[注册结构专业基础]沥青及木材讲义.doc

PAGE PAGE 9页 第六节 沥青 一、沥青材料 沥青是多种碳氢化合物与氧、硫、氮等非金属衍生物的混合物,在常温下呈固体、半固体或粘性液体,颜色为黑色或黑褐色,具有不透水、不吸水、不导电、耐腐蚀、良好的韧性和抗冲击性等一系列优点,并具有热软冷硬的特性,广泛用作防水、防潮和防腐材料。 沥青材料包括天然沥青和煤焦油沥青等等,其中以石油沥青最为普遍。 (一)石油沥青 石油沥青是石油原油经过提炼后的残留物,可分为建筑石油沥青、道路石油沥青和普通石油沥青三种。建筑工程中主要使用建筑石油沥青和道路石油沥青制成各种防水材料或在施工现场直接配制使用。 1.石油沥青的组分 石油渐青的主要组分是油分、树脂和地沥青质。 (1)油分油分为淡黄色至红褐色的油状液体,是沥青中分子量最小和密度最小的组分,密度介于0. 7g/cm3 ~ 19/cm3之间。油分赋予沥青以流动性。 (2)树脂(沥青脂胶)沥青脂胶为黄色至黑褐色粘稠状物质(半固体) ,分子量比 油分大( 600 ~ 1000) ,密度为1.0g/cm3~1.1g/cm3。沥青脂胶中绝大部分属于中性树脂。它赋予沥青以良好的粘结性、塑性和可流动性。中性树脂含量增加,石油沥青的延度和粘结力等品质愈好。 (3)地沥青质(沥青质)地沥青质为深褐色至黑色固态无定形物质(固体粉末) 分子量比树脂更大( 1000以上) ,密度大于19/cm3,地沥青质是决定石油沥青温度敏感性、粘性的重要组成部分,其含量愈多,则软化点愈高,粘性愈大,即愈硬脆。 另外,石油沥青中还含2%~3%的沥青碳和似碳物,为无定形的黑色固体粉末, 是在高温裂化、过度加热或深度氧化过程中脱氢而生成的,是石油沥青中分子量最大的。它降低石油沥青的粘结力。 石油沥青中还含有蜡,它会降低石油沥青的粘结性和塑性,同时对温度特别敏感( 温度稳定性差)。所以蜡是石油沥青的有害成分。蜡存在于石油沥青的油分中,它们都是烷烃。油和蜡的区别在于物理状态不同,一般讲,油是液体烷烃,蜡为固态烷烃(片状、带状或针状晶体)。 沥青中的油分和树脂能浸润沥青质。沥青的结构是以地沥青质为核心,周围吸附部分树脂和油分,构成胶团,无数胶团分散在油分中形成胶体结构。 2.技术性能 (1)黏滞性(黏性) 石油沥青的黏滞性是反映材料内部阻碍其相对流动的一种特性,是划分沥青牌号的主要性能指标。 沥青的黏滞性与其组分及所处的温度有关。当地沥青质含量较高、又有适量的树脂、且油分含量较少时,黏滞性较大。在一定的温度范围内,当温度升高,黏滞性随之降低，反之则增大。 建筑工程中多采用针入度来表示石油沥青的黏滞性,其数值越小,表明黏度越大,沥青越硬。 针入度是以250C时 (2)塑性 塑性是指石油沥青受外力作用时产生变形而不破坏,除去外力后仍保持变形后形状性质,它是石油沥青的主要性能之一。 石油沥青的塑性用延度表示。延度越大,塑性越好,柔性和抗断裂性越好。 延度是将沥青试样制成∞字形标准试件,在25t水中以5cm/min的速度拉伸,直至试件断裂时的伸长值,以"cm"为单位。 (3 )温度稳定性 温度稳定性是指石油沥青的黏滞性和塑性随温度升降而变化的性能,是沥青的重要指标之一。 在工程中使用的沥青,要求有较好的温度稳定性,否则容易发生沥青材料夏季流淌或冬季变脆甚至开裂等现象,使防水层失效。 通常用软化点来表示石油沥青的温度稳定性,即沥青受热由固态转变为具有一定流动态时的温度。软化点越高,表明沥青的耐热性越好,即温度稳定性越好。 沥青的软化点不能太低,不然夏季易融化发软;但也不能太高,否则不易施工,品质太硬，冬季易发生脆裂现象。 (4 )大气稳定性 大气稳定性是指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等因素的长期综合作用下抵抗老化性能: 在阳光、空气和热的综合作用下,沥青各组分会不断递变。低分子化合物将逐步转变成高分子物质,即油分和树脂逐渐减少,而地沥青质逐渐增多。实验发现,树脂转变为地沥青质比油分变为树脂的速度快很多(约50%)。因此,使石油沥青随着时间的进展而流动性和塑性逐渐减小,硬脆性逐渐增大,直至脆裂。这个过程称为石油沥青的"老化"。 所以，大气稳定性可以抗"老化"性能来说明。 石油沥青的大气稳定性常以蒸发损失和蒸发后针入度比来评定。其测定方法是:先测定青试样的重量及其针入度,然后将试样置于加热损失试验专用的烘箱中,在l600C 此外,为评定沥青的品质和保证施工安全,还应当了解石油沥青的溶解度、闪点和燃点。 溶解度是指石油沥青在三氯乙烯、四氯化碳或苯中溶解的百分率,它表示石油沥青中有效物质的含量,即纯净程度。那些不溶解的物质会降低沥青的性能(如粘性等) ,应把 物视为有害物质(如沥青碳或似碳物)而加以限制。 闪点(也称闪火点)是指加热