瀝青針入度儀是測定瀝青材料黏稠度的試驗方法
一、前言
瀝青作為道路建設(shè)、防水工程等領(lǐng)域的關(guān)鍵材料，其性能直接關(guān)乎工程質(zhì)量與耐久性。通過測量標(biāo)準(zhǔn)針在特定條件下刺入瀝青試樣的深度，能夠直觀反映瀝青在不同溫度下的軟硬程度，瀝青針入度試驗基于牛頓流體的黏性流動理論。在規(guī)定溫度（常見為 25℃）、荷重（100g）及貫入時間（5s）條件下，將標(biāo)準(zhǔn)針垂直放置于瀝青試樣表面，針在重力作用下刺入瀝青。瀝青的黏稠度越高，對針的阻力越大，刺入深度越?。环粗?，黏稠度越低，刺入深度越大。刺入深度（單位為 0.1mm）即為針入度值，該值可量化瀝青的軟硬程度與流動性，進(jìn)而評估其在不同工程場景中的適用性。
三、試驗設(shè)備與材料
瀝青針入度儀
結(jié)構(gòu)組成：主要由針連桿、刻度盤（或位移傳感器）、按鈕（手動控制針下落）、可調(diào)節(jié)高度的試樣平臺、水平調(diào)節(jié)裝置、懸臂等構(gòu)成。針連桿需確保針在無明顯摩擦下垂直運動，刻度盤或位移傳感器能精確指示針貫入深度至 0.1mm。
精度要求：針及針桿總質(zhì)量為 2.5g±0.05g；儀器整體對針貫入深度的測量精度應(yīng)達(dá)到 ±0.1mm；自動計時裝置在 60s 間隔內(nèi)的準(zhǔn)確度需達(dá)到 ±0.1s。
標(biāo)準(zhǔn)針
由硬化回火的不銹鋼制成，洛氏硬度 HRC54 - 60，表面粗糙度 Ra0.2μm - 0.3μm。每根針設(shè)有號碼標(biāo)志，并附有計量部門的檢驗單，需定期校準(zhǔn)檢驗，以保證試驗準(zhǔn)確性。
盛樣皿
根據(jù)預(yù)估針入度值選擇不同規(guī)格：針入度＜200 時，內(nèi)徑 55mm，內(nèi)部深度 35mm；針入度在 200 - 350 時，內(nèi)徑 70mm，內(nèi)部深度 55mm；針入度 350 - 500 時，內(nèi)徑 50mm，內(nèi)部深度 60mm 。
恒溫水槽
容積不小于 10L，具備精準(zhǔn)控溫能力，控溫準(zhǔn)確度為 ±0.1℃，用于保持試驗所需的恒定溫度環(huán)境，確保瀝青試樣在規(guī)定溫度下進(jìn)行測試。
計時器
精度為 0.1s 或更高，用于準(zhǔn)確控制標(biāo)準(zhǔn)針貫入瀝青試樣的時間，保證試驗條件的一致性。
其他輔助材料
如合適的溶劑（如三氯乙烯）用于清洗標(biāo)準(zhǔn)針，擦拭用的干凈棉花或布，以及用于調(diào)整試樣高度和平整度的工具等。
三、試樣制備：
小心加熱瀝青樣品，加熱過程中持續(xù)攪拌，防止局部過熱。對于焦油瀝青，加熱溫度不得超過軟化點 60℃；石油瀝青則不超過軟化點 90℃，且加熱時間不宜超過 30min，避免試樣中混入氣泡。
將加熱后的瀝青試樣緩慢倒入預(yù)選好的盛樣皿中，試樣深度應(yīng)大于預(yù)計穿入深度 10mm，同時準(zhǔn)備兩個試樣皿用于平行試驗，提高數(shù)據(jù)可靠性。
盛有試樣的盛樣皿在 15℃ - 30℃室溫中冷卻一定時間：小盛樣皿冷卻 1h - 1.5h；大盛樣皿冷卻 1.5h - 2h；特殊盛樣皿冷卻 2h - 2.5h。冷卻后移入保持規(guī)定試驗溫度 ±0.1℃的恒溫水槽中恒溫，恒溫時間與冷卻時間對應(yīng)，即小盛樣皿恒溫 1h - 1.5h，大盛樣皿恒溫 1.5h - 2h，特殊盛樣皿恒溫 2h - 2.5h。
儀器調(diào)試
調(diào)整針入度儀的水平調(diào)節(jié)裝置，使儀器處于水平狀態(tài)，避免因儀器傾斜導(dǎo)致針貫入方向偏差，影響試驗結(jié)果。
檢查針連桿和導(dǎo)軌，確保無水漬、灰塵及其他外來物，且運動過程中無明顯摩擦。用三氯乙烯等合適溶劑清洗標(biāo)準(zhǔn)針，并用干凈棉花或布擦干，然后將針插入針連桿，用螺絲固緊。
根據(jù)試驗條件（如標(biāo)準(zhǔn)試驗條件下溫度 25℃、荷重 100g），在針入度儀上添加相應(yīng)的附加砝碼。
四、試驗步驟：
取出達(dá)到恒溫的盛樣皿，將其移入水溫控制在試驗溫度 ±0.1℃（可用恒溫水槽中的水）的平底玻璃皿中的三腳支架上，確保試樣表面以上的水層深度不少于 10mm，以維持穩(wěn)定的試驗溫度環(huán)境。
將盛有試樣的平底玻璃皿放置在針入度儀的平臺上，慢慢放下針連桿，借助適當(dāng)位置的反光鏡或燈光反射觀察，使針尖恰好與試樣表面接觸。拉下刻度盤的拉桿，使其與針連桿頂端輕輕接觸，調(diào)節(jié)刻度盤或深度指示器的指針指示為零。
開動秒表，在指針正指 5s 的瞬間，用手緊壓按鈕（若為自動針入度儀，則計時與標(biāo)準(zhǔn)針落下貫入試樣同時開始），使標(biāo)準(zhǔn)針自動下落貫入試樣，經(jīng)規(guī)定的 5s 時間后，停壓按鈕使針停止移動。
拉下刻度盤拉桿與針連桿頂端再次接觸，讀取刻度盤指針或位移指示器的讀數(shù)，該讀數(shù)即為針入度值，準(zhǔn)確至 0.5（0.1mm）。
同一試樣需進(jìn)行至少 3 次平行試驗，各測試點之間及與盛樣皿邊緣的距離不應(yīng)少于 10mm。每次試驗后，將盛有試樣皿的平底玻璃皿放回恒溫水槽，保持水溫為試驗溫度。每次試驗需更換一根干凈的標(biāo)準(zhǔn)針，若測定針入度大于 200 的瀝青試樣時，至少用 3 支標(biāo)準(zhǔn)針，且每次試驗后將針留在試樣中，直至 3 次平行試驗完成后，才能將標(biāo)準(zhǔn)針取出。
數(shù)據(jù)記錄參考：
試驗溫度（℃） | 試針荷重（g） | 貫入時間（s） | 刻度盤初讀數(shù) | 刻度盤終讀數(shù) | 針入度（0.1mm） | 測定值 | 平均值 |
25 | 102.5 | 5 | 0 | 82 | 82 | 82 | 81 |
25 | 102.5 | 5 | 0 | 80 | 80 | 80 | |
25 | 102.5 | 5 | 0 | 81 | 81 | 81 | |
25 | 102.5 | 5 | 0 | 125 | 125 | 125 | 126 |
25 | 102.5 | 5 | 0 | 127 | 127 | 127 | |
25 | 102.5 | 5 | 0 | 126 | 126 | 126 |
