建材--第11章 沥青材料

1、第第1111章章 沥青材料沥青材料一、沥青一、沥青 是高分子碳氢化合物及其非金属是高分子碳氢化合物及其非金属( (氧、氮、硫等氧、氮、硫等) )衍生物组成的极其复杂的混合物，在常温下呈现黑色衍生物组成的极其复杂的混合物，在常温下呈现黑色或黑褐色的固体、半固体或液体状态。或黑褐色的固体、半固体或液体状态。二、特性二、特性良好的粘性、塑性、耐腐蚀性和憎水性良好的粘性、塑性、耐腐蚀性和憎水性三、分类三、分类 沥青按产源不同可分为： 天然沥青 地沥青 石油沥青 沥青 煤沥青 焦油沥青 页岩沥青 石油沥青石油沥青是石油原油经蒸馏提炼出各种轻质是石油原油经蒸馏提炼出各种轻质油（如汽油、煤油、柴油等）及润滑

2、油以后的残油（如汽油、煤油、柴油等）及润滑油以后的残留物，或再经加工而得的产品。留物，或再经加工而得的产品。 煤沥青煤沥青是由煤焦油蒸馏后的残留物经加工而是由煤焦油蒸馏后的残留物经加工而得的，是炼焦厂或煤气厂生产的副产品。得的，是炼焦厂或煤气厂生产的副产品。一、石油沥青的组分和结构一、石油沥青的组分和结构 1 1、石油沥青的组分、石油沥青的组分 从工程使用的角度出发，通常将沥青中从工程使用的角度出发，通常将沥青中化学化学成分和物理性质成分和物理性质相近，并且具有某种共同特征的相近，并且具有某种共同特征的部分划分为一个部分划分为一个组分组分（或（或组从组从）。）。 石油沥青的三大组分： 油分、树

3、脂、地沥青质石油沥青的三大组分： 油分、树脂、地沥青质 其中：其中： 油分油分赋予沥青流动性；赋予沥青流动性； 树脂树脂使沥青具有良好的塑性和粘结性；使沥青具有良好的塑性和粘结性； 地沥青质地沥青质则决定沥青的耐热性、粘性和脆性。则决定沥青的耐热性、粘性和脆性。 2 2、石油沥青的结构、石油沥青的结构 是是以地沥青质为核心，周围吸附部分树脂和油分，构成胶团，无数胶团分散在油分中而形成胶体结构。 溶胶结构溶胶结构（地沥青质含量相对较少，油分和树脂含量相对较高时，胶团外膜较厚，胶团之间相对运动较自由。）性质：粘性小，流动性大，温度。）性质：粘性小，流动性大，温度稳定性差。稳定性差。 凝胶结构凝胶结

4、构（地沥青质含量较多，油分和树脂含量较少时，胶团外膜较薄，胶团之间相对运动较困难。）性质性质：弹性和粘结性较高，温度稳定性较好，但塑性较差。 溶胶溶胶- -凝胶结构凝胶结构（地沥青质含量适当，并有较多的树脂作为保护层）性质：介于溶胶结构和凝胶结性质：介于溶胶结构和凝胶结构之间。构之间。二、石油沥青的技术性质：二、石油沥青的技术性质：1.粘滞性（粘性）：粘滞度或针入度表示2.塑性：延度表示3.耐热性：软化点表示4.大气稳定性：蒸发损失或针入度表示1粘滞性（粘性） 粘滞性是反映沥青内部阻碍其相对流动的一种特性。它反映出沥青的软硬、稀稠的程度，是划分沥青牌号的主要性能指标。 工程中，液体石油沥青的粘

5、性常用粘滞度（标准粘度）来表示石油沥青的粘滞性。固体或半固体沥青的粘性用针入度表示。 固体或半固体沥青针入度的数值越小，表明粘度越大。 对于液体石油沥青，标准粘度越大，表示沥青的稠度越大。 影响因素： 沥青的粘滞性与其组分及所处的环境温度有关，当沥青质含量较高，又有适量的树脂且油分含量较少时粘滞性较大。 在一定的温度范围内，粘滞性随温度升高而降低，反之则增大。2塑性 塑性是指石油沥青在受外力作用下产生变形而不破坏，除去外力后仍能保持变形后的形状不变的性质。 沥青的塑性用延度表示，延度越大，塑性越好，柔性和抗断裂性越好。 影响因素：与组分、温度及膜层厚度有关。 当树脂含量较高，且其油分、地沥青质

