第16讲 石油沥青的基本组成和技术性质
沥青的技术性质
石油沥青的技术性质1、粘滞性（粘性）粘滞性是反映沥青材料内部阻碍其相对流动的一种特性。
它反映了沥青在外力作用下抵抗变形的能力，是划分沥青牌号的主要依据。
液体沥青的粘滞性用粘滞度（粘度）表示，它表征了液体沥青在流动时的内部阻力；半固体或固体的石油沥青用针入度表示，它反映了石油沥青抵抗剪切变形的能力。
针入度是沥青划分牌号的主要技术指标。
粘滞度是液体沥青在规定温度t（25℃或60℃）下、经规定直径d（或10mm）的孔流出50cm3所需的时间（秒数）T，常用符号dtC T表示。
dtC T粘滞度值越大，表示沥青的稠度越大。
粘滞度测定示意图见图8-1。
半固体沥青、固体沥青的粘滞度指标是针入度。
针入度是在温度25℃条件下，以规定质量100g的标准针，在规定时间5s内贯入试样中的深度，以为1度表示。
针入度越大，表示沥青流动性越大，粘滞性越差。
其数值范围在5～200度之间。
针入度测定示意图见图8-2.。
图8-1 粘滞度测定示意图图8-2 针入度测定示意图2、塑性塑性是指石油沥青在外力作用时发生变形而不破坏，除去外力后仍保持变形后的形状的性质。
塑性反映了沥青开裂后的自愈能力及受机械应力作用后变形而不破坏的能力，它是石油沥青的主要性能之一。
沥青的塑性用延度（延伸度或延伸率）表示。
方法是把沥青试样制成8字形标准试模，（试件中间最小断面积为1cm2），在规定温度（25℃）和规定的拉伸速度（5cm/min）下在延伸仪上拉断时的伸长长度，以cm为单位。
沥青的延度值越大，表示沥青塑性越好。
延度指标测定的示意图见图8-3。
图8-3 延伸度测定示意图3、温度敏感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能，是沥青一个很重要的性质。
温度敏感性较小的的石油沥青其粘滞性和塑性随温度变化较小。
温度敏感性常用软化点来表示，软化点是指沥青材料由固态转变为具有一定流动性膏体的温度。
软化点可采用环球法测定，示意图见图8-4。
它是把沥青试样装入规定尺寸的铜环（直径约16mm，高约6mm）内。
【谈建筑石油沥青的成分与技术性能】石油沥青技术性能实验报告
【谈建筑石油沥青的成分与技术性能】石油沥青技术性能实验报告石油沥青是石油原油经蒸馏等提炼出各种轻质油（如汽油、柴油等）及润滑油以后的残留物，或再经加工而得的产品。
它是一种有机胶凝材料，在常温下呈固体、半固体或粘性液体，颜色为褐色或黑褐色。
建筑上主要使用建筑石油沥青制成各种防水材料制品或现场直接使用。
1 石油沥青的组成与结构1.1 石油沥青的组分石油沥青是由众多高分子碳氢化合物及其非金属（主要为氧、硫、氮等）衍生物组成的复杂混合物。
因为沥青的化学组成复杂以及同分异构特点，对组成进行分析很困难，因此一般不作沥青的化学分析，只从使用角度，将沥青中化学成分及14质极为接近，并且与物理力学性质有一定关系的成分，划分为若干个组，这些组即称为组分。
在沥青中各组分含量多寡，与沥青的技术性质有着直接关系。
沥青中各组分的主要特性简述如下。
1.1.1 油分油分为淡黄色至红褐色的油状液体，是沥青中分子量最小和密度最小的组分。
在170℃较长时伺加热，油分可以挥发。
油分能溶于石油醚、二硫化碳、三氯甲烷、苯、四氯化碳和丙酮等有机溶剂中，但不溶于酒精。
油分赋予沥青以流动性。
1.1.2 树脂沥青脂胶为黄色至黑褐色粘稠状物质（半固体），分子量比油分大。
沥青脂胶中绝大部分属于中性树脂。
中性树脂能溶于三氯甲垸、汽油和苯等有机溶剂，但在酒精和丙酮中难溶解或溶解度很低，它赋予沥青以良好的粘结性、塑性和可流动性。
中性树脂含量增加，石油沥青的延度和粘结力等品质愈好。
1.1.3 地沥青质地沥青质为深褐色至黑色固态无定形物质，正戊烷，但溶于三氯甲垸和二硫化碳，染色力强，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敏感性、粘性的重要组成部分，其含量愈多，则软化点愈高，粘性愈大，即愈硬脆。
1.2 石油沥青的胶体结构在石油沥青中，油分、树脂和地沥青质是石油沥青中的三大主要组分。
油分和树脂可以互相溶解，树脂能浸润地沥青质，而在地沥青质的超细颗粒表面形成树脂薄膜。
石油沥青
石油沥青摘要：石油沥青是原油馏分之一，常温下呈黑色的无定型固体。
性质特殊，生产工艺复杂，用途广泛。
市场需求大。
是不可多得的宝贵资源。
目录第1节石油沥青性质 (1)第2节石油沥青生产 (2)第3 节常用石油沥青的用途 (6)第4节石油沥青市场展望 (7)姓名：戚本杨班级序号： 30学号： 201100961班级：储运11101班院系：石油工程学院日期： 2013 -11-13（一）石油沥青性质石油沥青约占石油产品总量的3%，。
具有很好的粘结性, 绝缘性和不渗水性，并能抵抗多种化学药物的侵蚀，石油沥青是石油中最重，组成结构最复杂的组分，除乳化沥青外，常温下沥青是黑色无定型固体，具有脆性，断面有光泽。
具有以下性质：一、黏滞性（黏性）：石油沥青的黏滞性是反映材料内部阻碍其相对流动的一种特性，是划分沥青牌号的主要性能指标。
沥青的黏滞性与其组分及所处的温度有关。
当地沥青质含量较高、又有适量的树脂、且油分含量较少时，黏滞性较大。
在一定的温度范围内，当温度升高，黏滞性随之降低，反之则增大。
建筑工程中多采用针入度来表示石油沥青的黏滞性，其数值越小，表明黏度越大，沥青越硬。
针入度是以250C时100g重的标准针经5s沉入沥青试样中的深度表示，每深1/10 mm，定为1度。
