沥青组分及成分.docx

沥青组分及成分.docx

《沥青组分及成分.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《沥青组分及成分.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

沥青组分及成分

1、组分:

可溶质：

去掉沥青质后的，包括沥青中的油分和胶质的组分。

溶于低分子烷

烃。

沥青质：

采用固定溶质比，用轻质烷烃溶解所得高分子量组分。

碳青质：

为半油焦质（石油沥青中含量很少，道路沥青中一般少于0.2%）

油焦质：

不溶于二氧化硫的沥青组分。

（石油沥青中一般不含）

a

胶质：

可溶质用硅胶或氧化铝吸附后，不能用低分子烷烃冲洗脱附下来，但

能用苯-乙醇冲洗脱附下来的物质。

含蜡油或称油分：

用以上吸附方法后，低分子烷烃可以冲洗脱附下来的部分。

含蜡油经稀释、冷冻、结晶、过滤后得到的固体部分称为蜡，液体部分称为油。

沥青的生产：

1、直接蒸馏

2、氧化法:

使沥青稠化，温度敏感性降低，针入度指数增大。

主要生产高软化点的建

筑沥青。

3、溶剂法

4、调配法

2、煤沥青

组分：

1、游离碳：

不溶于苯，咼温分解。

游离碳含量增加，可提咼粘度和咼

温稳定性，但低温脆性增加;

2、树脂：

硬树脂提高粘滞性，软树脂使沥青具有塑性；

3、油分：

使沥青有流动性。

技术性质（与石油沥青相比）：

1、温度稳定性低2、粘附性好3、耐候性较差4、塑性较差5、防腐蚀性较好

3、石油沥青：

有较高的粘结性、抗张性和抗磨性；硬度大，针入度小，遇冷不变脆，软化点高，遇热不变黏；防水防潮性能好，蒸发损失小，融化时对环境伤害低。

4、道路沥青规格及要求：

要求：

1、良好粘结性和持久粘附性2、没有车印

3、车辆高速转弯时无推移现象。

4、具有良好的刹车性能

5、夜行时有良好的反光功能。

分类：

粘稠沥青：

针入度（25C）在40-200之间，软化点在30-50C之间。

使用时必须加热，

利于和石料的拌合和渗透。

一般以针入度作为分类指标，以软化点、伸长度、蒸发后针

入度比等作为控制指标。

高速公路、一级公路、夏季高温、高温持续时间长、重载交通、山区及

丘陵上坡段、服

务区、停车场等车速慢的路段宜采用稠度大、60C粘度大的沥青；

对冬季寒冷的地区、交通量小的公路、旅游公路宜选用稠度小低温粘度大的沥青；

对温差大、年温差大的地区宜选用针入度指数的的沥青；

当高温和低温要求发生矛盾时应优先考虑满足高温性能的要求。

沥青三大指标：

针入度、软化点和延度

针入度与软化点具有良好的对应关系；

延度愈高，所铺筑的道路的耐久性愈好；延度表示沥青在受力破坏前的扩张和伸长的能力。

延度大于100cm时，路面的裂缝产生的较少。

蜡含量高，沥青的延度就会不足。

5、稀释沥青：

将针入度为120-300（0.1mm）的石油沥青，加入适量的石油馏分使其成为流动性好、运输和施工方便的液体石油沥青溶液，其中溶剂（石油馏分）比重为20-50%。

液体石油沥青适用于透层、粘层及冷拌沥青混合料；

分类

使用的石油馏分

稀释后针入度

（0.1mm）

速凝型

120-205

C的汽油馏分

80-120

中凝型

162-270

C的煤油馏分

120-250

慢凝型

260-483

C的柴油馏分

6、乳化沥青:

