瀝青材料教學(xué)ppt課件

1、6.1 瀝青資料瀝青資料1.1.分類分類: :瀝青瀝青地瀝青地瀝青 焦油瀝青焦油瀝青天然瀝青：石油在自然條件下，長時(shí)天然瀝青：石油在自然條件下，長時(shí)間經(jīng)受地球物理要素作用構(gòu)成的產(chǎn)物間經(jīng)受地球物理要素作用構(gòu)成的產(chǎn)物 石油瀝青：石油經(jīng)各種煉制工藝加工而石油瀝青：石油經(jīng)各種煉制工藝加工而得的瀝青產(chǎn)品得的瀝青產(chǎn)品 煤瀝青：煤經(jīng)干餾所得的煤焦油，經(jīng)煤瀝青：煤經(jīng)干餾所得的煤焦油，經(jīng)再加工后得到煤瀝青再加工后得到煤瀝青 頁巖瀝青：頁巖煉油工業(yè)的副產(chǎn)品頁巖瀝青：頁巖煉油工業(yè)的副產(chǎn)品 廣泛用作路面、屋面、防水、耐腐蝕等工程資料。廣泛用作路面、屋面、防水、耐腐蝕等工程資料。 土木工程建筑主要運(yùn)用石油瀝青。土木工程

2、建筑主要運(yùn)用石油瀝青。 6.1.16.1.1瀝青的分類與組成構(gòu)造瀝青的分類與組成構(gòu)造組分組分名稱名稱顏色顏色溶劑溶劑在石油瀝青在石油瀝青中的含量中的含量作用作用備注備注油分油分淡黃至紅淡黃至紅褐色液體褐色液體溶于大多數(shù)有機(jī)溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑但不溶于酒溶劑但不溶于酒精精40%40%60%60%使瀝青具使瀝青具有流動(dòng)性有流動(dòng)性瀝青中最瀝青中最輕的組分輕的組分樹脂質(zhì)樹脂質(zhì)紅褐色的紅褐色的粘稠半固粘稠半固體體汽油、苯等有機(jī)汽油、苯等有機(jī)溶劑溶劑15%15%30%30%使瀝青具使瀝青具有塑性與有塑性與黏結(jié)性黏結(jié)性瀝青質(zhì)瀝青質(zhì)黑色固體黑色固體粉末粉末不溶于汽油、酒不溶于汽油、酒精精10%10%30%30%

3、決定石油決定石油瀝青的溫瀝青的溫度穩(wěn)定性度穩(wěn)定性和粘性和粘性含量越多，含量越多，瀝青軟化瀝青軟化點(diǎn)越高，點(diǎn)越高，脆性越大脆性越大2. 2. 瀝青石油瀝青的組成構(gòu)造瀝青石油瀝青的組成構(gòu)造1 1化學(xué)組分：化學(xué)組分： 2 瀝青的膠體構(gòu)造瀝青的膠體構(gòu)造1) 溶膠型構(gòu)造瀝青質(zhì)溶膠型構(gòu)造瀝青質(zhì)10%)2) 凝膠型構(gòu)造瀝青質(zhì)凝膠型構(gòu)造瀝青質(zhì)30%)3) 溶凝膠型構(gòu)造溶凝膠型構(gòu)造 介于二者之間介于二者之間特點(diǎn)：流動(dòng)性大特點(diǎn)：流動(dòng)性大,塑性好塑性好 自愈合力強(qiáng)自愈合力強(qiáng) 高溫穩(wěn)定性差高溫穩(wěn)定性差特點(diǎn)：彈性和粘性好，特點(diǎn)：彈性和粘性好， 高溫穩(wěn)定性好高溫穩(wěn)定性好 流動(dòng)性和塑性低，流動(dòng)性和塑性低， 自愈合力差自愈合

