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文檔簡介
1、瀝青是黑色固體、半固體或粘稠狀物,主要為高分子烴類所組成,完全溶解于二硫化碳??捎刑烊缓腿斯煞N制備方法。一、天然瀝青。地下原油從巖石裂縫滲透到地表,并長期暴露于大氣中,其中所含輕質(zhì)部分蒸發(fā)后殘留物經(jīng)氧化成為天然瀝青,可存在于巖石裂縫、地面或形成湖泊,如著名的特立尼達(dá)湖瀝青(湖瀝青硬度很大,不能拌和瀝青混合料,且資源有限,現(xiàn)僅把將其用作粘稠瀝青材料性能改善的添加料)。二、人工瀝青,即石油瀝青。(1)直餾瀝青。原油經(jīng)常減壓蒸餾法常溫粘稠或半固體的產(chǎn)品。(2)溶劑脫瀝青。減壓渣油經(jīng)溶劑沉淀法常溫固體或半固體的脫油產(chǎn)品。(3)氧化瀝青。減壓渣油經(jīng)吹風(fēng)氧化常溫固體的產(chǎn)品。(4)調(diào)和瀝青。兩種以上不同稠
2、度的瀝青按比例調(diào)配一定稠度的產(chǎn)品。(5)乳化瀝青。將粘稠瀝青加熱至熱熔狀態(tài),經(jīng)機(jī)械強(qiáng)力攪拌作用,使瀝青以細(xì)微液滴狀態(tài)分布在含有乳化劑的水溶液中,成為水包油狀的瀝青乳液。(6)改性瀝青。將基質(zhì)瀝青與一種或數(shù)種改性劑經(jīng)適宜的加工工藝混合物。三、各種石油瀝青的路用性能(1)常壓渣油:通常稠度較低,一般僅能用作透層油,不宜直接用于修筑表面處治和其它更高級的瀝青路面。(2)減壓渣油:稠度較常壓渣油為高,可作為表面處治或貫入式路面用油。(3)直餾瀝青:溫度感應(yīng)性大,高溫穩(wěn)定性差;直餾瀝青的優(yōu)點(diǎn)是低溫性能較好。(4)氧化瀝青:氧化瀝青稠度較高、溫度感應(yīng)性較低,即高溫時(shí)抗變形能力較好,但同時(shí)低溫時(shí)變形能力也較
3、差,但氧化瀝青含蠟量卻變化很少。(5)溶劑脫瀝青:潤滑油原料在煉制高級潤滑油時(shí),用溶劑脫瀝青裝置萃取脫瀝青油后,剩下的瀝青稱為溶劑瀝青。目前溶劑為丙烷、丙-丁烷、丁烷等。如丙烷為溶劑時(shí),得到的瀝青含蠟量大大降低,從而使瀝青路用性能得到改善。(6)改性瀝青:國內(nèi)外普遍使用的道路改性瀝青主要是SBS彈性體改性瀝青、SBR丁苯橡膠改性瀝青以及PE、EVA塑料類改性瀝青,其中SBS具有優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性能、抗疲勞、抗老化和抗水損壞性能,路用性能明顯優(yōu)于其它聚合物改性瀝青,因而在新建的高速公路工程中的基本上均是SBS改性瀝青。(7)乳化瀝青:冷施工,節(jié)約能源,延乳化瀝青的應(yīng)用范圍從路面新建工程
4、到維修工程,使用類型包括表面處治、稀漿封層、貫入式,以及瀝青碎石混合料等所有的瀝青路面類型;還應(yīng)用于瀝青路面封層、透層、粘層,以及瀝青路面的冷再生工藝。優(yōu)點(diǎn):長施工季節(jié);流動(dòng)性好,提高質(zhì)量;節(jié)省瀝青用量,擴(kuò)大骨料來源,擴(kuò)展瀝青路面類型;改善施工條件,減少環(huán)境污染。四、石油瀝青的組成(1)元素組成:碳含量83% 87%,氫含量10%左右,H/C原子比約在1.4 1.6之間。(2)化學(xué)組分:四組分分析法膠質(zhì)極性很強(qiáng),使得膠質(zhì)具有很好的粘附力,影響瀝青膠體結(jié)構(gòu)類型。瀝青質(zhì)影響瀝青流變特性,含量增加硬度變大、針入度變小、軟化點(diǎn)變高。飽和分非極性,與芳香族一起使膠質(zhì)瀝青質(zhì)軟(塑)化,穩(wěn)定膠體體系。芳香族
