土木工程材料教案6.ppt

《土木工程材料》教案第五章 黑龙江工程学院 土木工程系 孙凌 主要内容：石油沥青的生产工艺 石油沥青的组成和结构 石灰的技术性质 重点内容：石油沥青的组成和结构 石油沥青的三大指标 难 点：石油沥青的组分分析 石油沥青的胶体结构 石油沥青的三大指标 要 求 ：掌握石油沥青的组成和结构 　　 掌握石油沥青的技术性质 参考资料：《土木工程材料》陈志源 《道路建筑材料》严家伋 《道路建筑材料》孙 凌 《沥青及沥青混合料路用性能》 《沥青及沥青混合料试验规程》 5 沥青材料 沥青材料是由一些极其复杂的高分子的碳氢化合物和这些碳氢化合物的非金属（氧、硫，氮）的衍生物所组成的混合物。 沥青材料按其在自然界中的获得方式可分为二大类：地沥青、焦油沥青。 地壳中的石油，在各种自然因素的作用下，经过轻质油分蒸发、氧化和缩聚作用，最后形成的天然产物，称“天然沥青”，石油经各种炼制工艺的加工而得到的沥青产品，称“石油沥青”。 5.1 石油沥青及煤沥青 一、石油沥青的生产工艺概述 １．蒸馏法 直馏沥青，直馏沥青因为仅分馏出一些轻质油品，具化学组分并未发生化学变化，它与氧化沥青相比，温度稳定性和气候稳定性较差。 　 ２.氧化法 　　氧化沥青软化点升高，针人度减小，延度降低。 　 ３．溶剂法 　　溶剂沥青可获得兼具高温稳定性和低温抗裂性。 二、石油沥青的组成和结构 （一）石油沥青的化学组成 （二）石油沥青的化学组分 化学组分 化学组分分析就是将沥青分离为几个化学性质相近，而且与路用性质有一定联系的组，这些组就称为“组分”。 ２．组分分析方法 沥青组分分析的方法， 溶剂法：将沥青分离为油分、树脂和沥青质等三组分。 　　溶剂一吸附法 色谱分析法：三组分、四组分法， 四组分法： 沥青质——沥青中不溶于正庚烷的组分 饱和分——将可溶分（即软沥青质）吸附于氧化铝谱柱上，被正庚烷洗释的组分。　　　　 芳香分——被甲苯洗释的组分。 胶质——甲苯一乙醇洗释的组分。 ３．组分对沥青性质的影响 沥青质和胶质分的含量高，其针人度值较小（稠度较高），软化点较高；饱和分含量高，其针人度值较大（稠度较低），软化点较低；芳香分含量，对针人度、软化点无影响，但极性芳香分含量高，对其粘附性有利；胶质分对其延度贡献较大。 （三）石油沥青的胶体结构 1.胶体结构的形成 沥青的胶体结构是以沥青质为胶核，胶质分被吸附其表面，并逐渐向外扩散形成胶团，胶团再分散于芳香分和饱和分中。 ２．胶体结构类型 溶胶结构——在路用性质上具有较好的自愈性和低温变形能力，但温度感应性较差。 溶一凝胶结构——在路用性能，在高温时具有较低的感温性，低温时又有较好的形变能力。 凝胶结构——在路用性能上，具有较低的温度感应性，但低温变形能力较差。 三、石油沥青的技术性质 （一）粘结性 粘结性是指沥青材料在外力的作用下，沥青粒子产生相互位移时抵抗变形的性能。 针人度（粘稠沥青粘结性的测定方法） 沥青的针人度是在规定温度（２５℃）和时间（５ｓ）内，附加一定重量（１００ｇ）的标准针垂直贯入试样的深度，以０．１ｍｍ表示。 结论：针入度越大，粘结性，针入度是划分沥青标号的重要依据。 ２．粘度（液体沥青粘结性的测定方法） 沥青的标准粘度（简称“粘度”）是试样在规定温度下，自道路沥青标准粘度计规定直径的流孔流出５０ｍｌ所需的时间，以ｓ表示。 针入度测定仪 （二）塑性 塑性是指沥青材料在外力作用下发生变形而不破坏的能力。 目前以沥青的延度指标来反映沥青的塑性。 沥青的延度是规定形状的试样在规定温度下，以一定速度受拉伸至断开时的长度，以厘米表示。 结论：延度越大，沥青的延性越好。 延度测定仪 （三）温度稳定性 １．软化点 软化点。该法是将沥青试样注入规定尺寸的金属环内径（15.9±0.1mm），高（6.4±0.1）mm）内，上置规定尺寸和重量的钢球（直径9.53mm，质量（3.5±0.05）g），放于水（或甘油）中，以（5±0.5）℃／min的速度加热，至钢球下沉达规定距离（25.4mm）时的温度，以℃表示。 结论：软化点越高，温度稳定性越好。 针人度、延度、软化点是评价粘稠石油沥青路用性能最常用的经验指标，所以通称“三大指标”。 软化点测定仪 思考题： 1.我国现行规范采用四组分法将沥青材料划分为哪几个