建筑材料第8章沥青

1、表表7-1重重交交通通道道路路石石油油沥沥青青的的技技术术要要求求（GB50092-1996） 标标号号 项项目目 AH-130 AH-110 AH-90 AH-70 AH-50 针针入入度度（25，100，5s）0.1mm 120140 100120 80100 6080 4060 延延度度 （5cm/min, 15） ， cm，不不小小于于 100 100 100 100 80 软软化化点点（环环球球法法）， 不不小小于于 4050 4151 4252 4454 4555 闪闪点点（开开口口） ，不不低低于于 230 含含腊腊量量（蒸蒸馏馏法法） %，不不大大于于 3 溶溶解解度度 （三三

2、氯氯乙乙烯烯） %， 不不小小于于 99.0 表表7 -2 道道 路路 石石 油油 沥沥 青青 的的 技技 术术 指指 标标 要要 求求 （ G B 5 0 0 9 2 -2 0 0 0 ） 标标 号号 项项 目目 A -2 0 0 A -1 8 0 A -1 4 0 A -1 0 0甲甲 A -1 0 0乙乙 A -6 0甲甲 A -6 0乙乙 针针 入入 度度 （ 2 5 ，1 0 0 ） 0 .1 m m 2 0 1 3 0 0 1 6 1 2 0 0 1 2 1 1 6 0 8 1 1 2 0 8 1 1 2 0 4 1 8 0 4 1 8 0 延延 度度 （ 2 5 ） ，c m ，

3、 不不 小小 于于 1 0 0 1 0 0 8 0 6 0 6 0 4 0 软软 化化 点点 （ 环环 球球法法 ） ， 不不 小小 于于 3 0 4 5 3 5 4 5 3 8 4 8 4 2 5 2 4 2 5 2 4 5 5 5 4 5 5 5 溶溶 解解 度度 （ 三三 氯氯乙乙 烯烯 ） % 不不 小小 于于 9 9 .0 9 9 .0 9 9 .0 9 9 .0 9 9 .0 9 9 .0 9 9 .0 蒸蒸 发发 损损 失失 （ 1 6 3 ， 5 ） % ，不不 大大 于于 1 1 1 1 1 1 1 蒸蒸 发发 后后 针针 入入 度度比比 ， % ， 不不 小小 于于 5 0

4、 6 0 6 0 6 5 6 5 7 0 7 0 表表 7-3 建建筑筑石石油油沥沥青青与与普普通通石石油油沥沥青青的的技技术术指指标标要要求求 建建筑筑石石油油沥沥青青 普普通通石石油油沥沥青青 牌牌号号 指指标标 30 10 75 65 55 针针入入度度（25，100，5s）0.1mm 2540 1025 75 65 55 延延度度（5cm/min, 25） ，cm，不不小小于于 3 1.5 2 1.5 1 软软化化点点（环环球球法法）， 不不小小于于 70 95 60 80 100 溶溶解解度度 （三三氯氯乙乙烯烯）%，不不小小于于 99.5 99.5 98 98 98 蒸蒸发发损损失

5、失（163，5）%，不不大大于于 1 1 闪闪点点（开开口口） ，不不低低于于 230 230 230 230 230 121221100%100QQTTTTQ表表 7-4 煤煤沥沥青青与与石石油油沥沥青青简简易易鉴鉴别别方方法法 鉴鉴别别方方法法 石石油油沥沥青青 煤煤沥沥青青 密密度度法法 密密度度近近似似于于 1.0gcm3 大大于于 1.10 gcm3 锤锤击击法法 声声哑哑，有有弹弹性性、韧韧性性感感 声声脆脆，韧韧性性差差 燃燃烧烧法法 烟烟无无色色，基基本本无无刺刺激激性性臭臭味味 烟烟呈呈黄黄色色，有有刺刺激激性性臭臭味味 溶溶液液比比色色法法 用用 3050 倍倍汽汽油油或或

