流變儀是用于測定物質(zhì)流變性能的儀器,流變性質(zhì)則是某一種物質(zhì)對外力表現(xiàn)為彈性和粘性雙重特性,即粘彈性。其中,粘性對應(yīng)物質(zhì)的流動,與物質(zhì)本身固有的性質(zhì)有關(guān),為非可逆變形過程;對某一物體外加壓力,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(不滿足牛頓黏性實驗定律的流體,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)的測試。旋轉(zhuǎn)流變儀是在穩(wěn)定或變速情況下測量扭矩,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,可以測定不同粘度的樣品。
流變儀試驗下的瀝青:
瀝青為非牛頓流體,因此可以通過旋轉(zhuǎn)流變儀測定得到復(fù)合模量G、儲能模量G’、損耗模量G”和相角δ。G*為瀝青總的抵抗變形能力,G’對應(yīng)彈性(可恢復(fù))性能,而G”對應(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,測定樣品為中海90#瀝青。可以看到G’和G”在1.6攝氏度處出現(xiàn)交點。該點稱為凝膠點。在凝膠點之前,中海90#瀝青的儲能模量比損耗模量大,此時中海90#瀝青主要表現(xiàn)為彈性的性質(zhì);凝膠點之后,中海90#瀝青的損耗模量更大,此時主要表現(xiàn)為粘性的性質(zhì)。在整個測試溫度范圍內(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瀝青性能的影響。