T316 checked by thanh good fomat

AASHTO T316-06

TCVN xxxx:xx

Tiêu chuẩn thí nghiệm

Xác định độ nhớt của nhựa đường bằng nhớt
kế quay
AASHTO T 316 – 06
LỜI NÓI ĐẦU
 Việc dịch ấn phẩm này sang tiếng Việt đã được Hiệp hội Quốc gia về đường bộ và vận tải
Hoa kỳ (AASHTO) cấp phép cho Bộ GTVT Việt Nam. Bản dịch này chưa được AASHTO
kiểm tra về mức độ chính xác, phù hợp hoặc chấp thuận thông qua. Người sử dụng bản
dịch này hiểu và đồng ý rằng AASHTO sẽ không chịu trách nhiệm về bất kỳ chuẩn mức
hoặc thiệt hại trực tiếp, gián tiếp, ngẫu nhiên, đặc thù phát sinh và pháp lý kèm theo, kể cả
trong hợp đồng, trách nhiệm pháp lý, hoặc sai sót dân sự (kể cả sự bất cẩn hoặc các lỗi
khác) liên quan tới việc sử dụng bản dịch này theo bất cứ cách nào, dù đã được khuyến
cáo về khả năng phát sinh thiệt hại hay không.
 Khi sử dụng ấn phẩm dịch này nếu có bất kỳ nghi vấn hoặc chưa rõ ràng nào thì cần đối
chiếu kiểm tra lại so với bản tiêu chuẩn AASHTO gốc tương ứng bằng tiếng Anh.

1


TCVN xxxx:xx

AASHTO T316-06

2

AASHTO T316-06

TCVN xxxx:xx

Tiêu chuẩn thí nghiệm

Xác định độ nhớt của nhựa đường bằng nhớt
kế quay
AASHTO T 316 – 06
1

PHẠM VI ÁP DỤNG

1.1

Tiêu chuẩn thí nghiệm này dùng để xác định độ nhớt của nhựa đường ở nhiệt độ từ
60oC đến trên 200oC bằng cách sử dụng nhớt kế quay như được quy định tại M320 và
R29.

1.2

Tiêu chuẩn này có thể liên quan đến các vật liệu, hoạt động hoặc thiết bị có tính chất
nguy hiểm. Tiêu chuẩn này không nhằm mục đích giải quyết tất cả các vấn đề về an
toàn, nếu có, liên quan đến việc sử dụng tiêu chuẩn này. Trách nhiệm của người sử
dụng tiêu chuẩn này là phải xây dựng tiêu chuẩn phù hợp về an toàn và bảo vệ sức
khỏe cũng như xác định khả năng áp dụng những giới hạn điều chỉnh trước khi sử
dụng.

2

TÀI LIỆU VIỆN DẪN

2.1

Tiêu chuẩn AASHTO:
 M 320, Phân mác nhựa đường theo đặc tính làm việc.
 R 29, Phân mác hoặc kiểm tra mác theo đặc tính làm việc của nhựa đường.
 T 40, Lấy mẫu vật liệu nhựa đường.

2.2

Tiêu chuẩn ASTM:
 C 670, Chuẩn bị các đánh giá về độ chính xác và sai số của các phương pháp thí
nghiệm vật liệu xây dung.
 E 1, Yêu cầu kỹ thuật của nhiệt kế ASTM.

3

THUẬT NGỮ

3.1

Độ nhớt – tỷ số giữa ứng suất cắt tác dụng và tốc độ cắt được gọi là hệ số độ nhớt.
Hệ số này đo sức kháng chảy của chất lỏng. Nó thường được gọi là độ nhớt. Đơn vị
đo của độ nhớt trong hệ SI là Pascal giây (Pa.s).

4

TÓM TẮT PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

4.1

Phương pháp thí nghiệm này có thể được sử dụng để đo độ nhớt của nhựa đường tại
nhiệt độ ứng dụng. Mô men quay yêu cầu để duy trì tốc độ quay không thay đổi của
một con thoi hình trụ tròn trong khi được ngâm trong mẫu nhựa ở một nhiệt độ cố định

3


TCVN xxxx:xx

AASHTO T316-06

được sử dụng để đo sức kháng quay. Mô men quay và tốc độ sử dụng để xác định độ
nhớt của nhựa có đơn vị là Pascal giây.
5

Ý NGHĨA VÀ SỬ DỤNG

5.1

Phương pháp thí nghiệm này có thể được sử dụng để xác định độ nhớt biểu kiến của
nhựa đường ở nhiệt độ ứng dụng.

