天然沥青.PPT

道路建筑材料 主 编：翟晓静 赵 毅 副主编：贾红霞 主 审：李中秋 马彦芹 高职高专道路桥梁工程技术专业“十二五”规划教材 道路建筑材料 第五章 有机胶凝材料 ? 教学要点： 1.石油沥青材料、改性沥青、乳化沥青的组成结构、技术性质和技术标准； 2.石油沥青的化学组分、胶体结构、技术性质及试验检测方法； 3.乳化沥青的形成机理及其应用； 4.改性沥青的分类及特性。 道路建筑材料 有机胶凝材料是指以天然或人工合成高分子化合物为基本组成的一类胶凝材料。最常用的有沥青、树脂、橡胶等。有机胶凝材料可用于胶结集料、矿粉等材料，从而形成具有一定整体力学性能及稳定性的混合料。 沥青是由一些极其复杂的高分子碳氢化合物及其非金属（氧、硫、氮）的衍生物所组成的混合物，是一种有机胶凝材料。在常温下，呈液态、半固态或固态，可溶解于汽油、苯、二硫化碳、四氯化碳、三氯甲烷等有机溶剂，颜色呈黑色以及黑褐色。 对于沥青材料的命名和分类，目前世界各国尚未取得统一的认识。我国通用的命名和分类方法是按沥青在自然界中获得的方式不同，可分为地沥青和焦油沥青两大类。 道路建筑材料 1.地沥青 地沥青是经地下原油演变而天然存在或由石油经人工提炼而得到的沥青材料。按其产源可分为天然沥青和石油沥青。 （1）天然沥青 （2）石油沥青 2.焦油沥青 焦油沥青是由各种有机物（煤、木材、页岩等）干馏加工得到的焦油经再加工而得到的产品。 道路建筑材料 第一节 石油沥青 ? 一 石油沥青的生产工艺概述 石油的基属分类 石油是炼制石油沥青的基本原材料，石油沥青的性质首先与石油的基属有关。原油按其所含烃类成分和硫含量的不同可划分为几种基本类别称为基属。 1.关键馏分特性分类 2.含硫量分类 石油沥青的生产工艺 原油经常压蒸馏后得到常压渣油；再经减压蒸馏后，得到减压渣油。这些渣油再进行加工可制得各种不同的石油沥青 道路建筑材料 石油沥青的分类 石油沥青可根据不同分析角度进行分类，分类方法通常有以下几种。 1.按原油的成分分类 不同的原油可得到不同类型的沥青，其路用性能是不一样的。其中最典型的是石蜡基沥青、环烷基沥青和中间基沥青。 (1)石蜡基沥青 (2)环烷基沥青 也称沥青基沥青，含有较多的环烷烃和芳香烃，含蜡量一般小于2%，沥青的黏结性和塑性均较高。 (3)中间基沥青 也称混合基沥青，所含烃类成分和沥青的性质一般均介于石蜡基和环烷基沥青之间。 道路建筑材料 2.按加工方法分类 目前，我国生产沥青的主要工艺方法有：蒸馏法、氧化法、半氧化法、溶剂脱沥青法和调配法等。生产工艺方法不同，沥青的性状也有很大的差异。按不同的石油加工方法，沥青可分为直馏沥青、蒸馏沥青、氧化沥青、溶剂沥青、调配沥青等。 （l）直馏沥青 （2）蒸馏沥青 （3）氧化沥青 （4）溶剂沥青 道路建筑材料 调配沥青 按照沥青的质量要求，将几种沥青按适当的比例进行调配，调整沥青组分之间的比例关系以获得所要求的产品。 3.按常温下的稠度分类 按常温下的稠度分为粘稠沥青和液体沥青两大类。 4.按用途分类 （1）道路石油沥青 主要含直馏沥青，是石油蒸馏后的残留物或残留物氧化而得的产品。 道路建筑材料 （2）建筑石油沥青 主要含氧化沥青，是原油蒸馏后的重油经氧化而得的产品。 （3）普通石油沥青 主要含蜡基沥青，它一般不能直接使用，需要掺配或调和后才能使用。 （四）石油沥青的组成和结构 1.元素组成 2.化学组分 石油沥青是由多种化合物所组成的混合物，目前的分析技术将其分离为纯粹的化合物单体尚存在困难，在实际生产应用中，并没有这样做的必要。 道路建筑材料 （1）三组分分析法 （2）四组分分析法 （3）沥青的含蜡量 溶胶结构 凝胶结构 溶-凝胶结构 道路建筑材料 二 石油沥青的技术性质与检验 （一）沥青的物理特征常数 现代沥青路面的研究，对沥青材料的下列物理特征常数极为重视。 1.密度与相对密度 2.热胀系数 3.介电系数 （二）沥青的路用技术性质 1.黏滞性 2.塑性 塑性是指沥青在外力的作用下发生变形而不破坏的能力，沥青的塑性用延度指标表示，它是沥青的低温性能指标。 道路建筑材料 3.温度稳定性 温度稳定性是指沥青的黏滞性和塑性随温度升降而变化的性能。 （1）软化点 软化点是评价沥青高温稳定性的重要指标。 （2）脆点 沥青材料在低温时受到瞬时荷载作用，常表现为脆性破坏。 4.感温性 沥青的感温性通常是采用黏度随温度而变化的行为（黏—温关系）来表达。 （1）诺模图法 （2） 公式计算法 道路建筑材料 5.耐久性 耐久性是指沥青材料抵抗各种自然因素（氧、光、热、水和大气氧化剂等）和交通荷载（机械应力）作用的性能。 （1）影响因素 （2）热致老化