沥青化学分析试验作业指导书

沥青化学分析试验作业指导书 一、概述沥青按从自然界获得的方式，可分为地沥青和焦油沥青两大类。地沥青是由天然产状或石油精制加工得到的沥青材料。按其产源地沥青又分为天然沥青和石油沥青，天然沥青是石油渗出地表经长期暴露和蒸发后的残留物；石油沥青是将精制加工石油所残余的渣油，经适当的工艺处理后得到的产品。焦油沥青是煤、木材等有机物干馏加工所得的焦油经再加工后的产品。工程中采用的沥青绝大多数是石油沥青。石油沥青是复杂的碳氢化合物与其非金属衍生物组成的混合物，其中碳占80%~87%，氢占10%~15%，氧、硫、氮小于0.3%，此外还有少量的金属元素。石油沥青组成按三组分法可分为：油分、树脂和地沥青质；按四组分法可分为：饱和分、芳香分、胶质和沥青质。 二、几种常用沥青的技术指标1．建筑石油沥青建筑石油沥青石天然原油的减压渣油经养化或其他工艺过程而制得的石油沥青，主要用于建筑屋面和地下防水的胶结料。也可用于制造涂料、油毡或防腐材料等。建筑石油沥青为硬质沥青，一般呈固体状态，按针入度不同可分为10号、30号和40号三个牌号，其主要性能指标见下表6-1：表6-1建筑石油沥青技术指标项目技术指标试验方法10号30号40号GB/T4509针入度（25℃，100g，5s），1/10mm10~2526~3536~50GB/T4508延度（25℃，5cm/min）,cm不小于1.52.53.5GB/T4507软化点（环球法），℃不低于957560GB/T11148溶解度（三氯乙烷、三氯乙烯、四氯化碳或苯），%不小于99.5GB/T11964蒸发损失（163℃，5h），%不大于1*蒸发后针入度比，%不小于65GB/T267闪点（开口），℃不低于230GB/T4510*:测定蒸发损失后样品的针入度与原针入度之比乘以100后，所得的百分比，称为蒸发后针入度比。2．道路石油沥青道路石油沥青是专门用于交通沥青路面的一种主要结合料。可直接用于热拌沥青混合料，也可用来制备乳化沥青、液态沥青和改性沥青。道路石油沥青为黏稠沥青，按针入度不同可分为160号、130号、110号、90号、70号、50号和30号七个标号，并且各个标号沥青可分为A、B、C三个等级。其主要性能指标见下表6-2：表6-2道路石油沥青主要性能指标项目针入度（25℃，100g，5s）针入度指数PI软化点（R＆B）不小于60℃动力黏度不下于15℃延度不小于闪点不小于单位0.1mm---℃Pa.scm℃等级---ABABCAABC---160号140~200-1.5~+1.0-1.8~+1.0383635---10080230130号120~1404039376010080230110号100~1204342411201006023090号80~1004543421601005024570号60~804644431801004026050号40~60494645200803026030号20~4055535026050202603．改性沥青沥青与一种或数种改性剂通过适宜的加工工艺加工成的制品称为改性沥青。改性沥青的常用改性剂有热塑性橡胶类、橡胶类、热塑性树脂类和天然沥青类等。通常的改性沥青一般是指聚合物改性沥青，根据聚合物改性剂的不同可将其分为三类：表6-3聚合物改性沥青分类序号分类名称改性沥青性能特点1SBS改性沥青高温、低温性能，弹性恢复性能，感温性能突出2SBR改性沥青低温性能好3EVA、PC改性沥青EVA改性沥青高温稳定性不如PE，低温稳定性比PE改性沥青好；PE改性沥青仅高温稳定性较好由于改性沥青的改性剂不同，可通过试验研究制定其相应的技术要求。 三、沥青常用指标试验方法1．延度试验（1）适用范围①适用于测定石油沥青及煤焦油沥青的延度测定。②在无特殊说明时，试验温度采用（25±0.5）℃，拉伸速度为（5±0.25）cm/min。（2）主要仪器设备①延度仪：将试件浸没于水中，能保持规定的试验温度及按照规定拉伸速度拉伸试件且试验时无明显振动的延度仪均可使用。