第七讲沥青的化学组成与使用性质
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❖ 4.其它性质：
❖ 溶解度、粘度、脆点、闪点、蒸发损失、 蒸发后针入度、膜烘箱实验1630C 5小 时 空气
❖ 沥青是复杂胶体分散体系
❖ 很多性质与其胶体性质有关 ❖ 胶体分散好坏与其化学组成有关 ❖ 及各组分化学本质 fA等 ❖ 以及其相互匹配情况 ❖ 先讨论每个组分 ❖ 然后再综合讨论 ❖ 这方面美、日、苏均做大量工作
❖ Ⅱ.脱蜡饱和分及芳香分的影响
❖ 1.脱蜡饱和分的影响：
❖ 脱蜡饱和分使针入度 延伸度 能改善沥青性 质（变软）（不是一个牌号）
2.脱蜡芳香分的影响
对沥青是软组分，对质量有好处，能使胶质塑 化、软化
芳香分多能使胶束芳香性强，使分散相亲液
从石蜡基原油生产沥青，常加溶剂抽出油以改 进质量
加脱蜡芳香 分
道路沥青供应（万吨）（石油沥青，2005，19（5））
单位
2001年 2004年
中石化
128
256
中石油
134
188
中海油
106
170
地方炼厂 149
159
道路沥青质量展望
❖ 道路沥青总体质量达到国际水平
❖ 专用、功能化和改性沥青需要发展：
桥面沥青、赛道沥青、高粘耐老化沥 青
乳化沥青、废轮胎粉改性沥青、彩色 沥青
❖ 一、 各组分对沥青质性质的影响
❖ Ⅰ.蜡对沥青性质的影响
❖ 美国认为蜡与沥青质量无影响
❖ 欧洲：法国、西德均认为石蜡是不利的，并限制 其含量<2%（蒸馏法）
❖ Pfeikker 1951年即指出：蜡对沥青流变性质影 响很大
❖ 蜡在低温结晶形成结构影响早期开裂，膨胀系数 大，不同蜡的影响也是不同的（地蜡影响小）
19.2
❖ 专用沥青
2.7（油漆、电缆、防腐）
❖ 1986年
256.6（万吨）
❖ 1990年
455.3
❖ 1995年
600
❖ 2000年
800
❖ 1999年道路沥青：426万吨－2004年1035万吨
年份 2004 2005 2010
2020
我国道路里程进展
（石油沥青，2005，19（5））
道路里程 高速道路 沥青用量 里程
❖ 温感性差，延伸性主要受胶质影响
❖ 胶质对延伸度的影响是复杂的
❖ 在沥青质（或蜡）较多情况下，有可能R 延 伸度
❖ 在沥青质较少情况下，有可能R 延伸度 ， 也有可能R 延伸度
❖Ⅳ.沥青质
❖ 1.是沥青的硬组分
❖ C7AT很低也可以达到沥青的基本要求 ❖ 但C5AT必须有一定数量作为胶体结构的核心 ❖ 蜡是在低温成为结构，沥青质在高、低温都是
Pen,25 250
600
80
6.19 3.45
75
6.25 3.32
66
6.39 3.26
56
6.50 3.09
1350 0.70 0.64 0.61 0.45
❖ 蜡在高温是稀释剂，在低温是稠化剂
❖ ③各种蜡的影响不一样
❖ 蜡的影响：由于结构不同饱和分蜡结晶度高， 结晶大易引结构。
❖ 芳香蜡结晶小分散细结晶度低
❖①蜡对沥青低温延伸度影响
❖ 延伸度始于1903年，在Pen相同时Duct 大的铺装性能好
❖ 蜡降低沥青的内聚力，增加脆性及老化 趋势
❖ 沥青中含蜡>3%即会改变分散结构，改 变其流变性质（>3%蜡是以形成蜡结晶 网）
❖ 蜡大大降低粘附性
②蜡对沥青粘度的影响
加蜡% 0 2.0 4.0 8.0
Logη (泊)
187万公里 3.4万公里 1000万吨 （1988始） 1100万吨
230万公里 5.5万公里 今后5年年 均消费：
～1300万 吨
8.5万公里
我国道路沥青用量进展（万吨）
（石油沥青，2005，19（5））
年份 总量 普通 重交 改性 国产重交
1999 426 143 283 13 136 2000 560 181 379 22 240 2001 680 202 478 45 315 2002 847 194 653 89 426 2003 963 165 798 96 537 2004 1035 150 885 110 623
成为结构，太少了不可能形成必要程度，太多 了延伸度太小，大脆易裂
❖ 沥青质与胶质在数量和性质上要相互配伍，胶 质对沥青质起增溶作用
❖ 沥青质 溶胶 凝胶