5、非極性,具有強(qiáng)溶解能力。蠟分高溫熔化粘度降低溫度敏感性增大;低溫析出降低分子間聯(lián)系,低溫延展力降低;減小瀝青與石料親和力與粘附性。五、瀝青膠體結(jié)構(gòu)(1)溶膠型瀝青:瀝青質(zhì)含量不高(10%),分散度高,有牛頓流特性。PI +2粘彈性和溫度穩(wěn)定性好,溫度升高瀝青質(zhì)膠團(tuán)可逐漸解締恢復(fù)至牛頓流態(tài)。(3)溶凝膠型瀝青:介于溶、凝膠型瀝青之間的瀝青膠體結(jié)構(gòu)。2 PI +2六、瀝青的技術(shù)性質(zhì)(1)物理性質(zhì)密度:規(guī)定溫度下(15C)單位體積的質(zhì)量,用D表示。相對密度:規(guī)定溫度下瀝青質(zhì)量與同體積水的質(zhì)量的比值。體膨脹系數(shù):瀝青儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)、填縫密封等,其值越大,夏季易泛油,冬季易開裂。A=(DT1DT2)/ DT1
6、(T1T2) 介電常數(shù):與瀝青對氧、雨、紫外線等的耐老化性有關(guān)。瀝青的介電常數(shù)定義為瀝青作為介質(zhì)時(shí)平行板電容器的電容與真空作為介質(zhì)時(shí)相同平行板電容器的電容。(2)路用性能粘滯性:瀝青材料在外力作用下瀝青粒子產(chǎn)生相互位移時(shí)抵抗剪切變形的能力。反映瀝青的膠結(jié)性能。高溫牛頓粘度公式F=*A*(dv/dy), =/,= dv/dy,=F/A,動(dòng)力粘度(Pa*s)、運(yùn)動(dòng)粘度=/。由于實(shí)際路面瀝青呈粘彈塑性,而非牛頓液體,剪應(yīng)力與剪變率非線性關(guān)系,故引進(jìn)表觀粘度*表示,*=/c,c為瀝青材料的復(fù)合流動(dòng)系數(shù)。瀝青粘度測定方法:A毛細(xì)管法:135運(yùn)動(dòng)粘度T=粘度計(jì)標(biāo)定常數(shù)c *瀝青流經(jīng)規(guī)定體積的時(shí)間tB真空減
7、壓毛細(xì)管法:60動(dòng)力粘度T=粘度計(jì)常數(shù)k*瀝青流經(jīng)規(guī)定體積時(shí)間t直接關(guān)聯(lián)瀝青路面抗車轍能力。CBrookfield法:45以上表觀粘度*=轉(zhuǎn)子在試樣中的轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩T*儀器參數(shù)D標(biāo)注粘度法:液狀瀝青在標(biāo)準(zhǔn)粘度計(jì)中,經(jīng)規(guī)溫T規(guī)孔徑d流出50ml的用時(shí)E針入度法:測定粘稠瀝青稠度,劃分瀝青標(biāo)號。P25,100g,5s愈大,瀝青愈軟。F軟化點(diǎn)法:以條件硬化點(diǎn)和滴落點(diǎn)取代固化點(diǎn)和液化點(diǎn),R3.5g,18.9mm,5/min、25.4mm多種瀝青軟化點(diǎn)時(shí)的粘度約為1200Pas,或相當(dāng)于針入度為800;當(dāng)量軟化點(diǎn)T800:針入度為800(0.1mm)時(shí)的溫度,反映瀝青高溫性能;當(dāng)量脆點(diǎn)T1.2:針入度為1.2(0.1mm)時(shí)的溫度,反映瀝青低溫性能。瀝青的低溫性能:低溫抗裂性低溫延性和低溫脆性延度和脆點(diǎn)A.延性:瀝青受外力拉伸時(shí)承受塑性變形的能力。化學(xué)組分不協(xié)調(diào),膠體結(jié)構(gòu)不均勻,含蠟量增加,會(huì)導(dǎo)致延性降低。B.脆性:A.弗拉斯脆點(diǎn)實(shí)驗(yàn),以達(dá)到臨界硬度發(fā)生開裂時(shí)的溫度為條件脆性指標(biāo)。脆點(diǎn)反映瀝青由粘彈性體轉(zhuǎn)變?yōu)閺棿嘈泽w即玻璃態(tài)的溫度,約
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