沥青的介绍、分类、标准、用途

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1.5
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≮ 60
≮ 80 ≮98
≮ 100
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－
≮99
石油沥青牌号的简易判断方法见表。 石油沥青牌号的简易判断方法 牌号 140~100 质软 简易鉴别方法 牌号 60 简易鉴别方法 用铁锤敲，不碎，只变形
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30
用铁锤敲， 变成较大的碎块
用铁锤敲，变成较小的碎 10 块
石油沥青的选用
选用石油沥青时应根据工程性质（房屋、道路、防腐）、当地气候条件、所处工程部位 （层面、地下）等因素来综合考虑。由于高牌号沥青比低牌号沥青含油分多、抗老化能力 强，故在满足要求的前提下，应尽量选用牌号高的石油沥青，以保证有较长的使用年限。 1）道路石油沥青 道路石油沥青又分为重交通石油沥青、中轻交通石油沥青、乳化石 油沥青、液体石油沥青和改性沥青等。道路工程中选用沥青材料应考虑交通量和气候特点。 南方高温地区宜选用高粘度的石油沥青，以保证夏季沥青路面具有足够的稳定性，不出现 车辙等；而北方寒冷地区宜选用低粘度的石油沥青，以保证沥青路面在低温下仍具有一定 的变形能力，避免出现开裂。 2） 建筑石油沥青 建筑石油沥青针入度较小（粘性较大）、软化点较高（耐热性较好）， 但延伸度较小（塑性较小），主要用作制造油纸、油毡、防水涂料和沥青嵌缝膏等。它们 绝大部分用于建筑屋面工程、地下防水工程、沟槽防水、防腐蚀工程及管道防腐工程等。 使用时制成的沥青胶膜较厚，增大了对温度的敏感性；同时黑色沥青表面又是好的吸热体， 一般同一地区沥青屋面的表面温度比其他材料的都高；沥青屋面达到的表面温度比当地最 高气温高 25℃~30℃。 为避免夏季流淌， 一般屋面用沥青材料的软化点还应比本地区屋面最 高温度高 20℃~25℃，可选用 10 号或 30 号石油沥青。例如武汉、长沙地区沥青屋面温度约 达 68℃，选用沥青的软化点应在 90℃左右，低了夏季易流淌；但也不宜过高，否则冬季低 温易硬脆、甚至开裂。一些不易受温度影响的部位、或气温较低的地区，如地下防水防潮 层等，可选用牌号较高的沥青，如 60 号或 100 号沥青。所以，选用石油沥青时要根据地区、 工程环境及要求而定。 3）普通石油沥青 普通石油沥青的含蜡量高达 20％~30％。当沥青温度达到软化点时， 容易产生流淌现象；沥青中石蜡的渗透还会使得沥青粘结层的耐热性和粘结力降低。故在 工程中一般不宜采用普通石油沥青。
石油沥青的组成与结构
1.元素组成 石油沥青是由多种碳氢化合物及非金属（氧、硫、氮）衍生物组成的混合物，其元素 组成主要是碳（80％~87%） 、氢（10％~15%） ；其余是非烃元素，如氧、硫、氮等（＜3%） ； 此外，还含有一些微量的金属元素。 2.组分组成 通常将沥青分离为化学性质相近、与其工程性能有一定联系的几个化学成分组，这些 组就称为“组分” 。我国现行规程中有三组分分析法和四组分两种分析法两种。 石油沥青的三组分分析法将石油沥青分离为油分、树脂和沥青质三个组分。 1）油分 为淡黄色透明液体，赋予沥青流动性，油分含量的多少直接影响着沥青的柔 软性、抗裂性及施工难度。我国国产沥青在油分中往往含有蜡，在分析时还应将油、蜡分 离。蜡的存在会使沥青材料在高温时变软，产生流淌现象；在低温时会使沥青变得脆硬， 从而造成开裂。