6、煤煤油油溶溶解解后后，将将溶溶液液滴滴于于滤滤纸纸上上，斑斑点点呈呈棕棕色色 溶溶解解方方法法同同左左。 斑斑点点有有两两圈圈，内内黑黑外外棕棕 %6 .28%10025957595%1001221TTTTQ %40%10070958595%1001221TTTTQ %2 .22%10050958595%1001221TTTTQ 为黄色至黑褐色粘稠状物质（半固为黄色至黑褐色粘稠状物质（半固体），分子量比油分大（体），分子量比油分大（6001000），密度为），密度为1.01.1gcm3。沥青脂胶中绝大部分属于中性树脂。沥青脂胶中绝大部分属于中性树脂。中性树脂含量增加，石油沥青的延中性树脂含量增

7、加，石油沥青的延度和粘结力等品质愈好。度和粘结力等品质愈好。n（）地沥青质（沥青质）。地沥（）地沥青质（沥青质）。地沥青质为深褐色至黑色固态无定形物青质为深褐色至黑色固态无定形物质（固体粉末），分子量比树脂更质（固体粉末），分子量比树脂更大（大（1000以上），密度大于以上），密度大于1 gcm3，不溶于酒精、正戊烷，但溶，不溶于酒精、正戊烷，但溶于三氯甲烷和二硫化碳，染色力强，于三氯甲烷和二硫化碳，染色力强，对光的敏感性强，感光后就不能溶对光的敏感性强，感光后就不能溶解。地沥青质是决定石油沥青温度解。地沥青质是决定石油沥青温度敏感性、粘性的重要组成部分。敏感性、粘性的重要组成部分。n石油沥青

8、的组分与其性质的关系为：石油沥青的组分与其性质的关系为：油分赋予沥青以流动性。沥青脂胶油分赋予沥青以流动性。沥青脂胶使石油沥青具有良好的塑性和粘结使石油沥青具有良好的塑性和粘结性。地沥青质含量愈多，则软化点性。地沥青质含量愈多，则软化点愈高，粘性愈大，即愈硬脆。愈高，粘性愈大，即愈硬脆。n评注评注 石油沥青的组成元素主要石油沥青的组成元素主要是碳（是碳（8288%）、氢）、氢（811%），其次是硫（），其次是硫（6%）、氧（）、氧（1.5%）、氮（）、氮（）等和微量的金属元素。但沥）等和微量的金属元素。但沥青的化学成分极为复杂，将其分离青的化学成分极为复杂，将其分离为纯粹的化合物单体，目前还有

9、一为纯粹的化合物单体，目前还有一定困难，而且沥青的元素组成与其定困难，而且沥青的元素组成与其物理性质的关系不甚密切，因此通物理性质的关系不甚密切，因此通常采用组分分离法将沥青分离为化常采用组分分离法将沥青分离为化学性质相近而且与技术性质有一定学性质相近而且与技术性质有一定联系的几个组，即沥青的化学组分。联系的几个组，即沥青的化学组分。n例例10-2 石油沥青的主要技术性质石油沥青的主要技术性质是什么？各用什么指标表示？是什么？各用什么指标表示？n解解n石油沥青的主要技术性质有：石油沥青的主要技术性质有：n（1）粘滞性）粘滞性n石油沥青的粘滞性又称粘性。石油沥青的粘滞性又称粘性。粘滞性应以绝对粘

10、度表示，但因其粘滞性应以绝对粘度表示，但因其测定方法较复杂，故工程中常用相测定方法较复杂，故工程中常用相对粘度（条件粘度）来表示粘滞性，对粘度（条件粘度）来表示粘滞性，对使用粘稠（半固体或固体）的石对使用粘稠（半固体或固体）的石油沥青用针入度表示，对液体石油油沥青用针入度表示，对液体石油沥青则用粘滞度表示。沥青则用粘滞度表示。n（）塑性（）塑性n塑性指石油沥青在外力作用下产生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，仍能变形而不破坏，除去外力后，仍能保持变形后的形状的性质。保持变形后的形状的性质。 石油石油沥青的塑性用延度表示。延度愈大，沥青的塑性用延度表示。延度愈大，塑性愈好。