二、塑性：塑性是指石油沥青受外力作用时产生变形而不破坏，除去外力后仍保持变形后形状性质，它是石油沥青的主要性能之一。
石油沥青的塑性用延度表示。
延度越大，塑性越好，柔性和抗断裂性越好。
延度是将沥青试样制成∞字形标准试件，在25t水中以5cm/min的速度拉伸，直至试件断裂时的伸长值，以“cm”为单位。
三、温度稳定性：温度稳定性是指石油沥青的黏滞性和塑性随温度升降而变化的性能，是沥青的重要指标之一。
在工程中使用的沥青，要求有较好的温度稳定性，否则容易发生沥青材料夏季流淌或冬季变脆甚至开裂等现象，使防水层失效。
通常用软化点来表示石油沥青的温度稳定性，即沥青受热由固态转变为具有一定流动态时的温度。
沥青主要技术性质
石油沥青的主要技术性质有黏滞性、塑性、温度稳定性（温度敏感性）、大气稳定性、溶解度、闪点和燃点等。
(1)黏滞性。
黏滞性是反映沥青材料内部阻碍其相对流动的一种特性，它反映沥青的稠稀、软硬程度。
液态石油沥青的黏滞性用黏滞度表示，是指液体沥青在一定温度下，经规定直径(3.5mm或10mm)的孔洞漏下50ml所需要的时间(s)，时间越长，黏滞度越大。
固体或半固体沥青的黏滞性用针人度表示，是指在25℃条件下，100g质量的标准针，经5s沉人沥青中的深度（每0. Imm 为1度），针人度值越大，固态、半固态沥青的黏滞性越小。
(2)塑性。
塑性是指沥青在外力作用下产生变形而不破坏的性质。
石油沥青的塑性用延伸度表示，是指将标准试件在规定温度(25℃)和拉伸速度(50mm/min)条件下进行拉伸，以试件拉断时的伸长值( mm)表示，石油沥青的延伸度越大，则塑性越好。
(3)温度敏感性。
温度敏感性是指石油沥青的黏滞性和塑性随温度升降而变化的性质。
温度敏感性较小的沥青其黏滞性、塑性随温度升降变化较小。
温度敏感性用软化点来表示，即沥青受热时由固态转变为具有一定流动性的膏体时的温度。
软化点越高，表明沥青的温度敏感性越小。
另外，石油沥青的脆化点也是反映沥青温度敏感性的另一个指标。
它是指沥青的状态随着温度从高到低变化，而由高弹状态向玻璃体状态转变的温度，反映沥青的低温变形能力。
应用中希望得到高软化点和低脆化点的沥青，以提高它的耐热性和耐寒性。
石油沥青
石油沥青石油沥青是石油原油(或石油衍生物)分馏出汽油、煤油、柴油及润滑油后的残留，再经过氧化处理而得到的产品。
8.1.1石油沥青的组分石油沥青的化学组成和结构甚为复杂，常按其化学组成和物理力学性质比较接近的成分划分为若干组，称为组分。
石油沥青的组分主要有以下几种：1．油分油分为淡黄色至红褐色的油状液体，是沥青中分子量最小和密度最小的组分，其分子量为100～500，密度为0.70～1.00g／cm3，能溶于大多数有机溶剂，但不溶于酒精。
在石油沥青中，油分的含量为40％～60％。
油分赋予沥青以流动性。
2．树脂(沥青脂胶)沥青脂胶为黄色至黑色半固体粘稠物质，分子量为600～1000，密度为1.0～1.1g／cm3，熔点低于100ºC。
沥青脂胶中绝大部分属中性树脂，其含量增加，沥青的品质就好。
在石油沥青中，沥青脂胶的含量为15％～30％，它使石油沥青具有良好的塑性和粘结性。
3．地沥青质（沥青质）地沥青质为深褐色至黑色固态无定形的固体粉末，分子量为2000～6000，密度大于1.0 g／cm3。
地沥青质是决定石油沥青温度敏感性和粘性的重要组分。
沥青中地沥青质含量在10％～30％，其含量愈多，则软化点愈高，粘性愈大，也愈硬脆。
此外，石油沥青中还含2％～3％的沥青碳和似碳物，它会降低石油沥青的粘结力。
石油沥青中还含有蜡，它会降低石油沥青的粘结性和塑性及温度稳定性。
所以，蜡是石油沥青中的有害成分。
8.1.2石油沥青的结构在石油沥青中，油分和树脂可以互溶，而树脂能浸润地沥青质，并在地沥青质的表面形成薄膜，构成以地沥青质为核心，周围吸附部分树脂和油分的胶团，无数胶团分散在油分中，形成胶体结构。
在此分散体系中，分散相为吸附部分树脂的地沥青质，分散介质为溶有树脂的油分，地沥青质和树脂之间无明显界面。
石油沥青的性质随各组分的数量比例不同而变化。
油分和树脂较多时，胶团外膜较厚，胶团间相对运动较自由，沥青的流动性、塑性较好，开裂后有一定的自行愈合能力，但温度稳定性差。
石油沥青的技术性质
石油沥青的技术性质
石油沥青是一种黑色或棕黑色的有机物质，具有以下技术性质：
1. 密度：石油沥青的密度通常在1.0-1.2克/立方厘米之间，具
有较高的密度。
2. 熔点：石油沥青的熔点通常在100-180摄氏度之间，具体取
决于其成分和含沥青的纯度。
3. 粘度：石油沥青具有较高的粘度，即其流动性较差。
这使得沥青能够在路面、屋顶和其他建筑结构上形成持久的保护层。
4. 可溶性：石油沥青在各种溶剂中具有不同程度的溶解性。
常见的溶剂包括石油醚、苯和甲苯。
5. 耐老化性：石油沥青具有较高的耐老化性，能够长时间保持其性质和功能，不易受到氧化和分解的影响。
6. 热稳定性：石油沥青在高温下具有较好的热稳定性，可用于高温条件下的应用，如热稳定剂、沥青混合料等。
7. 黏附性：石油沥青具有良好的黏附性，可以牢固地粘附在各种材料表面，如砂石、混凝土、金属等，形成坚固的结合。
8. 弹性：石油沥青具有一定的弹性，可以在受到外力作用时产生一定的变形，然后恢复到原来的形状。
石油沥青具有良好的耐候性、粘附性和弹性，适用于各种道路、建筑和工业应用中。
石油沥青
是在一定范围的高温下向减压渣油或脱油沥青吹入空气，使其组成和性能发生变化，所得的产品称为氧化沥 青。减压渣油在高温和吹空气的作用下会产生汽化蒸发，同时会发生脱氢、氧化、聚合缩合等一系列反应。这是 一个多组分相互影响的十分复杂的综合反应过程，而不仅仅是发生氧化反应，但习惯上称为氧化法和氧化沥青， 也有称为空气吹制法和空气吹制沥青。
