《沥青及沥青混合料》PPT课件.ppt

第七章沥青及沥青混合料 概述 一 沥青的定义 沥青是一种有机胶凝材料常温下呈黑色或黑褐色的固体 半固体或粘稠性液体能溶于汽油 二硫化碳等有机溶剂但几乎不溶于水 属憎水材料 二 沥青的特点与用途 特点与矿物材料有较强的粘结力具有良好的防水 抗渗 耐化学侵蚀性应用在交通 建筑 水利等工程中 广泛用作路面 防水 防潮和防护材料 三 沥青的种类 沥青 天然沥青 地沥青 石油沥青 焦油沥青 煤沥青木沥青页岩沥青 工程上使用的沥青材料主要为石油沥青和煤沥青 石油沥青的技术性质优于煤沥青 故应用最广 石油沥青 用石油炼制其它油品后的残渣加工而得到的产品 煤沥青 俗称柏油 由煤干馏所得的煤焦油 经再加工后得到的沥青 第一节沥青材料 一 石油沥青 定义石油沥青是石油 原油 经蒸馏等方法提炼出各种轻质油 如汽油 煤油 柴油等 及润滑油以后的残留物 或经再加工而得的产品 一 石油沥青的组成与结构 1 石油沥青的组成组成元素碳 80 87 氢 10 15 少量的氧 硫 氮等元素 5 2 主要组分将沥青分离为物理化学性质相近 而且与沥青性质又有一定联系的几个组 这些组称为组分 沥青中主要组分 油分 树脂 沥青脂胶 沥青质 地沥青质 3 石油沥青的组分特性 表7 1 a 油分 赋予沥青以流动性 降低沥青粘度与软化点 含量适当还能增大沥青粘度 含量过大时温度稳定性差 b 树脂 沥青脂胶 树脂使石油沥青具有良好的塑性和粘性 c 沥青质 地沥青质 是决定温度敏感性和粘性的重要组成 其含量愈高 则软化点愈高 粘性愈大 愈硬脆 2 石油沥青的胶体结构 二 石油沥青的技术性质 粘滞性耐热性塑性温度稳定性耐久性其它技术指标 1 粘滞性 l粘滞性是指沥青在外力作用下抵抗变形的能力 反映了沥青的软硬程度和胶结能力 l沥青质含量越多 沥青的粘滞性越高 其粘结性越好 l在施工拌和中 粘滞性高 不易拌和均匀 因此 施工时常用加热或掺入溶剂的方法降低沥青的粘滞性 针入度及其测定 l针入度是粘稠石油沥青的粘度指标 表示沥青材料抵抗剪切变形的能力 l在一定温度条件下 在规定时间内 标准针垂直贯入沥青试件的深度 以l l0mm计 称为针入度 针入度值表示沥青材料抵抗剪切变形的能力 针入度值越大 沥青的粘度越小 针入度值P 25 100g 5s 越小 表示沥青的粘滞性越大 l石油沥青的牌号就是按针入度值的大小来划分的 针入度测定 针入度试验通常规定 试验温度为25oC 标准针质量为l00g 贯人时间为5s 表示为P 25oC l00g 5s 标准粘度及其测定 l标准粘度是表示液体沥青粘度的指标 用流出型粘度计测定 l一定温度 20 25 30 50 或60oC 的沥青试样 通过一定孔径 3 5或10mm 的孔口流出50mL所经历的时间 s 即为其标准粘度 l标准粘度表示为CtdT 上标d代表流孔的直径 下标t代试验 温度 T代表流出时间 l试验温度越高 流孔直径越大 流出时间越长 则表示沥青的粘度越大 2 耐热性 l耐热性是指粘稠沥青在高温下不软化 不流淌的性能 可用软化点 t软 表示 l软化点是沥青达到特定粘性流动状态时的温度 试验证明沥青在软化点温度下的针入度值约为800 l软化点越高 沥青的耐热性越好 l沥青材料的软化点应与环境温度相适应 不能太低 也不能太高 软化点的测定 测定方法 环球法3 5g钢球 50C min加热 下垂25 4mm 加热速度过快 测定值偏高 3 塑性 l塑性是指沥青材料在外力作用下 产生变形而不破坏 除去外力后 仍能保持变形后形状的性质 l沥青材料采用延伸度 简称延度 表示塑性 l延度越大 表示沥青的塑性越好 塑性好的沥青材料能随着构件的变形而变形 不致产生裂缝 这对水工建筑物的防水作用有着重要意义 延度的测定 将一定温度 25 15或0 的沥青标准试件 以一定的拉伸速度 