5.2

Độ nhớt đo được ở các nhiệt độ cao có thể được sử dụng để xác định xem nhựa
đường có thể được vận chuyển và bơm tại nhà máy tinh chế, nhà ga vanạ chuyển hay
ở trạm trộn bê tông nhựa nóng hay không. Độ nhớt đo được từ phương pháp này có
thể được sử dụng để vẽ biểu đồ quan hệ giữa nhiệt độ và độ nhớt dùng cho xác định

nhiệt độ trộn và niệt độ đầm nén trong quá trình thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa nóng.

6

DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ

6.1

Lò sấy – Một lò có khả năng duy trì được ở nhiệt độ quy định nằm trong phạm vi từ
nhiệt độ phòng đến 260oC với sai số ± 3oC.

6.2

Nhiệt kế – Nhiệt kế có khoảng đo từ 60oC đến trên 200oC, đọc được tới 0.2oC.

6.3

Cân – Một cân có khả năng cân được 2000 g, đọc được tới 0.1 g, dùng để xác định
khối lượng nhựa đường.

6.4

Các con quay hình trụ tròn có kích cỡ khác nhau dùng để đo ứng với các loại nhựa có
độ nhớt khác nhau.

6.5

Nhớt kế quay có khả năng đo được mô men quay quy định để quay một con quay đã
được lựa chọn ở tốc độ biết trước không thay đổi trong khi ngâm ở trong mẫu nhựa ở
nhiệt độ thí nghiệm quy định không thay đổi và sẽ hiển thị giá trị độ nhớt theo đơn vị

Pascal giây một cách tự động.

6.6

Thiết bị kiểm soát nhiệt độ – Một thiết bị kiểm soát nhiệt độ có khả năng duy trì được
nhiệt độ mẫu ± 1.0oC đối với nhiệt độ thí nghiệm thay đổi từ 60-165 oC hoặc lớn hơn.

7

VẬT LIỆU

7.1

Dung môi chẳng hạn như (Mineral Spirits hoặc Varsol) hoặc chất làm sạch dạng phun
để làm sạch kẹp mẫu, các con quay và các phụ kiện.

8

NGUY HIỂM

8.1

Sử dụng trình tự an toàn trong phòng thí nghiệm tiêu chuẩn để di chuyển mẫu nhựa
nóng và trình tự an toàn quy định khi làm sạch với các dung môi hoặc chất tẩy rửa.

9

CHUẨN BỊ DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM

9.1

Nhớt kế quay phải được để cân bằng. Một bọt thủy thường được gắn trên đỉnh của
nhớt kế và được điều chỉnh bằng cách vặn các ốc vít ở trên đế.
4


AASHTO T316-06

TCVN xxxx:xx

10

HIỆU CHUẨN VÀ TIÊU CHUẨN HOÁ

10.1

Độ chính xác của thiết bị đo quay được kiểm tra bằng cách sử dụng dầu tham chiếu
(Chất lỏng Newton) biết trước độ nhớt ở các giá trị nhiệt độ khác nhau. Chất lỏng tham
chiếu được chứng nhận là chất lỏng Newton trên toàn bộ khoảng nhiệt độ thí nghiệm
và ttốc độ thí nghiệm. Độ nhớt đo được phải nằm trong phạm vi ± 2% hoặc thiết bị đo
quay yêu cầu sự hiệu chuẩn lại.

10.2

Độ chính xác của số đọc nhiệt độ của thiết bị kiểm soát nhiệt độ được kiểm tra bằng
cách đặt mẫu nhựa đường trong buồng thí nghiệm và cân bằng với nhiệt độ đã đưa
ra. Nhiệt độ xác định phải được kiểm tra bằng cách sử dụng thiết bị đo NIST như
được quy định tại ASTM E1.

11

CHUẨN BỊ MẪU VÀ MẪU THÍ NGHIỆM

11.1

Chuẩn bị mẫu thí nghiệm – Nhựa đường Unaged và nhựa đường cải thiện được lấy
theo T40.