由于蜡是有害成分，故常采用脱蜡的方法以改善沥青的性能。 2）树脂 为红褐色粘稠半固体，温度敏感性高，熔点低于 100℃，包括中性树脂和酸 性树脂。中性树脂使沥青具有一定塑性、可流动性和粘结性，其含量增加，沥青的粘结力 和延伸性增加；酸性树脂含量不多，但活性大，可以改善沥青与其它材料的浸润性、提高 沥青的可乳化性。 3）沥青质 为深褐色固体微粒，加热不熔化，它决定着沥青的粘结力、粘度和温度稳 定性，以及沥青的硬度、软化点等。沥青质含量增加时，沥青的粘度和粘结力增加，硬度 和温度稳定性提高。
（公式 6-1） （公式 6-2）
蒸发损失百分率愈小，蒸发后针人度比愈大，则表示沥青大气稳定性越好，沥青耐久性 越高。 5、安全性 闪点（也称闪火点）是指沥青加热挥发出可燃气体，与火焰接触闪火时的最低温度。 燃点（也称着火点）是指沥青加热挥发出的可燃气体和空气混合，与火焰接触能持续燃 烧时的最低温度。 闪点和燃点的高低表明沥青引起火灾或爆炸的可能性的大小，它关系到运输、储存和加 热使用等方面的安全。例如，建筑石油沥青闪点约 230℃．在熬制时—般温度为 185～200 ℃，为安全起见，沥青还应与火焰隔离。
石油沥青的技术性质
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1、粘滞性 粘滞性是反映沥青材料内部阻碍其相对流动的一种特性。各种石油沥青粘滞性的变化 范围很大，与沥青组分和温度有关。粘度是反映沥青粘滞性的指标，是沥青最重要的技术 性质指标之—，是沥青等级（标号）划分的主要依据。测定沥青相对粘度的主要方法有标 准粘度计法和针入度法。 1）标准粘度计法 该法适用于液体石油沥青、较稀的石油沥青、煤沥青、乳化沥青等的粘度测定。标准 粘度是在规定温度（20℃、25℃、30℃或 60℃）条件下，规定直径（3mm、4mm、5mm 或 t 10mm）的孔口流出 50cm3 沥青所需的时间秒数，常用符号“ C d T ”表示，其中 t 为试样温 度、d 为流孔直径、T 为流出 50cm3 沥青所需的时间。按上述方法，在相同温度和相同流孔 的条件下，流出时间越长，表示沥青粘度越大。 2）针入度法 该法适用于粘稠（固体、半固体）石油沥青的粘度测定。在规定温度 25℃下，以规定 重量 100g 的标准针、经历规定时间 5s 贯入试样中的深度（以 l／10mm 为单位）来表示， 。 针入度值反映了沥青抵抗剪切变形的能力， 其值越大， 表示沥青越软、 符号为 P（25℃，100g，5s） 粘度越小。 2、感温性 感温性是指沥青的粘滞性和塑性随着温度升降而变化的性能。当温度升高时，沥青由 固态或半固态逐渐软化，发生象液体一样的粘性流动，称为粘滞流动状态；与此相反，当 温度降低时，沥青又逐渐由粘流态凝固为固态、甚至变硬变脆。工程要求沥青随着温度变 化而产生的粘滞性及塑性变化的幅度应较小，即感温性应较小。建筑工程中宜选用温度敏 感性较小的沥青。评价沥青感温性的指标很多，常用的是软化点和针入度指数。 （1）软化点 我国现行试验法是采用环与球法软化点。 将沥青试样注于内径为 18.9mm 的铜环中， 环 上置一重 3.5g 的钢球，在规定的加热速度（5℃/min）下进行加热，沥青试样逐渐软化，直 至在钢球自重作用下，使沥青下坠 25.4mm 时的温度称为软化点，符号为 TR&B。软化点越 低，表明沥青在高温下的体积稳定性和承受荷载的能力越差。 （2）针入度指数 仅凭软化点来反应沥青性能随温度变化的规律并不全面，目前用来反映沥青感温性的 常用指标是针入度指数（PI） ，按下式计算确定。 30 PI 10 lg800 lg P(25C ,100 g ,5 s ) 1 50 TR& B 25 式中 P（25℃，100g，5s）——在 25℃、100g、5s 条件下测定的针入度值（1/10mm） ； TR&B——环球法测定的软化点（℃） 。 沥青针入度指数的范围是－10~20。针入度指数不仅可以用来评价沥青的感温性，同时 也可以来判断沥青的胶体结构：当 PI＜－2 时，沥青属于溶胶型结构；当 PI＞2 时，沥青属
