建筑材料第7章沥青.ppt

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1、第七章沥青本章内容7.1沥青的分类7.2石油沥青7.3煤沥青7.4改性沥青7.5沥青防水材料7.1沥青的分类一、沥青的定义：在高度缩合的环烷环、芳香环上带有长短不同的烷基侧链的碳氢化合物，及其非金属（O、S、N）衍生物组成的混合物，并含有微量元素颜色：暗褐色或黑色形态：常温下为固体或半固体二、沥青的分类：①地沥青天然沥青：湖沥青、岩石沥青、海底沥青石油沥青：用石油经开采、精炼加工而得到的②焦油沥青煤沥青木沥青天然沥青天然沥青是石油在自然条件下，经过千百万年的时间，在温度、压力、气体、无机物催化剂、微生物以及水分等综合作用下氧化聚合而成的沥青类物质。由于它常年与自然环境共存，故其性质特别稳定。由

2、沥青、矿物质、水分构成。根据天然沥青生成矿床的不同，可以分为：湖沥青岩沥青海底沥青（1）湖沥青特立尼达湖沥青（TriniadaLakeAsphalt）是世界上最为著名的天然沥青之一，它产于南美洲加勒比海岛国－风景秀丽的特立尼达和多巴哥境内的沥青湖。该沥青湖又叫彼奇湖，面积44万平方米，深约82米，湖中沥青储量达1200万吨，是世界上最大的天然沥青产地。特立尼达沥青湖（2）岩沥青岩沥青生成于岩石的夹缝中，缝宽很窄，仅数十厘米，深可达几百米。天然岩沥青是一种纯天然的碳氢化合物，熔点在150℃以上，我国青海及克拉玛依地区有所开采，但很少用于道路。美国北部犹他州的Uintah盆地的UNTAITE岩沥青

3、是世界上最为著名的岩沥青。技术指标数值软化点，℃160～175针入度，250比重1.04～1.06闪点，25℃315＋我国道路沥青生产量道路沥青产量，万顿7.2石油沥青一、石油沥青的生产工艺简介1、石油的基属分类分类指标：“关键馏分特性”和“含硫量”。1)关键馏分特性分类关键馏分：“第一关键馏分”：常压下，250~275C的馏分“第二关键馏分”：减压下（5.33kPa），275~300C的馏分特征参数：相对密度特性因素K（教材表4-1）基属分类：由两个关键馏分的特征参数和K确定石油基属第一关键馏分基属石蜡基（P）中间基（M）环烷基（N）第二关键馏分基属石蜡基（P）石蜡基（P）中间—石蜡基（

4、M-P）—中间基（M）石蜡—中间基（P-M）中间基（M）环烷基—中间基（N-M）环烷基（N）—中间—环烷基（M-N）环烷基（N）2)含硫量的分类低硫：含硫量＜0.5%；含硫：0.5~2%；高硫：含硫量＞0.5%。3）石油基属与沥青路用性能的关系按照路用性能优排队：环烷基＞中间基＞石蜡基2、石油沥青生产工艺概述原油→常压渣油→减压渣油→粘稠沥青直馏沥青：较好的变形能力，温度敏感性较大氧化沥青：较好的温度稳定性溶剂沥青：丙烷脱液体沥青：在粘稠沥青中掺加煤油、汽油、柴油调配沥青：调和沥青、混合沥青乳化沥青：水＋乳化剂＋沥青二、石油沥青的化学组成和结构1、石油沥青的化学元素组成主要化学元素：碳C氢H硫

5、S氧O氮N82~88%；8~11%；0~6%；0~1.5%；0~1%微量金属元素：钒、镍、铁、镁和钙碳氢比：C/H大庆石油沥青：C/H=0.657某环烷基石油沥青：C/H=0.7102、石油沥青的化学组分化学组分：化学性质、物理性质、路用性能三组分→多组分四组分：饱和分－S芳香分－A胶质－R沥青质－At表4-1沥青四组分对沥青性能的影响组分分子量高温粘度低温变形能力化学稳定性饱和分S500~700××√芳香分A800~900×√×胶质R1200~1300√√×沥青质At1000~2000√×—蜡：高温软化、低温结晶析出3、沥青的胶体结构胶体：分散相——At吸附R→胶团分散介质——S、A1)溶胶

6、型结构At的分子量低、数量少——直馏沥青、液体沥青特点：高温粘度较低2)凝胶型结构At分子量大、数量多—氧化沥青、老化沥青特点：变形能力差，脆性3)溶凝胶型结构沥青性能石油基属：环烷基＞中间基＞石蜡基直馏沥青制作工艺氧化沥青液体沥青:掺加煤油、汽油、柴油调配沥青：掺加其他沥青乳化沥青：水＋乳化剂＋沥青沥青的组成与结构胶体结构：溶胶型、凝胶型、溶凝胶型元素组成：C、H、O、S、N→C/H化学组分：饱和分、芳香分、胶质、沥青质石油沥青的基本性能三、石油沥青的技术性质1、物理性质1）密度：d25或d15d沥青质＞d胶质＞d芳香分＞d饱和分2）体膨胀系数a：Vt=V0+at3）介电常数2、粘滞性1）

7、沥青的粘度图4-5牛顿液体⑴牛顿液体→粘度（单位：Pa∙s）图4-6τ与应变速率⑵非牛顿液体→视粘度或表观粘度C－复合流动系数⑶动力粘度和运动粘度FdVdy牛顿液体受力示意图η—粘滞系数（粘度）沥青FAu应力与剪应变速率的关系示意图c——沥青的复合流动系数2）沥青粘度测定方法⑴绝对粘度测定方法①毛细管粘度示意图1②旋转粘度示意图2③滑板粘度示意图3在严格控制温度和真空度的条件下，测定一定体积沥青被