6、又适量时，则塑性较好；温度高则塑性增大，膜层增厚，塑性也增大，反之则塑性越差。3温度敏感性 温度敏感性是指石油沥青的粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能。 温度敏感性用软化点来表示，软化点通过“环球法”试验测定。 软化点越高，沥青的耐热性越好，即温度敏感性越小，温度稳定性越好。 影响因素：与地沥青质含量和蜡含量有关。地沥青质含量增多时，温度敏感性降低；沥青中的蜡含量多时温度敏感性大。 措施： 建筑工程要求沥青的粘性及塑性，当温度变化时其变化幅度较小，即温度敏感性小。工程中常通过加入滑石粉、石灰石粉等矿物掺料，来减小沥青的温度敏感性。4大气稳定性大气稳定性 大气稳定性是指石油沥青在热、光、氧气和潮

7、湿等因素长期综合作用下抵抗老化的性能，它反映沥青的耐久性。 在阳光、空气、水等外界因素的综合作用下，石油沥青中的各组分会发生不断递变，油分、树脂逐渐减少，沥青质逐渐增多，这一过程称为沥青的老化。 随着时间的进展，石油沥青的流动性和塑性将逐渐减小，硬脆性逐渐增大，直至脆裂乃至松散，使沥青失去防水、防腐效能。 大气稳定性可以用沥青试样在加热蒸发前后的“蒸发损失百分率”和“蒸发后针入度的比值”来表示。蒸发损失率越小，蒸发后针入度比越大，则表示沥青的大气稳定性越好。 蒸发损失百分率 =(蒸发前质量-蒸发后质量)/蒸发前质量*100% 蒸发后针入度比 =蒸发后针入度/蒸发前针入度*100%5.除上述主要

8、性质外，为评定沥青质量和保证施工安全，还应考虑沥青的溶解度、闪点、燃点、水分等性质。 溶解度是指石油沥青在三氯乙烯、四氯化碳或苯中溶解的百分率。用以限制有害的不溶物（如沥青碳或似碳物）含量。不溶物会降低沥青的粘结性。 闪点：闪点：沥青在规定条件下，加热到石油沥青的蒸气与火焰接触发生蓝色闪光时的最低温度，称为闪点。 闪点的高低，关系到运输、贮存和加热使用等方面的安全。 燃点：燃点：如温度再上升与火接触而产生火焰，能持续燃烧5S以上，这个开始燃烧的温度即为燃点。 施工现场在熬制沥青时应特别注意加热熔化最高温度不能超过闪点温度，闪点是安全施工的指标。而且，沥青加热温度过高、加热时间过长，也会促使沥青

9、老化。 限制水分含量限制水分含量是为了避免水分过多，以致在加热过程中产生大量泡沫，引起溢锅起火事故。三、石油沥青的分类及技术标准石油沥青的分类及技术标准 石油沥青按技术性质划分为多种牌号，按应石油沥青按技术性质划分为多种牌号，按应用不同可分为用不同可分为道路石油沥青、建筑石油沥青道路石油沥青、建筑石油沥青和普通石油沥青和普通石油沥青三类，其技术指标见表。三类，其技术指标见表。 石油沥青的牌号石油沥青的牌号：主要是根据针入度、延度和软化点指标来划分的，以针入度值表示。 同一品种的石油沥青，石油沥青，粘性越小（针入度越大），塑性越好（延度越大），温度敏感性越大（软化点越低）。 四、石油沥青的选用原

10、则 在选用沥青材料时应根据工程性质、当地气候条件、使用部位及施工方法来选择不同品种和不同牌号的沥青。在满足工程要求的技术性质的前提下，尽量选取牌号高的石油沥青，以保证有较长的使用年限（因牌号高的沥青含油分多，挥发变质所需时间较长）。 五、沥青的掺配和改性五、沥青的掺配和改性 1. 当同一牌号的沥青不能满足工程技术要求时，可采用同产源的两种或三种沥青进行掺配。实践证明，同属石油沥青或同属煤沥青的同产源沥青容易保证掺配后沥青胶体结构的均匀性。 两种沥青掺配量可按下式计算：1001221TTTTQ1001221TTTTQ1001221TTTTQ12100QQ 式中： Q1较软沥青用量，%； Q2较硬沥青用量，%； T掺配沥青要求的软化点，； T1较软沥青软化点，； T2较硬沥青软化点，。 如用三种沥青时，可先求出两种沥青的配比，然后再与第三种沥青进行配比计算。1Q2. 沥青的改性沥青的改性 氧化改性 矿物填充料改性 聚合物改性六、 煤沥青 分低、中、高温沥青，建筑上用低温沥青。煤沥青没有石油沥青耐久，但防腐蚀性好。 煤沥青与石油沥青区别 表现在密度、气味、毒