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T2——较硬石油沥青软化点（℃）； T3——掺配后的石油沥青软化点（℃）。
煤沥青
煤沥青是由煤干馏的产品（煤焦油）经再加工而获得的。根据其在工程中应用要求的不 同，按稠度可分为软煤沥青（液体、半固体）和硬煤沥青（固体）两大类。 煤沥青是由芳香族碳氢化合物及其氧、 硫、 碳的衍生物所组成的混合物， 主要元素为 C、 H、O、S 和 N，煤沥青元素组成的特点是“碳氢比”较石油沥青大得多。煤沥青化学组分 的分析方法与石油沥青相似，可分离为：油分、软树脂、硬树脂、游离碳 C1 和游离碳 C2 五个组分；其中油分中含有萘、蒽、酚等有害物质，对其含量必须加以限制。 煤沥青与石油沥青相比，在技术性质上存在下列差异：温度稳定性较低；与矿质集料的 粘附性较好；气候稳定性较差，老化快；耐腐蚀性强，可用于木材等的表面防腐处理等。 煤沥青的技术指标主要包括：粘度、蒸馏试验、含水量、甲苯不溶物含量、萘含量、酚含 量等。其中，粘度表示了煤沥青的粘结性，是评价煤沥青质量最主要的指标，也是划分煤 沥青等级的依据，其测试方法与石油沥青类似。 煤沥青的主要技术性质都比石油沥青差，在建筑工程上较少使用；但其抗腐性能好，故 适用于地下防水层或作防腐材料等。 煤沥青与石油沥青的简便鉴别方法见表。 煤沥青与石油沥青的鉴别 鉴别方法 密度 燃烧 捶击 颜色 溶解 石油沥青 1.0×103kg/m3 左右 烟少、无色、有松香味、无毒 声哑、有弹性、韧性好 呈亮黑褐色 易溶于煤油或汽油中，溶液呈棕黑色 煤沥青 （1.25~1.28）×103kg/m3 烟多、黄色、臭味大、有毒 声脆、韧性差 呈浓黑色 难溶于煤油或汽油中，溶液呈黄绿色
表 6–1
石油沥青技术标准
建筑石油 普通石油沥青 沥青 100 乙 60 甲 60 30 甲 乙 10 75 65 55
道路石油沥青 质量指标 100 200 针入度（25 ℃,100g,5s） （0.1mm） 延度（25 ℃,5cm/min） （cm） ，≮ 软化点 （环球法） 30~45 （℃） 溶解度（三氯乙 ≮99 烯或苯） ， （%） 质量 损失 簿膜加热 （%） 试验 （163 针入 ℃,5h） 度比 （%） 闪点（℃） ≮180 ≮200 ≮230 ≮230 ≮230 ≮230 ≮99 ≮99 ≯50 ≯60 ≯60 ≯65 ≯65 ≯70 ≯70 ≯65 ≯1 ≯1 ≮99.5 35~45 38~48 42~52 42~52 45~55 45~55 ≮70 ≮95 － 100 100 90 60 70 40 3 1.5 201~300 161~200 121~160 91~120 81~120 51~80 41~80 25~40 10~25 180 140
沥青的掺配
当某一牌号的石油沥青不能满足工程技术要求时，可采用两种品牌的石油沥青进行掺 配。在掺配时，为了防止掺配后沥青胶体结构的破坏，应选用同产源的沥青，即同属石油 沥青或同属煤沥青；但根据工程需要，有时也可以将建筑石油沥青与道路石油沥青掺合使 用。两种沥青掺配的比例可用下式估算。