瀝青材料教學(xué)課件

瀝青材料教學(xué)課件16.1瀝青材料6.1瀝青材料21.分類:瀝青地瀝青

焦油瀝青天然瀝青：石油在自然條件下，長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)受地球物理因素作用形成的產(chǎn)物

石油瀝青：石油經(jīng)各種煉制工藝加工而得的瀝青產(chǎn)品煤瀝青：煤經(jīng)干餾所得的煤焦油，經(jīng)再加工后得到煤瀝青頁(yè)巖瀝青：頁(yè)巖煉油工業(yè)的副產(chǎn)品

廣泛用作路面、屋面、防水、耐腐蝕等工程材料。土木工程建筑主要應(yīng)用石油瀝青。

6.1.1瀝青的分類與組成結(jié)構(gòu)1.分類:瀝青地瀝青焦油瀝青天然瀝青：石油在自然條件下，長(zhǎng)32.瀝青（石油瀝青）的組成結(jié)構(gòu)（1）化學(xué)組分：

2.瀝青（石油瀝青）的組成結(jié)構(gòu)（1）化學(xué)組分：4（2）瀝青的膠體結(jié)構(gòu)1)溶膠型結(jié)構(gòu)（瀝青質(zhì)＜10%)2)凝膠型結(jié)構(gòu)（瀝青質(zhì)＞30%)3)溶凝膠型結(jié)構(gòu)

介于二者之間特點(diǎn)：流動(dòng)性大,塑性好自愈合力強(qiáng)高溫穩(wěn)定性差特點(diǎn)：彈性和粘性好，高溫穩(wěn)定性好流動(dòng)性和塑性低，自愈合力差低溫脆性（2）瀝青的膠體結(jié)構(gòu)1)溶膠型結(jié)構(gòu)（瀝青質(zhì)＜10%)2)56.1.2瀝青的主要技術(shù)性質(zhì)及測(cè)試方法

粘滯性塑性溫度敏感性大氣穩(wěn)定性（耐久性）安全性6.1.2瀝青的主要技術(shù)性質(zhì)及測(cè)試方法粘滯性6

1.粘滯性

——瀝青材料內(nèi)部阻礙瀝青粒子產(chǎn)生相對(duì)流動(dòng)的能力，簡(jiǎn)稱為粘性.反映在外力作用下抵抗變形的能力

條件粘度針入度（粘稠石油瀝青）?粘度（液體石油瀝青）一.石油瀝青的主要性質(zhì)與測(cè)試方法1.粘滯性條件粘度針入度（粘稠7（1）針入度1）針入度的定義在規(guī)定溫度條件下，以規(guī)定質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)針經(jīng)過(guò)規(guī)定的時(shí)間貫入瀝青試樣的深度，單位：0.1mm。常用試驗(yàn)條件：

規(guī)定溫度：25℃標(biāo)準(zhǔn)針質(zhì)量：100g貫入時(shí)間：5s2）表示方法：P（25℃，100g，5s）。3）表征意義：針入度值愈大，粘度愈小。標(biāo)號(hào)：90號(hào)瀝青，針入度范圍為80～１００（０.１mm）110號(hào)瀝青，針入度范圍為100～１2０（０.１mm）（2）粘度在規(guī)定溫度條件下，規(guī)定直徑的孔口流出50cm3瀝青所需的時(shí)間（1）針入度1）針入度的定義規(guī)定溫度：25℃2）表示方法8瀝青材料教學(xué)課件92.塑性（1）延度延度——將瀝青試樣制成8字形標(biāo)準(zhǔn)試件，采用延度儀，在規(guī)定拉伸速度和規(guī)定溫度下拉斷時(shí)的長(zhǎng)度，單位：cm。規(guī)定條件為：試驗(yàn)溫度有0℃、15℃、25℃三種；拉伸速度有1cm/min、5cm/min兩種。（2）延度的表示方法：

D（T，v）（3）延度的意義延度大，塑性好，有利于低溫變形。延度值降低，含蠟量增加2.塑性（2）延度的表示方法：D（T，v）103.溫度敏感性

（1）軟化點(diǎn)（2）針入度指數(shù)

3.溫度敏感性11（1）軟化點(diǎn)1）定義瀝青由固態(tài)到液態(tài)的轉(zhuǎn)變溫度范圍中的一個(gè)條件粘度。2）測(cè)定方法?