11、塑性愈好。n（）温度敏感性（）温度敏感性n温度敏感性是指石油沥青的粘滞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。性和塑性随温度升降而变化的性能。由于沥青是一种高分子非晶态热塑由于沥青是一种高分子非晶态热塑性物质，故没有一定的熔点。性物质，故没有一定的熔点。n温度敏感性以软化点指标表示。由温度敏感性以软化点指标表示。由于沥青材料从固态至液态有一定的于沥青材料从固态至液态有一定的变态间隔，故规定以其中某一状态变态间隔，故规定以其中某一状态作为从固态转变到粘流态的起点，作为从固态转变到粘流态的起点，相应的温度则称为沥青的软化点。相应的温度则称为沥青的软化点。另外，沥青的脆点是反映温

12、度敏感另外，沥青的脆点是反映温度敏感性的另一个指标，它是指沥青从高性的另一个指标，它是指沥青从高弹态转到玻璃态过程中的某一规定弹态转到玻璃态过程中的某一规定状态的相应温度，该指标主要反映状态的相应温度，该指标主要反映沥青的低温变形能力。沥青的低温变形能力。n（）大气稳定性（）大气稳定性n石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等大气因素的长期综合作用下抵抗等大气因素的长期综合作用下抵抗老化的性能，称为大气稳定性，也老化的性能，称为大气稳定性，也是沥青材料的耐久性。是沥青材料的耐久性。石油沥青石油沥青的大气稳定性以加热蒸发损失百分的大气稳定性以加热蒸发损失百分率和加热前后针入

13、度比来评定。率和加热前后针入度比来评定。n评注评注 粘稠石油沥青的针入度是在粘稠石油沥青的针入度是在规定温度（规定温度（25）条件下，以规定）条件下，以规定质量（质量（100）的标准针，在规定）的标准针，在规定时间（时间（s）内贯入试样中的深度）内贯入试样中的深度来表示，单位以来表示，单位以1/10mm计。计。n延度测定是把沥青制成延度测定是把沥青制成“”字字形标准试件，置于延度仪内形标准试件，置于延度仪内25水水中，以中，以 5cmmin的速度拉伸，用的速度拉伸，用拉断时的伸长度来表示，单位用拉断时的伸长度来表示，单位用cm计。计。n沥青软化点一般采用沥青软化点一般采用环与球法环与球法测定。

14、它是把沥青试样装入规定尺测定。它是把沥青试样装入规定尺寸（直径寸（直径15.88mm，高，高mm）的铜环内，试样上放置一标准钢球的铜环内，试样上放置一标准钢球（直径（直径9.53mm，质量，质量3.5），），浸入水或甘油中，以规定的速度升浸入水或甘油中，以规定的速度升温（温（min，当沥青软化下垂，当沥青软化下垂至规定距离（至规定距离（25.4mm）时的温度）时的温度即为其软化点，以摄氏度（即为其软化点，以摄氏度（）计。）计。n例例10-3 怎样划分石油沥青的牌号？怎样划分石油沥青的牌号？牌号大小与沥青主要技术性质之间牌号大小与沥青主要技术性质之间的关系怎样？的关系怎样？n解解n石油沥青按针入

15、度指标来划分牌号，石油沥青按针入度指标来划分牌号，牌号数字约为针入度的平均值。常牌号数字约为针入度的平均值。常用的建筑石油沥青和道路石油沥青用的建筑石油沥青和道路石油沥青的牌号与主要性质之间的关系是：的牌号与主要性质之间的关系是：牌号愈高，其粘性愈小（针入度越牌号愈高，其粘性愈小（针入度越大），塑性愈大（即延度越大），大），塑性愈大（即延度越大），温度稳定性愈低（即软化点愈低）。温度稳定性愈低（即软化点愈低）。n评注评注严格地讲，石油沥青的牌号严格地讲，石油沥青的牌号是按沥青的针入度、延度和软化点是按沥青的针入度、延度和软化点指标来划分的。指标来划分的。n例例10-4 石油沥青的老化与组分有石

