一种粗集料比表面积测试装置及方法

本发明属于集料比表面积测试，具体涉及一种粗集料比表面积测试装置及方法。

背景技术：

1、沥青混合料是目前道路工程中常用的路面材料，具有噪音低、耐磨性好、养护维修简便等优点。沥青混合料的材料成本包括骨料成本和沥青成本，其中沥青价格昂贵，其用量受骨料影响很大，优异的骨料级配能够提升沥青路面性能的同时降低材料成本。沥青用量与骨料的比表面积息息相关，通常而言，骨料比表面积越大吸油量更高。对粗集料的比表面积进行测试，能够定量分析不同粒径范围集料的吸油情况，从而有助于优化骨料的级配、控制沥青混合料的施工质量与经济成本。目前，对于细集料已有勃氏法、bet法等方法对比表面积进行测试，而对于粗集料的比表面积还少有简便完善的测试方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种粗集料比表面积测试装置及方法，该装置及方法能够精确测试粗集料比表面积。

2、本发明通过以下技术方案实现：

3、一种粗集料比表面积测试装置，包括：超声波检测器、检测室、温控箱、电子称和沥青搅拌机；所述沥青搅拌机用于将粗集料与沥青搅拌混合，得到沥青混合料；所述检测室用于盛装所述沥青混合料；所述超声波检测器设置在检测室一侧，用于检测检测室内沥青混合料中粗集料表面沥青膜的厚度，所述温控箱用于控制检测室内温度在测试温度；所述电子称用于称量所述粗集料和沥青混合料在所述测试温度下的质量。

4、优选的，所述检测室的形状为球体，所述粗集料比表面积测试装置包括驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述检测室转动。

5、进一步的，所述的粗集料比表面积测试装置包括底座，所述检测室底部穿过底座与驱动装置连接；所述检测室与底座相交处装有轴承。

6、进一步的，所述驱动装置包括第一电动机、丝杠模组、第二电动机、齿轮、齿条和齿条滑动槽，所述第一电动机的输出端与丝杠模组的丝杠一端连接，所述丝杠上螺纹连接有第一位移板；所述第二电动机和齿条滑动槽设置在第一位移板上，所述齿轮位于第二电动机上方且与第二电动机输出轴同轴连接，所述齿条滑动安装在齿条滑动槽中，所述齿轮与齿条啮合连接，齿条的长度方向与丝杠的长度方向垂直；所述齿条顶部固定连接有第二位移板，所述第二位移板水平放置，所述检测室底部与第二位移板上表面接触。

7、优选的，所述粗集料比表面积测试装置包括真空泵和介质收集桶；使用时，所述检测室顶部通过真空管与介质收集桶连接，介质收集桶通过真空管与真空泵连接。

8、优选的，所述粗集料比表面积测试装置包括超声波检测器固定架，所述超声波检测器固定在超声波检测器固定架上。

9、优选的，所述温控箱为箱式结构，所述检测室和超声波检测器设置在温控箱内。

10、本发明提供一种粗集料比表面积测试方法，包括：

11、s1，称量待测粗集料在测试温度下的质量 m1；

12、s2，将待测粗集料与沥青搅拌混合，得到沥青混合料；

13、s3，称量沥青混合料在测试温度下的质量 m2；

14、s4，将沥青混合料和检测介质加入检测室中，并对检测室中沥青混合料进行超声波检测，得到沥青混合料中粗集料表面的沥青膜厚度 h；

15、s5，根据如下公式计算粗集料比表面积s：

16、

17、其中，s为粗集料的比表面积； m2为沥青混合料在测试温度下的质量； m1为粗集料在测试温度下的质量；为沥青在测试温度下的密度； h为沥青混合料中粗集料表面的沥青膜厚度。

18、优选的，s4中，将检测室分为多个检测区，对各检测区的沥青混合料分别进行超声波检测，得到各检测区的沥青膜厚度，计算各检测区沥青膜厚度的平均值，将所得平均值作为沥青混合料中粗集料表面的沥青膜厚度。

19、优选的，s4中，将沥青混合料加入检测介质中之后，且对检测室中沥青混合料进行超声波检测之前，还包括以下步骤：对检测室进行抽真空处理。

20、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

21、本发明所述粗集料比表面积测试装置，包括超声波检测器、检测室、温控箱、电子称和沥青搅拌机；采用沥青搅拌机将粗集料与沥青搅拌混合，采用电子称称量粗集料和沥青混合料的质量，采用温控箱控制检测室内温度在测试温度；采用超声波检测器检测测试温度下检测室内沥青混合料中粗集料表面的沥青膜厚度，从而根据沥青膜厚度、粗集料的质量、沥青混合料的质量及沥青的密度，即可计算得到测试温度下粗集料的比表面积。本发明利用超声波测算粗集料比表面积，精度高，成本低，经济性好，且设备体积小，便于随时检测。