50或100mm min 延伸 试件拉断时延伸的长度即为延伸度 单位以cm计 通常采用的试验条件为温度25 拉伸速度50mm min 试验时拉伸速度快 沥青延度偏小 4温度稳定性 温度稳定性是指沥青的粘度受温度影响的程度 温度稳定性差的沥青 对温度变化的反应敏感 较小的温度变化就可能使沥青粘度出现较大的变化 沥青材料从固态转变为液态的温度间隔越大 沥青的温度稳定性越好 由于沥青材料的变态稳定间隔通常随软化点提高而增大 温度稳定性也相应提高 所以软化点也是反映沥青材料温度稳定性的一个指标 软化点越高 温度稳定性越好 5 耐久性 l沥青的耐久性称为抗老化性 或大气稳定性 耐候性 l老化 沥青在施工过程高温加热和使用过程中空气 阳光 和风雨冻害作用 内部发生物理化学作用 导致塑性降低 脆性增加 性能不断恶化 逐步失去使用功能的过程 l石油沥青的抗老化性以163oC加热5h后的蒸发损失和蒸发后针入度比来评定 l蒸发损失 蒸发损失重量占原重量的百分数 l蒸发后针入度比 蒸发后针入度占原针入度的百分比 l蒸发损失愈小和蒸发后针入度比愈大 则表示大气稳定性愈高 老化愈慢 6 其它技术指标 l脆点l溶解度l闪点和燃点 三 石油沥青的技术标准 我国石油沥青产品主要分为 三类 l道路沥青类 l建筑沥青类 l普通沥青 是土建及水利工程中应用的主要沥青产品 三类石油沥青都是按针入度指标来划分标号的 每个标号还应保证相应的延度和软化点 针入度 软化点和延伸度三个指标是确定试验沥青牌号的主要依据 常被称为沥青的三大技术指标 同一品种的石油沥青材料 牌号越高 则粘性越小 针入度越大 塑性越好 延度越大 温度敏感性越大 软化点越低 二 煤沥青 1 定义煤沥青又称焦油沥青 在烟煤炼焦或制煤气时 从所挥发的物质中冷凝出煤焦油 再将煤焦油继续蒸馏出轻油 中油 重油和蒽油后所剩的残渣即为煤沥青 2 应用煤沥青具有很好的防腐能力 良好的粘结能力 用于配制防腐涂料 胶粘剂 防水涂料 油膏以及制作油毡等 煤沥青的性质特点 煤沥青与石油沥青相比 其性质具有以下特点 1 温度稳定性较差 温度敏感性较大 夏天易软化流淌 冬天易脆裂 2 塑性较差 煤沥青由于含有较多的游离碳 塑性降低 易因变形而开裂 3 大气稳定性差 在热 阳光 氧气等长期综合作用下 其组分容易变化 故易老化而硬脆 4 防腐性较好 煤沥青中含有蒽 酚等具有毒性和臭味的物质 故其防腐能力较好 适用于木材等材料的防腐处理 5 粘结性较好 煤沥青中含有较多的表面活性物质 与矿物材料表面有较强的粘结力 l根据煤沥青和石油沥青的某些特征 可按表7 5所列方法识别两种沥青 三 沥青材料使用的注意事项 l沥青在贮运中 应分别堆放 避开热源 防止砂 土等杂质和水分混入 l沥青材料加热温度不能过高 加热时间不能过长 避免反复加热 l沥青材料是易燃物质 高温操作施工应注意安全防火及火灾事故发生 l煤沥青略具毒性 施工中应遵守劳动保护规程 防止中毒事故 第三节沥青混合料 1 定义 沥青混合料是由矿料与沥青结合料拌和而成的混合料的总称 矿物质材料又称为矿料 包括 l粗骨料 指粒径大于2 5mm的矿料 l细骨料 指粒径2 5 0 074mm的矿料 l填料 指粒径小于0 074mm 或0 08mm 的矿料 2 分类 1 按所用矿料的最大粒径分l粗粒式 矿料最大料径为35mm或30mm l中粒式 矿料最大料径为25mm或20mm l细粒式 矿料最大料径为15mm或10mm l砂粒式 矿料最大料径为5mm 2 按密实程度分 l密级配 沥青混凝土的孔隙率小于5 主要用作防渗层材料 l开级配 沥青混凝土的孔隙率大于5 主要用作整平胶结层材料 l沥青碎石 沥青碎石的孔隙率大于15 渗透性强 主要用作排水层材料 3 按施工方法分 l碾压式 沥青混凝土须用碾压机械压实 l浇筑式 沥青混凝土具有大的