组成
油分
胶质
沥青质
油分为淡黄色至红褐色的油状液体，其分子量为100～500,密度为0.71～1.00g/cm3，能溶于大多数有机溶 剂，但不溶于酒精。在石油沥青中，油分的含量为40%～60%。油分赋予沥青以流动性。
胶质，半固体的黄褐色或红褐色的粘稠状物质，分子量600～1000，密度为1.0～1.1g/cm3。在一定条件下 可以由低分子化合物转变为高分子化合物，以至成为沥青质和炭沥青。
石油沥青的塑性用延度表示。
温度敏感性（感温性）指石油沥青的黏滞性和塑性随温度升降而变化的性能。
技术性质
黏滞性 塑性
温度敏感 大气稳定
石油沥青的粘滞性又称黏性或黏度，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。
对黏稠（半固体或固体）的石油沥青用针入度表示，对液体石油沥青则用黏滞度表示。
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。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一定的吸收能 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。
沥青质为深褐色至黑色固态无定性的超细颗粒固体粉末，分子量为2000～6000,密度大于1.0g/cm3，不溶于 汽油，但能溶于二硫化碳和四氯化碳中。地沥青质是决定石油沥青温度敏感性和黏性的重要组分。沥青中地沥青 质含量在10%～30%之间，其含量愈多，则软化点愈高，黏性越大，也愈硬脆。
第 讲 石油沥青的基本组成和技术性质
2）耐久性评价方法
研究沥青的耐老化性能，通常是将沥青试样在室内进行加速老 化试验，然后根据老化前后试样的性能变化加以评定。
沥青的老化主要发生在两个阶段，一是沥青在热拌和过程中 的老化，称为短期老化；另一阶段是沥青在路面长期使用过程 中发生的老化，称为长期老化。
建筑石油沥青评价方法：采用蒸发损失百分率和蒸发后 针入度比评价。 （沥青试样在160℃条件下，加热蒸发5h）
• 表示：T
• 注意：初始温度5℃
加热速度为5℃/min
�
17
� 软化点的意义 • 沥青软化点越高，沥青的温度稳定性越好。 • 针入度是在规定温度下测定沥青的条件粘度，
软化点则是沥青达到规定条件粘度时的温度。 因此，软化点既是反映沥青材料温度稳定性的 一项指标，又是沥青粘度的一种量度。
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（3）延性与脆性
——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。
沥青的粘性是划分沥青牌号的主要技术指标之一。
测定方法：
绝对粘度 条件粘度
针入度（适应固体或半固体粘稠石油沥青） 软化点：既是粘性测定指标，又作为测定温度
稳定性的方法
11
� 影响粘性的因素
• 组分的影响：当沥青质含量多，同时有适量树
29
我们讲述了建筑石油沥青的粘滞性、温度敏感 性和延性。 表征这三项性质的三大指标为：
针入度、软化点、延度 是评价建筑石油沥青技术性质最常用的经典指 标。
30
（5）粘附性
沥青与矿质集料的粘附性影响沥青路面的质量和耐久 性，因此粘附性是沥青的重要性质。 沥青在沥青混合料中以薄膜的形式裹覆在集料颗粒表面，并 将松散的矿质集料粘结为一个整体。 粘附性不仅取决于沥青的性质，也取决于集料的性质。 粘附性的评价方法：沥青与粗骨料的粘附性试验，根据沥青混 合材料的最大粒径决定。
石油沥青ppt
牛顿流体
溶胶型沥青 高温下沥青
动力粘度
运动粘度
Vt
（2）非牛顿型： 使用温度下，为非牛顿 体，表现为粘弹性体， 不同的剪变率不同的粘 度剪应力与剪变率非线 性关系。 c
表观密度
a
c
C：复合流动系数
C=1.0 牛顿流型
c＜1.0非牛顿流型
2）沥青粘度的检测方式
（1）条件粘度
法
①针入度
针入度的定义:
• 针入度——在规定温度条件下， 以规定质量的标准针经过规定 的时间贯入沥青试样的深度。
• 单位：0.1mm。
• 常用试验条件：
规定温度：25℃
标准针质量：100g
贯入时间：5s
针入度的表示方法：P（25℃，100g，5s）
针入度的表征意义: 沥青的针入度值愈大，表示沥青的粘度愈小。针入度是
• 注意：初始温度5℃
单位：℃， 表示：TR&B
加热速度为5℃/min
• 3）软化点的意义☆ • 沥青软化点越高，沥青的温度稳定性越好。 • 针入度是在规定温度下测定沥青的条件粘度，
软化点则是沥青达到规定条件粘度时的温度。 因此，软化点既是反映沥青材料温度稳定性的一项指标， 又是沥青粘度的一种量度。
6.安全性 闪点
7.其他性质 (1)溶解度 (2)含蜡量 (3)粘附性
1.物理常数
1）密度——在规定温度条件下，单位体积的质量。 单位：kg/m3或 g/cm3。 我国现行试验方法规定测定15℃下沥青密度。
2）相对密度——在规定温度下，沥青质量与同体积水质量 之比。 我国现行方法规定测定25℃下的相对密度。
摊成薄层，将其置于脆点仪内并使其稍稍弯曲。当以1℃/min 的速度降温时，沥青薄膜的温度随之逐渐降低，当降至某一 温度时，沥青薄膜在规定弯曲条件下会出现一个或多个裂缝， 此时的温度即为沥青的脆点。
沥青材料学第一章(1)石油沥青成分、组成和结构
石油沥青的元素组成