注意：初始溫度5℃加熱速度為5℃/min3）軟化點(diǎn)的意義

?

軟化點(diǎn)越高，溫度穩(wěn)定性好。?針入度是規(guī)定溫度下測(cè)瀝青條件粘度，軟化點(diǎn)是達(dá)到規(guī)定條件粘度時(shí)的溫度。因此，軟化點(diǎn)既反映瀝青溫度穩(wěn)定性，又能量度瀝青粘度。（1）軟化點(diǎn)2）測(cè)定方法?注意：初始溫度5℃3）12

石油瀝青的粘滯性、延性和溫度敏感性表征這三項(xiàng)性質(zhì)的三大指標(biāo)為：針入度、延度、軟化點(diǎn)評(píng)價(jià)粘稠石油瀝青技術(shù)性質(zhì)

最常用的經(jīng)典指標(biāo)

134、大氣穩(wěn)定性定義：老化過(guò)程：在大氣的長(zhǎng)期作用下，抵抗老化的性能。低分子量物質(zhì)高分子量物質(zhì)光、氧、熱、水等作用4、大氣穩(wěn)定性在大氣的長(zhǎng)期作用下，抵抗老化的性能。低分子量物14瀝青材料教學(xué)課件15案例分析

現(xiàn)象：某施工隊(duì)熬制石油瀝青準(zhǔn)備作地下防水，由于瀝青碎塊的平均尺寸為20cm，工程量較大，因此加熱的時(shí)間較長(zhǎng)，保溫的時(shí)間亦較長(zhǎng)。施工后發(fā)現(xiàn)其效果不夠理想，特別是瀝青的塑性明顯下降。請(qǐng)分析原因。分析:瀝青與空氣接觸會(huì)逐漸氧化，溫度越高，時(shí)間越長(zhǎng)氧化越快。當(dāng)溫度在100℃以上時(shí)，每增加10℃，氧化率約提高1倍，且使一些組分蒸發(fā)。為此，熬制瀝青應(yīng)先將其破碎為10cm以下的碎塊，縮短熬制時(shí)間，且熬好后盡可能于8h內(nèi)用完。若用不完，應(yīng)于新熬材料混合使用，必要時(shí)作性能檢查。案例分析現(xiàn)象：某施工隊(duì)熬制石油瀝青準(zhǔn)備作地下防水，由于瀝青16

5.其他性質(zhì)（1）溶解度：反映瀝青中起粘結(jié)作用的有效成分含量。（2）安全性：閃點(diǎn)燃點(diǎn)（3）含蠟量：（4）粘附性：5.其他性質(zhì)17瀝青路面坑洞瀝青路面坑洞18瀝青路面坑洞瀝青路面坑洞19瀝青路面坑洞瀝青路面坑洞20案例分析

我家在河北中部。每到冬天，家附近的瀝青路面總會(huì)出現(xiàn)一些裂縫，裂縫大多是橫向的，且?guī)缀鯙榈染嚯x間距的，在冬天裂縫尤其明顯。此路段路基很結(jié)實(shí)，路面沒有明顯塌陷，而且這種原因一般只會(huì)引起縱向裂縫。因此，填土未壓實(shí)，路基產(chǎn)生不均勻沉陷或凍脹作用的可能性可以排除。馬路在家附近，平時(shí)很少見有重型車輛，負(fù)載過(guò)大的車輛經(jīng)過(guò)，而且路面沒有明顯塌陷。況且如果因強(qiáng)度不足而引起的裂縫應(yīng)大多是網(wǎng)裂和龜裂，而此裂縫大多橫向，有少許龜裂。由此可知不是路面強(qiáng)度不足，負(fù)載過(guò)大所致。

案例分析我家在河北中部。每到冬天，家附近的瀝青路面總會(huì)21二.石油瀝青的技術(shù)要求1、建筑石油瀝青的標(biāo)準(zhǔn)與選用

工程性質(zhì)、施工方法、環(huán)境溫度試驗(yàn)項(xiàng)目10號(hào)30號(hào)40號(hào)