16、油沥青的老化与组分有何关系？沥青老化过程中性质发生何关系？沥青老化过程中性质发生哪些变化？沥青老化对工程有何影哪些变化？沥青老化对工程有何影响？响？n解解n在石油沥青的老化过程中，在温度、在石油沥青的老化过程中，在温度、空气、阳光和水的综合作用下，沥空气、阳光和水的综合作用下，沥青中各组分会发生不断递变，低分青中各组分会发生不断递变，低分子化合物将逐步转变成高分子物质，子化合物将逐步转变成高分子物质，即油分和树脂逐渐减少，而沥青质即油分和树脂逐渐减少，而沥青质逐渐增多。逐渐增多。n在石油沥青的老化过程中，随着时在石油沥青的老化过程中，随着时间的进展，由于树脂向地沥青质转间的进展，由于树脂向地沥

17、青质转变的速度更快，使低分子量组成减变的速度更快，使低分子量组成减少，地沥青质微粒表面膜层减薄，少，地沥青质微粒表面膜层减薄，沥青的流动性和塑性将逐渐减小，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，致使硬脆性逐渐增大，直至脆裂，致使沥青防水层开裂破坏，或造成路面沥青防水层开裂破坏，或造成路面使用品质下降，产生龟裂破坏，对使用品质下降，产生龟裂破坏，对工程产生不良影响。工程产生不良影响。n评注评注 沥青经若干年后，性质变得沥青经若干年后，性质变得脆硬、易于开裂的现象称为脆硬、易于开裂的现象称为“老老化化”。沥青抗老化能力称为大气稳。沥青抗老化能力称为大气稳定性。定性。n例例10-5

18、 某工地运来两种外观相似某工地运来两种外观相似的沥青，已知其中有一种是煤沥青，的沥青，已知其中有一种是煤沥青，为了不造成错用，请用两种以上方为了不造成错用，请用两种以上方法进行鉴别？法进行鉴别？n解解n煤沥青与石油沥青可用以下方法进煤沥青与石油沥青可用以下方法进行鉴别：行鉴别：n（）测定密度。大于（）测定密度。大于1.1者为煤者为煤沥青；沥青；n（）燃烧试验。烟气呈黄色，并（）燃烧试验。烟气呈黄色，并有刺激性嗅味者为煤沥青；有刺激性嗅味者为煤沥青；n（）敲击块状沥青，呈脆性（韧（）敲击块状沥青，呈脆性（韧性差）、音清脆者为煤沥青。有弹性差）、音清脆者为煤沥青。有弹性、音哑者为石油沥青；性、音哑

19、者为石油沥青；n（）用汽油或煤油溶解沥青，将（）用汽油或煤油溶解沥青，将溶液滴于滤纸上，呈内黑外棕色明溶液滴于滤纸上，呈内黑外棕色明显两圈斑点者为煤沥青，呈棕色均显两圈斑点者为煤沥青，呈棕色均匀散开斑点者为石油沥青。匀散开斑点者为石油沥青。n评注评注与石油沥青比较，煤沥青的与石油沥青比较，煤沥青的塑性差、温度敏感性大、大气稳定塑性差、温度敏感性大、大气稳定性差，但其粘性大，煤沥青有嗅味，性差，但其粘性大，煤沥青有嗅味，挥发物有毒，施工时要注意。挥发物有毒，施工时要注意。n例例10-8试述采用矿物填充料对沥青试述采用矿物填充料对沥青进行改性的机理。进行改性的机理。n解解n由于沥青对矿物填充料的润

20、湿和由于沥青对矿物填充料的润湿和吸附作用，沥青与矿粉发生交互作吸附作用，沥青与矿粉发生交互作用，沥青在矿粉表面产生化学组分用，沥青在矿粉表面产生化学组分的重新排列，在矿粉表面形成一层的重新排列，在矿粉表面形成一层扩散溶剂化膜，在此膜厚度以内的扩散溶剂化膜，在此膜厚度以内的沥青称为沥青称为“结构沥青结构沥青”。如果矿粉。如果矿粉颗粒之间接触处是由结构沥青膜所颗粒之间接触处是由结构沥青膜所联结，这样促成沥青具有更高的粘联结，这样促成沥青具有更高的粘度和更大的扩散溶化膜的接触面积，度和更大的扩散溶化膜的接触面积，因而使沥青可以获得更大的粘聚力。因而使沥青可以获得更大的粘聚力。n评注评注 结构沥青的形