不同的渣油中，氮含量的变化趋势与硫的变化趋势相当接 近，而且硫的含量约为氮含量的10倍。古尔维奇很早就发 现，在大部分含硫较少的原油中，含氮量也少。
氮的含量与胶质沥青质的含量也有类似的关系
注：不能将上述元素组成
各种杂原子在沥青各个组分中的分布特点：硫主要集中在可 溶质（胶质及油分）中，而在沥青质中的含量反而较少；氮 则集中在胶质和沥青质中，约占石油中总氮量的90%以上。 硫和氮都以在胶质中的含量为最多。
Representation of bitumen on molecular level (Muller, 1997）
石油沥青族组成
石油沥青主要由沥青质和可 溶质两部分组成。可溶质又 分为胶质、油分及蜡。此外 也可按其他的分类方法分为 极性芳香族、中性芳香族、 饱和族等。
沥青中的沥青质、胶质和油 份的存在图示：
可溶质的元素组成
可溶质的元素组成因来源不同而异，与原始沥青组成相近。
可溶质的元素组成
从表上的数据可以看到，可溶质的C/H比在0.62-0.70之间，比 相应渣油的C/H比略小。这是容易理解的。
同时也可以想象得到，沥青中可溶质的含量是较多的，实际 上在绝大部分的沥青或渣油中，可溶质的含量都在80%-90% 或更多。
沥青质的元素组成
用不同溶剂沉淀得到的沥青质，不但数量不等，而且在元素 组成上也有比较明显的差别，如表所示。用正庚烷沉淀的沥 青质，C/H 原子比明显地要比正戊烷沥青质的C/H大，说明 正庚烷沥青质的芳香度较大。此外从N/C，S/C及O/C也可以 看到，正庚烷沥青质含有较多的杂原子。
沥青分子模型
石油沥青的元素组成
在杂原子中硫的含量最多，而且变化范围较大，氮及氧的 含量大多在1%以下，变化的幅度较小。
石油沥青的组成成分
石油沥青的组成成分石油沥青，是指一种由原油经过加热处理和蒸馏而得到的渣油产品，其主要成分是碳氢化合物。
根据其成分和性质的不同，可以将其分为几种种类，如常温沥青、改性沥青、沥青乳化液等。
下面将详细介绍石油沥青的组成成分。
一、石油沥青的碳氢化合物成分石油沥青的主要成分是碳氢化合物，其分子大小和结构复杂多样。
其碳氢化合物的类型和数量会随着原油来源和加工工艺的不同而有所变化。
大多数的石油沥青分子含有6-10个碳原子，其中大量含有芳香烃环结构，少量含有脂环烷和脂环烷等饱和结构，如环辛烯、环戊二烯、环己烷等。
其中，芳香烃所占比例较高，因此石油沥青呈黑色且常常有刺激气味。
石油沥青中除了碳氢化合物的成分外，还含有少量的杂质成分，如元素硫、氮和金属等等，这些成分在沥青中的含量通常很低。
硫是最常见的杂质之一，其来源可能是原油中的硫和添加硫化物等。
沥青中的硫含量高低对环境和人类健康有很大的影响，因此要求石油沥青生产企业对石油沥青中的硫含量进行控制和监测。
氮是另一种常见的杂质成分，通常从蛋白质、碱性化合物或原油中获得。
石油沥青中的氮含量，虽然相对较低，但也需要进行监测和控制。
金属杂质通常由坩埚、管道、容器、过滤器等使用过程中产生的杂质所导致。
这些金属可能会污染石油沥青并导致其质量下降。
三、石油沥青的物理性质石油沥青还具有一些物理性质，如密度、黏度、软化点等，这些性质能够影响石油沥青的应用和使用，如石油沥青的密度决定了其在运输和储存中的容器尺寸，黏度决定了石油沥青在应用中的润滑性能和流动性能，而软化点则决定了石油沥青在高温下稳定性和形变性能。
综上所述，石油沥青的组成成分主要包括碳氢化合物、杂质成分和物理性质。
石油沥青的种类和质量大多取决于原油来源和加工工艺，因此在石油沥青的生产和使用过程中，需要进行严格的质量监控和控制，以确保其安全使用和环境保护。
石油沥青的简介
石油沥青是原油加工过程的一种产品，主要由多环、稠环、杂环烃类及其衍生物的混合物组成。
在常温下，它是一种黑色或黑褐色的粘稠的液体、半固体或固体。
石油沥青的化学组成复杂，其性质和组成随原油来源和生产方法的不同而变化。
其主要的物理性质包括粘性、塑性、温度稳定性以及耐久性。
在各种来源的沥青中，产量最大的是石油沥青。
石油沥青主要由油分、胶质、沥青质组成。
其中，油分是淡黄色至红褐色的油状液体，分子量最小，密度也最小；胶质是半固体的黄褐色或红褐色的粘稠状物质，分子量介于油分和沥青质之间；沥青质则是稠环或杂环的烃类混合物，是沥青中分子量最大且化学性质最稳定的组分。
石油沥青的应用广泛，主要用途包括：道路沥青、建筑沥青、其他用途沥青。
其中，道路沥青是针入度40～300的直馏沥青，建筑沥青则是氧化沥青，其他用途的沥青包括橡胶沥青、油漆沥青等专用沥青。
总的来说，石油沥青是一种重要的工业原料，具有广泛的应用前景。
沥青材料与石油沥青的技术性质
沥青材料与⽯油沥青的技术性质沥青材料1、沥青是由⼀些极其复杂的碳氢化合物及其⾮⾦属（氧、硫、氮）的衍⽣物所组成的⿊⾊或⿊褐⾊的固体、半固体或液体的混合物。
2、沥青可溶与⼆硫化碳、四氯化碳、三氯甲烷和苯等有机溶剂3、沥青属于有机胶凝材料，与矿质混合料有⾮常好的粘结能⼒，是道路⼯程重要的筑路材料；沥青属于憎⽔性材料，结构致密，⼏乎不溶于⽔和不吸⽔，因此，⼴泛⽤于⼟⽊⼯程的防⽔、防潮和防渗⼯程。
4、沥青按其在⾃然界中获得上⽹⽅式，可分为地沥青和焦油沥青两⼤类5、地沥青按产源可分为天然沥青和⽯油沥青6、焦油沥青是利⽤各种有机物（煤、页岩、⽊材等）⼲馏加⼯得到的焦油，经再加⼯⽽得到的产品。