❖ 国外好的道路沥青一般C7AT较高,如美国>10% ❖ 我国仅孤岛达8%，一般较少
❖ 2.沥青质含量对沥青使用性质的影响 （用调和法）
❖ 其转折点，对胜利及单家寺沥青（各种沥青可能 不同）
❖ C5AT ~25% C7AT ~11%
❖ 3.沥青质对沥青粘度的影响 Logη (泊)
加沥青质%
针入度250
250
600
0
80
6.2
3.5
2.0
73
6.3
3.7
4.0
55
6.5
4.0
沥青质 针入度 粘度
❖二.沥青中各组分的配伍
❖ 1.二组分调和法（哑铃调和）
胜利100# 胜利+3.0% 胜利+6.9% 胜利+12.4%
Pen25
90 110 141 189
Duct
150
50
67
4.8
>100
5.5
>100
8.3
>100
15
❖ Ⅲ.胶质
❖ 是沥青中的硬组分，是必需的，沥青中可以没 有C7AT ，但是必须有胶质，不然没有强度。
❖ 有胶质才能使沥青质胶溶在油分之中
高模量硬质沥青、泡沫沥青、抗静电 沥青、阻燃沥青、耐百度文库污沥青、尾气 吸附沥青
沥青的性质要求很多，主要有三项
❖ 1.针入度 250C 100g针 5秒 插入深度以
1/10mm计 Penetration Pen 100表示插入10mm即1cm 以次为牌号100#，60#，140#等越大越软
❖ 2.软化点Softening Point S.P.
第七 讲沥青的化学组成 与使用性质关系
❖ 概说：目前要发展高速公路对沥青质的量提 出更高要求
❖ 沥青质名词： Asphalt 美国 Asphaltic Bitumen 欧
❖ 沥青是重要产品主要是道路沥青和建筑沥青
我国沥青用量进展
❖ 1986年 （万吨）
❖ 道路沥青
131.5
❖ 建筑沥青
103.2
❖ 普通沥青
沥青不是结晶没有固定熔点
加热变软（从固体或粘稠不易流动的物质变 为较软和粘滞性较低的流体）
用环球法（Ring & Ball R & B）测，条件性
❖ 3.延伸度Ductility Duct
❖ 在一定温度下样块以一定速度（5厘米/ 分）拉伸直到拉断为止（表明受机械应 力作用后变形而不破坏的能力）
❖ 250C ，150C ，50C说明开裂的可能性
❖ 溶解度、粘度、脆点、闪点、蒸发损失、 蒸发后针入度、膜烘箱实验1630C 5小 时 空气
❖ 沥青是复杂胶体分散体系
❖ 很多性质与其胶体性质有关 ❖ 胶体分散好坏与其化学组成有关 ❖ 及各组分化学本质 fA等 ❖ 以及其相互匹配情况 ❖ 先讨论每个组分 ❖ 然后再综合讨论 ❖ 这方面美、日、苏均做大量工作
❖ Ⅱ.脱蜡饱和分及芳香分的影响
❖ 1.脱蜡饱和分的影响：
❖ 脱蜡饱和分使针入度 延伸度 能改善沥青性 质（变软）（不是一个牌号）
2.脱蜡芳香分的影响
对沥青是软组分，对质量有好处，能使胶质塑 化、软化
芳香分多能使胶束芳香性强，使分散相亲液
从石蜡基原油生产沥青，常加溶剂抽出油以改 进质量
加脱蜡芳香 分
道路沥青供应（万吨）（石油沥青，2005，19（5））
单位
2001年 2004年
中石化
128
256
中石油
134
188
中海油
106
170
地方炼厂 149
159
道路沥青质量展望
❖ 道路沥青总体质量达到国际水平
❖ 专用、功能化和改性沥青需要发展：
桥面沥青、赛道沥青、高粘耐老化沥 青
乳化沥青、废轮胎粉改性沥青、彩色 沥青
❖ 一、 各组分对沥青质性质的影响
❖ Ⅰ.蜡对沥青性质的影响
❖ 美国认为蜡与沥青质量无影响
❖ 欧洲：法国、西德均认为石蜡是不利的，并限制 其含量<2%（蒸馏法）
❖ Pfeikker 1951年即指出：蜡对沥青流变性质影 响很大
❖ 蜡在低温结晶形成结构影响早期开裂，膨胀系数 大，不同蜡的影响也是不同的（地蜡影响小）
19.2
❖ 专用沥青
2.7（油漆、电缆、防腐）
❖ 1986年
256.6（万吨）
❖ 1990年
455.3
❖ 1995年
600
❖ 2000年
800
❖ 1999年道路沥青：426万吨－2004年1035万吨
年份 2004 2005 2010
2020
我国道路里程进展
（石油沥青，2005，19（5））
道路里程 高速道路 沥青用量 里程
❖ 温感性差，延伸性主要受胶质影响
