沥青和沥青混合料.ppt
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1、1,第七章 沥青和沥青混合料,7.1 沥青 沥青分为地沥青和焦油沥青,其中地沥青分为天然沥青和石油沥青,焦油沥青分为煤沥青和页岩沥青。P156 7.1.1 石油沥青 一、来源: 石油原油经蒸馏提炼出各种轻质油(如汽油、煤油、柴油等)后的残留物,或再经加工而得的产品。根据石油沥青的生产加工工艺不同,可分别制得蒸馏沥青、氧化沥青、溶剂沥青等。,2,二、石油沥青的组成 石油沥青划分为油分、树脂和地沥青质三个主要组分。 不同组分对石油沥青性能的影响不同。油分赋予沥青流动性;树脂使沥青具有良好的塑性和粘结性;地沥青质则决定沥青的稳定性(包括耐热性、粘性和脆性),其含量愈多,软化点愈高,粘性愈大,愈硬脆。
2、,3,三、石油沥青的结构 石油沥青的结构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。 当地沥青质含量相对较少时,油分和树脂含量相对较高,胶团外膜较厚,胶团之间相对运动较自由。这时沥青形成的胶体结构叫溶胶结构。具有溶胶结构的石油沥青粘性小,流动性大,温度稳定性较差,4,当地沥青质含量较多而油分和树脂较少时,胶团外膜较薄,胶团靠近聚集,移动比较困难,这时沥青形成的胶体结构叫凝胶结构。具有凝胶结构的石油沥青弹性和粘结性较高,温度稳定性较好,但塑性较差。 当地沥青质含量适当,并有较多的树脂作为保护膜层时,胶团之间保持一定的吸引力,这时沥青形成的胶体结构叫溶
3、胶凝胶结构。溶胶凝胶型石油沥青的性质介于溶胶型和凝胶型两者之间。,5,7.1.2 石油沥青的技术性质 一、粘滞性 1.定义: 石油沥青的粘滞性是反映沥青材料内部阻碍其相对流动的一种特性。它反映了沥青软硬、稀稠的程度。是划分沥青牌号的主要技术指标。 2.表示 液体石油沥青的粘滞性用标准粘度指标表示,它表征液体沥青在流动时的内部阻力;P158图7-2 半固体或固体的石油沥青则用针入度指标表示,它反映石油沥青抵抗剪切变形的能力。P158图7-3,6,二、塑性 1.定义: 石油沥青的塑性是指石油沥青在外力作用时产生变形而不破坏,除去外力后仍保持变形后的形状不变的性质。 2.表示 石油沥青的塑性用延度表
4、示。延度值越大,表示沥青塑性越好。 P158图7-4 沥青中油分和地沥青质含量适当,树脂含量越多,延度越大,塑性越好。温度升高,沥青的塑性随之增大。,7,三、温度敏感性 1.定义: 温度敏感性(温度稳定性)是指石油沥青的粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能。 2.指标: 软化点:沥青材料从固态转变至粘流态有一定的间隔,因此,规定其中某一状态作为从固态转到粘流态(或某一规定状态)的起点,相应的温度称为沥青软化点。 P159图7-5 针入度指数:P159公式7-1、2、3,8,四、大气稳定性 1.定义:大气稳定性是指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等因素长期综合作用下抵抗老化的性能。 2.原因:在大气
5、因素(热、阳光、氧气和水分)的综合作用下,沥青中的低分子量组分会向高分子量组分逐步转化,发生递变,即油分树脂地沥青质。由于树脂向地沥青质转化的速度远比油分变为树脂的速度快得多,因此,石油沥青会随着使用时间的延长,树脂显著减少,地沥青质显著增加,沥青的塑性降低,脆性增加,亦即“老化”,9,五、溶解度、闪点和燃点 1.定义: 溶解度是指石油沥青在三氯乙烯、四氯化碳和苯中溶解的百分率。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。 闪点也称闪火点,是指加热沥青产生的气体和空气的混合物,在规定的条件下与火焰接触,初次产生蓝色闪光时的沥青温度。若按规定继续加热至沥青试样表面发生
6、燃烧火焰,并持续5s以上,此时的温度即为燃烧点(即燃点)。,10,7.1.3 石油沥青的技术标准与选用 一、建筑石油沥青的标准与选用 1.建筑石油沥青: 划分:按沥青针入度值划分为40号、30号和10号三个标号 特点:建筑石油沥青针入度较小、软化点较高,但延度较小。 用途:它们主要用于屋面及地下防水、沟槽防水与防腐、管道防腐蚀等工程,还可用于制作油毡、油纸、防水涂料和沥青玛蹄脂等建筑材料。,11,二、道路石油沥青 三种道路沥青的标号 P161 7.1.4沥青的掺配及改性 一、沥青的掺配 定义:施工中,若采用一种沥青不能满足配制沥青所要求的软化点时,可用两种或三种沥青进行掺配。掺配要注意遵循同源
7、原则,即同属石油沥青或同属煤沥青(或煤焦油)的才可掺配。,12,二、氧化改性 氧化也称吹制,是在250300高温下向残留沥青或渣油中吹入空气,通过氧化作用和聚合作用,使沥青分子变大,提高沥青的粘度和软化点,从而改善沥青的性能。 工程使用的道路石油沥青、建筑石油沥青均为氧化沥青。,13,三、矿物填充料改性 为提高沥青的粘结能力和耐热性,降低沥青的温度敏感性,经常在石油沥青中加入一定数量的矿物填充料进行改性。常用的改性矿物填充料大多是粉状和纤维状的,主要有滑石粉、石灰石粉和石棉等。,14,四、聚合物改性 (一)SBS改性沥青 SBS是丁苯橡胶的一种。丁苯橡胶由丁二烯和苯乙烯共聚制成,品种很多。如果
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