針入度（25℃，100g,5s）/0.1mm10～2526～3536～50

延度（25℃，5cm/min）不小于/cm1.52.53.5

軟化點(diǎn)（環(huán)球法）不小于/℃957560

溶解度（三氯乙烯、四氯化碳、苯）不小于/%99.5

蒸發(fā)損失試驗(yàn)（163℃、5h）質(zhì)量損失不大于/%1

針入度比不小于/%65

閃點(diǎn)（COC）不小于/℃230二.石油瀝青的技術(shù)要求試驗(yàn)項(xiàng)目10號(hào)30號(hào)40號(hào)

針入度（22請(qǐng)比較下列A、B兩種建筑石油瀝青的針入度、延度及軟化點(diǎn)測(cè)定值。若于南方夏季炎熱地區(qū)屋面選用何種瀝青較合適，請(qǐng)討論。

觀察與討論討論表6-8兩種建筑石油瀝青的針入度、延度及軟化點(diǎn)測(cè)定值請(qǐng)比較下列A、B兩種建筑石油瀝青的針入度、延度及軟化點(diǎn)測(cè)定值23討論：宜用B石油瀝青，一般屋面用瀝青應(yīng)比當(dāng)?shù)匚菝婵赡苓_(dá)到的最高溫度高出20～25℃，亦即比當(dāng)?shù)刈罡邷囟雀叱?0℃左右。南方炎熱地區(qū)氣溫相當(dāng)高，A瀝青軟化點(diǎn)較低，難以滿足要求，夏季易流淌。可選B，但B瀝青延伸度較小，在嚴(yán)寒地區(qū)不宜使用，否則易出現(xiàn)脆裂現(xiàn)象。

討論：宜用B石油瀝青，一般屋面用瀝青應(yīng)比當(dāng)?shù)匚菝婵赡苓_(dá)到的最242、道路石油瀝青的技術(shù)要求

“重交通量道路石油瀝青技術(shù)要求”及“中、輕交通量道路石油瀝青技術(shù)要求”兩個(gè)等級(jí)。

表6-5表6-63、液體石油瀝青的技術(shù)要求

可以是油分含量較高的直餾瀝青，也可以是稀釋劑稀釋后的粘稠瀝青

快凝AL(R)、中凝AL(M)和慢凝AL(S)

2、道路石油瀝青的技術(shù)要求

“重交通量道路石油瀝青技25案例分析

概況：液體石油瀝青粘度小，流動(dòng)性好，涂刷在混凝土、砂漿或木材等基面上，能很快滲入基層孔隙，待溶劑揮發(fā)后，便與基面牢固結(jié)合。一方面使基面呈憎水性，另一方面有利于粘結(jié)同類防水材料。它于常溫下使用，作為防水工程底層，故也稱冷底子油。某施工隊(duì)用煤油和含蠟較高的瀝青配制液體石油瀝青，涂后發(fā)現(xiàn)粘結(jié)性甚差，請(qǐng)分析原因。

分析：配制液體石油瀝青不能使用高蠟瀝青，石蠟既不易凝固，又不易熔化為液體。石蠟含量越高，瀝青的粘結(jié)力越差。還需說(shuō)明的是，亦不宜使用高軟化點(diǎn)的瀝青配液體石油瀝青。因?yàn)r青的軟化點(diǎn)高，則在溶劑中不易溶化，溶融溫度亦較高，調(diào)配時(shí)不安全。

案例分析概況：液體石油瀝青粘度小，流動(dòng)性好，涂刷在混凝土、26三煤瀝青煤瀝青與石油瀝青相比，在技術(shù)性質(zhì)上有下列差異：（1）溫度穩(wěn)定性較差。（2）氣候穩(wěn)定性較差。（3）含較多游離碳，塑性差（4）含蒽酚，有毒性和臭味，適于防腐（3）與礦質(zhì)集料的粘附性較好。三煤瀝青27

[樹脂]→

耐寒性、耐熱性、粘性↑

[橡膠]→

高溫變形性↓

低溫柔順性↑

[填料]→

粘性、耐熱性、溫度穩(wěn)定性↑二、瀝青的改性瀝青＋6.1.3瀝青的摻配、改性及主要瀝青制品一、瀝青的摻配原則：同源摻配二、瀝青的改性瀝青＋6.1.3瀝青的摻配286.1.3瀝青的摻配、改性及主要瀝青制品