4、力差 低溫脆性低溫脆性6.1.2 瀝青的主要技術(shù)性質(zhì)及測試方法瀝青的主要技術(shù)性質(zhì)及測試方法w 粘滯性粘滯性w 塑性塑性w 溫度敏感性溫度敏感性w 大氣穩(wěn)定性耐久性大氣穩(wěn)定性耐久性w 平安性平安性 1. 1.粘滯性粘滯性 瀝青資料內(nèi)部妨礙瀝青粒子產(chǎn)生相對流動(dòng)的能瀝青資料內(nèi)部妨礙瀝青粒子產(chǎn)生相對流動(dòng)的能 力，簡稱為粘性力，簡稱為粘性. . 反映在外力作用下抵抗變形的才干反映在外力作用下抵抗變形的才干 條件粘度條件粘度 針入度粘稠石油瀝青針入度粘稠石油瀝青粘度液體石油瀝青粘度液體石油瀝青一一.石油瀝青的主要性質(zhì)與測試方法石油瀝青的主要性質(zhì)與測試方法1 1針入度針入度1 1針入度的定義針入度的定義在規(guī)

5、定溫度條件下，以規(guī)定質(zhì)在規(guī)定溫度條件下，以規(guī)定質(zhì)量的規(guī)范針經(jīng)過規(guī)定的時(shí)間量的規(guī)范針經(jīng)過規(guī)定的時(shí)間貫入瀝青試樣的深度，貫入瀝青試樣的深度，單位：單位：0.1mm0.1mm。常用實(shí)驗(yàn)條件：常用實(shí)驗(yàn)條件： 規(guī)定溫度：規(guī)定溫度：2525 規(guī)范針質(zhì)量：規(guī)范針質(zhì)量：100g100g 貫入時(shí)間：貫入時(shí)間：5s5s2 2表示方法：表示方法：P P2525，100g100g，5s5s。3 3表征意義：針入度值愈大，粘度愈小。表征意義：針入度值愈大，粘度愈小。 標(biāo)號：標(biāo)號：9090號瀝青，針入度范圍為號瀝青，針入度范圍為8080. .mmmm 110 110號瀝青，針入度范圍為號瀝青，針入度范圍為1001002

6、2. .mmmm2 2粘粘度度在規(guī)定溫度條件下，在規(guī)定溫度條件下，規(guī)定直徑的孔口流出規(guī)定直徑的孔口流出50cm3瀝青所需瀝青所需的時(shí)間的時(shí)間2.2.塑性塑性1 1延度延度 延度延度將瀝青試樣制成將瀝青試樣制成8 8字形規(guī)范試件，采用字形規(guī)范試件，采用延度儀，在規(guī)定拉伸速度和規(guī)定溫度下拉斷時(shí)的延度儀，在規(guī)定拉伸速度和規(guī)定溫度下拉斷時(shí)的長度，單位：長度，單位：cmcm。規(guī)定條件為：實(shí)驗(yàn)溫度有規(guī)定條件為：實(shí)驗(yàn)溫度有00、1515、2525三種；三種； 拉伸速度有拉伸速度有1 cm/min1 cm/min、5cm/min5cm/min兩兩種。種。w2 2延度的表示方法：延度的表示方法： D DT T，

7、v vw3 3延度的意義延度的意義w 延度大，塑性好，有利于低溫變形。延度大，塑性好，有利于低溫變形。w 延度值降低，含蠟量添加延度值降低，含蠟量添加 3. 3.溫度敏感性溫度敏感性 1 1軟化點(diǎn)軟化點(diǎn) 2 2針入度指數(shù)針入度指數(shù) 1 1軟化點(diǎn)軟化點(diǎn)1 1定義定義瀝青由固態(tài)到液態(tài)的轉(zhuǎn)變溫度范圍中的一個(gè)條件粘度。瀝青由固態(tài)到液態(tài)的轉(zhuǎn)變溫度范圍中的一個(gè)條件粘度。2 2測定方法測定方法 留意：初始溫度留意：初始溫度55 加熱速度為加熱速度為5/min5/min 3 3軟化點(diǎn)的意義軟化點(diǎn)的意義 軟化點(diǎn)越高，溫度穩(wěn)定性好。軟化點(diǎn)越高，溫度穩(wěn)定性好。 針入度是規(guī)定溫度下測瀝青條件粘度，針入度是規(guī)定溫度下測

