8沥青与沥青混合料

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,JIANZHUCAILIAO,土木工程材料,Civil Engineering Materials,8 沥青与沥青混合料,学习知识点：,1.石油沥青：石油沥青的组成与结构，石油沥青的性质与检测方法、技术标准，石油沥青的选用。,2、煤焦油与煤沥青：煤焦油，煤沥青及其技术性质。,3、高聚物改性沥青：树脂改性沥青，橡胶改性沥青。,4、沥青防水材料：基层处理剂，沥青胶，沥青密封材料，沥青防水卷材。,教学要求：,1、掌握石油沥青的组成和结构，技术性质和检测方法。了解石油沥青的选用。,2、了解煤焦油和煤沥青的性质及其特点。,3、了解高聚物改性沥青的品种及其特点。,4、掌握冷底子油、乳化沥青的用途，了解常用沥青胶、沥青密封材料、沥青防水卷材的品种、特点及其使用方法。,8 沥青与沥青混合料,1、沥青定义,有机胶凝材料，是高分子碳氢化合物和非金属衍生物的混合物,。,2、沥青特点,热塑性材料，加热就软化；,憎水性材料，耐水、不溶于水；,良好的粘结性和粘弹性；,较强的耐腐蚀性。,3、沥青种类,地沥青：天然沥青，石油沥青,焦油沥青：煤沥青，页岩沥青,8.1 石油沥青,定义：,石油原油经蒸馏等提炼各种轻油（如汽油、柴油等）及润滑油后的残留物，或经过加工而得的产品，是一种有机胶凝材料。,常温下有固体、半固体或粘性液体三种形态。,种类：,建筑石油沥青,道路石油沥青,普通石油沥青,8.1 石油沥青,一、石油沥青的组成与结构,（一）石油沥青的组成,1、化学组成：,80-87% 碳；,10-15% 氢；,=,5% 氧, 氮 和硫；,微量的钒、镍、铝和硅,2、组分：,将石油沥青中化学性质和物理力学性质相近的成分或化合物划分成为若干组，这些组称为组分或组丛。,三组分：,油分,树脂,地沥青质,8.1 石油沥青,石油沥青各组分的特征及其作用,组分,含量,分子量,碳氢比,密度,特征,主要作用,油分,4560,200700,0.50.7,0.71.0,无色或淡黄色，粘性液体，可溶于大部分有机溶剂，不溶于酒精。,是决定沥青流动性的组分。油分多，流动性大，粘性小，温度敏感性大。,树脂,1530,8003000,0.70.8,1.01.1,红褐至黑褐色的粘稠半固体，多呈中性，少量酸性，熔点低于100。,是决定沥青塑性的组分。树脂含量增加，塑性增大，温度敏感性增大，反之降低。,地沥青质,530,10005000,0.81.0,1.11.5,黑褐至黑色的硬而脆的固体微粒，加热后不溶解，分解为坚硬的焦炭。,是决定沥青粘性的组分。含量高，沥青的粘性大，温度敏感性小，塑性低，脆性增加。,8.1 石油沥青,（二）石油沥青的结构,胶体理论：,油分和树脂可以相互溶解，树脂能浸润地沥青质，并在地沥青质的超细颗粒表面形成树脂薄膜。所以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的互溶物而构成的胶团，无数胶团分散在油分中形成胶体结构。,溶胶型结构：,沥青中油分和树脂含量较多，其塑性、温度敏感性较大，粘性小，开裂后自愈能力强。,凝胶型结构：,沥青中地沥青质含量高，胶团外围膜层较薄，分子间吸引力较大，塑性、温度敏感性较小，粘性大，开裂后自愈能力差。,溶凝胶型结构：,沥青中地沥青质含量适中，性质介于溶胶型和凝胶型之间。,8.1 石油沥青,二、石油沥青的技术性质,1、粘滞性（粘性）,概念：,沥青在外力作用下，抵抗变形的能力，反映沥青软硬、稀稠的程度。,评价指标：,针入度和相对粘度。,测定方法：,标准粘度计和针入度仪法。,对于在常温下呈固体或半固体的石油沥青是用针入度表示粘性的大小。标准测定方法为：在25条件下，以重量100g的标准试针，经历5s贯入试样中的深度，以1/10mm为单位表示。针入度愈大，粘性愈小。,对于液体沥青，用标准粘度计测定粘度。标准测定方法为：在规定温度（20、25、30或60）、规定直径（3、5或10mm）的孔流出50ml沥青所需时间的秒数。,8.1 石油沥青,2、塑性：,概念：,塑性指石油沥青在外力作用时产生变形而不破坏，除去外力后，则仍保持变形后的形状的性质。,评价指标：,延度（伸长度），,单位cm。,延度越大，塑性越好。,测定方法：,把沥青试样制成8字型标准试模（中间最小截面积1cm,2,），在规定拉伸速度（5cm/min）和规定温度（25,C）下拉断时的长度，即为延度，用cm为单位表示。