三.乳化瀝青的應(yīng)用

1.優(yōu)點(diǎn)：冷態(tài)施工，節(jié)約能源便利施工，節(jié)約瀝青保護(hù)環(huán)境，保障健康2.種類：建筑防水用乳化（石油瀝青針入度為10～30）；路用乳化瀝青（針入度為100～300）3.應(yīng)用：路面的保護(hù)層結(jié)構(gòu)、修補(bǔ)路面，路面抗滑表層。

6.1.3瀝青的摻配、改性及主要瀝青制品29四、主要瀝青制品

1.冷底子油2.瀝青膠6.1.3瀝青的摻配、改性及主要瀝青制品四、主要瀝青制品6.1.3瀝青的摻配、改性及主要瀝青制品30小結(jié)瀝青材料分類摻配、主要產(chǎn)品技術(shù)性質(zhì)溫度敏感性塑性大氣穩(wěn)定性安全性粘滯性針入度軟化點(diǎn)延度最常用經(jīng)典指標(biāo)如何選用瀝青？小結(jié)瀝青材料分類摻配、主要產(chǎn)品技術(shù)性質(zhì)溫度敏感性塑性大氣穩(wěn)定31瀝青材料教學(xué)課件326.1瀝青材料6.1瀝青材料331.分類:瀝青地瀝青

焦油瀝青天然瀝青：石油在自然條件下，長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)受地球物理因素作用形成的產(chǎn)物

石油瀝青：石油經(jīng)各種煉制工藝加工而得的瀝青產(chǎn)品煤瀝青：煤經(jīng)干餾所得的煤焦油，經(jīng)再加工后得到煤瀝青頁(yè)巖瀝青：頁(yè)巖煉油工業(yè)的副產(chǎn)品

廣泛用作路面、屋面、防水、耐腐蝕等工程材料。土木工程建筑主要應(yīng)用石油瀝青。

6.1.1瀝青的分類與組成結(jié)構(gòu)1.分類:瀝青地瀝青焦油瀝青天然瀝青：石油在自然條件下，長(zhǎng)342.瀝青（石油瀝青）的組成結(jié)構(gòu)（1）化學(xué)組分：

2.瀝青（石油瀝青）的組成結(jié)構(gòu)（1）化學(xué)組分：35（2）瀝青的膠體結(jié)構(gòu)1)溶膠型結(jié)構(gòu)（瀝青質(zhì)＜10%)2)凝膠型結(jié)構(gòu)（瀝青質(zhì)＞30%)3)溶凝膠型結(jié)構(gòu)

介于二者之間特點(diǎn)：流動(dòng)性大,塑性好自愈合力強(qiáng)高溫穩(wěn)定性差特點(diǎn)：彈性和粘性好，高溫穩(wěn)定性好流動(dòng)性和塑性低，自愈合力差低溫脆性（2）瀝青的膠體結(jié)構(gòu)1)溶膠型結(jié)構(gòu)（瀝青質(zhì)＜10%)2)366.1.2瀝青的主要技術(shù)性質(zhì)及測(cè)試方法

粘滯性塑性溫度敏感性大氣穩(wěn)定性（耐久性）安全性6.1.2瀝青的主要技術(shù)性質(zhì)及測(cè)試方法粘滯性37

1.粘滯性

——瀝青材料內(nèi)部阻礙瀝青粒子產(chǎn)生相對(duì)流動(dòng)的能力，簡(jiǎn)稱為粘性.反映在外力作用下抵抗變形的能力

條件粘度針入度（粘稠石油瀝青）?粘度（液體石油瀝青）一.石油瀝青的主要性質(zhì)與測(cè)試方法1.粘滯性條件粘度針入度（粘稠38（1）針入度1）針入度的定義在規(guī)定溫度條件下，以規(guī)定質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)針經(jīng)過(guò)規(guī)定的時(shí)間貫入瀝青試樣的深度，單位：0.1mm。常用試驗(yàn)條件：

