土木工程材料土木工程材料 (23).pdf

《土木工程材料土木工程材料 (23).pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土木工程材料土木工程材料 (23).pdf（2页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第第8章章 沥青材料沥青材料 8.2 沥青材料的组成与结构沥青材料的组成与结构 石油沥青是由多种碳氢化合物及其非金属(氧、硫、氮)的衍生物组成的混合物。所以它的组成主要是碳，氢，其次是一些非烃元素，如氧、硫、氮等，此外还含有一些微量的金属元素，但含量都很小。由于其化学成分复杂，为便于分析和实用，常将其物理、化学性质相近的成分归类为若干组，称为组分。不同的组分对沥青性质的影响不同。通常将石油沥青分为油分、树脂质和沥青质三组分组成，此外，沥青中常含有一定量的固体石蜡。油分为沥青中最轻的组分，呈淡黄至红褐色，密度为 0.71g/cm3。它能溶于大多数有机溶剂，如丙酮、苯、三氯甲烷等，但不溶于酒精。在

2、石油沥青中，含量为 4060。油分使沥青具有流动性。树脂质为密度略大于 1g/cm3的黑褐色或红褐色粘稠物质。能溶于汽油、三氯甲烷和苯等有机溶剂，但在丙酮和酒精中溶解度很低。在石油沥青中含量为 1530。它使石油沥青具有塑性于粘结性。沥青质为密度大于 1g/cm3 的固体物质，黑色。不溶于汽油、酒精，但能溶于二硫化碳和三氯甲烷中。在石油沥青中含量为 1030。它决定石油沥青的温度稳定性和粘性。固体石蜡会降低沥青的粘结性、塑性、温度稳定性和耐热性。由于存在于沥青油分中的蜡是有害成分，故常采用氯盐处理或高温吹氧、溶剂脱蜡等方法处理。石油沥青中的各组分是不稳定的。在阳光、空气、水等外界因素作用下，各

3、组分之间会不断演变，油分、树脂质会逐渐减少，沥青质逐渐增多，这一演变过程称为沥青的老化。沥青老化后，其流动性、塑性变差，脆性增大，使沥青失去防水、防腐效能。现代胶体学说认为，沥青中沥青质是分散相，油分是分散介质，但沥青质不能直接分散在油分中，而胶质作为一种“胶溶剂”，沥青吸附了胶质形成胶团而后分散于油分中。所以沥青的胶体结构是以沥青质为核，胶质被吸附其表面，并逐渐向外扩散形成胶团，胶团在分散于油分中。沥青中的各组分在沥青中可以形成不同的胶体结构，在常温下呈固体、半固体或粘性液体状态，通常可以分为溶胶，溶凝胶和凝胶三种结构。第一类沥青为溶胶结构，沥青中沥青质含量很少，同时由于树脂质作用，沥青质完

4、全胶溶分散于油分介质。胶团之间没有吸引力或者吸引力极小。液体沥青多属溶胶型沥青，它具有较大的感温性。第二类沥青为凝胶结构，沥青中沥青质含量很多，形成空间网络结构，油分分散在网络空间，这种沥青弹性和粘性较高，温度敏感性较小，流动性、塑性较低。氧化沥青多属于凝胶型沥青，具有较低的温度感应性，但低温变形能力差。第三类沥青为溶-凝胶结构，沥青中沥青质含量适当，并有较多的树脂质作为保护物质。它所组成的胶团之间相互有一定的吸引力。这类沥青在常温时，性质介于上述两类结构之间。这类结构高温时具有较低的感温性；低温时又具有较好的变形能力。通常直馏产品沥青多属第一类胶体结构。而氧化沥青多属第三类胶体结构。目前按人工组配的所谓“人造沥青”或称“溶剂沥青”可以按预期要求配制成第二类胶体结构。沥青的胶体结构的形成，与沥青中各组分的含量比例有关，同时与组成各组分的化学性质有关。