{建材课件}石油沥青的技术性质
建筑材料沥青及沥青混合料培训课件(共 48张PPT)
a-悬浮密实结构
b- 骨架空隙结构
c-骨架密实结构
图1 沥青混合料的组成结构
强度理论
沥青混合料在路面结构中有二种破坏形 式：
1.库仑理论：在常温或较高温度下，粘结力 不足引起变形，抗剪强度不足引起的破坏。 2.在低温下，抗拉强度不足导致破坏。
强度理论
方法:三轴剪切试验
图 3 针入度试验示意图
图2 针入度仪
指标与性质间的关系
针入度越小
针入度与粘度之间 的关系是：针入度 越小, 粘度越大, 石油沥青越硬。
粘度越大
越硬
标准粘度
定义
表示液体石油沥青的相对粘度。
试验
标准粘度计 试验条件及方法：50cm³ 的沥青在规定温度（20、 25、30、60℃）流过规定 直径（3、5、10mm）的所 需时间（s）
1 概述 2 沥青混合料的组成结构及强度理论 3 沥青混合料的技术性质 4 沥青混合料的组成材料 5 沥青混合料的技术标准 6 沥青混合料的配合比设计
1 概 述
沥青混合料定义 沥青混合料的分类 沥青混合料的特点
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填料
沥青混合料
摊铺 沥青混凝土 压实
矿质集料
沥青混合料是由矿质混合料和沥青结合料 组成的混合体系。 矿料 (即矿质混合料) + 沥青 → 沥青混合料 → 摊铺，压实 → 沥青混凝土 或 沥青碎石
第七章 沥青及沥青混合料
沥青
桥 面 摊 铺 沥 青
防水卷材施工
沥青防水卷材
§1 石油沥青
1 概述 2 组分 3 胶体结构 4 技术性质 5 标准及选用
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石油沥青
概述
• 石油沥青是石油原油经蒸馏等提炼 出各种轻质油及润滑油以后的残留 物或再加工而得的产品。 • 建筑上主要使用石油沥青制成各种 防水材料或铺路材料。
沥青PPT
馏提取轻油、中油、重油及蒽油后所得的残 渣。
2
8.1.1 石油沥青
（1） 石油沥青的组分
石油沥青主要由碳（80~87%）、氢（10~15%），及少量的 氧、氮、硫等（5%）元素组成。
沥青的化学组成极为复杂，通常将沥青中化学成分和物理 性质相近，并且具有某些共同特征的部分划分为一组，称 为组分（组丛）。
29
煤沥青的主要技术性质都比不上石油沥青，所以建筑工 程上少用。
它具有很好的防腐和粘结性能，主要用于配制防腐涂料、 胶粘剂、防水涂料、油膏以及制作油毡等，适宜于地下 防水层或材料防腐，适量掺入石油沥青中，可增强石油 沥青的粘结力。
30
鉴别方 法
石油沥青
密度法 密度近似于1.0g／cm3
煤沥青 大于1.10 g／cm3
8
粘滞度是液体沥青在一定温度t（25℃或60℃）、经规定直径d （3mm，5mm或10mm）的孔流出50cm3沥青所需的时间秒数 T，常用符号CdtT表示。
CdtT 粘滞度值越大，表示沥青的稠度越大。粘滞度测定示意图
见下图。
CdtT t 温度 d 直径 T 时间秒数
粘滞度测定示意图
秒数
9
标准粘度计测定液体沥青
2. 树脂改性沥青
用树脂改性石油沥青，可以改善沥青的耐寒性、耐热性、粘结 性和不透气性。
常用的树脂有：古马隆树脂，聚乙烯，聚丙烯，酚醛树脂及天 然松香等。
33
工程中用的APP改性沥青，是以APP即无规聚丙烯 均聚物进行改性，它具有软化点提高明显，抗老 化能力很好的特点。
3. 橡胶改性沥青 （1）氯丁橡胶改性沥青
普通石油沥青
【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
【了解】煤沥青和改性沥青的性能及特点， 防水材料发展方向 【熟悉】掌握石油沥青的分类、组成、主要 性质及应用 【掌握】常用防水卷材、密封卷材、防水涂 料的分类、主要成分： 高分子的碳氢化合物及其非金属衍生物 外观与性状： 褐色或黑褐色 呈固体、半固体、液体状 溶解性：不溶于水，不溶于丙酮、乙醚、 稀乙醇，溶于二硫化碳、四氯化碳等
81~AH-130
120~140 100
AH-110 100~120 41~80 100
60~80 41~80 100 100
120 120 延度（5cm/min, 15℃） ，cm，
不小于 软化点（环球法）℃， 不小于
80
软化点（环球
固定支架 活动支 架
100 100 30~45 35~45 38~48 99.0 99.0 99.0
二、石油沥青的技术性质