乳化液是一种两相体系，乳化沥青中沥青为分散相，分散在连续相的水中。

沥青可以是石油沥青、煤沥青或两者混合物。

颗粒直径在2um左右。

在潮湿的路面或集料表面可以应用乳化沥青，但是在喷洒乳化沥青后应避免雨水将其冲走。

特别是阴离子乳化沥青。

乳化剂分为：

阴离子乳化剂：

由长链有机阴离子与一种碱构成的盐。

阳离子乳化剂：

以高分子脂肪胺和三胺为代表，其分子溶解于沥青的是长链的阳离子。

非离子乳化剂：

此类乳化剂在水中并不解离，很少用于道路沥青。

如脂肪酸脂、醚

胶体乳化剂：

包括天然的细粉末（如黏土、膨润土）、酪素、动物胶等。

阳离子乳化沥青适用于各种集料，阴离子乳化沥青适用于碱性石料。

阳离子一cation阴离子一anion

快凝一rapidsetting中凝一mediumsetting慢凝一slow

setting

所以阳离子中凝乳化沥青标志为：

CMS

7、建筑沥青规格及要求：

由于石油沥青具有良好的黏结性、不透水性、能够抵抗多种化学药品的侵蚀及良好的绝缘性和廉价易得，故在建筑部门有很重要的地位。

沥青主要作用：

防水、防潮、良好的黏结性、良好的抗老化性和抗热老化能力。

常温下，蜡含量与沥青粘结力的关系不是很明显，但当温度高于50C时,

含蜡量越咼，粘结力越低。

沥青研究的三方向：

1、石油沥青结构组的研究。

（红外、核磁共振、质谱、x射线衍射、电子扫

描共振）

2、石油沥青的胶体性质和流变丿性的研究

荷载

3、石油沥青的生产及使用性能的研究。

基层：

通常为一层颗粒状材料，起到使路面路基隔离污染底层：

是路面的主要结构单元。

耐磨层：

决定着路面的安全性和行驶性。

所用材料质量有较高的要求垫层：

可进一步分散车辆的荷载，厚度一般为耐磨层厚度的2倍取样：

粘稠或固体沥青》1.5千克；液体沥青》1升;沥青乳液》4升

1、储油罐中取样：

（液体沥青或已加热至流体的粘稠沥青）

无搅拌器时，分上中下三部分取样，经充分混合后检测。

有搅拌器时，搅拌充分后，从中部取规定数量的样。

2、槽车、罐车、沥青洒车中取样:

