土木工程材料建筑材料第十五讲

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1、第七章沥青和沥青混合料§7.1沥青沥青分为地沥青和焦油沥青，其中地沥青分为天然沥青和石油沥青，焦油沥青分为煤沥青和页岩沥青。§7.1.1石油沥青一、来源：石油原油经蒸馏提炼出各种轻质油（如汽油、煤油、柴油等）及润滑油以后的残留物，或再经加工而得的产品。根据石油沥青的生产加工工艺不同，可分别制得蒸馏沥青、氧化沥青、溶剂沥青等。1二、石油沥青的组成石油沥青划分为油分、树脂和地沥青质三个主要组分。不同组分对石油沥青性能的影响不同。油分赋予沥青流动性；树脂使沥青具有良好的塑性和粘结性；地沥青质则决定沥青的稳定性（包括耐热性、粘性和脆性），其含量愈多，软化点愈高，粘性愈大

2、，愈硬脆。2三、石油沥青的结构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，构成胶团，无数胶团分散在油分中而形成胶体结构。当地沥青质含量相对较少时，油分和树脂含量相对较高，胶团外膜较厚，胶团之间相对运动较自由。这时沥青形成的胶体结构叫溶胶结构。具有溶胶结构的石油沥青粘性小，流动性大，温度稳定性较差3当地沥青质含量较多而油分和树脂较少时，胶团外膜较薄，胶团靠近聚集，移动比较困难，这时沥青形成的胶体结构叫凝胶结构。具有凝胶结构的石油沥青弹性和粘结性较高，温度稳定性较好，但塑性较差。当地沥青质含量适当，并有较多的树脂作为保护膜层时，胶团之间保持一定的吸引力

3、，这时沥青形成的胶体结构叫溶胶－凝胶结构。溶胶－凝胶型石油沥青的性质介于溶胶型和凝胶型两者之间。4§7.1.2石油沥青的技术性质一、粘滞性1.定义：石油沥青的粘滞性是反映沥青材料内部阻碍其相对流动的一种特性。它反映了沥青软硬、稀稠的程度。是划分沥青牌号的主要技术指标。2.表示液体石油沥青的粘滞性用标准粘度指标表示，它表征液体沥青在流动时的内部阻力；半固体或固体的石油沥青则用针入度指标表示，它反映石油沥青抵抗剪切变形的能力。5二、塑性1.定义：塑性是指石油沥青在外力作用时产生变形而不破坏，除去外力后仍保持变形后的形状不变的性质。2.表示石油沥青的塑性用延度表示。延

4、度值越大，表示沥青塑性越好。沥青中油分和地沥青质含量适当，树脂含量越多，延度越大，塑性越好。温度升高，沥青的塑性随之增大。6三、温度敏感性1.定义：温度敏感性（温度稳定性）是指石油沥青的粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能。2.指标：软化点：沥青材料从固态转变至粘流态有一定的间隔，因此，规定其中某一状态作为从固态转到粘流态（或某一规定状态）的起点，相应的温度称为沥青软化点。针入度指数：7四、大气稳定性1.定义：大气稳定性是指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等因素长期综合作用下抵抗老化的性能。2.原因：在大气因素（热、阳光、氧气和水分）的综合作用下，沥青中的低分子量组

5、分会向高分子量组分逐步转化，发生递变，即油分→树脂→地沥青质。由于树脂向地沥青质转化的速度远比油分变为树脂的速度快得多，因此，石油沥青会随着使用时间的延长，树脂显著减少，地沥青质显著增加，沥青的塑性降低，脆性增加，亦即“老化”8五、溶解度、闪点和燃点1.定义：溶解度是指石油沥青在三氯乙烯、四氯化碳和苯中溶解的百分率。用以限制有害的不溶物（如沥青碳或似碳物）含量。不溶物会降低沥青的粘结性。闪点也称闪火点，是指加热沥青产生的气体和空气的混合物，在规定的条件下与火焰接触，初次产生蓝色闪光时的沥青温度。若按规定继续加热至沥青试样表面发生燃烧火焰，并持续5s以上，此时的温

6、度即为燃烧点（即燃点）。9§7.1.3石油沥青的技术标准与选用一、建筑石油沥青的标准与选用1.建筑石油沥青：划分：按沥青针入度值划分为40号、30号和10号三个标号特点：建筑石油沥青针入度较小、软化点较高，但延度较小。用途：它们主要用于屋面及地下防水、沟槽防水与防腐、管道防腐蚀等工程，还可用于制作油毡、油纸、防水涂料和沥青玛蹄脂等建筑材料。10二、道路石油沥青§7.1.4沥青的掺配及改性一、沥青的掺配定义：施工中，若采用一种沥青不能满足配制沥青所要求的软化点时，可用两种或三种沥青进行掺配。掺配要注意遵循同源原则，即同属石油沥青或同属煤沥青（或煤焦油）的才可掺配。

7、11二、氧化改性氧化也称吹制，是在250～300℃高温下向残留沥青或渣油中吹入空气，通过氧化作用和聚合作用，使沥青分子变大，提高沥青的粘度和软化点，从而改善沥青的性能。工程使用的道路石油沥青、建筑石油沥青均为氧化沥青。12三、矿物填充料改性为提高沥青的粘结能力和耐热性，降低沥青的温度敏感性，经常在石油沥青中加入一定数量的矿物填充料进行改性。常用的改性矿物填充料大多是粉状和纤维状的，主要有滑石粉、石灰石粉和石棉等。13四、聚合物改性（一）SBS改性沥青SBS是丁苯橡胶的一种。丁苯橡胶由丁二烯和苯乙烯共聚制成，品种很多。如果将丁二烯与苯乙烯嵌段共聚，形成具有苯乙烯（

8、S）－丁二烯（B）－苯乙