11.1.1 Lấy mẫu nhựa đường để từ đó láy mẫu thí nghiệm bằng cách đun nóng cho đến khi
đủ lỏng để rót. Việc lấy mẫu trước khi thí nghiệm làm cho sự dịch chuyển của các
phân tử có thể xảy ra trong quá trình lưu mẫu thông thường ở nhiệt độ không khí.
Chú thích 1 – Nhiệt độ rót mẫu nhỏ nhất để tạo ra được độ nhớt tương đương với
dầu mô tô 10W30 (dễ rót nhưng không quá lỏng) ở nhiệt độ phòng được khuyến cáo.
Nhiệt độ cụ thể sẽ tuỳ thuộc vào mác nhựa và quá trình lưu giữ. Nhiệt độ nhỏ hơn
135OC được mong muốn, tuy nhiên, nhiệt độ lớn hơn 135 OC có thể được yêu cầu đối
với nhựa cải thiện hoặc nhựa đã được lưu giữ lâu.
12

TRÌNH TỰ

12.1

Đọc và hiểu các thông tin từ sổ tay hướng dẫn vận hành nhớt kế quay của nhà sản
xuất trước khi thực hiện.

12.2

Khởi động nhớt kế quay và thiết bị kiểm soát nhiệt độ.

12.3

Làm nóng lại cái đựng mẫu với tủ mẫu và con quay hình trụ tròn đã được lựa chọn
theo khuyến cáo của nhà sản xuất.

12.4

Cài đặt thiết bị kiểm soát nhiệt độ đạt đến nhiệt độ thí nghiệm quy định.

12.5

Làm nóng khối lượng mẫu nhựa như khuyến cáo của nhà sản xuất dùng cho thí
nghiệm theo Mục 11.1.1.

12.6

Khi thiết bị kiểm soát nhiệt độ đạt đến giá trị nhiệt độ thí nghiệm quy định, lấy cái đựng
mẫu ra, và cho thêm khối lượng nhựa vào trong tủ mẫu.

12.7

Đặt tủ mẫu vào trong thiết bị kiểm soát nhiêtụ độ.

5


TCVN xxxx:xx

AASHTO T316-06

12.8

Đặt con quay đã được làm nóng lại vào và liên kết nó với nhớt kế bằng cách sử dụng
cách kẹp cần thiết. Nhẹ nhàng hạ thấp con quay vào trong nhựa sao cho nhựa ngập
đỉnh côn của con quay. Trình tự này có thể thay đổi tuỳ theo khuyến cáo của nhà sản
xuất.

12.9

Đưa mẫu nhựa đến nhiệt độ yêu cầu trong khoảng 30 phút. Cài đặt tốc độ của nhớt kế
ở 20 vòng/phút và màn hình hiển thị đơn vị độ nhớt theo Pascal giây. Hoạt động này
có thể được thực hiện thủ công hoặc chương trình phần mềm.

12.10

Để mẫu cân bằng ở nhiệt độ thí nghiệm trong khoảng thời gian tối thiểu là 10 phút. Bắt
đầu quay con quay trong khoảng thời gian 10 phút ở nhiệt độ này. Để cho số đọc ổn
định trước khi ghi các số đo độ nhớt. Nếu mô men xoắn quan sát được nằm ngoài
phạm vi của con quay và tốc độ đã lựa chọn, thay đổi con quay và hoặc tốc độ trên cơ
sở khuyến nghị của nhà sản xuất cho độ nhớt dự đoán trước. Làm lại thí nghiệm với
mẫu thử mới.

12.11

Bắt đầu thí nghiệm sau khi mẫu đạt đến nhiệt độ quy định và ổn định và các số đọc độ
nhớt đã ổn định, như yêu cầu tại Mục 12.9 và 12.10.

12.12

Đo độ nhớt cách nhau 1 phút trong tổng thời gian 3 phút.

12.13

Thực hiện theo các mục từ 12.1 đến 12.12 cho các nhiệt độ khác nhau.