8、瀝青條件粘度， 軟化點(diǎn)是到達(dá)規(guī)定條件粘度時(shí)的溫度。軟化點(diǎn)是到達(dá)規(guī)定條件粘度時(shí)的溫度。 因此，軟化點(diǎn)既反映瀝青溫度穩(wěn)定性，因此，軟化點(diǎn)既反映瀝青溫度穩(wěn)定性， 又能量度瀝青粘度。又能量度瀝青粘度。 石油瀝青的粘滯性、延性和溫度敏感性石油瀝青的粘滯性、延性和溫度敏感性 表征這三項(xiàng)性質(zhì)的三大目的為：表征這三項(xiàng)性質(zhì)的三大目的為：針入度、延度、軟化點(diǎn)針入度、延度、軟化點(diǎn) 評價(jià)粘稠石油瀝青技術(shù)性質(zhì)評價(jià)粘稠石油瀝青技術(shù)性質(zhì) 最常用的經(jīng)典目的最常用的經(jīng)典目的4 4、大氣穩(wěn)定性、大氣穩(wěn)定性定義：定義：老化過程：老化過程：在大氣的長期作用下，抵抗老化的性能。在大氣的長期作用下，抵抗老化的性能。低分子量物質(zhì)低分子量物

9、質(zhì) 高分子量物質(zhì)高分子量物質(zhì)光、氧、熱、水等作用光、氧、熱、水等作用案例分析案例分析 景象：某施工隊(duì)熬制石油瀝青預(yù)備作地下防水，由于瀝青碎塊的平均尺寸為20 cm，工程量較大，因此加熱的時(shí)間較長，保溫的時(shí)間亦較長。施工后發(fā)現(xiàn)其效果不夠理想，特別是瀝青的塑性明顯下降。請分析緣由。分析分析: :瀝青與空氣接觸會(huì)逐漸氧化，溫度越高，時(shí)間越長氧瀝青與空氣接觸會(huì)逐漸氧化，溫度越高，時(shí)間越長氧 化越快。當(dāng)溫度在化越快。當(dāng)溫度在100100以上時(shí)，每添加以上時(shí)，每添加1010，氧化率約提，氧化率約提高高1 1倍，且使一些組分蒸發(fā)。為此，熬制瀝青應(yīng)先將其破碎倍，且使一些組分蒸發(fā)。為此，熬制瀝青應(yīng)先將其破碎為為

10、10 cm10 cm以下的碎塊，縮短熬制時(shí)間，且熬好后盡能夠于以下的碎塊，縮短熬制時(shí)間，且熬好后盡能夠于8 h8 h內(nèi)用完。假設(shè)用不完，應(yīng)于新熬資料混合運(yùn)用，內(nèi)用完。假設(shè)用不完，應(yīng)于新熬資料混合運(yùn)用，必要時(shí)作性能檢查。必要時(shí)作性能檢查。 5. 5.其他性質(zhì)其他性質(zhì)1 1溶解度：反映瀝青中起粘結(jié)作用的有效成分溶解度：反映瀝青中起粘結(jié)作用的有效成分含量。含量。2 2平安性：閃點(diǎn)平安性：閃點(diǎn) 燃點(diǎn)燃點(diǎn)3 3含蠟量：含蠟量：4 4粘附性：粘附性：瀝青路面坑洞瀝青路面坑洞瀝青路面坑洞瀝青路面坑洞瀝青路面坑洞瀝青路面坑洞案例分析案例分析 我家在河北中部。每到冬天，家附近的瀝青路面總會(huì)出現(xiàn)一些裂痕，裂痕大多

