第八章 沥青

沥 青
焦油沥青
石油沥青 煤沥青
页岩沥青 由页岩炼油所得的工业副产品
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第八章 沥青和沥青混合料
第一节 沥青
二、石油沥青的基本组成结构
１、石油沥青的基本组成
石油沥青是由石油经蒸馏、吹氧、 石油沥青是由石油经蒸馏、吹氧、调和等工艺加工得到的残 留物，主要为可溶于二硫化碳的碳氢化合物的半固体粘稠状 留物， 物质。石油沥青的组分主要有油分 树脂和地沥青质其组分 油分、 物质。石油沥青的组分主要有油分、树脂和地沥青质其组分 性状见表 ：
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第八章 沥青和沥青混合料
第一节 沥青
三、石油沥青的主要性质
１、粘滞性
（１）粘滞性的定义 粘滞性指石油沥青内部阻碍其相对流动的一种特性， 粘滞性指石油沥青内部阻碍其相对流动的一种特性，它反映石油沥 青在外力作用下抵抗变形的能力。是划分沥青牌号的主要技术指标。 青在外力作用下抵抗变形的能力。是划分沥青牌号的主要技术指标。 （２）影响粘滞性的因素 石油沥青粘滞性的大小与其组分有关，石油沥青中地沥青质含量多 地沥青质含量多， 石油沥青粘滞性的大小与其组分有关，石油沥青中地沥青质含量多， 同时有适量树脂 适量树脂， 油分含量较少时，粘滞性大。 同时有适量树脂，而油分含量较少时，粘滞性大。粘滞性受温度影 响较大，在一定温度范围内，温度升高，粘度降低，反之升高。 响较大，在一定温度范围内，温度升高，粘度降低，反之升高。 （３）粘滞性的指标 对于固态或半固态粘稠石油沥青，其粘滞性用针入度来表示，针入 对于固态或半固态粘稠石油沥青，其粘滞性用针入度来表示， 针入度来表示 度是在规定温度25℃条件下，以规定质量100g的标准针， 25℃条件下 100g的标准针 度是在规定温度25℃条件下，以规定质量100g的标准针，经历规定 时间5s贯入试样中的深度， 5s贯入试样中的深度 为单位表示。针入度越大， 时间5s贯入试样中的深度，以0.1mm 为单位表示。针入度越大，表 示沥青越软，粘度越小。 示沥青越软，粘度越小。
第八章 沥青和沥青混合料
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 沥青 改性沥青 防水卷材 防水涂料 密封材料 刚性防水材料
第八章 沥青和沥青混合料
第一节 沥青
一、沥青的分类
沥青是高分子碳氢化合物及其非金属（ 沥青是高分子碳氢化合物及其非金属（氧、氮、硫等）衍生 碳氢化合物及其非金属 硫等） 组成的极其复杂的混合物。沥青是一种有机胶凝材料， 物组成的极其复杂的混合物。沥青是一种有机胶凝材料，在 常温下呈黑色或黑褐色的固体、半固体成液体状态。 常温下呈黑色或黑褐色的固体、半固体成液体状态。沥青在 按其产源不同可分为地沥青 焦油沥青，其分类如下所示： 地沥青和 按其产源不同可分为地沥青和焦油沥青，其分类如下所示： 天然沥青 地沥青 石油在天然条件下，长时间地 石油在天然条件下， 球物理作用下所形成的产物 石油经炼制加工后所得到的产 品 由煤干馏所得到的煤焦油再加 工所得
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第八章 沥青和沥青混合料
第一节 沥青
三、石油沥青的主要性质
３、温度敏感性
（３）温度敏感性的指标 温度敏感性的用软化点来表示，用软化点测定仪来测定。 软化点来表示 温度敏感性的用软化点来表示，用软化点测定仪来测定。软 化点越高，沥青的温度敏感性越小。 化点越高，沥青的温度敏感性越小。 沥青的温度敏感性还可以用针入度指数 沥青的温度敏感性还可以用针入度指数Ｐ.Ｉ.来表示
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第一节 沥青
二、沥青的基本组成结构
２、石油沥青的胶体结构
石油沥青可以形成溶胶型、凝胶型、溶胶－凝胶型三种不同 石油沥青可以形成溶胶型、凝胶型、溶胶－凝胶型三种不同 溶胶型 的胶体结构。随沥青质含量增加， 的胶体结构。随沥青质含量增加，沥青的胶体结构从溶胶结 构变为溶胶-凝胶结构，再变为凝胶结构。 构变为溶胶-凝胶结构，再变为凝胶结构。其性能可作如下 对比： 对比： 具有溶胶结构的石油沥青粘性小而流动性大， （１）具有溶胶结构的石油沥青粘性小而流动性大，温度稳 定性较差。 定性较差。 具有凝胶结构的石油沥青弹性和粘结性较高， （２）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。 定性较好，但塑性较差。 溶胶－ （３）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。 者之间。