21、成主要是由于结构沥青的形成主要是由于矿料与沥青的交互作用，而引起沥矿料与沥青的交互作用，而引起沥青化学组分在矿料表面的重分布。青化学组分在矿料表面的重分布。沥青可以单分子状态排列在矿物颗沥青可以单分子状态排列在矿物颗粒（或纤维）表面，形成结合力牢粒（或纤维）表面，形成结合力牢固的沥青薄膜，称之为固的沥青薄膜，称之为“结构沥结构沥青青”。结构沥青具有较高的粘性和。结构沥青具有较高的粘性和耐热性。耐热性。n例例10-9 乳化沥青和冷底子油的不乳化沥青和冷底子油的不同点是什么？同点是什么？n解解n乳化沥青是沥青以微粒（粒径乳化沥青是沥青以微粒（粒径m左右）分散在有乳化剂的水中左右）分散在有乳化剂的水

22、中而成的乳胶体。配制时，首先在水而成的乳胶体。配制时，首先在水中加入少量乳化剂，再将沥青热熔中加入少量乳化剂，再将沥青热熔后缓缓倒入，同时高速搅拌，使沥后缓缓倒入，同时高速搅拌，使沥青分散成微小颗粒，均匀分布在溶青分散成微小颗粒，均匀分布在溶有乳化剂的水中。由于乳化剂分子有乳化剂的水中。由于乳化剂分子一端强烈吸附在沥青微小颗粒表面，一端强烈吸附在沥青微小颗粒表面，另一端则与水分子很好地结合，产另一端则与水分子很好地结合，产生有益的桥梁作用，使乳液获得稳生有益的桥梁作用，使乳液获得稳定。定。n冷底子油是用汽油、煤油、柴油、冷底子油是用汽油、煤油、柴油、工业苯等有机溶剂与沥青材料溶合工业苯等有机溶

23、剂与沥青材料溶合制得的沥青溶液。制得的沥青溶液。n评注评注 沥青溶液虽然塑性良好，施沥青溶液虽然塑性良好，施工方便，但因使用很多的有机溶剂，工方便，但因使用很多的有机溶剂，使用后又完全挥发，因而不大经济。使用后又完全挥发，因而不大经济。n例例10-10 沥青胶是如何配制的？沥青胶是如何配制的？论述其特性和用途。论述其特性和用途。n解解n沥青胶是在熔（溶）化的沥青中加沥青胶是在熔（溶）化的沥青中加入粉状或纤维状的填充料经均匀混入粉状或纤维状的填充料经均匀混合而成。填充料粉状的如滑石粉、合而成。填充料粉状的如滑石粉、石灰石粉、白云石粉等，纤维状的石灰石粉、白云石粉等，纤维状的如石棉屑、木纤维等。沥

24、青胶的常如石棉屑、木纤维等。沥青胶的常用配合比为沥青用配合比为沥青70%90%，矿，矿粉粉1030。n沥青胶有热用和冷用的两种，一般沥青胶有热用和冷用的两种，一般工地施工是热用。配制热用沥青胶工地施工是热用。配制热用沥青胶时，先将矿粉加热到时，先将矿粉加热到100110，然后慢慢地加入已熔化的沥青中，然后慢慢地加入已熔化的沥青中，继续加热并搅拌均匀即成。继续加热并搅拌均匀即成。n沥青胶的特性主要有：沥青胶的特性主要有：n（1）耐热度：用毫米厚的耐热度：用毫米厚的沥青胶粘合两张沥青油纸，于不低沥青胶粘合两张沥青油纸，于不低于规定温度条件下，在于规定温度条件下，在（或度角）的坡度上停放小（或度角）

25、的坡度上停放小时，沥青胶不应流淌，油纸不应滑时，沥青胶不应流淌，油纸不应滑动。动。n（2）柔韧性：涂在沥青油纸上柔韧性：涂在沥青油纸上的毫米厚的沥青胶层，在的毫米厚的沥青胶层，在18士士时，围绕规定直径的圆棒，以时，围绕规定直径的圆棒，以秒钟的均衡速度弯曲成半周，沥秒钟的均衡速度弯曲成半周，沥青胶不应有裂纹青胶不应有裂纹n（3）粘结力：将两张用沥青粘结力：将两张用沥青胶粘贴在一起的沥青油纸揭开时，胶粘贴在一起的沥青油纸揭开时，若被撕开的面积超过粘贴面积的若被撕开的面积超过粘贴面积的时，则认为粘结力不合格，否时，则认为粘结力不合格，否则即为合格。则即为合格。n热用沥青胶用于粘结和涂抹石油沥热用沥

