土木工程材料沥青及木材.pptx

第7章 沥青及沥青混合料
石油沥青中地沥青质含量较多时，其温度敏感性较小。在 工程使用时往往加入滑石粉、石灰石粉等矿物填料，以减小其 温度敏感性。沥青中含蜡量较多时，则会产生温度不太高 (60℃左右)时就发生流淌，在温度较低时又易变硬开裂。
温度敏感性以软化点指标表示。软化点是人为规定的沥青 从固态转变到粘流态时的温度。沥青软化点一般采用环球法测 定。它是把沥青试样装入规定尺寸的铜环内，试样上放置一标 准钢球，浸入水或甘油中，以规定的速度升温(5℃／min)，当 沥青软化下垂至规定距离(25．4mm)时的温度即为其软化点， 以(℃)计。
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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。延度也是 石油沥青的重要技术指标之一。
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（4）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。当温度升高时，沥青由固态或半固态逐渐 软化，产生粘性流动，称为粘流态。与此相反，随温度降低 又逐渐由粘流态凝固为固态，甚至变硬变脆，成为玻璃态。 建筑工程要求沥青随温度变化时，其粘滞性及塑性变化幅度 应较小，即宜选用温度稳定性较高的沥青。
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3) 地沥青质
地沥青质为深褐色至黑色固态无定形的超细颗粒固体 粉末，分子量比树脂更大。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％一30％。 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％一3％的沥青碳和似碳物，为 无定形的黑色固体粉末，是石油沥青中分子量最大者。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。同时对温度特别敏感(即温度稳定 性差)。
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（2）粘滞性（粘性、稠度）
石油沥青的粘滞性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。粘滞性 的大小与其组分及温度有关。当地沥青质含量较高，同时又 有适量树脂，而油分含量较少时，则粘滞性较大；在一定温 度范围内，当温度升高时，则粘滞性随之降低，反之则增大。
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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，在石油沥青中，油分的含 量为40％一60％。油分赋予沥青以流动性。
2) 树脂：树脂又称脂胶，为黄色至黑褐色半固体粘稠 物质，分子量比油分大，沥青脂胶中绝大部分属于中性树脂。 中性树脂含量增加，石油沥青的延度和粘结力等性能愈好。 另外，树脂中还含有少量酸性树脂。它改善了石油沥青对矿 物材料的浸润性。在石油沥青中，树脂的含量为15％一30％， 它使石油沥青具有良好的塑性和粘结性。
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沥青在建筑、公路、桥梁等工程中有着 广泛的应用，主要用于生产防水材料和 铺筑沥青路面、机场道面。
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§7.1 沥青材料
7.1.1 石油沥青
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。采用不同产地的原油及不同的提炼加工 方式，可以得到组成、性质各异的多种石油沥青品种。按 用途不同将石油沥青分为道路石油沥青、建筑石油沥青、 防水、防潮石油沥青和普通石油沥青。
的小孔流出50cm3所需的时间，以秒表示。常用符号“CtdT ”
表示粘滞度，其中d为小孔直径(mm)，t为试样温度，T为流 出50cm3沥青的时间。d有10、5、3(mm)三种，t通常为20、 25、30或60℃。
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（3） 塑性
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。石油沥青的塑性与 其组丛、温度及沥青膜层有关，当其中树脂含量较多，且其 它组丛含量又适当时，则塑性较好；温度升高，则塑性增大； 当膜层增厚，塑性也增大。在常温下，塑性较好的沥青在产 生裂缝时，也可能由于特有的粘塑性而自行愈合，故塑性也 反映了沥青开裂后的自愈能力。沥青的塑性对冲击振动荷载 有—定吸收能力，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。
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（2）石油沥青的胶体结构
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。在这个分散体系中，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。在胶体结构中，从地沥青质到 油分是均匀地逐步递变的，并无明显界面。
2. 石油沥青的技术性质
第7章 沥青及Biblioteka Baidu青混合料
（1）防水性 石油沥青是憎水性材料，几乎完全不溶于水，而且本身 构造致密，并与矿物材料表面有很好的粘结力，能紧密粘附 于矿物材料表面，同时，它还具有一定的塑性，能适应材料 或构件的变形，所以石油沥青具有良好的防水性，故广泛用 作土木工程的防潮、防水材料。
粘滞性应以绝对粘度表示，但因其测定方法较复杂，故 工程中常用相对粘度(条件粘度)来表示粘滞性，对于粘稠( 半固体或固体)的石油沥青用针入度表示，对液体石油沥青 则用标准粘度表示。
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❖ 针入度反映了石油沥青抵抗剪切变形的能力。针入度值 越小，表明粘度越大。粘稠石油沥青的针入度是在规定温度 (25℃)条件下，以规定重量(100g)的标准针，在规定时间(5s) 内贯入试样中的深度表示，单位以1/10mm计。 ❖标准粘度是将一定量的液体沥青，在某温度下经一定直径
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1. 石油沥青的组成与结构
（1）石油沥青的组分
石油沥青是由多种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，对组成进行分析很困难，且其化学组成也不能反 映出沥青性质的差异，所以一般不作沥青的化学分析。通常 从使用角度出发，将沥青中按化学成分和物理力学性质相近 的成分划分为若干个组，这些组就称为“组丛”或“组分”。 在沥青中各组丛含量的多寡与沥青的技术性质有着直接的关 系。