沥青及其制品-石油沥青及煤沥青（建筑材料）

建筑材料

沥青一、沥青定义沥青是一种有机胶凝材料，它是复杂的高分子碳氢化合物及非金属（氧、硫、氮等）衍生物的混合物。在常温下呈固体、半固体或液体状态。特点颜色由黑褐色至黑色，能溶于多种有机溶液中。具有结构致密、粘结力良好，不导电、不吸水，耐酸、耐碱、耐腐蚀等性能。一、沥青分类应用主要作为防水、防潮、防腐蚀材料，用于屋面或地下防水工程、防腐蚀工程、铺筑道路以及贮水池、浴池及桥梁等防水防潮层。沥青天然沥青煤沥青石油沥青地沥青焦油沥青木沥青泥炭沥青页岩沥青天然沥青天然沥青是石油在自然条件下，经过千百万年的时间，在温度、压力、气体、无机物催化剂、微生物以及水分等综合作用下氧化聚合而成的沥青类物质。由于它常年与自然环境共存，故其性质特别稳定。由沥青、矿物质、水分构成。根据天然沥青生成矿床的不同，可以分为：湖沥青岩沥青海底沥青（1）湖沥青

特立尼达湖沥青（TriniadaLakeAsphalt）是世界上最为著名的天然沥青之一，它产于南美洲加勒比海岛国－风景秀丽的特立尼达和多巴哥境内的沥青湖。该沥青湖又叫彼奇湖，面积44万平方米，深约82米，湖中沥青储量达1200万吨，是世界上最大的天然沥青产地。特立尼达沥青湖（2）岩沥青

