基于红外光谱的SBS沥青改性剂含量测试技术研究与改进

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SBS改性沥青以其优越的路用性能在道路工程中得到广泛应用,但由于SBS改性剂价格高昂,有些沥青厂商以次充好,用一些废旧的橡胶充当SBS改性剂来使用,或者通过添加外加剂来缩减SBS改性剂的用量,所以SBS改性沥青的质量监管也是困扰交通行业的难题,常规的三大指标检测SBS改性沥青的质量,存在试验周期长、人为干扰大、准确度低、费时费力等诸多问题,不能便捷快速的完成检测。多年以来各国交通行业科研工作者进行了大量的研究,开发了多种进行快速检测方法,如红外光谱测试法、荧光显微法、凝胶渗透色谱法、热失重法、化学滴定法、电化学法等,而目前应用最为广泛是红外光谱测试法,根据多年应用总结,该技术还可以通过科研攻关进一步提升测试精度,提高在工程项目中的适用性。本文基于SBS沥青改性剂含量红外光谱快速测试技术,对影响其测试精度的因素进行研究,通过改进制样方法和模型算法消除某些因素的影响,对测试技术的边界条件进行简化,制备标样中无需添加外加剂,也可准确测试改性剂含量,提高了测试技术的安全性、便捷性、适用性、精确性。主要研究内容总结如下:1)SBS改性剂含量红外光谱测试技术原理与方法分析对现有的红外光谱测试技术进行分析,通过朗伯-比尔定律、加和性等红外光谱的规律,揭示其在SBS改性剂含量测试中的应用机理;通过对制样技术、红外光谱读取规则和标准曲线及方程的建立等关键技术的分析,明确了红外光谱技术在SBS改性剂含量测试中具体方法。2)不同类型、含量的SBS改性剂对含量测试精度的影响研究对四种不同的SBS改性剂,2%、3%、4%、5%、6%五种SBS改性剂含量进行研究,通过实验测得其测试精度均≤±0.1%,满足误差允许范围。说明不同类型、含量的SBS改性剂不会对含量测试精度产生影响。利用不同组的标准曲线进行SBS改性沥青待测样含量测定时,误差范围均超出了±0.1%,说明不同类型的改性剂标准曲线不能通用。3)外加剂对SBS改性剂含量测试精度影响研究物理型外加剂不会使SBS改性沥青产生化学反应,只是物理上的混溶,添加后会产生质量误差,超出允许的误差范围±0.1%,除去质量误差后,对SBS改性剂的含量测定的精度无影响。反应型外加剂会使基质沥青会与SBS改性剂之间产生化学反应,除去质量误差后,仍远远超出允许的误差范围±0.1%,对含量测定的精度有较大影响。4)制样技术和模型算法的研究与改进提出一种新型溶解法制样技术,较原技术提高了测试的安全性、便捷性、适用性和精确性,可以作为新的透射制样技术进行SBS改性剂含量的测定。重新选定Acm-1特征峰替换原来的966cm-1特征峰,建立新的计算模型,除去质量误差后,其测试精度均满足允许的误差范围±0.1%,可以作为新的模型算法进行SBS改性剂含量的测定,实现简化边界条件的目的,制备标样中无需添加外加剂,也可准确测试改性剂含量。
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