石油沥青

学习目标:
【了解】煤沥青和改性沥青的性能及特点， 防水材料发展方向 【熟悉】掌握石油沥青的分类、组成、主要 性质及应用 【掌握】常用防水卷材、密封卷材、防水涂 料的分类、主要成分： 高分子的碳氢化合物及其非金属衍生物 外观与性状： 褐色或黑褐色 呈固体、半固体、液体状 溶解性：不溶于水，不溶于丙酮、乙醚、 稀乙醇，溶于二硫化碳、四氯化碳等
81~AH-130
120~140 100
AH-110 100~120 41~80 100
60~80 41~80 100 100
120 120 延度（5cm/min, 15℃） ，cm，
不小于 软化点（环球法）℃， 不小于
80
软化点（环球
固定支架 活动支 架
100 100 30~45 35~45 38~48 99.0 99.0 99.0
二、石油沥青的技术性质
2、塑性 石油沥青的塑性用延度表示。延度愈大， 塑性愈好。延度测定是把沥青制成“８” 字形标准试件，置于延度仪内25℃水中， 以 5cm／min的速度拉伸，用拉断时的伸长 度来表示，单位用cm计。
二、石油沥青的技术性质
3、温度敏感性
温度敏感性是指石油沥青的粘滞性和塑性随温 度升降而变化的性能。由于沥青是一种高分子非 晶态热塑性物质，故没有一定的熔点。 沥青在外力作用下变形的实质是由分子运动产 生的。
40~50
41~51
42~52
44~54
45~55
80 闪点（开口）
℃，不低于 含腊量（蒸馏法） %，不大于
60
60
230
40
3
溶解度 （三氯乙烯）%，不 小于
99.0
法）℃，不小于 溶解度 （三氯 乙烯）%不小于 蒸发损失（163 ℃，5ｈ）%， 不大于 蒸发后针入度 比，%，不小于
42~52
42~52
二、石油沥青的技术性质
工程上，液体石油沥青的黏滞性用粘度指 标表示，他表示液体沥青在流动时的内部 阻力。 半固体和固体沥青的粘性用针入度表示， 反映石油沥青抵抗剪切变形的能力。 黏度和针入度是划分沥青牌号的主要指标。
粘稠石油沥青的针入度是在规定温度 （25℃）条件下，以规定质量（100ｇ）的 标准针，在规定时间（５s）内贯入试样中 的深度来表示，单位以1/10mm计。针入度 反映了石油沥青抵抗剪切变形的能力。针 入度值越小，表明粘度越大。
表 7-1 重交通道路石油沥青的技术要求（GB50092-1996） 项目
安装应注意的问题
标号 AH-130 AH-110 100~120 AH-90 80~100 AH-70 60~80 AH-50 40~60
• 配管时，所有管道均 120~140 应以法兰连接或活头 0.1mm 延度（5cm/min, 15℃） ，cm， 与水箱连接，以便于 100 不小于 拆卸。 软化点（环球法）℃， 40~50 • 水箱外表面应做防腐 不小于 •闪点（开口） 水箱安装应做满水试 ℃，不低于 验和水压试验
一、石油沥青的组分与结构
• （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0.7～1.0 ｇ／cm3之间。在170°Ｃ较长时间加 热，油分可以挥发。油分能溶于石油 醚、二硫化碳、三氯甲烷、苯、四氧 化碳和丙酮等有机溶剂中，但不溶于 酒精。油分赋予沥青以流动性。
沥青
建筑上用途：用作防水、防潮、防腐蚀材 料，用于屋面、地下防水工程。
缺点：温度变化会显著影响沥青的状态和 性能。
沥青的分类
天然沥青 固体石油沥青 半固体石油沥青 石油沥青 液体石油沥青
地沥青
沥 青
焦油沥青
低温煤沥青 页岩沥青 中温煤沥青 煤沥青 高温煤沥青
8.1石油沥青
一、石油沥青的组分与结构
四、石油沥青的掺配与稀释
当不能获得合适牌号的沥青时，可采用两种牌号 的石油沥青掺配使用，但不能与煤沥青相掺。两 种石油沥青的掺配比例可用下式估算：
• 式中 • • • • Ｑ1——较软石油沥青用量（％）； Ｑ2——较硬石油沥青用量（％）； Ｔ——掺配后的石油沥青软化点（℃）； Ｔ1——较软石油沥青软化点（℃）； Ｔ2——较硬石油沥青软化点（℃）。
流动性 塑性和粘结性 耐热性、粘性、脆性
8.1石油沥青
石油沥青的老化： 石油沥青在热、阳光、空气、水等外界因 素的作用下，各组分不断递变，低分子质量 化合物 · 高分子化合物，油份、树脂 地沥青质 流动性、塑性 硬脆性 断裂。 老化缩短了沥青的使用寿命，劣化了使 用效果。
（1）溶胶型结构 油份和树脂较多，胶团外膜较厚，胶团 之间运动相对自由。 特点： 流动性和塑性好，开裂后自行愈合能力 较强，但温度稳定性较差。
（2）凝胶型结构 油份和树脂较少，胶团涂层较薄，胶团 彼此聚集，相互吸引力大，胶团间相互移 动较困难。 特点： 弹性和黏性好，温度稳定性较好，但流 动性和塑性低。
（3）溶凝胶型结构 地沥青质较多 特点： 介于溶胶型和凝胶型之间。
二、石油沥青的技术性质
二、石油沥青的技术性质
