煤瀝青 建筑材料

第五節(jié)煤瀝青什么是煤瀝青？煤瀝青是煤焦油瀝青的簡(jiǎn)稱，是煤焦油蒸餾后的殘?jiān)?，為煤焦油加工過程中的大宗產(chǎn)品，是制取各種碳素材料不可替代的原料。中國是煤瀝青生產(chǎn)和應(yīng)用的大國，目前煤瀝青的產(chǎn)量已達(dá)200萬t，占煤焦油總量的50％以上。目前，煤瀝青主要用于制造冶金業(yè)中碳素電極的粘結(jié)劑，高附加值的碳材料和針狀焦，以及防水和建筑材料，其中以粘結(jié)劑的應(yīng)用最為廣泛。但是，未經(jīng)改質(zhì)的煤焦油瀝青，其軟化點(diǎn)低，揮發(fā)份高，結(jié)焦值低。所生產(chǎn)的電極制品比電阻大，抗氧化和熱穩(wěn)定性差，機(jī)械強(qiáng)度低。因此，煤焦油瀝青要經(jīng)過改質(zhì)，改善其理化性質(zhì)后，才能滿足電極生產(chǎn)的質(zhì)量要求。一、煤瀝青的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.煤瀝青的化學(xué)元素組成

煤瀝青主要是由碳、氫、硫和氮元素組成。由于它的高度縮聚和短側(cè)鏈的特點(diǎn)，所以他的碳?xì)浔仁蜑r青大的多。煤瀝青和石油瀝青元素組成比較

石油瀝青和煤瀝青的區(qū)別性質(zhì)石油瀝青煤瀝青密度近于1.01.25～1.28燃燒煙少、無色、有松香味，無毒煙多、黃色、臭味大、有毒錘擊韌性較好韌性差、較脆顏色呈輝亮褐色濃黑色溶解易溶于煤油或汽油中呈棕黑色難溶于煤油或汽油中呈棕黑色溫度穩(wěn)定性較好較差大氣穩(wěn)定性較高較低防水性較好較差（含酚，能溶于水）抗腐蝕性差強(qiáng)煤瀝青的化學(xué)組分

煤瀝青是5000多種三環(huán)以上多環(huán)芳香族化合物和少量與炭黑相似的高分子物質(zhì)構(gòu)成的多相體系和高碳物料，含碳92％～94％，含氫僅4％～5％左右，是制取各種碳素材料不可替代的原料。煤瀝青可分離為：油分、軟樹脂、硬樹脂和游離碳等四個(gè)組分。油份又可以分離為中性油、酚、萘和蒽。1.游離碳

游離碳又稱自由碳，是高分子有機(jī)化合物的固態(tài)碳質(zhì)微粒，不容于任何有機(jī)溶劑。加熱不容物質(zhì)高溫分解。煤瀝青的游離碳含量增加，可提高其粘度和溫度的的穩(wěn)定性。但隨著游離碳含量的增加。氣低溫脆性也增加。2.樹脂樹脂為環(huán)心含氧碳?xì)浠衔?。分為硬樹脂（類似石油瀝青中的瀝青質(zhì)）及軟樹脂。3.油分

油分是液態(tài)碳?xì)浠衔?，與其它組分相比較，是最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)物質(zhì)。

除了上述基本組分外，煤瀝青的油分中還有萘，蒽和酚等。萘和蒽能溶解于油分中，在含量較高或者低溫時(shí)能成固態(tài)晶體析出，影響煤瀝青的低溫變形能力。酚為苯環(huán)中含羥物質(zhì)，能溶于水，且易被氧化。煤瀝青中酚，萘和水均為有害物質(zhì)，其含量必須加以限制。

道路煤瀝青各化學(xué)組含量大致范圍如表所示：

組分名稱油分軟樹脂硬樹脂游離碳酚萘蒽化學(xué)組成含量60~8010~155~102~25<5<7<10二、煤瀝青的技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)要求

1.煤瀝青的技術(shù)性質(zhì)2.煤瀝青的技術(shù)標(biāo)志1.煤瀝青的技術(shù)性質(zhì)煤瀝青和石油瀝青相比，在技術(shù)性質(zhì)上有以下差異。

（1）煤瀝青的溫度穩(wěn)定性較低煤瀝青是較粗的分散系，其中軟熟知的溫度敏感性較高，所以煤瀝青受熱易軟化。因此加熱溫度和時(shí)間都要嚴(yán)格控制，更不易反復(fù)加熱，否則易引起性質(zhì)的急劇惡化。

（2）煤瀝青與礦物集料的粘附性較好在煤瀝青的組成中含有較多的極性物質(zhì)，它賦予了煤瀝青較高的表面活性，它與礦質(zhì)集料有著較好的粘附性。

（3）氣候穩(wěn)定性較差

煤瀝青的化學(xué)組成中含有較高含量的不飽和芳香烴，氣候穩(wěn)定性較差。（4）煤瀝青含有對(duì)人體有害成分較多，不宜用于城市道路和路面面層。2.煤瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)煤瀝青有粘度、蒸餾實(shí)驗(yàn)餾出量、含水量、甲苯不容物含量、萘含量、焦油酸含量等技術(shù)指標(biāo)。道路有煤瀝青代號(hào)T，根據(jù)道路標(biāo)準(zhǔn)粘度分為九個(gè)標(biāo)號(hào)，常用標(biāo)號(hào)T-7、T-8和T-9.道路用煤瀝青的質(zhì)量應(yīng)符合表2-20的規(guī)定。序號(hào)項(xiàng)目標(biāo)號(hào)

T-1T-2T-3T-4T-5T-6T-7T-8T-91粘度（s）C30,5

5~2526~70C30,10

5~2021~5051~120121~200C50,10

10~7576~200C60,10

25～652蒸餾試驗(yàn)餾出量（％）170℃前＜3＜3＜3＜2＜1.5＜1.5＜1.0＜1.0＜1.0270℃前＜20＜20＜20＜15＜15＜15＜10＜10＜10300℃前5～1515～35＜30＜30＜25＜25＜20＜20＜153300℃蒸餾殘?jiān)浕c(diǎn)（環(huán)球法）℃30~4530~4535～6535～6535～6535～6535~7035~7035~704水份（％）＜3.0＜3.0＜1.0＜1.0＜1.0＜0.5＜0.5＜0.5＜0.55甲苯不溶物（％）＜20＜20＜20＜20＜20＜20＜20＜20＜206含萘量（％）＜5

＜5

＜5

＜4＜4＜3.5＜3＜2＜27焦油酸含量（％）＜4