Los materiales fibrosos se utilizan ampliamente en pavimentos asfálticos e ingeniería vial para mejorar la estabilidad, la resistencia al agrietamiento y la durabilidad. El método de ensayo de longitud y diámetro de fibra proporciona una forma precisa y fiable de evaluar las propiedades clave de las fibras, lo que ayuda a laboratorios y fabricantes a garantizar la calidad del material y optimizar el rendimiento de la ingeniería.

I. Instrumentos y materiales experimentales

1.1 Instrumentos experimentales

Los instrumentos y requisitos experimentales son los siguientes:

a) Analizador de imágenes de fibra: Véase el Apéndice G.1.1;

b) Gotero: Aproximadamente 100 mm de largo, con un diámetro interior de 5 mm a 8 mm. Un extremo es liso pero no está cerrado, y el otro tiene una pera de goma. El gotero está marcado con graduaciones de 0,5 mL y 1,0 mL.

c) Pipetas: varios tubos de 5 mL y 15 mL;

d) Portaobjetos y cubreobjetos para microscopio;

e) Dispersante: un agitador de baja velocidad para dispersar las muestras;

f) Frascos de vidrio marrón para reactivos, vasos de precipitados pequeños, agujas de disección, pinzas y papel de filtro;

g) Varilla de vidrio.

1.2 Materiales de prueba

Los materiales de prueba son los siguientes:

a) Agua destilada o agua desionizada;

b) Solución de inmersión: una mezcla de volúmenes iguales de glicerol y agua destilada.

II. Procedimiento experimental

2.1 Preparación de muestras de fibra

2.1.1 Preparación de muestras de fibra de madera y fibra mineral floculenta

Prepare 5 portaobjetos de fibra según G.2.2. No es necesario teñir.

2.1.2 Preparación de muestras de fibra polimérica

Tome aproximadamente 200 muestras de fibra de al menos 5 lugares diferentes (tenga en cuenta que solo se debe tomar una fibra del mismo haz; no se deben tomar varias fibras); luego seleccione aleatoriamente 50 fibras y divídalas en tres porciones aproximadamente iguales; coloque una porción de la muestra en un portaobjetos, sumerja una varilla de vidrio en una cantidad adecuada de solución de inmersión para sumergir la muestra, use una aguja de disección para dispersar uniformemente las fibras y cubra con un cubreobjetos. Prepare un total de 3 portaobjetos de fibra.

2.1.3 Preparación de muestras de fibra mineral en forma de haces

Se tomaron cantidades aproximadamente iguales de muestra de al menos cinco ubicaciones diferentes para formar una muestra de fibra de aproximadamente 5 g. A continuación, la muestra se calcinó a 530 °C ~ 570 °C durante 30 minutos para eliminar el agente humectante. Tras enfriar a temperatura ambiente, se prepararon tres portaobjetos de vidrio con soporte de fibra según el procedimiento descrito en 2.1.2.

2.2 Procedimiento de prueba

El procedimiento de prueba es el siguiente:

a) Coloque la lámina portaobjetos de fibra bajo el microscopio. Ajuste el enfoque hasta que la imagen de una sola fibra sea nítida. Mueva lentamente la lámina portaobjetos usando la platina, observe a través del ocular para localizar un campo de visión de fibra representativo, seleccione un aumento apropiado y capture imágenes estáticas;

b) Para fibras de lignina o fibras minerales floculantes, se pueden seleccionar múltiples campos de visión no superpuestos en cada portaobjetos para capturar imágenes estáticas correspondientes, de modo que el número total de fibras válidas sea de 40 a 50. El número total de fibras válidas en 5 portaobjetos será de 200 a 250. Las fibras finas o impurezas con una longitud inferior a 0,2 mm, los fragmentos de fibra con división longitudinal severa, las fibras superpuestas o las fibras poco claras se considerarán fibras no válidas;

c) Para fibras minerales o poliméricas agrupadas, se deben capturar varias imágenes estáticas, incluyendo todas las fibras de la muestra, evitando medir repetidamente la misma fibra.

d) Al medir la longitud de la fibra, seleccione la fibra que desea medir en una imagen estática y haga clic sobre ella en la pantalla, siguiendo su dirección, para subdividirla en varios segmentos rectos. El ordenador dibuja automáticamente la estructura del esqueleto de la fibra y calcula su longitud Li.

e) Al medir el diámetro de la fibra, seleccione la fibra que se va a medir en una imagen estática, haga clic con el ratón en los dos puntos del borde en la dirección del ancho de la fibra en la pantalla, y el ordenador calculará la distancia, que es el diámetro de la fibra di;

f) Al determinar la longitud máxima de la fibra, reduzca el aumento, mueva lentamente la lámina de fibra usando la platina, observe todas las fibras en la lámina a través del ocular, encuentre las tres fibras más largas, seleccione un aumento apropiado, tome una fotografía para formar una imagen fija y luego proceda a d) determinar la longitud de las fibras seleccionadas; mida todas las láminas de fibra de la misma manera y tome la media aritmética de todos los valores medidos como la longitud máxima de la fibra Lmax.

III. Procesamiento de datos experimentales

3.1 La longitud media de la fibra L se calcula según la fórmula (H.1), con una precisión de 0,1 mm.

L = (∑_(i=1)^n L_i)/n （H.1）

Donde: L—longitud media de la fibra (mm);

Li—longitud de la i-ésima fibra (mm);

n—número total de fibras medidas.

3.2 La tasa de desviación de la longitud de la fibra se calcula según la fórmula (H.2) y tiene una precisión de 0,1.

C_L = ((L_0 - L)/L_0) × 100% （H.2）

Donde: CL—tasa de desviación de la longitud de la fibra (%);

L0—longitud especificada de la fibra (mm).

3.3 El diámetro promedio de la fibra d se calcula según la fórmula (H.3), con una precisión de 0,1 μm.

d = (∑_(i=1)^n d_i)/n （H.3）

Donde d es el diámetro promedio de la fibra (μm);

dt es el diámetro de la i-ésima fibra (μm).

3.4 La tasa de desviación del diámetro de la fibra se calcula según la fórmula (H.4) y tiene una precisión de 0,1.

C_d = ((d_0 - d)/d_0) × 100% （H.4）

Donde: CA es el porcentaje de desviación del diámetro de la fibra;

d0—diámetro de especificación de la fibra (μm)