2、塑性 石油沥青的塑性用延度表示。延度愈大， 塑性愈好。延度测定是把沥青制成“８” 字形标准试件，置于延度仪内25℃水中， 以 5cm／min的速度拉伸，用拉断时的伸长 度来表示，单位用cm计。
二、石油沥青的技术性质
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。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。 沥青在外力作用下变形的实质是由分子运动产 生的。
40~50
41~51
42~52
44~54
45~55
80 闪点（开口）
℃，不低于 含腊量（蒸馏法） %，不大于
60
60
230
40
3
溶解度 （三氯乙烯）%，不 小于
99.0
法）℃，不小于 溶解度 （三氯 乙烯）%不小于 蒸发损失（163 ℃，5ｈ）%， 不大于 蒸发后针入度 比，%，不小于
第十四讲 沥青材料
沥青材料石油沥青沥青防水材料建筑密封材料沥青砂浆和沥青砼浙江林学院园林学院龙江2008.111、石油沥青的主要技术性质有哪些？2、请列表比较五种常见沥青防水卷材优缺点？3、两类沥青防水涂料各有什么特点？4、列表比较三种改性沥青密封材料的特点？沥青材料石油沥青沥青防水材料建筑密封材料沥青砂浆和沥青砼浙江林学院园林学院龙江2008.11沥青是高分子碳氢化合物及其非金属（氧、氮、碳等）衍生物组成的极其复杂的混合物，在常温下呈黑色或黑褐色的固体、半固体或液体状态。
沥青是一种无机的胶结材料，具有粘性、塑性、耐腐蚀及憎水性等，因此在建筑工程中主要用作防潮、防水、防腐材料，用于屋面、地下、以及其他防水工程、防腐工程以及道路工程。
沥青分类：沥青主要分为地沥青和焦油沥青，地沥青又分为天然沥青和石油沥青，焦油沥青分为煤沥青，木沥青，页岩沥青。
第一节石油沥青沥青材料石油沥青沥青防水材料建筑密封材料沥青砂浆和沥青砼浙江林学院园林学院龙江2008.11石油沥青石油沥青是以原油为原料，经过炼油厂常压蒸馏、减压蒸馏等提炼后，提取汽油、煤油、柴油、重柴油、润滑油等产品后得到的渣油，通常这些渣油属于低标号的慢凝液体沥青。
（一）技术性质1、粘滞性（简称粘性），是指沥青在外力作用下抵抗变形的能力。
沥青在工程使用中可能受到各种力的作用，如重力、温度应力、车轮荷载等。
在沥青路面中，沥青作为粘结材料将矿料粘结起来，形成强度，沥青的粘滞性决定了路面的力学行为。
为防止路面夏天出现车辙，冬天出现开裂，沥青的粘性选择是首要考虑的参数。
沥青材料石油沥青沥青防水材料建筑密封材料沥青砂浆和沥青砼浙江林学院园林学院龙江2008.11沥青的粘性通常用粘度表示，粘度和针入度是划分沥青等级（标号）的主要依据。
测定液体沥青等材料流动状态的粘度时，应采用标准粘度计（见沥青试验部分），该试验方法是：在标准粘度计中，液体状态的沥青，于规定的温度条件下，通过规定的流孔直径，流出50ml体积，所需的时间秒数（s）被称为沥青的粘度，并以CT,d表示（T为试验温度℃，d为流孔直径mm）。
沥青材料教学课件PPT
沥青质 黑色固体 不溶于汽油、酒
粉末
精
10%～30%
决定石油 沥青的温 度稳定性 和粘性
备注
沥青中最 轻的组分
含量越多， 沥青软化 点越高， 脆性越大
（2） 沥青的胶体结构
1) 溶胶型结构（沥青质＜10%) 2) 凝胶型结构（沥青质＞30%)
特点：流动性大,塑性好 自愈合力强 高温稳定性差
3) 溶凝胶型结构 介于二者之间
二. 石油沥青的技术要求 1、建筑石油沥青的标准与选用
工程性质、施工方法、环境温度
试验项目
针入度（25℃，100g,5s） /0.1mm
延度（25℃பைடு நூலகம்5cm/min） 不小于 /cm
软化点（环球法） 不小于 /℃
溶解度（三氯乙烯、四氯化碳、
苯）不小于 /%
蒸发损 失
试验 （163℃、
5h）
质量损失 不大于 /%
6.1 沥青材料
6.1.1沥青的分类与组成结构
1.分类:
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
沥青
地沥青
石油沥青：石油经各种炼制工艺加工而 得的沥青产品
煤沥青：煤经干馏所得的煤焦油，经 焦油沥青 再加工后得到煤沥青
页岩沥青：页岩炼油工业的副产品 广泛用作路面、屋面、防水、耐腐蚀等工程材料。
拉伸速度有1 cm/min、5cm/min两种。
（2）延度的表示方法： D（T，v） （3）延度的意义
延度大，塑性好，有利于低温变形。 延度值降低，含蜡量增加
3.温度敏感性 （1）软化点 （2）针入度指数
（1）软化点
1）定义
