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文档简介
1、n沥青的分类沥青按产源分为以下几种: 页岩沥青煤沥青焦油沥青石油沥青天然沥青地沥青沥青土木工程中常用的主要是石油沥青和少量煤土木工程中常用的主要是石油沥青和少量煤沥青。沥青。组组 分分作作 用用油分油分淡黄色透明液体;淡黄色透明液体;赋予沥青流动性。赋予沥青流动性。树脂树脂粘稠半固体;粘稠半固体;增加沥青粘结力和延伸性。增加沥青粘结力和延伸性。地沥青质地沥青质固体粉末;固体粉末;决定沥青的粘结力、粘度、温度稳定性决定沥青的粘结力、粘度、温度稳定性油分地沥青质胶体结构以地沥青质为核心,周围吸附部分树脂和油分,形成胶团,无数胶团分散在油分中形成胶体结构。树脂+油分二二. .石油沥青的技术性质石油沥
2、青的技术性质 1粘滞性粘滞性 v 石油沥青的粘滞性又称粘性或稠度,它是反映沥青材料内部阻碍其相对流动的一种特性,是沥青材料软硬、稀稠程度的反映。v 粘滞性的大小与其组丛及温度有关。1)当地沥青质含量较高,同时又有适量树脂,而油分含量较少时,则粘滞性较大;2)在一定温度范围内,当温度升高时,则粘滞性随之降低,反之则增大。v 粘滞性的指标:1)绝对粘度2)相对粘度(条件粘度) v 针入度反映了石油沥青抵抗剪切变形的能力。粘稠石油沥青的针入度是在规定温度(25)条件下,以规定重量(100g)的标准针,在规定时间(5s)内贯入试样中的深度表示,单位以1/10mm计。v 粘滞度是液体沥青在某特定温度下经
3、一定直径的小孔流出50ml所需的时间,以秒表示。常用符号“CdtT”表示粘滞度,其中d为小孔直径(mm),t为试样温度,T为流出50ml沥青的时间。d有10、5、3(mm)三种,t通常为25或60。0.1mm25或6050ml2 2塑性塑性 v 塑性指石油沥青在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的性质。v 石油沥青的塑性与组丛、温度和膜层厚度有关。1)当其中树脂含量较多,且其它组丛含量又适当时,则塑性较好。2)温度升高,则塑性增大,当膜层增厚,塑性也增大,反之则塑性越差。当膜层薄至1mm时,塑性近于消失,即接近于弹性。v 在常温下,塑性较好的沥青在产生裂缝时,也可能由
4、于特有的粘塑性而自行愈合,故塑性也反映了沥青开裂后的自愈能力。沥青之所以能配制成性能良好的柔性防水材料,很大程度上决定于沥青的塑性。沥青的塑性对冲击振动荷载有定吸收能力,并能减少摩擦时的噪声,故沥青是一种优良的道路路面材料。v 塑性的指标延度。延度测定是把沥青制成“8”字形标准试件,置于延度仪内25水中,以5cmmin的速度拉伸,用拉断时的伸长度来表示,单位用cm计。mm 3温度敏感性(温度稳定性) v 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。v 石油沥青中地沥青质含量较多时,其温度敏感性较小。沥青中含蜡量较多时,则在温度较高(60左右)时就发生流淌,在温度较低时又易变硬开
5、裂。v 在工程使用时往往加入滑石粉、石灰石粉等矿物填料,以减小其温度敏感性。v 温度敏感性的指标软化点。沥青软化点一般采用“环与球”法测定。它是把沥青试样装入规定尺寸(直径15.88mm,高6mm)的铜环内,试样上放置一标准钢球(直径9.5mm,重3.5g),浸入冰水或甘油中,以规定的速度升温(5min),当沥青软化下垂至规定距离(25.4mm)时的温度即为其软化点,以摄氏度()计。4 4大气稳定性大气稳定性 v 大气稳定性是指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等大气因素的长期综合作用下抵抗老化的性能,也是沥青材料的耐久性。v大气稳定性的指标加热质量损失百分率,蒸发后针入度比5 5闪火点闪火点 v