焦油沥青按其⼲馏原料的不同分为煤沥青、页岩沥青、⽊沥青和泥炭沥青，如由煤⼲馏所得的煤焦油，经再加⼯后得到的沥青，即称为煤沥青7、在道路建筑中常⽤的主要是⽯油沥青和煤沥青两类，其次是天然沥青8、⽯油沥青的分类（1）按原油成分分类原油根据关键馏分特性和含硫量可分为⽯蜡基原油、环烷基原油和中间基原油，以及⾼硫原油（含硫量⼤于2%，质量分数）、含硫原油(含硫量0.5%~2%）和低硫原油（含硫量⼩于0.5%）由不同基属原油炼制的⽯油沥青可分别为：⽯蜡基沥青（含蜡量⼀般⼤于5%）环烷基沥青（⼜称沥青基沥青含蜡量⼀般⼩于2%）中间基沥青（也称混合基沥青，处于⽯蜡基和环烷基沥青之间）（2）按加⼯⽅式分类：直馏沥青氧化沥青溶剂沥青（3）按沥青在常温下的稠度分类：⼀般可分为粘稠沥青和液体沥青两⼤类。
粘稠沥青在常温下为半固体和固体状态。
如按针⼊度分级时，针⼊度⼩于40者为固体沥青，针⼊度在40~300之间的为半固体沥青，⽽针⼊度⼤于300者为粘性液体状态沥青。
液体沥青在常温下多呈粘稠液体或液体状态。
并可按标准粘度分级划分为慢凝、中凝和快凝液体沥青。
在⽣产应⽤中，常在粘稠沥青中掺⼊⼀定⽐例的溶剂，配制得稠度很低的液体沥青，称为稀释沥青。
9、⽯油沥青的组成和结构（⼀）⽯油沥青的元素组成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，它的分⼦表达式通式 C n H 2n+a O b S c N d.化学成分主要是碳质量分数为80%~87%、氢10%~15%（⼆）⽯油沥青的化学组分分析法我国现⾏JTJ052-2000 <<公路⼯程沥青及沥青混合料试验规程》中规定可采⽤三组分和四组分分析法。
建筑石油沥青
建筑石油沥青建筑石油沥青是一种在建筑行业中广泛使用的材料，它具有良好的黏附性和耐候性，能够为建筑物提供稳定的结构和防水效果。
本文将深入探讨建筑石油沥青的特性、应用以及对环境的影响。
首先，让我们来了解建筑石油沥青的特性。
石油沥青主要由沥青质、矿油和溶剂组成。
其特点是黏性大、柔韧性好、耐高温和耐水性强。
这使得石油沥青成为一种理想的建筑材料，尤其适用于公路、铁路、屋顶和地下设施的施工。
石油沥青具有良好的黏附性，能够牢固地连接建筑物各个部分，提高结构的稳定性和持久性。
其次，建筑石油沥青的应用非常广泛。
在公路建设中，它被用作路面材料，能够增加路面的耐久性和抗裂性。
在屋顶防水中，石油沥青被涂覆在屋顶材料上，防止雨水渗透，保护屋顶结构。
此外，石油沥青还常用于桥梁和地下管道等建筑工程，以提供良好的防腐和防水效果。
总之，建筑石油沥青在建筑行业中的应用功不可没，它是保证建筑物结构稳定和长久使用的重要一环。
然而，虽然建筑石油沥青具有许多优势，但它也对环境造成一定的影响。
首先，石油沥青的生产和使用过程会产生大量的有害气体和温室气体排放，对空气质量和气候变化造成负面影响。
其次，在石油沥青的生命周期中，废弃物处理和回收利用的问题也亟待解决。
在沥青材料的回收和再利用方面，目前的技术还比较有限，这导致了资源的浪费和环境的压力。
为了解决上述问题，建筑行业需要加强技术研发和环境管理。
首先，研究人员可以寻求替代石油沥青的材料，例如可再生材料或其他环保型材料，以减少对石油资源的依赖和环境的影响。
其次，建筑企业和政府需加强对石油沥青生产和使用过程的监管，推行绿色施工，减少废弃物的产生，并鼓励废弃物的回收和再利用。
此外，公众也应加强对建筑石油沥青的认识和关注，提倡节约资源和环保意识。
每个人都可以通过合理使用建筑材料，减少浪费和污染，为建设绿色、可持续的社会做出贡献。
综上所述，建筑石油沥青作为一种重要的建筑材料，具有良好的特性和广泛的应用领域。
道路石油沥青
道路石油沥青
道路石油沥青在我们日常生活中扮演着重要的角色。
它是道路建设和维护过程中常用的材料，具有许多优良特性。
本文将从道路石油沥青的定义、生产过程、特性以及应用领域等方面进行探讨。
定义
道路石油沥青是一种由石油提炼而成的沥青材料，具有粘结和保护道路表面的作用。
它在道路建设和维护中被广泛使用，可以提高道路的耐久性和行车舒适度。
生产过程
道路石油沥青的生产过程主要包括原油的提炼、加工和改性等步骤。
首先，从石油中提取出原沥青，然后通过加工过程去除杂质和调整沥青的性能，最终形成适合用于道路建设的道路石油沥青。
特性
道路石油沥青具有以下几个主要特性：
•良好的耐久性：道路石油沥青可以抵抗日晒雨淋等自然因素的侵蚀，保证道路的使用寿命。
•良好的粘结性：道路石油沥青能够将矿料牢固粘合在一起，形成坚实的路面结构。
•良好的防水性：道路石油沥青可以有效阻止水分渗入路面，避免路面开裂和坑洼等现象。
•良好的抗滑性：道路石油沥青可以提供良好的摩擦力，确保车辆在路面上行驶时具有良好的稳定性。
应用领域
道路石油沥青主要用于以下几个方面：
•道路建设：道路石油沥青被广泛应用于各种道路的建设中，包括高速公路、城市道路等。
•道路维护：在道路的维护和修复过程中，也需要使用道路石油沥青进行修补和加固。
•防水工程：由于道路石油沥青具有良好的防水性能，因此在一些防水工程中也会用到。
综上所述，道路石油沥青作为一种重要的道路建材，在道路建设和维护中起着至关重要的作用。
其优良特性和广泛应用领域使得其在交通基础设施领域有着重要的地位。
论石油沥青的组成、结构、性能、应用的关系研究
石油沥青的应用
道路石油沥青：主要用于道路路面或车间地面等工程 建筑石油沥青黏性较大，耐热性பைடு நூலகம்好，但塑性较小，主要应 用制造油毡、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、防腐蚀及管道腐蚀等工程。沥 青屋面达到的表面温度比当地最高气温高25℃~30℃,为避免 夏季流淌,屋面用沥青材料的软化点应比当地最高气温高20℃ 以上。
温度敏感性
