流變儀是用于測定物質流變性能的儀器,流變性質則是某一種物質對外力表現為彈性和粘性雙重特性,即粘彈性。其中,粘性對應物質的流動,與物質本身固有的性質有關,為非可逆變形過程;對某一物體外加壓力,其內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。
流變儀分為旋轉流變儀、毛細管流變儀、轉矩流變儀和界面流變儀。其中,旋轉流變儀應用最廣,適用于非牛頓流體(不滿足牛頓黏性實驗定律的流體,即其剪應力與剪切應變之間不是線性關系的流體,如石油、瀝青、油漆、涂料)的測試。旋轉流變儀是在穩(wěn)定或變速情況下測量扭矩,用夾具因子將物理量轉化為流變學的參數,根據夾具的不同,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,因此可以通過旋轉流變儀測定得到復合模量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’對應彈性(可恢復)性能,而G”對應粘性(不可恢復)性能。δ為形變落后于應變變化的角頻率,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??梢钥吹紾’和G”在1.6攝氏度處出現交點。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#瀝青主要表現為彈性的性質;凝膠點之后,中海90#瀝青的損耗模量更大,此時主要表現為粘性的性質。在整個測試溫度范圍內,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性能;根據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))的力學性能;根據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。