13

TÍNH TOÁN CÁC KẾT QUẢ

13.1

Độ nhớt được báo cáo là giá trị trung bình của ba số đọc. Nếu đầu ra của độ nhớt
nhớt kế quay có đơn vị là centipoise (cP), hệ số sau được sử dụng để chuyển đổi
thành Pascal giây.
10 P = 1 Pa.s

(1)

1 cP = 1 mPa.s

(2)

Nhân độ nhớt có đơn vị là centipoise với 0.001 để được độ nhớt có đơn vị là Pa.s.
14

BÁO CÁO

14.1

Báo cáo những thông tin sau đây:

14.1.1 Báo cáo ngày và thời gian thí nghiệm;
14.1.2 Báo cáo nhiệt độ thí nghiệm chính xác đến 1 oC.
14.1.3 Báo cáo tốc độ quay, vòng/phút;
14.1.4 Báo cáo kích cỡ của con quay sử dụng;
14.1.5 Báo cáo mô mên xoắn theo phần trăm; và
14.1.6 Báo cáo độ nhớt trung bình theo Pa.s.

6


AASHTO T316-06

TCVN xxxx:xx

15

ĐỘ CHÍNH XÁC VÀ SAI SỐ

15.1

Độ chính xác – Chỉ tiêu để đánh giá sự chấp nhạn của kết quả độ nhớt xác định được
theo phương pháp này được đưa ra ở Bảng 1.

15.1.1 Độ chính xác do 1 người thực hiện – Những con số trong cột 2 của bảng 1 là các hệ
số biến đổi được tìm ra tương ứng với các điều kiện thí nghiệm được miêu tả tại cột 1.
Hai kết quả thu được trong cùng một phòng thí nghiệm, do cùng một người sử dụng
cùng một thiết bị, trong cùng thời điểm, sẽ không được cho là đạt ngoại trừ sự sai
khác giữa hai kết quả, tính theo phần trăm của giá trị trung bình, vượt quá các giá trị
được đưa ra ở bảng 1, cột 3.
15.1.2 Độ chính xác do các phòng thí nghiệm khác nhau thực hiện – Những con số trong cột

2 của bảng 1 là các hệ số biến đổi được tìm ra tương ứng với các điều kiện thí nghiệm
được miêu tả tại cột 1. Hai kết quả có được do 2 người thực hiện trên cùng loại vật
liệu ở các phòng thí nghiệm khác nhau sẽ không được cho là đạt ngoại trừ sự sai khác
giữa hai kết quả, tính theo phần trăm của giá trị trung bình, vượt quá các giá trị được
đưa ra ở bảng 1, cột 3.
Bảng 1 - Đánh giá độ chính xác
Hệ số biến đổi

Khoảng chấp nhận được
của 2 kết quả thí nghiệm

(1s%)a

(d2s%)a

Độ chính xác do 1 người thực hiện:
độ nhớt trung bình (Pa.s)

1.2

3.5

Độ chính xác giữa các phòng thí nghiệm:
độ nhớt trung bình (Pa.s)

4.3

12.1

Điều kiện

a

Các giá trị giới hạn 1s% và d2s% được diến đạt trong ASTM C 670.

Chú thích 2 - Độ chính xác đưa ra trong bảng 1 dựa trên cơ sở phân tích kết quả thí
nghiệm từ 8 cặp mẫu thành thạo của AMRL. Dữ liệu phân tích gồm các kết quả từ 142
đến 202 phòng thí nghiệm cho từng cặp mãu trong số 8 cặp. Việc phân tích bao gồm 5
loại nhựa đường: PG 52-34, PG 64-16, PG 70-22, và PG 76-22 (cải thiện SBS). Độ
nhớt trung bình của nhựa đường không cải thiện có giá trị từ 0.272- 0.719 Pa.s. Độ
nhớt trung bình của nhựa cải thiện có giá trị từ 1.621 – 1.638 Pa.s. Chi tiết của phân
tích này có trong báo cáo cuối cùng của dự án NCHRP số 9-26, giai đoạn 3.
Chú thích 3 – Như ví dụ sau, hai thí nghiệm được thực hiện trên cùng loại vật liệu thu
được các kết quả độ nhớt là 0.500 và 0.510 Pa.s. Giá trị trung bình của hai kết quả là
0.505 Pa.s. Khoảng chấp nhận được của hai kết quả là 3.5% của 0.505 Pa.s hoặc
0.018 Pa.s, các kết quả nằm trong phạm vi chấp thuận được.
15.2

Sai số – Không có thông tin nào được đưa ra về sai số của phương pháp thí nghiệm
này, vì không có vạt liệu nào có giá trị tham chiếu được chấp thuận có giá trị.

16

CÁC TỪ KHOÁ

16.1

Độ nhớt, nhựa đường.
7