指石油沥青的黏滞性和塑性随温度升降而变化的性能。变化 程度小，则沥青温度敏感性小，反之温度敏感性大。 沥青是多组分的非晶体高分子物质，没有固定的熔点，随着 温度的升高，沥青的状态发生连续的变化，其塑性增大，黏 性减小，逐渐软化，此时的沥青如液体一样发生黏性流动。 不同的沥青，其塑性和黏性变化程度也不同。
石油沥青的主要性质
一、黏滞性 二、塑性 三、温度敏感型 四、大气稳定性 五、安全性
黏滞性
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 黏滞性的大小与其组分有关，石油沥青中沥青质含量越多， 同时有适量树脂，而油分含量较少时，黏滞性大。在一定的 温度范围内，温度升高，黏性降低。
石油沥青的基本组成
石油沥青的三大组分
组分
油分 树脂
状态
粘性液态 粘稠状半固态
作用
使沥青具有流动性 使沥青具有塑性和粘结性
地沥青质
固态
使沥青具有粘滞性和温度稳定性
石油沥青的结构
胶体理论 a. 溶胶结构 b. 溶凝胶结构 c. 凝胶结构
高分子溶液理论
沥青是以高分子量的地沥青质为溶质，以低分子量的软沥青 质为溶剂的高分子溶液。沥青质的含量以及沥青质与软沥青 质之间溶解度参数的差异，很大程度上决定高分子溶液的稳 定性。 沥青质含量较低，沥青质与软沥青质之间的溶解参数差值很 小，就能形成稳定溶胶。 沥青质含量的增加，沥青质与软沥青质之间的溶解参数之间 差值较小，溶胶逐渐转化为稳定的凝胶。 沥青质含量很高，且沥青质与软沥青质之间溶解参数差值又 较大，则可形成沉淀型凝胶。
石油沥青及沥青混合料详细讲解
（6）其它技术指标
脆点 沥青材料由粘塑性状态转变为弹脆性
状态时的温度。脆点是沥青发生脆性破坏 的温度界限，是表征低温特性的指标。 溶解度
可用来检查沥青中是否混入无机杂质。
闪点和燃点
• 闪点：临近沥青表面的混合气体遇火后 发生闪火时的温度。
树脂：黄色至黑褐色粘稠状物质 （半固体），分子量比油分大，密 度是1.0~1.1g/cm3。 树脂——赋予沥青良好的塑性和粘 结性。
沥青质：深褐色至黑色固定无定
形物质（固体粉末），分子量比树 脂大，密度为1.1~1.5g/cm3。 沥青质——决定了石油沥青的温度 敏感性和粘稠度。
四组分分析法：将石油沥青分为饱和分、 芳香分、胶质和沥青质四个组分。
低温沥青 中温沥青 高温沥青
一、石油沥青
石油沥青是石油（原油）经蒸馏等方 法提炼出各种轻质油（如汽油、煤油、 柴油）及润滑油以后的残留物，或经 再加工而得到的产品。
1.石油沥青的组成和结构
（1）石油沥青的组分
沥青的组成元素 主要是碳（80％～87％）和氢（10％～
15％），其次是非烃元素，如氧、硫、氮等非 金属元素（ ＜ 3％）。此外，还含有一些微量 的金属元素，如镍、钒、铁、锰、钙、镁、钠 等。
• 乳化原理
水 —极性分子 沥青—非极性分子
二者一般不相溶 合
水 —极性分子 沥 青—非极性分子 乳化剂—表面活性物质
乳化剂在两相界 面产生强烈的吸 附作用，形成吸 附层。
• 成膜过程
乳化沥青中的水分逐渐散失，沥青 微粒靠拢将乳化剂薄膜挤裂，相互团聚 而粘结。
• 乳化沥青的组成
沥青：40%~60% 水溶液（含有乳化剂1%～3%）：40% ～50%。
号石油沥青化学技术说明书
号石油沥青化学技术说明书一、产品概述号石油沥青是一种黑色的固态或半固态的石油产品，具有良好的粘结性、耐水性和耐久性。
它主要由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成，是道路建设、建筑防水等领域中常用的重要材料。
二、化学组成号石油沥青的化学组成十分复杂，主要包括以下几个部分：1、沥青质：这是沥青中分子量最大、极性最强的部分，对沥青的高温稳定性和粘结性起着重要作用。
2、胶质：分子量稍小于沥青质，能增强沥青的延性和粘结力。
3、芳香分：主要由芳香烃组成，赋予沥青一定的溶解性和流动性。
4、饱和分：主要是饱和烃，对沥青的低温性能有一定影响。
此外，还可能含有少量的硫、氮、氧等杂原子化合物，以及微量的金属元素。
三、物理性质1、外观：通常为黑色，固体或半固体状态。
2、密度：其密度在一定范围内波动，一般在 10 至 11 克/立方厘米之间。
3、软化点：这是一个重要的指标，反映了沥青的耐热性能，不同型号的石油沥青软化点有所差异。
4、针入度：用于衡量沥青的硬度和稠度，针入度值越小，沥青越硬。
四、化学性质1、氧化反应：在空气和光照的作用下，沥青会发生氧化反应，导致其性能逐渐劣化。
2、热分解：在高温条件下，沥青会发生热分解，产生小分子物质。
3、溶解性：能溶解于一些有机溶剂，如苯、甲苯等。
五、生产工艺号石油沥青的生产主要通过蒸馏和氧化等工艺。
蒸馏法是将原油在特定的温度和压力条件下进行分馏，得到不同馏分，其中重质馏分经过进一步处理可得到石油沥青。
氧化法是将低标号的沥青或渣油在一定的温度和氧气条件下进行氧化，使其性能得到改善，从而得到所需标号的石油沥青。
六、用途1、道路建设：用于铺设高速公路、城市道路等的路面，提高路面的耐久性和抗滑性能。
2、建筑防水：用于屋面、地下室等的防水工程，防止水分渗透。
3、防腐工程：用于管道、储罐等的防腐处理，保护金属表面免受腐蚀。
七、储存与运输1、储存：应储存在通风良好、干燥的仓库内，避免阳光直射和雨淋。
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二、石油沥青的化学组分和胶体结构
1、石油沥青三组分分析法
性状 外观特征 组分 平均 分子量 碳氢比 /原子比 含量 /%
在沥青中的主要作用
油 分 树 脂
沥青 质
淡黄透明液体
200～700
0.5 ～0.7
45 ～60