有取样阀时，旋开取样阀，至少流出4千克或4升时再取样；

有放料阀时，放出全部沥青的一半时，再取样。

从顶盖取样，用取样器从中部取样。

3、装料或卸料时取样：

在均匀的时间间隔内均匀地至少取三个样，混合再取规定数量的样。

4、沥青桶中取样：

同一厂家则随机取样，不同厂家看标准。

5、固体沥青取样：

在至少离表面或上下面5cm处取样。

可打碎，则打碎取样；若是软塑的,则用热工具取样。

沥青的保存：

1、出液体沥青和乳化沥青外，需加热的沥青均应在有密封盖的金属容器内保存。

2、乳化沥青在冬季应有一定的防冻措施。

3、减少重复加热取样，取样时应一次加热抽取一系列实验所需样品，放别处。

高温采用粘度较大的乳化沥青；低温采用粘度较小的乳化沥青。

阳离子乳化沥青可适用于各种集料，阴离子乳化沥青适用于碱性石料。

基质沥青的加热温度严禁超过140C，液体沥青的存储温度不得高于50C。

改性沥青的加工温度不宜超过180C。

第二章石油沥青的成分、组成和结构

沥青是一种暗褐色至黑色的有机胶凝材料，由一些复杂的碳氢化合物及其非

金属衍生物组成的混合物，能溶于苯或二硫化碳等溶剂，常温下呈固体、半

固体或液体。

1、元素组成：

主要由烷烃（碳原子以单链GH2n+2）、环烷烃、缩合的芳香烃组成。

主要含有C、H两种化学元素，（含有少量的硫、氮、氧及一些金属元素,如钠、镍、铁钙、镁等。

称为杂原子）

C/H值很大程度上反应沥青的化学成分。

其值越大，表明沥青的环状结构越多，尤其是芳香环结构越多。

石蜡基此值最小，环烷基的此值最大。

1、渣油及沥青元素组成

国产渣油中，碳含量在85%以上，氢含量在12%左右。

C/H比在0.6-0.7之间。

硫元素主要集中在可溶质（胶质及油份）中；氮集中在胶质和沥青质中。

2、可溶质的元素组成

可溶质的元素组成因来源而异。

C/H在0.62-0.7之间，比渣油的较小。

沥青随着氧化程度的加深，氧化沥青中的可溶质中的C/H有较明显的增大,（故沥青在吹空气氧化时主要的反应是缩合脱氢与氧化合成水的反应。

）

3、沥青质的元素组成

与可溶质相比，氢含量减少，C/H一般在0.85-0.90之间

4、微量元素

除碳、氢、硫、氧、氮外的其他元素，一般不超过0.01-0.3%

2、沥青组分分析方法：

二组分：

沥青质和可溶质。

三组分：

沥青质、油份和树脂

解一吸附法

用规定的溶剂和吸附剂，采用抽提法。

四组分：

沥青质、饱和分、芳香分、胶质。

吸附

—色层分析法

用规定的溶剂和吸附剂，采用容积沉淀和色谱柱法。

五组分：

沥青质、氨基、第一酸性分、第二酸性分、链烷分。

化

学沉淀法

饱和分含量增加，使沥青黏性降低；胶质含量增大，沥青塑形提高；

沥青质含量增加，沥青温度敏感性降低；胶质和沥青含量增加，使沥青

的黏附性提高。

3、沥青质（沥青烯）：

深褐色至黑色物质，无固定熔点，加热时膨胀，300C时分解成气体和焦炭。

相对密度大于1,不溶于乙醇、石油醚，但易溶于苯、氯仿、四氯化碳等溶剂。

为复杂芳香分物质，强极性。

在沥青中含量一般为5-25%

含量对沥青的流变性有很大影响。

沥青质含量增加，沥青的黏度、稠度、软化点上升。

沥青质对沥青的感温性有影响，沥青质可使沥青在高温下有一定的黏度。

影响沥青质含量的因素：

1、溶剂性质。

可溶于表面张力大于25XlO-3N/m（25C）的大部分有机溶剂。

溶剂的溶解能力愈强，同样浓度的沥青质溶液的黏度愈小；

沥青质的分子量愈小，溶液的黏度也愈小。

2、溶剂数量

3、温度。

温度升高，沉淀的沥青质含量减少。

4、胶质（树脂或极性芳烃）：

为半固体或液体状的黄色至褐色的黏稠状物质（石油沥青中呈深黑至黑

褐色），有很强的极性。

其组成和性质介于沥青质和油分之间，但更接近沥青质。

相对密度接近1（0.98-1.08），溶于各种石油产品及石油醚、汽油、苯等，不溶于乙醇及其他醇类。

胶质在沥青中起到扩散剂和胶溶剂的作用。

胶质赋予沥青可塑性、流动性和黏结性，对沥青的延性和粘结力有很大影响。

胶质的化学稳定性差，在吸附剂的影响下，稍加热甚至是空气作用下就可氧化缩合为沥青质。

故可粗略的分为：

易氧化和难氧化的两类。

5、油分：

芳香分：

深棕色的粘稠液体，由沥青中的最低分子量的环烷芳香化合物组成

饱和分：

由直链烃和直链烃组成，是一种非极性稠状油。

油分在沥青中起润滑柔软的作用。

油分含量越多，沥青的软化点越低，针入度越大，稠度降低。

油分经丁酮-苯脱蜡，-20C冷冻，会分离出蜡。

6、蜡：

指原油、渣油及沥青在冷冻时，能结晶析出、熔点在25C以上的混合物组

分。

对沥青性能的影响：

1、流变性。

蜡主要溶解于油分中，当它以溶解状态存在时，会降低分散相的黏度；当它以结晶状态存在时，会使沥青屈服应力的结构；如果以松散粒子存在时，使沥青常温下黏度增大，当接近石蜡融化温度（50C）时，蜡含量增加，反而使沥青的黏度降低。

因此蜡含量高的沥青温度敏感性强。

2、低温性能。

低温下高蜡含量沥青的结晶结构网增加了沥青的刚性，表现

出了较高的弹性和粘性，随蜡含量的增加，沥青脆性也增大。

蜡使得沥青

具有较高的温度敏感性。

（低温下，蜡结晶使沥青的脆性增大，从而导致

沥青的低温性和黏性降低，使沥青变硬变脆导致路面低温抗裂性能降低，出现裂缝；高温下，蜡的熔融会使沥青的黏度降低，使沥青发软，导致路面的高温性能降低，出现车辙、壅包等病害。

）

3、界面性质。

蜡会降低沥青对食疗的黏附，同时，蜡集中在沥青表面使其

失去光泽，并影响路面的摩阻性能。

4、胶体结构。

蜡的结晶网格促使沥青向凝胶型胶体方向发展，但胶体系统

结构不稳且具有明显的触变性。

胶体结构：

7、?

胶体结构及其脱稳凝聚机理

大分子溶液或溶胶胶凝后，凝胶的结构仍在继续形成与发展。

随着时间的延

续，胶体粒子或大分子会进一步靠近和定向更完全，从而使凝胶骨架收缩，

一部分液体从凝胶中分离出来，称为脱水收缩作用或离浆作用

一、胶体结构及其?

电位

图4-1是胶体粒子的双电层结构及其电位分布示意图。

粒子的中心，是由数百以

至数万个分散相固体物质分子组成的胶核。

在胶核表面，有一层带同号电荷的离子，称为电位离子层，电位离子层构成了双电层的内层，电位离子所带的电荷称为胶体粒子的表面电荷，其电性正负和数量多少决定了双电层总电位的符号和胶体粒子的整体呈现为电