沥青组分及成分.docx

1、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

2、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

3、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30-50 C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

4、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100c m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120-205C的汽油馏分80-120中凝型162-270C的煤油馏分120-250慢凝型260-483C的柴油馏分6、乳化沥青:乳化液是

5、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an

6、ion快凝一rapid setting 中凝一medium setting 慢凝一slowsetti ng所以阳离子中凝乳化沥青标志为：CMS7、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 50 C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

7、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

8、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5 cm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1

9、40C，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

10、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

11、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，300 C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

12、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 (25 C)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

13、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，-20 C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

14、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（50 C）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

15、，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