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土木工程材料沥青及木材.pptx

粘滞性应以绝对粘度表示,但因其测定方法较复杂,故 工程中常用相对粘度(条件粘度)来表示粘滞性,对于粘稠( 半固体或固体)的石油沥青用针入度表示,对液体石油沥青 则用标准粘度表示。
第7章 沥青及沥青混合料
❖ 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。粘稠石油沥青的针入度是在规定温度 (25℃)条件下,以规定重量(100g)的标准针,在规定时间(5s) 内贯入试样中的深度表示,单位以1/10mm计。 ❖标准粘度是将一定量的液体沥青,在某温度下经一定直径
第7章 沥青及沥青混合料
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,则会产生温度不太高 (60℃左右)时就发生流淌,在温度较低时又易变硬开裂。
温度敏感性以软化点指标表示。软化点是人为规定的沥青 从固态转变到粘流态时的温度。沥青软化点一般采用环球法测 定。它是把沥青试样装入规定尺寸的铜环内,试样上放置一标 准钢球,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(℃)计。
第7章 沥青及沥青混合料
沥青在建筑、公路、桥梁等工程中有着 广泛的应用,主要用于生产防水材料和 铺筑沥青路面、机场道面。
第7章 沥青及沥青混合料
§7.1 沥青材料
7.1.1 石油沥青
石油沥青是石油原油经蒸馏等提炼出各种轻质油及润 滑油以后的残留物,或再经加工而得的产品。它是一种有 机胶凝材料,在常温下呈固体、半固体或粘性液体,颜色 为褐色或黑褐色。采用不同产地的原油及不同的提炼加工 方式,可以得到组成、性质各异的多种石油沥青品种。按 用途不同将石油沥青分为道路石油沥青、建筑石油沥青、 防水、防潮石油沥青和普通石油沥青。
第7章 沥青及沥青混合料
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,在石油沥青中,油分的含 量为40%一60%。油分赋予沥青以流动性。
2) 树脂:树脂又称脂胶,为黄色至黑褐色半固体粘稠 物质,分子量比油分大,沥青脂胶中绝大部分属于中性树脂。 中性树脂含量增加,石油沥青的延度和粘结力等性能愈好。 另外,树脂中还含有少量酸性树脂。它改善了石油沥青对矿 物材料的浸润性。在石油沥青中,树脂的含量为15%一30%, 它使石油沥青具有良好的塑性和粘结性。
第7章 沥青及沥青混合料
(2)石油沥青的胶体结构
石油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而形成胶体结 构。在这个分散体系中,分散相为吸附部分树脂的地沥青质, 分散介质为溶有树脂的油分。在胶体结构中,从地沥青质到 油分是均匀地逐步递变的,并无明显界面。
第7章 沥青及沥青混合料
(2)粘滞性(粘性、稠度)
石油沥青的粘滞性是反映沥青材料内部阻碍其相对流 动的一种特性,是沥青材料软硬、稀稠程度的反映。粘滞性 的大小与其组分及温度有关。当地沥青质含量较高,同时又 有适量树脂,而油分含量较少时,则粘滞性较大;在一定温 度范围内,当温度升高时,则粘滞性随之降低,反之则增大。
第7章 沥青及沥青混合料
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。延度也是 石油沥青的重要技术指标之一。
第7章 沥青及沥青混合料
(4)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。当温度升高时,沥青由固态或半固态逐渐 软化,产生粘性流动,称为粘流态。与此相反,随温度降低 又逐渐由粘流态凝固为固态,甚至变硬变脆,成为玻璃态。 建筑工程要求沥青随温度变化时,其粘滞性及塑性变化幅度 应较小,即宜选用温度稳定性较高的沥青。
第7章 沥青及沥青混合料
1. 石油沥青的组成与结构
(1)石油沥青的组分
石油沥青是由多种高分子碳氢化合物及其非金属(主要 为氧、硫、氮等)衍生物组成的复杂混合物。因为沥青的化学 组成复杂,对组成进行分析很困难,且其化学组成也不能反 映出沥青性质的差异,所以一般不作沥青的化学分析。通常 从使用角度出发,将沥青中按化学成分和物理力学性质相近 的成分划分为若干个组,这些组就称为“组丛”或“组分”。 在沥青中各组丛含量的多寡与沥青的技术性质有着直接的关 系。
第7章 沥青及沥青混合料
3) 地沥青质
地沥青质为深褐色至黑色固态无定形的超细颗粒固体 粉末,分子量比树脂更大。地沥青质是决定石油沥青温度敏 感性和粘性的重要组分。沥青中地沥青质含量在10%一30%。 其含量愈多,则软化点愈高,粘性愈大,也愈硬脆。
此外,石油沥青中还含2%一3%的沥青碳和似碳物,为 无定形的黑色固体粉末,是石油沥青中分子量最大者。它会 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(即温度稳定 性差)。
的小孔流出50cm3所需的时间,以秒表示。常用符号“CtdT ”
表示粘滞度,其中d为小孔直径(mm),t为试样温度,T为流 出50cm3沥青的时间。d有10、5、3(mm)三种,t通常为20、 25、30或60℃。
第7章 沥青及沥青混合料
(3) 形而不破坏,除去 外力后,仍能保持变形后的形状的性质。石油沥青的塑性与 其组丛、温度及沥青膜层有关,当其中树脂含量较多,且其 它组丛含量又适当时,则塑性较好;温度升高,则塑性增大; 当膜层增厚,塑性也增大。在常温下,塑性较好的沥青在产 生裂缝时,也可能由于特有的粘塑性而自行愈合,故塑性也 反映了沥青开裂后的自愈能力。沥青的塑性对冲击振动荷载 有—定吸收能力,并能减少摩擦时的噪声,故沥青是一种优 良的道路路面材料。
2. 石油沥青的技术性质
第7章 沥青及沥青混合料
(1)防水性 石油沥青是憎水性材料,几乎完全不溶于水,而且本身 构造致密,并与矿物材料表面有很好的粘结力,能紧密粘附 于矿物材料表面,同时,它还具有一定的塑性,能适应材料 或构件的变形,所以石油沥青具有良好的防水性,故广泛用 作土木工程的防潮、防水材料。
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