CN109507148A - 一种采用ftir测定sbs改性沥青中异样添加物质的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种采用FTIR测定SBS改性沥青中异样添加物质的方法，包括以下步骤：步骤1检测标准合格样品SBS改性沥青的吸光度，形成标准合格样品红外光谱图；步骤2检测异样添加物质的吸光度，建立异样添加物质的红外光谱图数据库；步骤3对比步骤1的标准合格样品红外光谱图和步骤2的异样添加物质红外光谱图数据库，标记出异样添加物质吸光度特征峰的波数位置；步骤4.检测待测样品SBS改性沥青的吸光度，形成待测样品红外光谱图；步骤5.将步骤4的待测样品红外光谱图与步骤1的标准合格样品红外光谱图进行对比，当两者在步骤3标记出的异样添加物质特征峰波数位置处吸光度存在差异时，表明待测样品中含有异样添加物质。
Description
技术领域
本发明涉及一种SBS改性沥青质量的检测方法，尤其涉及一种采用FTIR测定SBS改性沥青中异样添加物质的方法。
背景技术
SBS改性沥青是以基质沥青为原料，加入一定比例的SBS改性剂，通过剪切、搅拌等方法使SBS改性剂均匀地分散于基质沥青中，同时，加入一定比例的专属稳定剂，形成的共混材料。相比基质沥青，SBS改性沥青由于具有高温性能好、低温抗裂能力强等优点而被广泛应用于沥青路面实际工程中。
在SBS改性沥青中，基质沥青原材料的市场价格约为3500元/吨，SBS改性剂原材料的市场价格约为17000元/吨。由于SBS改性剂原材料的价格高，因此SBS改性沥青的生产商会通过在生产过程中添加其他异样物质替代部分SBS改性剂，从而减少SBS改性剂的用量，降低生产成本，获得更大的生产利益。如生产中通常添加的异样物质PE，其原材料价格约9000元/吨，异样物质橡胶，其原材料价格约3500元/吨，异样物质SBR，其原材料价格约12000元/吨。由于采用异样添加物质替代了部分SBS改性剂，减少了SBS改性剂的添加量，因此，SBS改性沥青的质量得不到保障，造成沥青路面出现早期开裂、车辙等病害，因此进行SBS改性沥青中异样添加物质的检测非常必要。
目前对SBS改性沥青中异样添加物质的检测手段繁琐，耗时较长，不能快速、准确、高效的指出异样添加物的种类，使本领域技术人员无法在短期内获知所使用的SBS改性沥青的质量是否合格，从而无法预防沥青路面因SBS改性沥青异样添加物的存在造成的病害。
发明内容
本发明提供了一种采用FTIR测定SBS改性沥青中异样添加物质的方法，首次提出了对SBS改性沥青中的异样添加物质进行检测。
本发明是采用如下方案实现的：
本发明一种采用FTIR测定SBS改性沥青中异样添加物质的方法，包括如下操作步骤：
步骤1.采用FTIR设备，检测标准合格样品SBS改性沥青的吸光度，形成标准合格样品红外光谱图；
步骤2.采用FTIR设备，检测异样添加物质的吸光度，建立异样添加物质的红外光谱图数据库；
步骤3.对比所述步骤1的标准合格样品红外光谱图和所述步骤2的异样添加物质红外光谱图数据库，标记出异样添加物质吸光度特征峰的波数位置；
步骤4.采用FTIR设备，检测待测样品SBS改性沥青的吸光度，形成待测样品红外光谱图；
步骤5.将所述步骤4的待测样品红外光谱图与所述步骤1的标准合格样品红外光谱图进行对比，当两者在所述步骤3标记出的异样添加物质特征峰波数位置处吸光度存在差异时，表明待测样品中含有异样添加物质。
进一步的，步骤1、步骤2、步骤4中采用FTIR设备检测样品物质红外光谱的测试波数范围是600-4000cm-1。
进一步的，当步骤5中确定待测样品中含有异样添加物质时，根据步骤4中检测待测样品SBS改性沥青的吸光度特征峰的峰面积计算异样添加物的含量。
进一步的，步骤1、步骤2、步骤4中采用FTIR设备检测样品物质红外光谱，在测试过程控制检测分辨率为4cm-1。
进一步的，步骤1、步骤2、步骤4中采用FTIR设备检测样品物质红外光谱，每个样品物质平行检测3次，控制3次平行检测结果的偏差小于5‰，并以3次平行试验的平均值作为样品物质红外光谱图建立的数据作为数据结果。
进一步的，步骤2异样添加物质为SBS改性沥青生产过程中异样添加的PE、橡胶颗粒、橡胶粉、SBR、抗车辙剂、硫磺或橡胶油中的任意一种。
进一步的，步骤3通过对比标准合格样品红外光谱图和异样添加物质红外光谱数据库，标记出异样添加物质吸光度特征峰的波数位置，建立了异样添加物质有机官能团与红外光谱吸光度特征峰的一一对应关系，用于定位异样添加物的种类。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.本发明中，采用FTIR检测设备，检测全过程仅需要5min，快速高效；检测过程所需检测样品的质量约为1g，节约材料资源；检测全过程在室温条件下进行，无需对检测样品进行加热，节约能源，保障检测员的人身安全，促使制样备样过程最简单化；每次检测均可控制单个样品平行试验误差小于5‰，检测数据具有良好的均匀性及稳定性。