岩沥青生成于岩石的夹缝中，缝宽很窄，仅数十厘米，深可达几百米。天然岩沥青是一种纯天然的碳氢化合物，熔点在150℃以上，我国青海及克拉玛依地区有所开采，但很少用于道路。美国北部犹他州的Uintah盆地的UNTAITE岩沥青是世界上最为著名的岩沥青。技术指标数值软化点，℃160～175针入度，250比重1.04～1.06闪点，25℃315＋（一）石油沥青1.生产石油沥青是由石油原油或石油衍生物经过常压或减压蒸馏，提炼出汽油、煤油、柴油、润滑油等轻质油分后的残渣，经加工制成的一种产品。2.按用途分类石油沥青道路石油沥青特种石油沥青建筑石油沥青普通石油沥青（一）石油沥青3.组分石油沥青化学成分非常复杂，可分为油分、树脂和地沥青质三大组分。各组分的特点及作用见下表。组分作用油分淡黄色透明液体；赋予沥青流动性。树脂粘稠半固体；增加沥青粘结力和延伸性。地沥青质固体粉末；决定沥青的粘结力、粘度、温度稳定性油分：是不能被硅藻土等吸附的较轻的成分，油分为红色粘稠而澄清的液体，可溶于大部分溶剂，但不溶于酒精，比重小于1。油分赋予沥青以流动性，是沥青中最不易老化的成分。在沥青中起着润滑和柔软作用，油分含量越高，沥青软化点越低，针入度越大，稠度降低。树脂为质量比较重而又能被硅藻土吸附的组分。树脂是暗褐色粘稠状物质，比重大于1，大部分为中性树脂，能溶于汽油、苯等有机溶剂，但难溶于酒精和丙酮。树脂对温度变化敏感，熔点低于100℃。它赋予沥青以良好的粘结性、可塑性和流动性。中性树脂比例愈高，沥青的延性和粘结力等品质愈好。另外，树脂中含有少量由油分氧化产生的酸性树脂，能为碱皂化，是沥青中的表面活性物质，它提高了沥青对矿物材料尤其碳酸盐岩石的粘附性，也有利于石油沥青的乳化分散。总之树脂赋予沥青良好性能。沥青质:不溶于石油醚而溶于四氯化碳的组丛称为沥青质。沥青质为黑色脆性粉末，是沥青黑色的来源。加热不溶解而成为坚硬的焦炭。能溶于三氯甲烷，不溶于酒精。沥青质含量愈高，沥青温度敏感性愈低，粘性愈大，也更硬脆。沥青碳：是能溶于二硫化碳而不溶于四氯化碳的成分，为黑色固体，它使沥青的粘结性下降，但大部分沥青中通常不含沥青碳，沥青碳是沥青高度加热或深度氧化生成的物质。固定碳：是不溶于二硫化碳的成分，为黑色固体，也使沥青的粘结性下降，是沥青质老化后的产物，大部分沥青中不含有固定碳。石蜡：视沥青产源不同，沥青中可能含有数量不等的石蜡。蜡是石油沥青中的有害成分，会降低石油沥青的粘结性、塑性和温度稳定性。对多蜡沥青可采用氯盐处理，高温吹氧和减压蒸馏以及溶剂脱蜡等方法加以脱蜡处理，以改善沥青的性能。吸水、透水性：沥青几乎不溶于水，且本身结构致密，吸水率极低，透水性也很小，透水系数仅为2.1×10－14m／s～5.3×10－14m／s。沥青为高分子材料，具有一定弹塑性，能适应材料或构件的变形，在沥青与矿物填充材料粘结良好的情况下，石油沥青制品具有很高的不透水性，因而被广泛用作建筑工程的防潮、防水材料。（一）石油沥青4.主要技术性质（1）粘滞性反映沥青内部阻碍其相对流动的特性。指标：针入度P（25℃、50g、5s）单位：1/10mm影响因素：温度；组分。粘结性：大多数沥青制品都掺入了矿物填充料或其他材料，所以，实际上沥青是粘附在矿物填充料或其他材料的表面上的。而且，沥青与填充料两者之间应有充分的粘结强度，这种粘结性主要决定于沥青的表面张力及其粘度。一般说来，在具有适当粘度的条件下，表面张力愈小愈好。在一定的温度范围内，沥青的表面张力随温度的升高而降低，粘结性还随沥青中沥青质的含量增加而提高。所以，一般吹制沥青的粘结力比直馏沥青的粘结力大。（2）塑性沥青在外力作用下产生变形的性质。指标：延度（cm）影响因素：温度；沥青膜层的厚度塑性：石油沥青的塑性与其组分有关，沥青中树脂含量多，且其他组分含量适当时，则塑性大。同一沥青的塑性随温度升高而增大。在常温下塑性好的沥青，对裂缝有自行愈合能力。故塑性反映了沥青抵抗开裂和开裂后裂缝的愈合能力。而且塑性对冲击荷载有缓冲作用，还能减少磨擦噪声。所以沥青是良好的柔性防水材料，也是良好的柔性道路路面材料。（3）温度稳定性沥青粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能。指标：软化点（℃）影响因素：地沥青质的含量；含蜡量。温度敏感性是沥青材料的粘滞性、塑性等随温度的变化而变化的性能，称为沥青材料的温度敏感性，简称感温性，沥青的感温性对其施工和使用都有重要的影响。沥青一般为多种化合物的混合物，故没有一定熔点。如果将它慢慢加热，则会逐渐软化而成为粘性液体；当温度降低时，又逐渐由粘流态凝固成半固态、固态，甚至变硬变脆。不同的沥青，这种变化的程度不同。工程要求沥青随温度变化而发生性能变化的幅度应较小，也即温度敏感性要小，以尽可能避免出现冬天变脆，夏天变粘甚至流淌等情形。所以温度敏感性是沥青的重要性质之一。石油沥青的感温性与其组分有关，一般，沥青质含量较多的，其感温性较小；沥青中的蜡含量较多的，其感温性较大。所以在温度升高时，多蜡沥青首先发生流淌，而温度降低时又变脆。故此，多蜡沥青不能直接用于建筑工程。在沥青中掺入滑石粉、石灰石粉或其他矿物填料，能有效地降低沥青的温度敏感性。测定沥青温度敏感性的试验方法很多，我国以软化点指标标志沥青的感温性，此外，还有低温时常用到的脆点。大气稳定性：石油沥青在温度、阳光、氧气和干湿等因素的长期综合作用下，其流动性、塑性逐渐减小，硬脆性增大甚至脆裂破坏。这个过程称沥青的老化。大气稳定性也就是沥青的抗老化性能。（一）石油沥青5.牌号及应用石油沥青按其针入度、延度和软化点划分牌号；牌号越高，针入度越大、延度越大、软化点越低。品种牌号主要应用道路石油沥青200、180、140、100甲、100乙、60甲、60乙主要在道路工程中作胶凝材料建筑石油沥青30、10主要用于制造油纸、油毡、防水涂料和嵌缝膏等，使用在防水及防腐工程中普通石油沥青75、65、55含蜡量较高