針入度

針入度是指標準圓錐體（一般共載重150克，也有規定100克的）在5秒鐘內沉入保溫在25℃時的潤滑脂試樣中的深度。單位是1/10毫米。針入度愈大表示潤滑脂愈軟，即稠度愈小；反之則表示潤滑脂愈硬，即稠度愈大。瀝青的針入度測定，不用標準圓錐體而用載重共100克的標準尖針。測定的條件與潤滑脂相同。

基本介紹

• 中文名：針入度
• 外文名：penetration degree
• 一般共載重：150克
• 時間：5秒鐘
• 溫度：25℃
• 學科：交通工程

詳細介紹

針入度試驗器使用

1、 取出達到恆溫的盛樣皿，移入水溫控制在試驗溫度的平底玻璃皿中的三角支架上，試樣表面以上的水層深度不小於10mm。

2、將盛有試樣的平底玻璃皿置於針入度儀的平台上。旋開升降架背後的緊定螺釘，上下移動升降架至合適位置，旋緊。再用兩側微調手輪，慢慢放下針連桿，利用反光鏡來觀察使針尖剛好與試樣表面接觸，鬆手，升降架自鎖。

3、按下顯示面板上置零按鈕，顯示清零。

4、置零5S後按下啟動鍵，標準針下落貫入試樣，讀取位移指示器讀數。

5、 同一試樣平行試驗至少3次，每個測試點之間及與盛樣皿邊緣的距離不應少於10mm每次試驗應換一根乾淨標準針，或將標準針取下用蘸有三氯乙烯溶劑的棉花或布擦乾。

6、測定針入度大於200的瀝青試樣時，至少用3支標準針，每次試驗後將針留在試樣中，直至3次平行試驗完成後，才能將標準針取出。

7、需要重新提針連桿時，應按下釋放按鈕，而不應在針連桿鎖緊狀態下抽拔。每次試驗完畢後，均應取下針入件，上油保護並裝入護套內

針入度適用範圍

適用於測定道路石油瀝青，改性瀝青針入度以及液體石油瀝青蒸餾或乳化瀝青蒸發後殘留 物的針入度。

針入度方法與步驟

準備工作

1. 按本規程 T 0602 的方法準備試樣。
   
2. 按試驗要求將恆溫水槽調節到要求的試驗溫度 25℃，或 15℃，30℃(5℃) ，保持穩定。
   
3. 將試樣注入盛樣皿中，試樣高度應超過預計針入度值 10mm ，並蓋上盛樣皿，以防落入灰塵。 盛有試樣的盛樣皿在 15℃-30℃室溫中冷卻 1h-1.5h(小盛樣皿) ，1.5h-2h(大盛樣皿) 2h-2.5h(特殊盛樣皿)後移人保持規定試驗溫度±0.1 ℃的恆溫水槽中 lh-1.5h(小盛樣皿) ，1.5h-2h(大試樣皿)或 2h-2.5h(特殊盛樣皿) 。
   
4. 調整針入度儀使之水平。檢查針連桿和導軌，以確認無水和其它外來物，無明顯摩擦。用三 氯乙烯或其它溶劑清洗標準針，並拭乾。將標準針插入針連桿，用螺絲固緊。按試驗條件，加上附加砝碼。
   

試驗步驟

1. 取出達到恆溫的盛樣皿，並移人水溫控制在試驗溫度±0.1℃(可用恆溫水槽中的水)的平 底玻璃皿中的三腳支架上，試樣表面以上的水層深度不少於 10mm。
   
2. 將盛有試樣的平底玻璃皿置於針入度儀的平台上。 慢慢放下針連桿， 用適當位置的反光鏡或 燈光反射觀察，使針尖恰好與試樣表面接觸。拉下刻度盤的拉桿，使與針連桿頂端輕輕接觸，調節刻 度盤或深度指示器的指針指示為零。
   
3. 開動秒表，在指針正指 5s 的瞬間，用手緊壓按鈕，使標準針自動下落貫人試樣，經規定時 間，停壓按鈕使針停止移動。 註：當採用自動針入度儀時，計時與標準針落下貫人試樣同時開始，至 5s 時自動停止。
   
4. 拉下刻度盤拉桿與針連桿頂端接觸，讀取刻度盤指針或位移指示器的讀數，準確至 0.5(0.1mm) 。
   
5. 同一試樣平行試驗至少 3 次，各測試點之間及與盛樣皿邊緣的距離不應少於 1Omm。每次試 驗後應將盛有盛樣皿的平底玻璃皿放人恆溫水槽，使平底玻璃皿中水溫保持試驗溫度。每次試驗應換 一根乾淨標準針或將標準針取下用蘸有三氯乙烯溶劑的棉花或布揩淨，再用乾棉花或布擦乾。
   
6. 測定針入度大於 200 的瀝青試樣時，至少用 3 支標準針，每次試驗後將針留在試樣中，直至 3 次平行試驗完成後，才能將標準針取出。
   
7. 測定針入度指數 PI 時，按同樣的方法在 15℃，25℃，30℃(或 5℃)3 個溫度條件下分別測 定瀝青的針入度。
   

針入度的意義

目前，在世界範圍內具有代表性的道路瀝青的評價體系有三種，即針入度分級體系、粘度分級體系和PG分級體系。

道路瀝青的針入度分級體系是根據瀝青針入度的大小確定瀝青所適應的氣候條件和載荷條件。針入度分級體系的主體是人們所熟悉的拉（延度）、扎（針入度）、落（軟化點），輔以瀝青的安全性指標閃點、瀝青的純度指標溶解度、瀝青的抗老化性能指標薄膜烘箱試驗和對生產瀝青所用原油的約束指標蠟含量等，構成了瀝青的針入度分級體系。

在針入度分級體系中，瀝青針入度試驗是測定瀝青稠度的標準方法。25℃的針入度給出了接近年平均使用溫度下的瀝青的稠度，研究結果表明，瀝青在25℃的針入度下降至20以下時，會出現嚴重的路面開裂，當瀝青的針入度大於30時，會具有高抗開裂性能。瀝青的延度與其路用性能有關聯關係，有研究表明當13℃時的延度小於5cm時，道路溫縮裂縫大量增加。另有研究證實當瀝青的針入度為30-50時，針入度相同的瀝青，延度小的比延度大的使用性能差。還有人發現越來越多證據表明通過路面使用過程中回收瀝青延度試驗是判斷瀝青性能的重要方法。美國53條高速公路的路面回收瀝青的性質發現，16℃時的延度下降至3cm或更低時，寒冷天氣里將會發生嚴重的鬆散現象。由此可見瀝青的延度，特別是瀝青的低溫延度，可以反映瀝青的抗開裂性能。在針入度分級體系中，瀝青的高溫性能是通過瀝青的軟化點表征的，在同樣的針入度下，軟化點越高，瀝青的高溫性能就越好。

即使針入度分級體系中許多指標是經驗性的和條件性的，但由於方法和所使用的儀器相對簡單，易於普及，在一定程度上可以滿足對瀝青質量控制的要求，目前美國、歐盟、澳大利亞、日本等國家的現行標準仍保留針入度分級體系。我國的道路瀝青分級體系，是在以上針入度分級體系的基礎上根據我國的具體情況制定的，基本能夠滿足對瀝青質量的控制，特別是15℃的延度大於100和蠟含量小於3%的技術指標，有效的實現了對生產瀝青的原油的限制，保證了瀝青的潛在品質。