2.本发明中采用FTIR设备检测样品物质红外光谱，其测试波数范围为600-4000cm-1，涵盖了SBS改性沥青材料、异样添加物质材料所有有机官能团可能出现吸光度特征峰的位置。
3.本发明中，异样添加物质为SBS改性沥青生产过程中异样添加的PE、橡胶颗粒、橡胶粉、SBR、抗车辙剂、硫磺、橡胶油中的任意一种，测试方法不受实验材料的限制，而具有普遍适用性。
4.本发明中，对比步骤4的待测样品红外光谱图，与步骤1的标准合格样品红外光谱图，在步骤3标记出的异样添加物质吸光度特征峰波数位置的差异，当差异存在时，表明待测样品中含有异样添加物质。
5.本发明的步骤5通过对比待测样品红外光谱图与标准合格样品红外光谱图，在标记出的异样添加物质特征峰波数位置处的吸光度差异，当差异存在时，直观的表明待测样品中含有异样添加物质，并通过特征峰的位置定位到该异样添加物的有机官能团，从而直观的确定该异样添加物的种类，并能够通过峰面积的大小估算该异样添加物的含量，快速高效精准的实现了SBS改性沥青中异样物质的检测。
6.本发明将异样添加物种类与其有机官能团的吸收度特征峰相结合，并将其反应在红外光谱途中，从而检测SBS改性沥青的异样添加物的种类，该方法具有检测过程操作简单、快速高效，检测结果直观真实可靠、有效避免人为误差、可实时指导施工过程中对沥青质量监管的优点。
7.本发明采用将步骤4的待测样品红外光谱图与步骤1的标准合格样品红外光谱图进行对比，当两者在步骤3标记出的异样添加物质特征峰波数位置处吸光度存在差异时，表明待测样品中含有异样添加物质的方式，排出了红外光谱图中其他特征峰对本检测方法的干扰，高效、准确的判断异样添加物的情况。
附图说明
图1为实施例1 标准合格样品SBS改性沥青的红外光谱图；
图2为实施例1 异样添加物质的红外光谱数据库；
图3为实施例1 标记出的异样添加物质吸光度特征峰波数位置；
图4为实施例1 待测样品SBS改性沥青的红外光谱图；
图5为实施例1 待测样品与标准合格样品在标记出的异样添加物质吸光度特征峰波数位置的差异；
图6为实施例2 标准合格样品SBS改性沥青的红外光谱图；
图7为实施例2 异样添加物质的红外光谱数据库；
图8为实施例2 标记出的异样添加物质吸光度特征峰波数位置；
图9为实施例2 待测样品SBS改性沥青的红外光谱图；
图10为实施例2 待测样品与标准合格样品在标记出的异样添加物质吸光度特征峰波数位置的差异。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明一种基于近红外光谱技术快速检测沥青宏观指标的方法，包括如下操作步骤：
步骤1.采用FTIR设备，检测标准合格样品SBS改性沥青在测试波数600-4000cm-1范围内的吸光度，在测试过程控制检测分辨率为4cm-1，形成标准合格样品红外光谱图，每个样品物质平行检测3次，控制3次平行检测结果的偏差小于5‰，并以3次平行试验的平均值作为样品物质红外光谱图建立的数据作为数据结果，结果见图1。
步骤2.采用FTIR设备，检测异样添加物质在测试波数600-4000cm-1范围内的吸光度，建立异样添加物质的红外光谱数据库，每个样品物质平行检测3次，控制3次平行检测结果的偏差小于5‰，并以3次平行试验的平均值作为样品物质红外光谱图建立的数据作为数据结果，结果见图2。
步骤3.对比步骤1的标准合格样品红外光谱图和步骤2的异样添加物质红外光谱数据库，标记出异样添加物质吸光度特征峰的波数位置，结果见图3。
步骤4.采用FTIR设备，检测待测样品SBS改性沥青在测试波数600-4000cm-1范围内的吸光度，在测试过程控制检测分辨率为4cm-1，形成待测样品红外光谱图，每个样品物质平行检测3次，控制3次平行检测结果的偏差小于5‰，并以3次平行试验的平均值作为样品物质红外光谱图建立的数据作为数据结果，结果见图4。
步骤5.将步骤4的待测样品红外光谱图与步骤1的标准合格样品红外光谱图进行对比，当两者在步骤3标记出的异样添加物质特征峰波数位置处吸光度存在差异时，表明待测样品中含有异样添加物质，结果见图5。
由图5待测样品红外光谱图与标准合格样品红外光谱图对比可以看出，在SBR吸光度特征峰波数位置，待测样品红外光谱图与标准合格样品红外光谱图明显存在差异，由此表明待测样品中含有异样添加的SBR，并根据图5中的异样添加的SBR的红外光谱特征峰的峰面积计算该异样添加的SBR的添加量，按照质量分数计算为0.8%。
实施例2