6、 沥青加热后会产生可燃性气体,与空气混合容易产生闪火现象,开始闪火的温度为闪火点。它反映沥青的安全施工温度。三三. .石油沥青的技术标准及选用石油沥青的技术标准及选用 1石油沥青的分类与技术标准石油沥青的分类与技术标准 v 根据我国现行石油沥青标准,在工程建设中常用的石油沥青分道路石油沥青,建筑石油沥青,防水防潮石油沥青和普通石油沥青等。v 石油沥青是按针入度指标来划分牌号的。v 在同一品种石油沥青材料中,牌号愈小,沥青愈硬;牌号愈大,沥青愈软。同时随着牌号增加,沥青的粘性减小(针入度增加),塑性增加(延度增大),而温度敏感性增大(软化点降低)。2 2石油沥青的选用石油沥青的选用 v 在选用沥
7、青材料时,应根据工程性质(房屋、道路、防腐)及当地气候条件、所处工程部位(屋面、地下)来选用不同品种和牌号的沥青。v 建筑石油沥青粘性较大,耐热性较好,但塑性较小,主要用作制造油毡、油纸、防水涂料和沥青胶。它们绝大部分用于屋面及地下防水、沟槽防水、防腐蚀及管道防腐等工程。对于屋面防水工程,应注意防止过分软化。v 道路石油沥青牌号较多,一般拌制成沥青混凝土、沥青拌合料或沥青砂浆等使用。道路石油沥青还可作密封材料、粘结剂及沥青涂料等,此时宜选用粘性较大和软化点较高的道路石油沥青。v据高温季节测试,沥青屋面达到的表面温度比当地最高气温高2530,为避免夏季流淌,屋面用沥青材料的软化点还应比当地气温下
8、屋面可能达到的最高温度高20以上。例如某地区沥青屋面温度可达65,选用的沥青软化点应在85以上。但软化点也不宜选择过高,否则冬季低温易发生硬脆甚至开裂。对一些不易受温度影响的部位,可选用牌号较大的沥青。v 普通石油沥青含蜡较多,其一般含量大于5,有的高达20以上(称多蜡石油沥青),因而温度敏感性大,故在工程中不宜单独使用,只能与其它种类石油沥青掺配使用。3. 3. 石油沥青的掺配与稀释石油沥青的掺配与稀释 v 掺配沥青一般是指以同种沥青的不同标号按一定比例互相掺配而制成的沥青。v 施工中,若采用一种沥青不能满足配制所要求的软化点时,可采用两种或三种沥青进行掺配。一般认为掺配时要注意同产源,即用
9、同属石油沥青或同属煤沥青来掺配。 两种沥青掺配的比例可用下式估算: v 当沥青过于粘稠影响使用时,可以加入溶剂进行稀释,但必须采用同一产源的油料作稀释剂。如石油沥青采用汽油、煤油、柴油等石油产品系列的轻质油料作稀释剂,而煤沥青则采用煤焦油、重油等煤产品系列的油料作稀释剂。 煤沥青是生产焦炭和煤气的副产物。烟煤在蒸馏过煤沥青是生产焦炭和煤气的副产物。烟煤在蒸馏过程中的挥发物质,经冷凝而成黑色粘性液体称为煤焦油,程中的挥发物质,经冷凝而成黑色粘性液体称为煤焦油,再经分馏加工提取轻油、中油、重油及葸油之后所得残再经分馏加工提取轻油、中油、重油及葸油之后所得残渣即为煤沥青。渣即为煤沥青。 根据蒸馏程度
10、不同,煤沥青分为低温沥青、中温沥根据蒸馏程度不同,煤沥青分为低温沥青、中温沥青和高温沥青三种。土木工程中所采用的煤沥青多为粘青和高温沥青三种。土木工程中所采用的煤沥青多为粘稠或半固体的低温沥青。稠或半固体的低温沥青。v 煤沥青的主要组分为油分、脂胶、游离碳等,还含有少量煤沥青的主要组分为油分、脂胶、游离碳等,还含有少量酸、碱物质,与石油沥青相比,其具有如下特点:酸、碱物质,与石油沥青相比,其具有如下特点: 温度稳定性较差:其组分中所含可溶性树脂多,由固态或粘稠态转变为粘流态(或液态)的温度间隔较窄,夏天易软化流淌,冬天易脆裂。 大气稳定性较差:所含挥发性成分和化学稳定性差的成分较多,在热、阳光