26、青胶用于粘结和涂抹石油沥青油毡。冷用时需加入稀释剂将其青油毡。冷用时需加入稀释剂将其稀释后于常温下施工应用，它可以稀释后于常温下施工应用，它可以涂刷成均匀的薄层。涂刷成均匀的薄层。n评注评注 热沥青胶的标号主要以耐热热沥青胶的标号主要以耐热度来决定，但耐热度与选用的沥青度来决定，但耐热度与选用的沥青软化点的温度有关，软化点的温度软化点的温度有关，软化点的温度越高则沥青胶的耐热度也越高，在越高则沥青胶的耐热度也越高，在一般情况下软比点的温度要比耐热一般情况下软比点的温度要比耐热度高度高1012。对沥青胶的质量。对沥青胶的质量要求，应使其具有相当的耐热度、要求，应使其具有相当的耐热度、韧性和粘结力

27、。韧性和粘结力。n例例10-11 何谓沥青混合料？试述何谓沥青混合料？试述沥青混合料的强度理论。沥青混合料的强度理论。n解解n沥青混合料是将沥青、石子、砂和沥青混合料是将沥青、石子、砂和矿粉按照一定的比例拌和所组成的矿粉按照一定的比例拌和所组成的混合物。混合物。n有两种不同的沥青混合料强度理论：有两种不同的沥青混合料强度理论：n表面理论认为，沥青混合料是由粗、表面理论认为，沥青混合料是由粗、细集料和矿粉，大小不同粒径组成细集料和矿粉，大小不同粒径组成密实矿质混合料的骨架，利用沥青密实矿质混合料的骨架，利用沥青胶结料的粘聚力，在加热状态下施胶结料的粘聚力，在加热状态下施工，使沥青包裹在矿料的表面

28、，经工，使沥青包裹在矿料的表面，经过压实固结后，将松散的矿质颗粒过压实固结后，将松散的矿质颗粒胶结成具有一定强度的整体。胶结成具有一定强度的整体。n胶浆理论认为，沥青混合料是一种胶浆理论认为，沥青混合料是一种具有空间网络状结构的多级分散体具有空间网络状结构的多级分散体系。它是以粗集料为分散相，沥青系。它是以粗集料为分散相，沥青砂浆为分散介质的粗分散系；沥青砂浆为分散介质的粗分散系；沥青砂浆又以细浆料为分散相，沥青胶砂浆又以细浆料为分散相，沥青胶结物为分散介质的细分散系；而沥结物为分散介质的细分散系；而沥青胶结物又以矿粉为分散相，沥青青胶结物又以矿粉为分散相，沥青为分散介质的微分散系。为分散介质

29、的微分散系。n评注评注 两种理论的主要区别是，表两种理论的主要区别是，表面理论重点突出矿质骨料的骨架作面理论重点突出矿质骨料的骨架作用，产生强度的关键首先是矿质骨用，产生强度的关键首先是矿质骨料的强度和密实度；而胶浆理论则料的强度和密实度；而胶浆理论则突出沥青胶结构在混合料中的作用，突出沥青胶结构在混合料中的作用，以及沥青与填充料之间的关系，这以及沥青与填充料之间的关系，这对沥青混合料的高温稳定性和低温对沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性的影响尤为重要。抗裂性的影响尤为重要。n例例10-12 简述沥青混凝土的技术性简述沥青混凝土的技术性质。质。n解解n沥青混凝土的技术性质主要有：沥青混凝土的技术性质主要有：n（1）高温稳定性）高温稳定性n沥青混合料的高温稳定性是指在夏沥青混合料的高温稳定性是指在夏季高温条件下，沥青混合料承受多季高温条件下，沥青混合料承受多次重复荷载作用而不发生过大的累次重复荷载作用而不发生过大的累积塑性变形的能力。沥青混合料路积塑性变形的能力。沥