本发明一种基于近红外光谱技术快速检测沥青宏观指标的方法，包括如下操作步骤：
步骤1.采用FTIR设备，检测标准合格样品SBS改性沥青在测试波数600-4000cm-1范围内的吸光度，在测试过程控制检测分辨率为4cm-1形成标准合格样品红外光谱图，每个样品物质平行检测3次，控制3次平行检测结果的偏差小于5‰，并以3次平行试验的平均值作为样品物质红外光谱图建立的数据作为数据结果，结果见图6。
步骤2.采用FTIR设备，检测异样添加物质在测试波数600-4000cm-1范围内的吸光度，在测试过程控制检测分辨率为4cm-1建立异样添加物质的红外光谱数据库，每个样品物质平行检测3次，控制3次平行检测结果的偏差小于5‰，并以3次平行试验的平均值作为样品物质红外光谱图建立的数据作为数据结果，结果见图7。
步骤3.对比步骤1的标准合格样品红外光谱图和步骤2的异样添加物质红外光谱数据库，标记出异样添加物质吸光度特征峰的波数位置，结果见图8。
步骤4.采用FTIR设备，检测待测样品SBS改性沥青在测试波数600-4000cm-1范围内的吸光度，在测试过程控制检测分辨率为4cm-1形成待测样品红外光谱图，每个样品物质平行检测3次，控制3次平行检测结果的偏差小于5‰，并以3次平行试验的平均值作为样品物质红外光谱图建立的数据作为数据结果，结果见图9。
步骤5.将步骤4的待测样品红外光谱图与步骤1的标准合格样品红外光谱图进行对比，当两者在步骤3标记出的异样添加物质特征峰波数位置处吸光度存在差异时，表明待测样品中含有异样添加物质，结果见图10。
由图10待测样品红外光谱图与标准合格样品红外光谱图对比可以看出，在硫磺吸光度特征峰波数位置，待测样品红外光谱图与标准合格样品红外光谱图明显存在差异，由此表明待测样品中含有异样添加的硫磺，并根据图10中的异样添加的硫磺的红外光谱特征峰的峰面积计算该异样添加的硫磺的添加量，按照质量分数计算为0.6%。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (7)
1.一种采用FTIR测定SBS改性沥青中异样添加物质的方法，其特征在于：包括如下操作步骤：
步骤1.采用FTIR设备，检测标准合格样品SBS改性沥青的吸光度，形成标准合格样品红外光谱图；
步骤2.采用FTIR设备，检测异样添加物质的吸光度，建立异样添加物质的红外光谱图数据库；
步骤3.对比所述步骤1的标准合格样品红外光谱图和所述步骤2的异样添加物质红外光谱图数据库，标记出异样添加物质吸光度特征峰的波数位置；
步骤4.采用FTIR设备，检测待测样品SBS改性沥青的吸光度，形成待测样品红外光谱图；
步骤5.将所述步骤4的待测样品红外光谱图与所述步骤1的标准合格样品红外光谱图进行对比，当两者在所述步骤3标记出的异样添加物质特征峰波数位置处吸光度存在差异时，表明待测样品中含有异样添加物质。
2.根据权利要求1所述的一种采用FTIR测定SBS改性沥青中异样添加物质的方法，其特征在于： 所述步骤1、步骤2、步骤4中采用FTIR设备检测样品物质红外光谱的测试波数范围是600-4000cm-1。
3.根据权利要求1所述的一种采用FTIR测定SBS改性沥青中异样添加物质的方法，其特征在于：当所述步骤5中确定待测样品中含有异样添加物质时，根据所述步骤4中检测待测样品SBS改性沥青的吸光度特征峰的峰面积计算异样添加物的含量。
4.根据权利要求1所述的一种采用FTIR测定SBS改性沥青中异样添加物质的方法，其特征在于：所述步骤1、步骤2、步骤4中采用FTIR设备检测样品物质红外光谱，在测试过程控制检测分辨率为4cm-1。
5.根据权利要求1所述的一种采用FTIR测定SBS改性沥青中异样添加物质的方法，其特征在于：所述步骤1、步骤2、步骤4中采用FTIR设备检测样品物质红外光谱，每个样品物质平行检测3次，控制3次平行检测结果的偏差小于5‰，并以3次平行试验的平均值作为样品物质红外光谱图建立的数据作为数据结果。
6.根据权利要求1所述的一种采用FTIR测定SBS改性沥青中异样添加物质的方法，其特征在于：所述步骤2异样添加物质为SBS改性沥青生产过程中异样添加的PE、橡胶颗粒、橡胶粉、SBR、抗车辙剂、硫磺或橡胶油中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种采用FTIR测定SBS改性沥青中异样添加物质的方法，其特征在于：所述步骤3通过对比标准合格样品红外光谱图和异样添加物质红外光谱数据库，标记出异样添加物质吸光度特征峰的波数位置，建立了异样添加物质有机官能团与红外光谱吸光度特征峰的一一对应关系，用于定位异样添加物的种类。
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