22、进一步的，本发明检测室的形状为球体，通过驱动装置驱动所述检测室在水平方向转动，可以利用超声波检测器检测检测室内不同区域的沥青膜厚度，进而计算平均值，利用平均值计算粗集料的比表面积，从而提高检测结果的准确性。

23、进一步的，在检测室与底座相交处装有轴承，可以减小检测室转动时的阻力，使得检测室更好地转动。

24、进一步的，本发明设置真空泵，使用时利用真空泵将检测室物料中气泡消除，可以提高检测结果的准确性。

25、本发明公路粗集料比表面积测试方法，获取沥青膜厚度、粗集料的质量、沥青混合料的质量及沥青的密度，根据这些数据计算得到测试温度下粗集料的比表面积。本发明利用超声波测算粗集料比表面积，精度高，成本低，经济性好，且设备体积小，便于随时检测。

技术特征：

1.一种粗集料比表面积测试装置，其特征在于，包括：超声波检测器（14）、检测室（12）、温控箱（7）、电子称（5）和沥青搅拌机（4）；所述沥青搅拌机（4）用于将粗集料与沥青搅拌混合，得到沥青混合料；所述检测室（12）用于盛装所述沥青混合料；所述超声波检测器（14）设置在检测室（12）一侧，用于检测检测室（12）内沥青混合料中粗集料表面沥青膜的厚度，所述温控箱（7）用于控制检测室（12）内温度在测试温度；所述电子称（5）用于称量所述粗集料和沥青混合料在所述测试温度下的质量。

2.根据权利要求1所述的粗集料比表面积测试装置，其特征在于，所述检测室（12）的形状为球体，所述粗集料比表面积测试装置包括驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述检测室（12）转动。

3.根据权利要求2所述的粗集料比表面积测试装置，其特征在于，所述的粗集料比表面积测试装置包括底座（6），所述检测室（12）底部穿过底座（6）与驱动装置连接；所述检测室（12）与底座（6）相交处装有轴承（15）。

4.根据权利要求2所述的粗集料比表面积测试装置，其特征在于，所述驱动装置包括第一电动机（113）、丝杠模组、第二电动机（19）、齿轮（110）、齿条（17）和齿条滑动槽（18），所述第一电动机（113）的输出端与丝杠模组的丝杠（112）一端连接，所述丝杠（112）上螺纹连接有第一位移板（111）；所述第二电动机（19）和齿条滑动槽（18）设置在第一位移板（111）上，所述齿轮（110）位于第二电动机（19）上方且与第二电动机（19）输出轴同轴连接，所述齿条（17）滑动安装在齿条滑动槽（18）中，所述齿轮（110）与齿条（17）啮合连接，齿条（17）的长度方向与丝杠的长度方向垂直；所述齿条（17）顶部固定连接有第二位移板（16），所述第二位移板（16）水平放置，所述检测室（12）底部与第二位移板（16）上表面接触。

5.根据权利要求1所述的粗集料比表面积测试装置，其特征在于，所述粗集料比表面积测试装置包括真空泵（2）和介质收集桶（3）；使用时，所述检测室（12）顶部通过真空管与介质收集桶（3）连接，介质收集桶（3）通过真空管与真空泵（2）连接。

6.根据权利要求1所述的粗集料比表面积测试装置，其特征在于，所述粗集料比表面积测试装置包括超声波检测器固定架（11），所述超声波检测器（14）固定在超声波检测器固定架（11）上。

7.根据权利要求1所述的粗集料比表面积测试装置，其特征在于，所述温控箱（7）为箱式结构，所述检测室（12）和超声波检测器（14）设置在温控箱（7）内。

8.一种粗集料比表面积测试方法，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的粗集料比表面积测试方法，其特征在于，s4中，将检测室分为多个检测区，对各检测区的沥青混合料分别进行超声波检测，得到各检测区的沥青膜厚度，计算各检测区沥青膜厚度的平均值，将所得平均值作为沥青混合料中粗集料表面的沥青膜厚度。

10.根据权利要求8所述的粗集料比表面积测试方法，其特征在于，s4中，将沥青混合料加入检测介质中之后，且对检测室中沥青混合料进行超声波检测之前，还包括以下步骤：对检测室进行抽真空处理。

技术总结本发明提供一种粗集料比表面积测试装置及方法，所述装置包括：超声波检测器、检测室、温控箱、电子称和沥青搅拌机；所述沥青搅拌机用于将粗集料与沥青搅拌混合，得到沥青混合料；所述检测室用于盛装所述沥青混合料；所述超声波检测器设置在检测室一侧，用于检测检测室内沥青混合料中粗集料表面沥青膜的厚度，所述温控箱用于控制检测室内温度在测试温度；所述电子称用于称量所述粗集料和沥青混合料在所述测试温度下的质量。该装置及方法能够精确测试粗集料比表面积。技术研发人员：汪梦琪,许健,闫振超,陈和宇受保护的技术使用者：西安建筑科技大学技术研发日：技术公布日：2025/1/6