赋予沥青以流动性。油分 多，流动性大，而黏性 小，温度敏感性大 使沥青具有塑性和粘性。
• 注意：初始温度5℃
加热速度为5℃/min
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• 表示：T
�
�
软化点的意义 • 沥青软化点越高，沥青的温度稳定性越好。 • 针入度是在规定温度下测定沥青的条件粘度，
软化点则是沥青达到规定条件粘度时的温度。 因此，软化点既是反映沥青材料温度稳定性的 一项指标，又是沥青粘度的一种量度。
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（3）延性与脆性 ——指石油沥青受到外力作用时，所能承受的塑性变形的总 能力。石油沥青的延性用延度指标表示。
测定方法： 绝对粘度 针入度（适应固体或半固体粘稠石油沥青） 条件粘度 软化点：既是粘性测定指标，又作为测定温度 稳定性的方法
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�
影响粘性的因素
• 组分的影响：当沥青质含量多，同时有适量树
脂，而油分含量较少时，粘滞性大。
•
温度的影响：在一定温度范围内，温度升 高，粘度降低，反之，粘度升高。
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1）针入度
TR & B − 25 存在问题：针入度-－温度感应性系数A值为小数，使用不方
便， 引入针入度指数PI值的概念。 经验公式：
PI =
20 − 500 A 1 + 50 A
27
A=
lg 800 − lg P( 25� C ,100 g ,5 s )
�
针入度指数的应用
• 针入度指数愈大，表示沥青对温度的敏感性愈小。 • 划分沥青的胶体结构： PI＜-2者，属溶胶型沥青 PI=-2～+2之间者，属溶-凝胶型沥青 PI＞+2者，属凝胶型沥青
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（6）耐久性
沥青性质随时间而产生“不可逆”的化学组成结构和物理力学性能 变化的过程，称为沥青的老化，也就是沥青的耐久性。 老化是组分的变化：石油沥青在热、阳光、氧气等因素的长期 作用下，沥青中油分和树脂相对含量减少，地沥青质逐渐增多 1）影响因素 ①温度与氧化作用。影响沥青氧化的主要因素是温度。T高氧化快 ②光的影响。日光照射后，促使氧化速度加快。 ③水的影响。水在与光、氧和热共同作用时，能起催化剂的作用。 ④自然硬化。 ⑤渗流硬化。渗流硬化是指沥青中的油分流到矿料的孔隙中去 而导致沥青的硬化
含量增加，粘聚性和塑性增 大，温度敏感性增大。
红褐色粘稠 半固体
800～3000
0.7 ～0.8
15 ～30
深褐色固体 微粒
1000 ～5000
0.8 ～1.O
5～30
赋予沥青粘度和温度稳定 性。含量高，粘性增大，温
度稳定性好（敏感性小）， 但塑性降低，脆性增大。
4
2、四组分分析法
石油沥青的四组分分析法是将石油沥青分离为：饱和分、芳香分、胶 质和沥青质。石油沥青按四组分分析法所得各组分的性状如下表：
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2）耐久性评价方法
研究沥青的耐老化性能，通常是将沥青试样在室内进行加速老 化试验，然后根据老化前后试样的性能变化加以评定。 沥青的老化主要发生在两个阶段，一是沥青在热拌和过程中 的老化，称为短期老化；另一阶段是沥青在路面长期使用过程 中发生的老化，称为长期老化。
建筑石油沥青评价方法：采用蒸发损失百分率和蒸发后 针入度比评价。 （沥青试样在160℃条件下，加热蒸发5h）
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（5）粘附性
沥青与矿质集料的粘附性影响沥青路面的质量和耐久 性，因此粘附性是沥青的重要性质。 沥青在沥青混合料中以薄膜的形式裹覆在集料颗粒表面，并 将松散的矿质集料粘结为一个整体。 粘附性不仅取决于沥青的性质，也取决于集料的性质。 粘附性的评价方法：沥青与粗骨料的粘附性试验，根据沥青混 合材料的最大粒径决定。 粗骨料的 最大粒径 ＞13.2mm，采用水煮法 ≤13.2mm，采用水侵法
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沥青延度测定示意图
20
延度
沥青延度试验
�
3）影响塑性的因素
• 组分的影响：当油分和沥青质适量，树脂含量越多，沥青质表
面的沥青膜层越厚，塑性越好。 随着沥青胶体结构发育成熟度的提高，含蜡量的增加， 以及饱和蜡和芳香蜡的比例增大等，都会使沥青的延度值相 对降低。
•
温度的影响：温度升高，塑性增大。 沥青延度越大，其塑性变形越大，有利于低温变形。
�
定义 软化点——沥青由固体转变为具有一定流动性时的 温度。
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�
测定方法
我国现行试验方法要求采 用环球法软化点。 如图，该法是将沥青试样 注于规定内径的铜环中，环 上置一钢球，在规定的加热 速度下，沥青试样逐渐软 化，直至在钢球荷重作用下 滴落到下层金属板（距离为 25.4毫米）时的温度，称为 软化点，单位：℃ 。
性状 组分 饱和分 芳香分 胶质 沥青质 外观特征 无色液体 黄色至红色液体 棕色粘稠液体
深棕色至黑色固态 平均相对密度
平均分子量 625 730 970 3400
