流變儀是用于測(cè)定物質(zhì)流變性能的儀器,流變性質(zhì)則是某一種物質(zhì)對(duì)外力表現(xiàn)為彈性和粘性雙重特性,即粘彈性。其中,粘性對(duì)應(yīng)物質(zhì)的流動(dòng),與物質(zhì)本身固有的性質(zhì)有關(guān),為非可逆變形過程;對(duì)某一物體外加壓力,其內(nèi)部各部分的形狀和體積發(fā)生的變化則為彈性,是可逆的變形過程。
流變儀分為旋轉(zhuǎn)流變儀、毛細(xì)管流變儀、轉(zhuǎn)矩流變儀和界面流變儀。其中,旋轉(zhuǎn)流變儀應(yīng)用最廣,適用于非牛頓流體(不滿足牛頓黏性實(shí)驗(yàn)定律的流體,即其剪應(yīng)力與剪切應(yīng)變之間不是線性關(guān)系的流體,如石油、瀝青、油漆、涂料)的測(cè)試。旋轉(zhuǎn)流變儀是在穩(wěn)定或變速情況下測(cè)量扭矩,用夾具因子將物理量轉(zhuǎn)化為流變學(xué)的參數(shù),根據(jù)夾具的不同,可以測(cè)定不同粘度的樣品。
流變儀試驗(yàn)下的瀝青:
瀝青為非牛頓流體,因此可以通過旋轉(zhuǎn)流變儀測(cè)定得到復(fù)合模量G、儲(chǔ)能模量G’、損耗模量G”和相角δ。G*為瀝青總的抵抗變形能力,G’對(duì)應(yīng)彈性(可恢復(fù))性能,而G”對(duì)應(yīng)粘性(不可恢復(fù))性能。δ為形變落后于應(yīng)變變化的角頻率,tanδ為G”與G’的比值,稱為損耗因子。G’、G”、δ隨溫度變化的一般趨勢(shì),測(cè)定樣品為中海90#瀝青??梢钥吹紾’和G”在1.6攝氏度處出現(xiàn)交點(diǎn)。該點(diǎn)稱為凝膠點(diǎn)。在凝膠點(diǎn)之前,中海90#瀝青的儲(chǔ)能模量比損耗模量大,此時(shí)中海90#瀝青主要表現(xiàn)為彈性的性質(zhì);凝膠點(diǎn)之后,中海90#瀝青的損耗模量更大,此時(shí)主要表現(xiàn)為粘性的性質(zhì)。在整個(gè)測(cè)試溫度范圍內(nèi),相角隨著溫度升高而增大,也就是說中海90#瀝青的彈性成分越高,相角越小,粘性成分越高則相角越大。根據(jù)模量大小、彈性和粘性成分的變化,便可以指示出瀝青的力學(xué)性能;根據(jù)不同的測(cè)試溫度范圍,也可以得到瀝青在不同溫度區(qū)(低溫、中溫、高溫區(qū))的力學(xué)性能;根據(jù)不同剪切頻率的變化,可以看出車速和荷載對(duì)瀝青性能的影響。