.1將蒸餾燒瓶洗凈、烘干后稱其質(zhì)量，準(zhǔn)確至0.1g，然后置干燥箱中備用。

3.1.2將150mL或250mL錐形瓶洗凈、烘干、編號后稱其質(zhì)量，準(zhǔn)確至0.1mg，然后置干燥器中備用。

3.1.3將冷卻裝置各部洗凈、干燥，其中砂芯過濾漏斗用洗液浸泡后用蒸餾水沖洗干凈，然后烘干備用。

3.1.4按本規(guī)程T0602方法準(zhǔn)備瀝青試樣。

3.1.5將高溫爐預(yù)加熱并控制爐內(nèi)恒溫550℃±10℃。

3.1.6在燒杯內(nèi)備好碎冰水。

3.2試驗步驟

3.2.1向蒸餾燒瓶中裝入瀝青試樣（m_b)50g±0.1g，準(zhǔn)確至O.1g。用軟木塞蓋嚴(yán)蒸餾瓶。用已知質(zhì)量的錐形瓶作接受器，浸在裝有碎冰的燒杯中。

3.2.2將盛有試樣的蒸餾瓶置已恒溫550℃±10℃的高溫電爐中，蒸餾瓶支管與置于冰水中的錐形瓶連接。隨后蒸餾瓶底將漸漸燒紅。

如用燃?xì)鉄魰r，應(yīng)調(diào)節(jié)火焰高度將蒸餾瓶周圍包住。

3.2.3調(diào)節(jié)加熱強(qiáng)度（即調(diào)節(jié)蒸餾瓶至高溫爐間距離或燃?xì)鉄艋鹧娲笮。?，從加熱開始起5～8min內(nèi)開始初餾（支管端口流出第一滴餾分）；然后以每秒兩滴（4?5mL/min)的流出速度繼續(xù)蒸餾至無餾分油，瓶內(nèi)蒸餾殘留物完全形成焦炭為止。全部蒸餾過程必須在25min內(nèi)完成。蒸餾完后支管中殘留的餾分不應(yīng)流入接受器中。

3.2.4將盛有餾分油的錐形瓶從冰水中取出，拭干瓶外水分，置室溫下冷卻稱其質(zhì)量，得到餾分油總質(zhì)量（m₁)，準(zhǔn)確至0.05g。

3.2.5將盛有餾分油的錐形瓶蓋上蓋，稍加熱熔化，并搖晃錐形瓶使試樣均勻。加熱時溫度不要太高，避免有蒸發(fā)損失；然后，將熔化的餾分油注入另一已知質(zhì)量的錐形瓶(250mL)中，稱取用于脫蠟的餾分油質(zhì)量1?3g(m₂)，準(zhǔn)確至0.1mg。估計蠟含量高的試樣餾分油數(shù)量宜少取，反之需多取，使其冷凍過濾后能得到0.05～0.1g蠟，但取樣量不得超過10g。

3.2.6準(zhǔn)備好符合控溫精度的自動制冷裝置，向冷浴中注入適量的冷液（工業(yè)酒精），其液面比試樣冷卻筒內(nèi)液面（無水乙醚一乙醇）高100mm以上，設(shè)定制冷溫度，使其冷浴溫度保持在-20℃±0.5℃。把溫度計浸沒在冷浴150mm深處。

3.2.7將吸濾瓶、玻璃過濾漏斗、試樣冷卻筒和柱桿塞組成冷凍過濾組件，按圖T0615-2所示組裝好。

3.2.8將盛有餾分油的錐形瓶注入10mL無水乙醚，使其充分溶解;然后注入試樣冷卻筒中，再用15mL無水乙醚分兩次清洗盛油的錐形瓶，并將清洗液倒入試樣冷卻筒中；再將25mL無水乙醇注入試樣冷卻筒內(nèi)與無水乙醚充分混合均勻。

3.2.9將冷凍過濾組件放入已經(jīng)預(yù)冷的冷浴中，冷卻1h，使蠟充分結(jié)晶。在帶有磨口塞的試管中裝入30mL無水乙醚一無水乙醇（體積比1:1）混合液（作洗液用），并放入冷浴中冷卻至-20℃+0.5℃；，恒冷15min以后再使用。

