沥青针入度仪是测定沥青材料黏稠度的试验方法

沥青针入度仪是测定沥青材料黏稠度的试验方法

一、前言

沥青作为道路建设、防水工程等领域的关键材料，其性能直接关乎工程质量与耐久性。通过测量标准针在特定条件下刺入沥青试样的深度，能够直观反映沥青在不同温度下的软硬程度，沥青针入度试验基于牛顿流体的黏性流动理论。在规定温度（常见为 25℃）、荷重（100g）及贯入时间（5s）条件下，将标准针垂直放置于沥青试样表面，针在重力作用下刺入沥青。沥青的黏稠度越高，对针的阻力越大，刺入深度越小；反之，黏稠度越低，刺入深度越大。刺入深度（单位为 0.1mm）即为针入度值，该值可量化沥青的软硬程度与流动性，进而评估其在不同工程场景中的适用性。

三、试验设备与材料

沥青针入度仪

结构组成：主要由针连杆、刻度盘（或位移传感器）、按钮（手动控制针下落）、可调节高度的试样平台、水平调节装置、悬臂等构成。针连杆需确保针在无明显摩擦下垂直运动，刻度盘或位移传感器能精确指示针贯入深度至 0.1mm。

精度要求：针及针杆总质量为 2.5g±0.05g；仪器整体对针贯入深度的测量精度应达到 ±0.1mm；自动计时装置在 60s 间隔内的准确度需达到 ±0.1s。

标准针

由硬化回火的不锈钢制成，洛氏硬度 HRC54 - 60，表面粗糙度 Ra0.2μm - 0.3μm。每根针设有号码标志，并附有计量部门的检验单，需定期校准检验，以保证试验准确性。

盛样皿

根据预估针入度值选择不同规格：针入度＜200 时，内径 55mm，内部深度 35mm；针入度在 200 - 350 时，内径 70mm，内部深度 55mm；针入度 350 - 500 时，内径 50mm，内部深度 60mm 。

恒温水槽

容积不小于 10L，具备精准控温能力，控温准确度为 ±0.1℃，用于保持试验所需的恒定温度环境，确保沥青试样在规定温度下进行测试。

计时器

精度为 0.1s 或更高，用于准确控制标准针贯入沥青试样的时间，保证试验条件的一致性。

其他辅助材料

如合适的溶剂（如三氯乙烯）用于清洗标准针，擦拭用的干净棉花或布，以及用于调整试样高度和平整度的工具等。

三、试样制备：

小心加热沥青样品，加热过程中持续搅拌，防止局部过热。对于焦油沥青，加热温度不得超过软化点 60℃；石油沥青则不超过软化点 90℃，且加热时间不宜超过 30min，避免试样中混入气泡。

将加热后的沥青试样缓慢倒入预选好的盛样皿中，试样深度应大于预计穿入深度 10mm，同时准备两个试样皿用于平行试验，提高数据可靠性。

盛有试样的盛样皿在 15℃ - 30℃室温中冷却一定时间：小盛样皿冷却 1h - 1.5h；大盛样皿冷却 1.5h - 2h；特殊盛样皿冷却 2h - 2.5h。冷却后移入保持规定试验温度 ±0.1℃的恒温水槽中恒温，恒温时间与冷却时间对应，即小盛样皿恒温 1h - 1.5h，大盛样皿恒温 1.5h - 2h，特殊盛样皿恒温 2h - 2.5h。

仪器调试

调整针入度仪的水平调节装置，使仪器处于水平状态，避免因仪器倾斜导致针贯入方向偏差，影响试验结果。

检查针连杆和导轨，确保无水渍、灰尘及其他外来物，且运动过程中无明显摩擦。用三氯乙烯等合适溶剂清洗标准针，并用干净棉花或布擦干，然后将针插入针连杆，用螺丝固紧。

根据试验条件（如标准试验条件下温度 25℃、荷重 100g），在针入度仪上添加相应的附加砝码。

四、试验步骤：

取出达到恒温的盛样皿，将其移入水温控制在试验温度±0.1℃（可用恒温水槽中的水）的平底玻璃皿中的三脚支架上，确保试样表面以上的水层深度不少于 10mm，以维持稳定的试验温度环境。

将盛有试样的平底玻璃皿放置在针入度仪的平台上，慢慢放下针连杆，借助适当位置的反光镜或灯光反射观察，使针尖恰好与试样表面接触。拉下刻度盘的拉杆，使其与针连杆顶端轻轻接触，调节刻度盘或深度指示器的指针指示为零。

开动秒表，在指针正指 5s 的瞬间，用手紧压按钮（若为自动针入度仪，则计时与标准针落下贯入试样同时开始），使标准针自动下落贯入试样，经规定的 5s 时间后，停压按钮使针停止移动。

拉下刻度盘拉杆与针连杆顶端再次接触，读取刻度盘指针或位移指示器的读数，该读数即为针入度值，准确至 0.5（0.1mm）。

同一试样需进行至少 3 次平行试验，各测试点之间及与盛样皿边缘的距离不应少于 10mm。每次试验后，将盛有试样皿的平底玻璃皿放回恒温水槽，保持水温为试验温度。每次试验需更换一根干净的标准针，若测定针入度大于 200 的沥青试样时，至少用 3 支标准针，且每次试验后将针留在试样中，直至 3 次平行试验完成后，才能将标准针取出。

数据记录参考：