沥青由固态到液态的转变温度范围中的一个条件粘度。
第二章-沥青材料PPT课件
直馏沥青
调和沥青氧化沥青来自乳化沥青溶剂沥青改性沥青
石油沥青
2.3 石油沥青的组成和结构
石油沥青的元素组成 C（80~87%） H（10~15%） O、N、S（3%）
芳香烃、含S衍生物
非极性，分子量最低，是主要的分散介质。溶解力很强
胶质
棕色粘稠液体
1.09
970
多环结构，含S、O、N衍生物
极性很强，具有很好的粘附力，是沥青质扩散的介质，赋予沥青以可塑性、流动性和粘结性。
沥青质
深棕色至黑色固体
1.15
3400
缩合环结构，含S、O、N衍生物
极性很强；影响着沥青的粘结力、粘度、温度稳定性、硬度。
按在自然界获得方式分：
沥青分类
地沥青
焦油沥青
沥青
天然沥青
石油沥青
煤沥青
页岩沥青
石油的基属分类 石油沥青的生产工艺 蒸馏法——直馏沥青 氧化法——氧化沥青 溶剂法——溶剂沥青 调和法——调和沥青
沥青沥青
沥青质
高分子芳香烃
胶质
饱和酚
芳香酚
凝胶结构——当沥青质含量很大，达到或超过25%-30%时，胶质的数量不足以包裹在沥青质周围使之胶溶，沥青质胶团会相互连结，形成三维网状结构，胶团在连续相中移动比较困难。 特点：这类沥青在常温下呈现非牛顿流动特性，在路用性能上，常温下具有较好的温度稳定性，但低温变形能力较差。
第二章 沥青材料
2.1 概述
历史及发展 沥青的定义及分类 沥青定义：国际道路会议常设委员会（AIPCR） 美国材料试验协会（ASTM） 我国沥青定义
溶一凝胶结构——当沥青或沥青质中含有较多的烷基侧链，生成的胶团结构比较松散，可能含有一些开式网状结构，网状结构的形成与温度密切相关，在常温时，在变形的最初阶段表现出明显的弹性效应，但在变形增加至一定阶段时，则表现为牛顿液体状态。 特点：在路用性能上，在高温时具有较低的感温性，低温时又有较好的形变能力。
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
�
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� 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
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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。
《建筑材料》教案 第九章 沥青材料(宣威第一职业技术学校)
第九章沥青材料本章提要：本章主要讲述石油沥青的组成、结构、技术性质、技术标准，同时对石油沥青的改性方法和常用的沥青基制品也做了介绍。
通过学习，必须了解石油沥青的组成、结构与技术性质的关系，学会正确选用石油沥青，同时要了解石油沥青的常规实验方法，还应了解沥青胶、沥青防水卷材、沥青防水涂料和沥青嵌缝膏的应用。
优点：良好的粘性、塑性、耐腐蚀性和增水性。
在建筑工程中主要用做防潮、防水、防腐蚀材料，用于屋面、地下防水工程以及其它防水工程和防腐工程，沥青还大量用于道路工程。
沥青是高分子碳氢化合物及其非金属（氧、氮、硫等）衍生物组成的极其复杂的混合物，在常温下呈现黑色或黑褐色的固体、半固体或液体状态。
沥青按产源不同分类如下：第一节石油沥青一、石油沥青的组分与结构：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。
1、石油沥青的组分：一般将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：决定沥青的耐热性、粘性和脆性，其含量愈多，软化点愈大，愈硬脆。
2、石油沥青的结构：在沥青中，油分与树脂互溶，树脂浸润地沥青质。
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。
（1）溶胶型结构：当沥青中地沥青质分子量较小，并且含量很少，同时树脂含量较高，构成胶团。
这样使胶团能够完全胶溶而分散在油分的介质中。
在此情况下，胶团相距较远，它们之间吸引力很小（甚至没有吸引力），胶团可以在分散介质粘度许可范围之内自由运动，这种胶体结构的沥青，称为溶胶型沥青。
这类沥青的特点是，当对其施加荷载时，几乎没有弹性效应，所以这类沥青也称为“牛顿流沥青”。
通常，大部分直馏沥青都属于溶胶型沥青。
这类沥青在性能上，具有较好的自愈性和低温时变形能力，但温度感应性较大。
（2）溶—凝胶型结构：沥青中地沥青质含量适当，较高含量的树脂。