❖ 胶质对延伸度的影响是复杂的
❖ 在沥青质（或蜡）较多情况下，有可能R 延 伸度
❖ 在沥青质较少情况下，有可能R 延伸度 ， 也有可能R 延伸度
❖Ⅳ.沥青质
❖ 1.是沥青的硬组分
❖ C7AT很低也可以达到沥青的基本要求 ❖ 但C5AT必须有一定数量作为胶体结构的核心 ❖ 蜡是在低温成为结构，沥青质在高、低温都是
Pen,25 250
600
80
6.19 3.45
75
6.25 3.32
66
6.39 3.26
56
6.50 3.09
1350 0.70 0.64 0.61 0.45
❖ 蜡在高温是稀释剂，在低温是稠化剂
❖ ③各种蜡的影响不一样
❖ 蜡的影响：由于结构不同饱和分蜡结晶度高， 结晶大易引结构。
❖ 芳香蜡结晶小分散细结晶度低
❖①蜡对沥青低温延伸度影响
❖ 延伸度始于1903年，在Pen相同时Duct 大的铺装性能好
❖ 蜡降低沥青的内聚力，增加脆性及老化 趋势
❖ 沥青中含蜡>3%即会改变分散结构，改 变其流变性质（>3%蜡是以形成蜡结晶 网）
❖ 蜡大大降低粘附性
②蜡对沥青粘度的影响
加蜡% 0 2.0 4.0 8.0
Logη (泊)
187万公里 3.4万公里 1000万吨 （1988始） 1100万吨
230万公里 5.5万公里 今后5年年 均消费：
～1300万 吨
8.5万公里
我国道路沥青用量进展（万吨）
（石油沥青，2005，19（5））
年份 总量 普通 重交 改性 国产重交
1999 426 143 283 13 136 2000 560 181 379 22 240 2001 680 202 478 45 315 2002 847 194 653 89 426 2003 963 165 798 96 537 2004 1035 150 885 110 623
成为结构，太少了不可能形成必要程度，太多 了延伸度太小，大脆易裂
❖ 沥青质与胶质在数量和性质上要相互配伍，胶 质对沥青质起增溶作用
❖ 沥青质 溶胶 凝胶
❖ 国外好的道路沥青一般C7AT较高,如美国>10% ❖ 我国仅孤岛达8%，一般较少
❖ 2.沥青质含量对沥青使用性质的影响 （用调和法）
❖ 其转折点，对胜利及单家寺沥青（各种沥青可能 不同）
❖ C5AT ~25% C7AT ~11%
❖ 3.沥青质对沥青粘度的影响 Logη (泊)
加沥青质%
针入度250
250
600
0
80
6.2
3.5
2.0
73
6.3
3.7
4.0
55
6.5
4.0
沥青质 针入度 粘度
❖二.沥青中各组分的配伍
❖ 1.二组分调和法（哑铃调和）
胜利100# 胜利+3.0% 胜利+6.9% 胜利+12.4%
Pen25
90 110 141 189
Duct
150
50
67
4.8
>100
5.5
>100
8.3
>100
15
❖ Ⅲ.胶质
❖ 是沥青中的硬组分，是必需的，沥青中可以没 有C7AT ，但是必须有胶质，不然没有强度。
❖ 有胶质才能使沥青质胶溶在油分之中
高模量硬质沥青、泡沫沥青、抗静电 沥青、阻燃沥青、耐百度文库污沥青、尾气 吸附沥青
沥青的性质要求很多，主要有三项
❖ 1.针入度 250C 100g针 5秒 插入深度以
1/10mm计 Penetration Pen 100表示插入10mm即1cm 以次为牌号100#，60#，140#等越大越软
❖ 2.软化点Softening Point S.P.
第七 讲沥青的化学组成 与使用性质关系
❖ 概说：目前要发展高速公路对沥青质的量提 出更高要求
❖ 沥青质名词： Asphalt 美国 Asphaltic Bitumen 欧
❖ 沥青是重要产品主要是道路沥青和建筑沥青
我国沥青用量进展
❖ 1986年 （万吨）
❖ 道路沥青
131.5
❖ 建筑沥青
103.2
❖ 普通沥青
沥青不是结晶没有固定熔点
加热变软（从固体或粘稠不易流动的物质变 为较软和粘滞性较低的流体）
用环球法（Ring & Ball R & B）测，条件性
❖ 3.延伸度Ductility Duct
❖ 在一定温度下样块以一定速度（5厘米/ 分）拉伸直到拉断为止（表明受机械应 力作用后变形而不破坏的能力）
❖ 250C ，150C ，50C说明开裂的可能性