3.2.10當(dāng)試樣冷卻筒中溶液冷卻結(jié)晶后，拔起柱桿塞，過濾結(jié)晶析出的蠟，并將柱桿塞用適當(dāng)方法懸吊在試樣冷卻筒中，保持自然過濾30min。

3.2.11當(dāng)砂芯過濾漏斗內(nèi)看不到液體時，啟動真空泵，使濾液的過濾速度為每秒1滴左右，抽濾至無液體滴落;再將已冷卻的無水乙醚一無水乙醇（體積比1:1）混合液一次加入30mL，洗滌蠟層、柱桿塞及試樣冷卻筒內(nèi)壁;繼續(xù)過濾，當(dāng)溶劑在蠟層上看不見時，繼續(xù)抽濾5min，將蠟中的溶劑抽干。

3.2.12從冷浴中取出冷凍過濾組件，取下吸濾瓶，將其中溶液傾入一回收瓶中。吸濾瓶也用無水乙醚一無水乙醇混合液沖洗3次，每次用10～15mL，洗液并入回收瓶中。

3.2.13將冷凍過濾組件（不包括吸濾瓶）裝在蠟過濾瓶上，用30mL已預(yù)熱至30～40℃的石油醚將砂芯過濾漏斗、試樣冷卻筒和柱桿塞的蠟溶解；拔起柱桿塞，待漏斗中無溶液后，再用熱石油醚溶解漏斗中的蠟兩次，每次用量35mL;然后立即用真空泵吸濾，至無液體滴落。

3.2.14將吸濾瓶中蠟溶液傾入已稱質(zhì)量的錐形瓶中，并用常溫石油醚分3次清洗吸濾瓶，每次用量5?10mL。洗液倒入錐形瓶的蠟溶液中。

3.2.15將盛有蠟溶液的錐形瓶放在適宜的熱源上蒸餾到石油醚蒸發(fā)凈盡后，將錐形瓶置溫度為105℃的烘箱中除去石油醚;然后放入真空干燥箱（105℃±5℃、殘壓21～35kPa)中1h，再置干燥器中冷卻1h后稱其質(zhì)量，得到析出蠟的質(zhì)量m_w，準(zhǔn)確至0.1mg。

3.2.16同一瀝靑試樣蒸餾后，應(yīng)從餾分油中取兩個以上試樣進(jìn)行平行試驗。當(dāng)取兩個試樣試驗的結(jié)果超出重復(fù)性試驗允許誤差要求時，需追加試驗。當(dāng)為仲裁性試驗時，平行試驗數(shù)應(yīng)為3個。

4計算

4.1瀝青試樣的蠟含量按式(T0615-1)計算：

式中:P_P——蠟含量（％);

m_b——瀝青試樣質(zhì)量（g);

m₁——溜分油總質(zhì)量（g);

m₂——用于測定蠟的餾分油質(zhì)量（g)；

m_w——析出蠟的質(zhì)量（g)。

4.2所進(jìn)行的平行試驗結(jié)果的最大值與最小值之差符合重復(fù)性試驗誤差要求時，取其平均值作為蠟含量結(jié)果，準(zhǔn)確至1位小數(shù)（％)；當(dāng)超過重復(fù)性試驗誤差時，以分離得到的蠟的質(zhì)量（g)為橫軸，蠟的質(zhì)量百分率為縱軸，按直線關(guān)系回歸求出蠟的質(zhì)量為0.075g時蠟的質(zhì)量百分率，作為蠟含量結(jié)果，準(zhǔn)確至1位小數(shù)（％)。

注：關(guān)系直線的方向系數(shù)應(yīng)為正值，否則應(yīng)重新試驗。

5允許誤差

蠟含量測定時重復(fù)性或再現(xiàn)性試驗的允許誤差應(yīng)符合下列要求：

蠟含量（％) 重復(fù)性（％) 再現(xiàn)性（％)

0~1.0           0.1         0.3

1.0~3.0             0.3         0.5

>3.0               0.5         1.0

條文說明

瀝青的蠟含量是瀝青技術(shù)要求中比較重要的指標(biāo)，試驗誤差也比較大，這與入的操作熟練程度等有關(guān)。本次修訂盡量與國標(biāo)的方法一致，去掉了原方法中蠟分離方法二，這是由于在2000年修訂時新的蠟分離冷卻裝置不過關(guān)，為了過渡保留了1983年的過濾方法，但是這種方法溫度不容易控制，過濾過程中需要用干冰等方法控溫；

