第16讲石油沥青的基本组成和技术性质.pdf

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1、第16讲石油沥青的基本组成和技术性质主要内容：一.沥青材料的基本概念二.石油沥青的化学组分和胶体结构三.石油沥青的技术性能1一、概述1.定义沥青材料——是由一些极其复杂的高分子的碳氢化合物和这些碳氢化合物的非金属（氧、硫、氮）的衍生物所组成的混合物。在常温下，沥青呈黑色或黑褐色的固态、半固态或粘性液体。22.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地沥青石油沥青：石油经各种炼制工艺加工后而得的沥青产品沥青按产源不同煤沥青：煤经干馏所得的煤焦油，经再加工后得到煤沥青焦油沥青页岩沥青：页岩炼油工业的副产品3.应用:广泛用作路面、屋面

2、、防水、耐腐蚀等工程材料。土木工程建筑主要应用石油沥青。3二、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平均碳氢比含量在沥青中的主要作用外观特征分子量/原子比/%组分油赋予沥青以流动性。油分0.545淡黄透明液体200～700多，流动性大，而黏性分～0.7～60小，温度敏感性大树红褐色粘稠0.715使沥青具有塑性和粘性。800～3000含量增加，粘聚性和塑性增脂半固体～0.8～30大，温度敏感性增大。赋予沥青粘度和温度稳定沥青深褐色固体10000.8性。含量高，粘性增大，温5～30质微粒～5000～1.O度稳定性好（敏感性小），但塑性降低，脆性

3、增大。42、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：性状组分外观特征平均相对密度平均分子量主要化学结构饱和分无色液体0.89625烷烃、环烷烃芳香分黄色至红色液体O.99730芳香烃、含S衍生物多环结构，含S、O、N胶质棕色粘稠液体1.09970衍生物缩合环结构，含S、O、N沥青质深棕色至黑色固态1.153400衍生物另外：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。53、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

4、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)c)沥青胶体结构示意图a)溶胶型结构；b)溶-凝胶型结构；c)凝胶型结构6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）7三、

5、石油沥青的技术性质（1）物理常数（5）粘附性√（2）粘滞性（粘性）√（6）耐久性√（3）延性和脆性√（4）温度敏感性（7）施工安全性（闪点、燃点）以建筑石油沥青为主讲解8（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/cm392）热胀系数沥青在温度

6、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。10（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。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，同时有适量树脂，而油分含量较少时，粘滞性

7、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。121）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。规定温度：25℃�常用试验条件：标准针质量：100g贯入时间：5s13�表示方法：P。（25℃，100g，5s）�表征意义：沥青的针入度值愈大，表示沥青的粘度愈小。石油沥青的标号（或牌号）：一般取针入度的平均值。（见P165）例如：90号沥青，针入度范围为80～１００（０.１mm）100号沥青，针入度范围为90～１2０（０.１mm）14指标与性质间的关系

8、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