1、粘性 粘性是指在外力的作用下，石油沥青抵抗 变形的能力。与组分和温度有关。 一般随地质青质含量增大而增大，随温度 升高而降低。 黏滞性是划分沥青牌号的主要技术指标。
二、石油沥青的技术性质
• 另外，沥青的脆点是反映温度敏感性的另 一个指标，它是指沥青从高弹态转到玻璃 态过程中的某一规定状态的相应温度，该 指标主要反映沥青的低温变形能力。寒冷 地区应用的沥青应考虑沥青的脆点。沥青 的软化点愈高，脆点愈低，则沥青的温度 敏感性越小。
二、石油沥青的技术性质
3、大气稳定性 石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等大气因素 的长期综合作用下抵抗老化的性能，称为大气稳 定性。也是沥青材料的耐久性。 在大气因素的综合作用下，沥青中各组分会发 生不断递变，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。石油沥青随着时间的进展，流动性和塑性 将逐渐减小，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 即为沥青抵抗老化的性能。
针入度（25℃，100ｇ，5s） 含腊量（蒸馏法） %，不大于 溶解度 （三氯乙烯）%，不 小于
100
100
100
80
41~51
42~52
44~54
45~55
230
3
99.0
表 7-2 道路石油沥青的技术指标要求（GB50092-2000）
项目 A-200
四、支架安装
A-100 A-180 A-140 甲 A-100 乙 A-60 甲 A-60 乙
（随着温度升高）
二、石油沥青的技术性质
• 建筑工程中宜选用温度敏感性较高的沥青。 • 一般来说，温度敏感性取决于沥青的组合 和掺入沥青中的矿物杂质。石油沥青中地 沥青质含量较多时，其温度敏感性较小。 在工程中使用时往往加入滑石粉、石灰石 粉等矿物填料，以减小其温度敏感性。沥 青中含蜡量较多时，则会产生温度较高 （60℃左右）时就发生流淌，在温度较低 时又易变硬开裂。
• 起动前应先往泵里灌满水，起动后旋转的叶轮带 动泵里的水高速旋转，水作离心运动，向外甩出 并被压入出水管。水被甩出后，叶轮附近的压强 减小，在转轴附近就形成一个低压区。这里的压 强比大气压低得多，外面的水就在大气压的作用 下，冲开底阀从进水管进入泵内。冲进来的水在 随叶轮高速旋转中又被甩出，并压入出水管。叶 轮在动力机带动下不断高速旋转，水就源源不断 地从低处被抽到高处。
三、石油沥青选用
• 为避免夏季流淌，屋面用沥青材料的软化点还应 比当地气温下屋面可能达到的最高温度高20℃以 上。但软化点也不宜选择过高，否则冬季低温易 发生硬脆甚至开裂。对一些不易受温度影响的部 位，可选用牌号较大的沥青。 • 普通石油沥青含蜡较多，其一般含量大于5％，有 的高达20％以上（称多蜡石油沥青），因而温度 敏感性大，故在工程中不直单独使用，只能与其 他种类石油沥青掺配使用。
（
二、石油沥青的技术性质
石油沥青的大气稳定性以加热蒸发损失百分 率和加热前后针入度比来评定。其测定方法是： 先测定沥青试样的质量及其针入度，然后将试样 置于烘箱中，在160℃下加热蒸发５h,，待冷却后 再测定其质量及针入度。计算出蒸发损失质量占 原质量的百分数，称为蒸发损失百分率；测得蒸 发后针入度占原针入度的百分数，称为蒸发后针 入度比。蒸发损失百分数愈小和蒸发后针入度比 愈大，则表示沥青的大气稳定性愈好，即‘老化” 愈慢。
二、石油沥青的技术性质
衡量指标：软化点
由于沥青材料从固态至液态有一定的变态间 隔，故规定以其中某一状态作为从固态转变到粘 流态的起点，相应的温度则称为沥青的软化点。 沥青软化点一般采用‘环与球法’测定。它是把 沥青试样装入规定尺寸（直径15.88mm，高６mm） 的铜环内，试样上放置一标准钢球（直径9.53mm， 质量3.5ｇ），浸入水或甘油中，以规定的速度升 温（５℃／min），当沥青软化下垂至规定距离 （25.4mm）时的温度即为其软化点，以摄氏度 （℃）计。
一、石油沥青的组分与结构
• (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1.0～1.1g／cm3。沥青脂胶中绝大部分属于中性树脂。 中性树脂能溶于三氯甲烷、汽油和苯等有机溶剂，但在酒 精和丙酮中难溶解或溶解度很低，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。另外，沥青树脂中还含有少量 的酸性树脂，即地沥青酸和地沥青酸酐，是沥青中的表面 活性物质。它改善了石油沥青对矿物材料的浸润性，特别 是提高了对碳酸盐类岩石的粘附性，并有利于石油沥青的 可乳化性。沥青脂胶使石油沥青具有良好的塑性和粘结性。
二、石油沥青的技术性质
以上四种性质是石油沥青材料的主要性质， 前三项是划分石油沥青牌号的依据。此外， 为评定沥青的品质和保证施工安全，还应 了解石油沥青的溶解度、闪点和燃点等性 质。