原方法中的再現(xiàn)性允許誤差范圍太寬，本次修訂參照國標(biāo)規(guī)定統(tǒng)一了允許誤差。石油瀝青中的蠟含量測定是個比較復(fù)雜的問題，它是以蒸餾法餾出油分后，使蠟在規(guī)定的溶劑及低溫下結(jié)晶析出，蠟含量以質(zhì)量百分率表示。目前關(guān)于瀝青中蠟含量測定的方法很多，歐洲就有很多種，如：德國DIN 52015蒸餾方法、法國NF-T66、IR method、Iatroscan method(與DIN 52015方法結(jié)果具有較好的相關(guān)性）等。

1999年歐洲頒布的EN12591(1999)“Bitumen and bituminous binders—Specifications for paving grade bitumens”提出了兩種蠟含量測定方法，即蒸餾法（EN12606-1)和萃取法（EN12606-2)。其中EN12606-1參考了1980年DIN 52015,現(xiàn)在德國廢除了DIN 52015(1980)，也采用了EN12606-1蒸餾法。而EN 12606-1方法中過濾餾分油中蠟的分離不是采用砂芯漏斗，而是采用濾紙。根據(jù)其試驗方法要求采用Φ110mm的接近，中速或者中一快速的定量分析濾紙，這與DIN的規(guī)定是一樣的。查看歐洲最著名的Munk tell和Sartorius實驗室定量分析濾紙規(guī)格，Munk tell中一快速渡紙孔徑一般為8～10μm，中速濾紙孔徑為7μm;而Sartorius中一快速濾紙孔徑為8～12μm。因此可以看出，歐洲方法過濾餾分油蠟的分離采用的濾紙孔徑為7～12μm。

我國1993年和2000年《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》中的蠟含量測定方法也采用蒸餾法，基本上是參照中石化SH/T0425行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定的。而SH/T 0425又主要是參照日本石油協(xié)會JPI方法及德國DIN 52015中的蒸餾法經(jīng)修訂而成的。但是本次修訂發(fā)現(xiàn)JTJ052—2000方法與SH/T0425方法中對砂芯漏斗規(guī)定不同，JTJ052—2000中規(guī)定砂芯漏斗采用國際標(biāo)準(zhǔn)P16規(guī)格(7～16μm)中的10～16μm，而SH/T0425方法中要求采用20μ～30μm，即屬于P30規(guī)格（孔徑16～30μm）?，F(xiàn)在無法找到SH/T0425方法差異的原因，日本石油協(xié)會JH方法也根本沒有砂芯漏斗孔徑為16～30μm的標(biāo)準(zhǔn)，而DIN52015和歐洲EN12606-1又是采用濾紙。但是無論是濾紙還是砂芯漏斗，其過濾原理是一樣的，即濾紙/砂芯漏斗的過濾孔徑應(yīng)小于沉淀粒度，對于同一孔徑的濾紙或砂芯漏斗，其只能對大于其孔徑的顆粒進(jìn)行截留、沉淀，因此過濾的效果也應(yīng)該是一致的。如上所述，EN12606-1濾紙孔徑為7～12μm，對應(yīng)的砂芯漏斗孔徑也應(yīng)該是7～12μm，與國際標(biāo)準(zhǔn)P16規(guī)格的砂芯漏斗7～12μm基本對應(yīng)，但是這與SH/T0425的砂芯漏斗孔徑20μ～30μm相差太大。砂芯漏斗的孔徑對含蠟量測定結(jié)果有一定的影響，砂芯漏斗的孔徑越小，其蠟沉淀物相應(yīng)越多，其含蠟量結(jié)果偏高，反之則含蠟量結(jié)果偏低?？紤]到試驗方法的變化會影響試驗結(jié)果，且JTJ052—2000方法已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于道路石油瀝青的檢測，相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)值的制定也都是基于JTJ052—2000的方法，而且本試驗方法的砂芯漏斗孔徑與歐洲濾紙孔徑基本一樣，因此對砂芯漏斗的孔徑仍然保留JTJ052—2000的尺寸。