主要化学结构 烷烃、环烷烃 芳香烃、含S衍生物 多环结构，含S、O、N 衍生物 缩合环结构，含S、O、N 衍生物
0.89 O.99 1.09 1.15
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3）评价指标：
• •
蒸发前沥青质量 − 蒸发后残留物质量 蒸发损失百分率 = × 100 % 蒸发前沥青质量 蒸发后针入度比= 蒸发后残留物针入度 ×100% 蒸发前沥青针入度
蒸发损失百分率越小，蒸发后针入度比越大， 则表明沥青大气稳定性越好，沥青耐久性越高。
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（7）施工安全性
沥青使用时必须加热，由于沥青在加热过程中挥发出的 油会与周围的空气组成混合气体，当遇到火焰会发生闪火， 为此，必须测定沥青加热闪火和燃烧的温度，即所谓闪点 和燃点。 闪点定义：沥青加热挥发出可燃气体，与火焰接触初次发生 一瞬即灭的火焰时的温度。 燃点定义：指沥青加热挥发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，并持续5s以上。 评价指标：闪点。如建筑石油沥青的闪点为230OC 闪点和燃点是保证沥青安全加热和施工的重要指标。 通常采用克利夫兰开口杯法测定（简称COC法）。
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2）热胀系数
沥青在温度上升1 ℃时长度或体积的变化，分别称 为线胀系数或体胀系数，统称为热胀系数。 热胀系数越大，沥青路面在夏季越易泛油，冬季 冷缩越易产生开裂。
3）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。
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（2）粘滞性（简称粘性） ——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。 沥青的粘性是划分沥青牌号的主要技术指标之一。
�
1）延度的定义 延度——将沥青试样制成8字形标准试件，采用延度仪，在规 定拉伸速度和规定温度下拉断时的长度，单位：cm。
规定条件为：试验温度有0℃、10 ℃ 、15℃、25℃等； 拉伸速度有1 cm/min、5cm/min两种。
�
2）延度的表示方法： D（T，v） 其中，T为试验温度，v为拉伸速度。
2
2.分类:
地沥青
天然沥青：石油在自然条件下，长时 间经受地球物理因素作用形成的产物 石油沥青：石油经各种炼制工艺加工后 而得的沥青产品 煤沥青：煤经干馏所得的煤焦油，经 再加工后得到煤沥青
沥青
按产源不同
焦油沥青
页岩沥青：页岩炼油工业的副产品
3.应用: 广泛用作路面、屋面、防水、耐腐蚀等工程材料。
c)
a)溶胶型结构；
c)凝胶型结构
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溶胶型沥青的特点： 1） 流动性和塑性较好，开裂后自行愈合能力较 强，低温时变形能力较强； 2）温度稳定性差，温度过高会发生流淌。 凝胶型结构的特点： 1）流动性和塑性较差，开裂后自行愈合能力较差； 2）弹性和塑性较高，温度敏感性较小。高温稳定性 较好，低温变形能力差。 溶胶-凝胶型沥青的特点： 高温时具有较低的感温 性，低温时又具有较强的变形能力。（高等级沥青 路面用的沥青均属于此类）
另外：石油沥青中含有蜡，它会降低沥青的粘结力和塑性，并 对温度特别敏感。
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3、胶体结构
1）溶胶型结构——沥青质含量相对较少，油分和树脂含量相对较高 2）溶-凝胶型结构——沥青质含量适当，油分和树脂含量相对较高 3）凝胶型结构——沥青质含量相对较多，油分和树脂含量相对较少
a)
b) 沥青胶体结构示意图 b) 溶-凝胶型结构；
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4）脆性
• • • 沥青材料在低温下受到瞬时荷载时常表现为脆性破坏，沥 青脆性的测定极为复杂。 目前测试方法：采用弗拉斯（Fraass）脆点。 拉斯脆点试验原理：将沥青试样0.4克在一个标准的金属薄 片上摊成薄层，将其置于脆点仪内并使其稍稍弯曲。当以 1℃/min的速度降温时，沥青薄膜的温度随之逐渐降低，当降 至某一温度时，沥青薄膜在规定弯曲条件下产生脆断时的温 度，即为沥青的脆点。
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三、 石油沥青的技术性质 （1）物理常数 （5）粘附性
√ √ √
（2）粘滞性（粘性） （3）延性和脆性 （4）温度敏感性
√ （6）耐久性
（7）施工安全性（闪
点、燃点）
以建筑石油沥青为主讲解
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（1）物理常数
1）密度——在规定温度条件下，单位体积的质量。 单位：kg/m3或 g/cm3。 我国现行试验方法规定测定15℃下沥青密度。 相对密度——在规定温度下，沥青质量与同体积水质量之比 我国现行方法规定测定25℃下的相对密度。 沥青15℃密度与25℃相对密度之间的换算公式： 沥青与水的相对密度= 沥青的密度（15℃）×0.996 通常粘稠沥青的密度在0.96~1.04g/cm3