②试模：黄铜制，由两个端模和两个侧模组成，试模尺寸如下图：图6-1延度试验试模示意图A—两端模环中心点距离111.5~113.5mm；B—试件总长74.5~75.5mm；C—端模间距29.7~30.3mm；D—肩长6.8~7.2mm；E—半径15.75~16.25mm；F—最小横断面宽9.9~10.1mm；G—端模口宽19.8~20.2mm；H—两半圆心间距离42.9~43.1mm；I—端模孔直径6.5~6.7mm；J—厚度9.9~10.1mm③恒温水槽：容量不少于10Ｌ，控制温度的准确度为0.1℃，水槽中应设有带孔搁架，搁架距水槽底不得少于50mm。试件浸入水中深度不小于100mm。（3）试验步骤①试件制作将隔离剂拌和均匀，涂于清洁干燥的试模底板和两个侧模的内侧表面，并将试模在试模底板上装妥。均匀加热样品直至完全变成液态能够倾倒（石油沥青加热时间不超过2h，加热温度不超过110℃；煤焦油沥青加热时间不超过30min，加热温度不超过55℃）。把熔化的样品过筛，在充分搅拌后倒入模具，使试样略高出模具，灌模时应注意勿使气泡混入。试件在空气中冷却30min~40min，然后再试验要求的水浴中保持30min取出，用热的直刀或铲刮平试件，使其与试模齐平。将试件带模、支撑板放入试验水浴中85~95min，然后去除支撑板、拆除侧模，并立即开始拉伸试验。②试验步骤将试模两端的孔分别套在滑板及槽端固定板的金属柱上，以规定的速度进行拉伸直至试件拉伸断裂。拉伸过程中，试件距水面和水底的距离应不小于2.5cm。如沥青浮于水面或沉入槽底时，应使用乙醇或氯化钠调整水的密度，是沥青材料既不浮于水面，又不沉入槽底。测量试件从拉伸到断裂所经过的距离，以厘米表示。在正常情况下，试件延伸时应成锥尖状，拉断时实际断面接近于零。（4）试验结果处理同一试样，每次平行试验不少于３个，３个测定结果均大于100㎝，试验结果记作“＞100㎝”；特殊需要也可分别记录实测值。如３个测定结果中，有一个以上的测定值小于100㎝时，若最大值或最小值与平均值之差满足重复性试验精密度要求，则取３个测定结果的平均值的整数作为延度试验结果，若平均值大于100㎝，记作“＞100㎝”；若最大值或最小值与平均值之差不符合重复性试验精度要求时，试验应重新进行。当试验结果小于100㎝时，重复性试验的允许差为平均值的20％；复现性试验的允许差为平均值的30％。2．软化点试验（环球法）（1）适用范围适用于测定道路石油沥青、煤沥青的软化点，也适用于液态石油沥青经蒸馏或乳化沥青破乳蒸发后残留物的软化点的测定。（2）主要试验仪器①软化点测试仪软化点测试仪由钢球（直径9.53mm，质量3.5g±0.05g）、试样环（有黄铜或不锈钢制成，图6-2）、钢球定位环（有黄铜或不锈钢制成，图6-3）和金属支架等组成。图6-2试样环图6-3钢球定位环②恒温水槽：控温精确度需要达到0.5℃。（3）试验步骤①试件制作将试样环置于涂有甘油滑石粉隔离剂的试样地板上，将准备好的沥青试样注入试样环至略高于环面为止。当软化点高于120℃时，则试样环和底板需要预热至80℃~100℃。试样在室温冷却30min后，用环夹夹着试样环，并用热刮刀刮除高于环面的试样，使试样与环面平齐。②试验步骤沥青软化点试验按照沥青软化点的不同分两种方法进行。A软化点在80℃以下：将装有试样的试样环连同试样底板置于5℃士0.5℃水的恒温水槽中至少15min，同时将金属支架、钢球、钢球定位环等亦置于相同水槽中。烧杯内注入新煮沸并冷却至5℃的蒸馏水，水面略低于立杆上的深度标记。从恒温水槽中取出盛有试样的试样环放置在支架中层板的圆孔中，套上定位环；然后将整个环架放人烧杯中，调整水面至深度标记，并保持水温为(5±0.5)℃。环架上任何部分不得附有气泡。将0℃~80℃的温度计由上层板中心孔垂直插人，使端部测温头底部与试样环下面齐平。将盛有水和环架的烧杯移至放有石棉网的加热炉具上，然后将钢球放在定位环中间的试样中央，立即开动振荡搅拌器，使水微微振荡，并开始加热，使杯中水温在3min内调节至维持每分钟上升5℃±0.5℃。如温度上升速度超出此范围时，则试验应重作。试样受热软化逐渐下坠，至与下层底板表面接触时，立即读取温度，准确至0.5℃。B软化点在80C以上者：将装有试样的试样环连同试样底板置于装有(32±1)℃甘油的恒温槽中至少15min;同时将金属支架、钢球、钢球定位环等亦置于甘油中。在烧杯内注人预先加热至32℃的甘油，其液面略低于立杆上的深度标记。从