11、、氧气等长期综合作用下,煤沥青的组成变化较大易硬脆。塑性较差:所含游离碳较多,容易因变形而开裂。因为含表面活性物质较多,所以与矿料表面粘附力较强。防腐性好:因含有酚、蒽等有毒性和臭味的物质,防腐能力较强,故适用于木材的防腐处理。但防水性不如石油沥青,因为酚易溶于水。 密度大,为1.251.28g/cm3。v 煤沥青与石油沥青的外观和颜色大体相同,使用中必煤沥青与石油沥青的外观和颜色大体相同,使用中必须注意区分,以防掺混使用而产生沉渣变质,失去胶凝性。须注意区分,以防掺混使用而产生沉渣变质,失去胶凝性。方法石油沥青煤沥青比重法1,浮于水1,沉入水中锤击法有弹性感,音哑,有韧性音脆燃烧法烟为无色,
12、有刺激性气味烟为黄色,有刺激性臭气味溶液颜色法均匀的棕色内圈为黑色,外圈为棕色溶液颜色法采用30倍的溶剂溶解后,取1滴滴到滤纸上。& 矿物填料改性沥青矿物填料改性沥青 v 在沥青中加入一定数量的矿物填充料,可以提高沥青的粘性和耐热性,减小沥青的温度敏感性。矿物填料有粉状和纤维状两种,常用的填料有滑石粉、石灰石粉、硅藻土、石棉绒、云母粉、磨细砂、粉煤灰、水泥、商岭土、白垩粉等。v 掺入的矿物填料能被沥青包裹而形成稳定的混合物的前提是: 沥青能润湿矿物填料;沥青与矿物填料之间具有较强的吸附力,且不为水所剥离 。 一般由共价键或分子键结合的矿物属憎水性(即亲油性)的材料,如滑石粉等,对沥青的
13、亲和力大于对水的亲和力,所以滑石粉颗粒表面所包裹的沥青不会被水所剥离。虽然由离子键结合的矿物属亲水性矿物、不亲油,如碳酸盐、硅酸盐、云母等,但由于沥青中含有酸性树脂,它是一种表面活性物质,能够与矿物颗粒表面产生较强的物理吸附作用。故这些矿物填料也能与沥青形成稳定的混合物。& 橡胶改性沥青橡胶改性沥青 橡胶是石油沥青的重要改性材料,它与石油沥青有很好的混溶性,能使沥青兼具橡胶的很多优点,如高温变形性小,低温柔性好,克服了沥青热淌冷脆的缺点,提高了其强度、延伸率和耐老化性等。1)氯丁橡胶改性沥青可明显改善气密性、低温柔性、耐化学腐蚀性、耐光、耐臭氧性、耐候性和耐燃可明显改善气密性、低温柔性
14、、耐化学腐蚀性、耐光、耐臭氧性、耐候性和耐燃性等。性等。2)丁基橡胶改性沥青优异的耐分解性,并有较好的低温抗裂性。优异的耐分解性,并有较好的低温抗裂性。3)热塑性丁苯橡胶(SBS)改性沥青 耐高、低温性能均有较明显提高,制成的卷材弹性和耐疲劳性也大大提高,是目耐高、低温性能均有较明显提高,制成的卷材弹性和耐疲劳性也大大提高,是目前应用较成功和用量最大的一种改性沥青。前应用较成功和用量最大的一种改性沥青。& 再生橡胶改性沥青再生橡胶改性沥青 再生橡胶掺人石油沥青中,同样可大大提高石油沥青的气密性、低温柔性、耐火性、耐热性、粘结性和不透气性。在生产卷材、密封材料和防水涂料等产品时均需应用。
15、 由于石油沥青中含芳香性化合物较少,使得树脂和石油沥青的相溶性较差,故可用的改性沥青用树脂品种较少。常用的树脂有:古马隆树脂,聚乙烯,聚丙烯,酚醛树脂及天然松香等。& 树脂改性沥青树脂改性沥青 & 橡胶和树脂共混改性沥青橡胶和树脂共混改性沥青 v 同时用橡胶和树脂来改善石油沥青的性质,可使沥青兼同时用橡胶和树脂来改善石油沥青的性质,可使沥青兼具橡胶和树脂的特性。由于树脂比橡胶便宜,橡胶和树脂又具橡胶和树脂的特性。由于树脂比橡胶便宜,橡胶和树脂又有较好的混溶性,故能取得较满意的综合效果。有较好的混溶性,故能取得较满意的综合效果。v 在加热熔融状态下,沥青与高分子聚合物之间会发生相在加热熔融状态下,沥青与高分子聚合物之间会发生相互侵入和扩散
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