,影响因素：,树脂含量较多，其他组分含量适当时，则塑性较大；,温度升高，塑性增大；沥青膜层厚度越厚，则塑性愈大。,延度,沥青延度试验,8.1 石油沥青,8.1 石油沥青,3、温度敏感性：,概念：,石油沥青的粘性和塑性随温度升降而改变的程度。,评价指标：,软化点，它是沥青材料由固态转变为粘流态时的温度。,测定方法：,环球法,影响因素：,地沥青质含量高，软化点高，温度敏感性减小；,沥青中蜡含量高，增大其温度敏感性；,加入矿物粉末填料（滑石粉、石灰石粉等）可减小其温度敏感性。,8.1 石油沥青,4、大气稳定性：,概念：,指石油沥青在热、光、氧和潮湿等因素长期作用下，抵抗老化使性能稳定的程度。,老化现象：,上述因素作用下的变化 沥青各组分发生递变，油分和树脂含量逐渐减小，而地沥青质含量逐渐增多，流动性和塑性降低，硬脆性增大的过程。,评价指标：,蒸发损失百分率、蒸发后针入度比以及老化后的延度。蒸发损失愈小或蒸发后针入度比愈大，则大气稳定性愈好，“老化”愈慢。,测定方法：,测量在160,C下蒸发5小时后，沥青的针入度与蒸发前针入度比值的百分数，即为蒸发后针入度比。,影响因素：,石油沥青中油分含量高，则大气稳定性差。,8.1 石油沥青,5、溶解度：,石油沥青在三氯乙烯、四氯化碳或苯中溶解的百分率，以表示沥青中有效物质含量，即纯净程度。不溶解的物质会降低沥青的性能，应加以限制。,6、闪点,加热沥青至初次闪火（有蓝色闪光）时的沥青温度。,7、燃点或着火点,加热沥青，并与火接触能持续燃烧5秒以上时的温度。,8.1 石油沥青,三、石油沥青的标准、选用,1、石油沥青的牌号,石油沥青的牌号是根据针入度、延度、软化点等划分的，并以针 入度值表示。,2、,建筑石油沥青,牌号越小，粘性越大（针入度越小）；,牌号越大，塑性越差（延度越小）；,牌号越大，温度敏感性越小（软化点越高）。,3、,道路石油沥青,牌号越大，粘性越小（针入度越大）；,牌号越大，塑性越好（延度越大）；,牌号越大，温度敏感性越大（软化点越低）。,8.1 石油沥青,4、普通石油沥青,由于含蜡较多，温度敏感性大，粘性较小，塑性较差。,5、石油沥青的选用,原则：,在满足使用条件的前提下，尽量选用牌号较大的沥青。,屋面工程用的防水沥青软化点应高于环境气温50。,道路沥青,拌制沥青混凝土、沥青拌和料或沥青砂浆；,密封材料、粘结剂以及沥青涂料。,建筑石油沥青,制造油纸，油毡、防水涂料和沥青胶，绝大部分用于屋面、地下防水、沟槽防水防腐蚀及管道防腐等工程。,8.2 煤焦油与煤沥青,一、煤焦油,煤焦油是生产焦炭的副产物。分为高温煤焦油、中温煤焦油、低温煤焦油，一般改性后用于屋面防水。,二、煤沥青,煤沥青,是由煤干馏得到的煤焦油再经蒸馏加工制成的沥青。煤沥青与石油沥青相比，在技术性质上有下列差异：温度稳定性较低，与矿质集料的粘附性较好，气候稳定性较差，以及含对人体有害成分较多、臭味较重。,8.3 改性石油沥青,改性沥青,是掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂(改性剂)，或采取对沥青轻度氧化加工等措施，使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青混合料。,一、树脂改性沥青,苯乙烯丁二烯苯乙烯改性沥青（SBS)：,无规聚丙稀改性沥青（APP）。,二、橡胶改性沥青,再生橡胶改性沥青,8.4 沥青防水材料,基层处理剂：,1、冷底子油,冷底子油是用稀释剂（汽油、柴油、煤油、苯等）对沥青进行稀释的产物。它多在常温下用于防水工程的底层，故称冷底子油。冷底子油粘度小，具有良好的流动性。涂刷在混凝土、砂浆或木材等基面上，能很快渗入基层孔隙中，待溶剂挥发后，便与基面牢固结合。冷底子油形成的涂膜较薄，一般不单独作防水材料基层上先涂使用，只作某些防水材料的配套材料。施工时在刷一道冷底子油，再刷沥青防水涂料或铺油毡。冷底子油可封闭基层毛细孔隙，使用基层形成防水能力；使基层表面变为憎水性，为粘结同类防水材料创造了有利条件。冷底子油应涂刷于干燥的基面上，不宜在有雨、雾、露的环境中施工，通常要求与冷底子油相接触的水泥砂浆的含水率10。,8.4 沥青防水材料,2、乳化沥青,乳化沥青,是石油沥青或煤沥青在乳化剂、稳定剂的作用下经乳化加工制得的均匀的沥青产品，也称沥青乳液。乳化沥青施工不需加热，可冷态施工，避免了劳动操作人员受沥青挥发物的毒害。,