煤沥青 建筑材料解析

• 1.游离碳
游离碳又称自由碳，是高分子有
机化合物的固态碳质微粒，不容于 任何有机溶剂。加热不容物质高温 分解。煤沥青的游离碳含量增加， 可提高其粘度和温度的的稳定性。 但随着游离碳含量的增加。气低温 脆性也增加。
• 2.树脂
树脂为环心含氧碳氢化 合物。分为硬树脂（类 似石油沥青中的沥青质） 及软树脂。
• 3.油分
油分是液态碳氢化合物，与其它组分相比较，是最简单的 结构物质。
除了上述基本组分外，煤沥青的油分中还有萘，蒽和酚等。 萘和蒽能溶解于油分中，在含量较高或者低温时能成固态 晶体析出，影响煤沥青的低温变形能力。酚为苯环中含羟 物质，能溶于水，且易被氧化。 煤沥青中酚，萘和水均为有害物质，其含量必须加以限制。
＜5 ＜4
30~45
＜3.0 ＜20 ＜5 ＜4
35～65 35～65 35～65 35～65 35~70 35~70
＜1.0 ＜20 ＜5 ＜3
＜1.0 ＜20 ＜4 ＜3
＜1.0 ＜20 ＜4 ＜1.5
＜0.5 ＜20 ＜3.5 ＜2.5
＜0.5 ＜20 ＜3 ＜1.5
＜0.5 ＜20 ＜2 ＜1.5
2
验馏出 量（％）
270℃前 300℃前
＜20 ＜20 5～15 15～35
＜20 ＜30
＜15 ＜30
＜15 ＜25
＜15 ＜25
＜10 ＜20
＜10 ＜20
＜10 ＜15
3
300℃蒸馏残渣软化点 （wenku.baidu.com球法）℃
4 水份（％）
5 甲苯不溶物（％）
6 含萘量（％）
7 焦油酸含量（％）
30~45
＜3.0 ＜20
第五节 煤沥青
什么是煤沥青？
• 煤沥青是煤焦油沥青的简称，是煤焦油蒸馏后的残渣， 为煤焦油加工过程中的大宗产品，是制取各种碳素材 料不可替代的原料。中国是煤沥青生产和应用的大国， 目前煤沥青的产量已达200万t，占煤焦油总量的50％ 以上。目前，煤沥青主要用于制造冶金业中碳素电极 的粘结剂，高附加值的碳材料和针状焦，以及防水和 建筑材料，其中以粘结剂的应用最为广泛。但是，未 经改质的煤焦油沥青，其软化点低，挥发份高，结焦 值低。所生产的电极制品比电阻大，抗氧化和热稳定 性差，机械强度低。因此，煤焦油沥青要经过改质， 改善其理化性质后，才能满足电极生产的质量要求。
一、煤沥青的化学组成和结构特点
• 1.煤沥青的化学元素组成
煤沥青主要是由碳、氢、硫和氮元素组成。由于它的高 度缩聚和短侧链的特点，所以他的碳氢比石油沥青大的多。
• 煤沥青和石油沥青元素组成比较
石油沥青和煤沥青的区别
性质
石油沥青
密 度 近于1.0
燃 烧 烟少、无色、有松香味，无毒
锤 击 韧性较好
序 号
项目
标
号
T-1 T-2 T-3 T-4 T-5 T-6 T-7 T-8 T-9
C30,5
5~25 26~70
粘 度 C30,10 1 （s） C50,10
5~20
21~50 51~120 121~200 10~75 76~200
C60,10
25～65
蒸馏试 170℃前 ＜3
＜3
＜3
＜2 ＜1.5 ＜1.5 ＜1.0 ＜1.0 ＜1.0
（1）煤沥青的温度稳定性较低 煤沥青是较粗的分散系，其中软熟知的温度敏 感性较高，所以煤沥青受热易软化。因此加热 温度和时间都要严格控制，更不易反复加热， 否则易引起性质的急剧恶化。
（2）煤沥青与矿物集料的粘附性较好
在煤沥青的组成中含有较多的极性物质，它赋予了煤 沥青较高的表面活性，它与矿质集料有着较好的粘 附性。
35~70
＜0.5 ＜20 ＜2 ＜1.5
煤沥青的应用
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（3）气候稳定性较差
煤沥青的化学组成中含有较高含量的不饱和芳香烃， 气候稳定性较差。
（4）煤沥青含有对人体有害成分较多，不宜 用于城市道路和路面面层。
2.煤沥青的技术标准
煤沥青有粘度、蒸馏实验馏出量、含水 量、甲苯不容物含量、萘含量、焦油酸 含量等技术指标。道路有煤沥青代号T， 根据道路标准粘度分为九个标号，常用 标号T-7、T-8和T-9.道路用煤沥青的质量 应符合表2-20的规定 。
道路煤沥青各化学组含量大致范围如表所示：
组分 名称
油分
软树 脂
硬树 脂
游离 碳
酚
萘
蒽
化学
组成 含量
60~8 0
10~1 5
5~10
2~25
<5
<7
<10
二、煤沥青的技术性质和技术要求 1.煤沥青的技术性质 2.煤沥青的技术标志
1.煤沥青的技术性质
煤沥青和石油沥青相比，在技术性质上 有以下差异。
颜 色 呈辉亮褐色
溶 解 易溶于煤油或汽油中呈棕黑色
温度稳定性 较好
大气稳定性 较高
防 水 性 较好
抗腐蚀性 差
煤沥青 1.25～1.28 烟多、黄色、臭味大、有毒 韧性差、较脆 浓黑色 难溶于煤油或汽油中呈棕黑色 较差 较低 较差（含酚，能溶于水） 强
• 煤沥青的化学组分
煤沥青是5000多种三环以上多环芳香族化合物和少量与炭 黑相似的高分子物质构成的多相体系和高碳物料，含碳92 ％～94％，含氢仅4％～5％左右，是制取各种碳素材料不 可替代的原料。煤沥青可分离为：油分、软树脂、硬树脂 和游离碳等四个组分。油份又可以分离为中性油、酚、萘 和蒽。