11、是橫向的，且?guī)缀鯙榈乳g隔間距的，在冬天裂痕尤其明顯。此路段路基很結(jié)實(shí)，路面沒有明顯塌陷，而且這種緣由普通只會(huì)引起縱向裂痕。因此，填土未壓實(shí)，路基產(chǎn)生不均勻沉陷或凍脹作用的能夠性可以排除。馬路在家附近，平常很少見有重型車輛，負(fù)載過大的車輛經(jīng)過，而且路面沒有明顯塌陷。況且假設(shè)因強(qiáng)度缺乏而引起的裂痕應(yīng)大多是網(wǎng)裂和龜裂，而此裂痕大多橫向，有少許龜裂。由此可知不是路面強(qiáng)度缺乏，負(fù)載過大所致。二二. . 石油瀝青的技術(shù)要求石油瀝青的技術(shù)要求1 1、建筑石油瀝青的規(guī)范與選用、建筑石油瀝青的規(guī)范與選用工程性質(zhì)、施工方法、環(huán)境溫度工程性質(zhì)、施工方法、環(huán)境溫度實(shí)驗(yàn)工程實(shí)驗(yàn)工程1010號號3030號號4040號號

12、針入度針入度2525，100g,5s100g,5s /0.1mm /0.1mm101025252626353536365050 延度延度2525，5cm/min5cm/min不小于不小于 /cm /cm1.51.52.52.53.53.5 軟化點(diǎn)環(huán)球法軟化點(diǎn)環(huán)球法不小于不小于 / /959575756060 溶解度三氯乙烯、四氯化碳、溶解度三氯乙烯、四氯化碳、苯不小于苯不小于 /%/%99.599.5 蒸發(fā)損失蒸發(fā)損失實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)163163、5h5h質(zhì)量損失質(zhì)量損失不大于不大于 /%/%1 1 針入度比針入度比不小于不小于 /%/%6565 閃點(diǎn)閃點(diǎn)COCCOC 不小于不小于 / /230230

13、請比較以下請比較以下A A、B B兩種建筑石油瀝青的針入度、延度及軟化兩種建筑石油瀝青的針入度、延度及軟化點(diǎn)測定值。假設(shè)于南方夏季炎熱地域屋面選用何種瀝青較點(diǎn)測定值。假設(shè)于南方夏季炎熱地域屋面選用何種瀝青較適宜，請討論。適宜，請討論。 討論表表6-8 6-8 兩種建筑石油瀝青的針入度、延度及軟化點(diǎn)測定值兩種建筑石油瀝青的針入度、延度及軟化點(diǎn)測定值編號編號針入度針入度/0.01mm/0.01mm(25(25，100g100g，5s)5s)延度延度/cm/cm(25(25，5cm/min)5cm/min)軟化點(diǎn)軟化點(diǎn)/A A30305 57272B B22222.52.5101101討論：宜用宜用

14、B B石油瀝青，普通屋面用瀝青石油瀝青，普通屋面用瀝青應(yīng)比當(dāng)?shù)匚菝婺軌虻竭_(dá)的最高溫度高應(yīng)比當(dāng)?shù)匚菝婺軌虻竭_(dá)的最高溫度高出出20202525，亦即比當(dāng)?shù)刈罡邷囟雀?，亦即比?dāng)?shù)刈罡邷囟雀叱龀?050左右。南方炎熱地域氣溫相當(dāng)左右。南方炎熱地域氣溫相當(dāng)高，高，A A瀝青軟化點(diǎn)較低，難以滿足要瀝青軟化點(diǎn)較低，難以滿足要求，夏季易流淌?？蛇x求，夏季易流淌?？蛇xB B，但，但B B瀝青延瀝青延伸度較小，在嚴(yán)寒地域不宜運(yùn)用，否伸度較小，在嚴(yán)寒地域不宜運(yùn)用，否那么易出現(xiàn)脆裂景象。那么易出現(xiàn)脆裂景象。 2 2、道路石油瀝青的技術(shù)要求、道路石油瀝青的技術(shù)要求 “重交通量道路石油瀝青技術(shù)要求及重交通量道路石油瀝青技

