4. 同济土木工程材料 沥青材料

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1、2.沥青材料沥青的分类主要内容石油沥青的组成与性能的关系沥青的技术性质和技术指标乳化沥青与改性沥青2.0前言沥青是最古老的石油产品。沥青一般是指有高分子的烃类和非烃类组成的黑色到褐色固态或者半固态粘稠物质，主要由石油炼制而得或天然形成。沥青可用于道路建设、水力工程、防水防腐、油漆涂料、绝缘材料等，其中主要用于道路工程。目前全世界石油沥青的生产能力约12亿吨/年，年生产能力超过200万吨的国家有11个。美国3400万吨/年。我国道路沥青消费量沥青消费量（Mt）随着我国公路建设快速发展，道路沥青消费量逐渐增加，2004年突破1000万吨。。我国道路沥青生产能力

2、沥青（Mt）国产沥青明显增加，进口沥青总量基本稳定，占市场份额的25～30％。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沥青是黑色或暗黑色固体、半固体或粘稠状物体，由天然或人工制造而得，主要为高分子烃类组成，可溶于苯或二硫化炭。沥青的分类：①地沥青天然沥青：湖沥青、岩沥青、海底沥青石油沥青：用石油经开采、精练加工而得到的按来源分类：按用途分类：道路沥青（pavingasphalt）：主要用于道路建筑水工沥青（hydraul

3、icasphalt）：水力工程中修筑水坝、蓄水池等管道防腐沥青（asphaltusedasaprotectingcoatingforpiping)建筑沥青（asphaltforroofingandwaterroofing）②焦油沥青煤沥青木沥青页岩沥青2.1石油沥青2.1.1石油沥青的生产工艺简介插图2.1.1.1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沥青是石油工业的

4、副产品关键馏分石蜡基中间基环烷基第一关键馏分相对密度<0.8207;特性因素>11.9相对密度0.8207~0.8506;特性因素>11.5~11.9相对密度>0.8506;特性因素<11.5第二关键馏分相对密度<0.8721;特性因素>12.2相对密度0.8721~0.9302;特性因素>11.5~12.1相对密度>0.9302;特性因素<11.5关键馏分基属分类指标基属分类：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（M-P）—中间基（M）石蜡—中间基

5、（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：0.5～2.0%；高硫：含硫量＞2.0%。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＞石蜡基大庆－－低硫石蜡基；胜利－－含硫中间基；渤海SZ36-1－－含硫环烷基；伊朗－－含硫中间基；沙特重质油－－高硫中间基；阿拉斯加－－含硫环烷－中间基；世界各地生产近1500种不同的原油，其中只有260种适于制造道路沥青。在调合和氧化工艺的配合下可以扩大到600种原油，这些原油的产地主要集中在美国、中东、加勒

6、比海周围诸国和俄罗斯联邦。2.1.1.2石油沥青生产工艺概述2.1.1.2石油沥青生产工艺概述常压炉常压塔减压炉减压塔沥青常减压蒸馏工艺原油汽油、柴油馏分油沥青的生产常压炉常压塔减压炉减压塔氧化塔原油汽油、柴油馏分油沥青沥青的生产常减压蒸馏--氧化工艺原油→常压渣油→减压渣油→粘稠沥青直馏沥青（Straightasphalt）：原油蒸馏后所得到的复合一定规格的石油沥青。较好的变形能力，温度敏感性较大。氧化沥青（oxidizedasphalt）将空气通入热沥青中制得的一种石油沥青较好的温度稳定性.液体沥青（liquidasphalt）：在粘稠沥青中掺加煤油、

7、汽油、柴油乳化沥青（Emulsifedasphalt）：水＋乳化剂＋沥青2.1.2石油沥青的化学组成和结构2.1.2.1石油沥青的化学元素组成主要化学元素：碳C氢H硫S氧O氮N82~88%；8~11%；0~6%；0~1.5%；0~1%微量金属元素：钒、镍、铁、镁和钙氢碳比：H/C大庆：H/C=1.70胜利：H/C=1.62沙中：H/C=1.422.1.2.2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直链和支链脂肪烃及环烷烃、芳香烃组成，非极性，含量5～20％饱和分芳香分胶质沥青质沥

8、青中最低分子量的环烷芳香烃组成，平均分子量300～2000，含量4