四川第一节 沥青
三、石油沥青的主要性质
５、其它性质
为全面评定石油沥青的品质和保证施工安全， 为全面评定石油沥青的品质和保证施工安全，还应了解石油沥青的 溶解度、闪点和燃点。 溶解度、闪点和燃点。 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。 是指石油沥青在三氯乙烯、 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。 不溶解的物质会降低石油沥青的性能（如粘性等）， ），因而溶解度可 不溶解的物质会降低石油沥青的性能（如粘性等），因而溶解度可 以表示石油沥青中有效物质含量。 以表示石油沥青中有效物质含量。 闪点（也称闪火点）是指沥青加热挥发出可燃气体， 闪点（也称闪火点）是指沥青加热挥发出可燃气体，与火焰接触闪 火时的最低温度。 火时的最低温度。 燃点（也称着火点）是指沥青加热挥发出的可燃气体和空气混合， 燃点（也称着火点）是指沥青加热挥发出的可燃气体和空气混合， 与火焰接触能持续燃烧时的最低温度。 与火焰接触能持续燃烧时的最低温度。 闪点和燃点的高低表明沥青引起火灾或爆炸的可能性的大小， 闪点和燃点的高低表明沥青引起火灾或爆炸的可能性的大小，它关 系到运输、储存和加热使用等方面的安全。例如， 系到运输、储存和加热使用等方面的安全。例如，建筑石油沥青闪 点约230℃ 在熬制时一般温度为185 200℃，为安全起见， 230℃． 185～ 点约230℃．在熬制时一般温度为185～200℃，为安全起见，沥青 还应与火焰隔离。 还应与火焰隔离。
P.I . = A=
30 − 10 1 + 50 A lg 800 − lg P25° C t软 − 25
针入度指数Ｐ.Ｉ.越大，沥青的温度敏感性越小。 沥青的温度敏感性越小。
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三、石油沥青的主要性质
４、大气稳定性
大气稳定性是指石油沥青在大气综合因素（ 大气稳定性是指石油沥青在大气综合因素（热、阳光、氧气 阳光、 和潮湿等）长期作用下抵抗老化的性能。 和潮湿等）长期作用下抵抗老化的性能。大气稳定性好的石 油沥青可以在长期使用中保持其原有性质。 油沥青可以在长期使用中保持其原有性质。 石油沥青在热、阳光、氧气和水分等因素的长期作用下，石 石油沥青在热、阳光、氧气和水分等因素的长期作用下， 油沥青中低分子组分向高分子组分转化，即沥青中油分和树 油沥青中低分子组分向高分子组分转化，即沥青中油分和树 脂相对含量减少，地沥青质逐渐增多，从而使石油沥青的塑 脂相对含量减少，地沥青质逐渐增多，从而使石油沥青的塑 性降低，粘度提高，逐渐变得脆硬，直至脆裂， 性降低，粘度提高，逐渐变得脆硬，直至脆裂，失去使用功 这个过程称为“老化” 能，这个过程称为“老化”。 石油沥青的大气稳定性以加热蒸发损失百分率或蒸发后针入 石油沥青的大气稳定性以加热蒸发损失百分率或蒸发后针入 度比来表示 加热蒸发损失百分率越小或蒸发后针入度比越 来表示。 度比来表示。加热蒸发损失百分率越小或蒸发后针入度比越 大沥青的大气稳定性越好。 大沥青的大气稳定性越好。
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三、石油沥青的主要性质
３、温度敏感性
（１）温度敏感性的定义 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 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 变化程度小，则沥青温度敏感性小，反之则温度敏感性大。 能。变化程度小，则沥青温度敏感性小，反之则温度敏感性大。 （２）温度敏感性的意义 在相同的温度变化范围内，各种石油沥青的粘滞性和塑性变化的幅 在相同的温度变化范围内， 度不相同。 度不相同。工程要求沥青随温度变化而产生的粘滞性及塑性变化幅 度应较小， 温度敏感性较小，以免沥青高温下流淌， 度应较小，即温度敏感性较小，以免沥青高温下流淌，低温下脆 工程上往往加入滑石粉 加入滑石粉、 裂。工程上往往加入滑石粉、石灰石粉或其他矿物填料的方法来减 小沥青的温度敏感性。沥青中含蜡量多时，会增大其温度敏感性， 小沥青的温度敏感性。沥青中含蜡量多时，会增大其温度敏感性， 因而多蜡沥青不能用于建筑工程。 因而多蜡沥青不能用于建筑工程。