15、術(shù)要求及“中、中、輕交通量道路石油瀝青技術(shù)要求兩個(gè)等輕交通量道路石油瀝青技術(shù)要求兩個(gè)等級。級。 表表6-5 6-5 表表6-66-63 3、液體石油瀝青的技術(shù)要求、液體石油瀝青的技術(shù)要求 可以是油分含量較高的直餾瀝青，也可可以是油分含量較高的直餾瀝青，也可以是稀釋劑稀以是稀釋劑稀 釋后的粘稠瀝青釋后的粘稠瀝青 快凝快凝AL(R)AL(R)、中凝、中凝AL(M)AL(M)和慢凝和慢凝AL(S) AL(S) 案例分析 概略：液體石油瀝青粘度小，流動(dòng)性好，涂刷在混凝土、砂漿或木材等基面上，能很快滲入基層孔隙，待溶劑揮發(fā)后，便與基面結(jié)實(shí)結(jié)合。一方面使基面呈憎水性，另一方面有利于粘結(jié)同類防水資料。它于常

16、溫下運(yùn)用，作為防水工程底層，故也稱冷底子油。某施工隊(duì)用煤油和含蠟較高的瀝青配制液體石油瀝青，涂后發(fā)現(xiàn)粘結(jié)性甚差，請分析緣由。分析：配制液體石油瀝青不能運(yùn)用高蠟瀝青，石蠟既分析：配制液體石油瀝青不能運(yùn)用高蠟瀝青，石蠟既不易凝固，又不易熔化為液體。石蠟含量越高，瀝青不易凝固，又不易熔化為液體。石蠟含量越高，瀝青的粘結(jié)力越差。還需闡明的是，亦不宜運(yùn)用高軟化點(diǎn)的粘結(jié)力越差。還需闡明的是，亦不宜運(yùn)用高軟化點(diǎn)的瀝青配液體石油瀝青。因?yàn)r青的軟化點(diǎn)高，那么在的瀝青配液體石油瀝青。因?yàn)r青的軟化點(diǎn)高，那么在溶劑中不易溶化，溶融溫度亦較高，調(diào)配時(shí)不平安。溶劑中不易溶化，溶融溫度亦較高，調(diào)配時(shí)不平安。 三三 煤瀝青煤

17、瀝青 煤瀝青與石油瀝青相比，在技術(shù)性質(zhì)上有煤瀝青與石油瀝青相比，在技術(shù)性質(zhì)上有以下差別：以下差別： 1 1溫度穩(wěn)定性較差。溫度穩(wěn)定性較差。 2 2氣候穩(wěn)定性較差。氣候穩(wěn)定性較差。 3 3含較多游離碳，塑性差含較多游離碳，塑性差 4 4含蒽酚，有毒性和臭味，適于防腐含蒽酚，有毒性和臭味，適于防腐 3 3與礦質(zhì)集料的粘附性較好。與礦質(zhì)集料的粘附性較好。 樹脂 耐寒性、耐熱性、粘性 橡膠 高溫變形性 低溫順順性 填料 粘性、耐熱性、溫度穩(wěn)定性二、瀝青的改性二、瀝青的改性瀝青瀝青6.1.3 瀝青的摻配、改性及主要瀝青制品瀝青的摻配、改性及主要瀝青制品一、瀝青的摻配一、瀝青的摻配 原那么：同源摻配原那么：同源摻配6.1.3 瀝青的摻配、改性及主要瀝青制品瀝青的摻配、改性及主要瀝青制品 三三. .乳化瀝青的運(yùn)用乳化瀝青的運(yùn)用 1. 1.優(yōu)點(diǎn)：冷態(tài)施工，節(jié)約能源優(yōu)點(diǎn)：冷態(tài)施工，節(jié)約能源 便利施工，節(jié)約瀝青便利施工，節(jié)約瀝青 維護(hù)環(huán)境，保證安康維護(hù)環(huán)境，保證安康2.2.種類：建筑防水用乳化石油瀝青針入度為種類：建筑防水用乳化石油瀝青針入度為10103030 ； 路用乳化瀝青針