0.8～ 加热不熔化而碳化。 0.8～1.0 加热不熔化而碳化。
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二、石油沥青的基本组成结构
１、石油沥青的基本组成
油分赋予沥青以流动性，油分含量的多少直接影响沥青 （１）油分赋予沥青以流动性，油分含量的多少直接影响沥青 的柔软性、抗裂性及施工难度。油分在一定条件下可以转化为 的柔软性、抗裂性及施工难度。 树脂甚至地沥青质。其含量为45％～60 45％～60％。 树脂甚至地沥青质。其含量为45％～60％。 树脂主要使沥青具塑性和粘性。 （２）树脂主要使沥青具塑性和粘性。它分为中性树脂和酸性 树脂，中性树脂使沥青具有一定塑性、可流动性和粘结性， 树脂，中性树脂使沥青具有一定塑性、可流动性和粘结性，其 含量增加，沥青的粘聚力和延伸性增加。 含量增加，沥青的粘聚力和延伸性增加。沥青树脂中还含有少 量的酸性树脂，它是沥青中活性最大的部分，能改善沥青对矿 量的酸性树脂，它是沥青中活性最大的部分， 质材料的浸润性，特别是提高了与碳酸盐类岩石的粘附性， 质材料的浸润性，特别是提高了与碳酸盐类岩石的粘附性，增 加了沥青的可乳化性。其含量为15％～30 15％～30％。 加了沥青的可乳化性。其含量为15％～30％。 地沥青质决定着沥青的粘结力、粘度和温度稳定性， （３）地沥青质决定着沥青的粘结力、粘度和温度稳定性，以 及沥青的硬度、软化点等。沥青质含量增加时， 及沥青的硬度、软化点等。沥青质含量增加时，沥青的粘度和 粘结力增加，硬度和温度稳定性提高。其含量为5％～30％。 粘结力增加，硬度和温度稳定性提高。其含量为5％～30％。 30
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第一节 沥青
三、石油沥青的主要性质
２、塑性
（１）塑性的定义 塑性是指石油沥青受到外力作用时， 塑性是指石油沥青受到外力作用时，产生不可恢复的变形而不破坏的性 它是石油沥青的主要性能之一 石油沥青的主要性能之一。 质。它是石油沥青的主要性能之一。 （２）影响塑性的因素 当石油沥青中油分和地沥青质适量，树脂含量越多， 当石油沥青中油分和地沥青质适量，树脂含量越多，地沥青表面的沥青 膜层越厚，塑性越好。温度对石油沥青塑性也有明显影响， 膜层越厚，塑性越好。温度对石油沥青塑性也有明显影响，当温度升 沥青的塑性随之增大。 高，沥青的塑性随之增大。 （３）塑性的指标 塑性用延伸度来表示。延伸度是将沥青试件制成“ 延伸度来表示 字形标准试件， 塑性用延伸度来表示。延伸度是将沥青试件制成“８”字形标准试件， 置 于延度仪内２５ 的水中， ２５℃ cm／min的速度拉伸 的速度拉伸， 于延度仪内２５℃的水中，以５cm／min的速度拉伸，用拉断时的伸长度 来表示， cm为单位 延伸度越大，沥青塑性越好。 为单位。 来表示，以cm为单位。延伸度越大，沥青塑性越好。 （４）塑性的意义 石油沥青能制造出性能良好的柔性防水材料 良好的柔性防水材料， 石油沥青能制造出性能良好的柔性防水材料，很大程度上决定于沥青的 塑性。塑性较好的沥青防水层能随建筑物变形而变形 一旦产生裂缝 能随建筑物变形而变形， 塑性。塑性较好的沥青防水层能随建筑物变形而变形，一旦产生裂缝 也可能由于特有的粘塑性而自行愈合 沥青的塑性对冲击振动荷载 自行愈合。 时，也可能由于特有的粘塑性而自行愈合。沥青的塑性对冲击振动荷载 有一定吸收能力，并能减少磨擦时的噪声， 有一定吸收能力，并能减少磨擦时的噪声，故沥青是一种优良的道路路 面材料。 面材料。
性状 油分 树脂 地沥青质 外观特性 淡黄色透 明液体 红褐色粘 稠半固体 深褐色固 体微粒 平均分子量 200～ 200～700 800～ 800～3000 1000～ 1000～5000 碳氢比 原子比) (原子比) 物化特性
溶于大部分有机溶剂， 溶于大部分有机溶剂， 0.5～ 具有光学活性， 0.5～0.7 具有光学活性，常发 现有荧光。 现有荧光。 0.7～ 0.7～0.8 温度敏感性高， 温度敏感性高，熔点 低于100℃ 100℃。 低于100℃。