規(guī)定溫度：25℃標(biāo)準(zhǔn)針質(zhì)量：100g貫入時(shí)間：5s2）表示方法：P（25℃，100g，5s）。3）表征意義：針入度值愈大，粘度愈小。標(biāo)號(hào)：90號(hào)瀝青，針入度范圍為80～１００（０.１mm）110號(hào)瀝青，針入度范圍為100～１2０（０.１mm）（2）粘度在規(guī)定溫度條件下，規(guī)定直徑的孔口流出50cm3瀝青所需的時(shí)間（1）針入度1）針入度的定義規(guī)定溫度：25℃2）表示方法39瀝青材料教學(xué)課件402.塑性（1）延度延度——將瀝青試樣制成8字形標(biāo)準(zhǔn)試件，采用延度儀，在規(guī)定拉伸速度和規(guī)定溫度下拉斷時(shí)的長(zhǎng)度，單位：cm。規(guī)定條件為：試驗(yàn)溫度有0℃、15℃、25℃三種；拉伸速度有1cm/min、5cm/min兩種。（2）延度的表示方法：

D（T，v）（3）延度的意義延度大，塑性好，有利于低溫變形。延度值降低，含蠟量增加2.塑性（2）延度的表示方法：D（T，v）413.溫度敏感性

（1）軟化點(diǎn)（2）針入度指數(shù)

3.溫度敏感性42（1）軟化點(diǎn)1）定義瀝青由固態(tài)到液態(tài)的轉(zhuǎn)變溫度范圍中的一個(gè)條件粘度。2）測(cè)定方法?

注意：初始溫度5℃加熱速度為5℃/min3）軟化點(diǎn)的意義

?

軟化點(diǎn)越高，溫度穩(wěn)定性好。?針入度是規(guī)定溫度下測(cè)瀝青條件粘度，軟化點(diǎn)是達(dá)到規(guī)定條件粘度時(shí)的溫度。因此，軟化點(diǎn)既反映瀝青溫度穩(wěn)定性，又能量度瀝青粘度。（1）軟化點(diǎn)2）測(cè)定方法?注意：初始溫度5℃3）43

石油瀝青的粘滯性、延性和溫度敏感性表征這三項(xiàng)性質(zhì)的三大指標(biāo)為：針入度、延度、軟化點(diǎn)評(píng)價(jià)粘稠石油瀝青技術(shù)性質(zhì)

最常用的經(jīng)典指標(biāo)

444、大氣穩(wěn)定性定義：老化過(guò)程：在大氣的長(zhǎng)期作用下，抵抗老化的性能。低分子量物質(zhì)高分子量物質(zhì)光、氧、熱、水等作用4、大氣穩(wěn)定性在大氣的長(zhǎng)期作用下，抵抗老化的性能。低分子量物45瀝青材料教學(xué)課件46案例分析

現(xiàn)象：某施工隊(duì)熬制石油瀝青準(zhǔn)備作地下防水，由于瀝青碎塊的平均尺寸為20cm，工程量較大，因此加熱的時(shí)間較長(zhǎng)，保溫的時(shí)間亦較長(zhǎng)。施工后發(fā)現(xiàn)其效果不夠理想，特別是瀝青的塑性明顯下降。請(qǐng)分析原因。分析:瀝青與空氣接觸會(huì)逐漸氧化，溫度越高，時(shí)間越長(zhǎng)氧化越快。當(dāng)溫度在100℃以上時(shí)，每增加10℃，氧化率約提高1倍，且使一些組分蒸發(fā)。為此，熬制瀝青應(yīng)先將其破碎為10cm以下的碎塊，縮短熬制時(shí)間，且熬好后盡可能于8h內(nèi)用完。若用不完，應(yīng)于新熬材料混合使用，必要時(shí)作性能檢查。案例分析現(xiàn)象：某施工隊(duì)熬制石油瀝青準(zhǔn)備作地下防水，由于瀝青47

5.其他性質(zhì)（1）溶解度：反映瀝青中起粘結(jié)作用的有效成分含量。（2）安全性：閃點(diǎn)燃點(diǎn)（3）含蠟量：（4）粘附性：5.其他性質(zhì)48瀝青路面坑洞瀝青路面坑洞49瀝青路面坑洞瀝青路面坑洞50瀝青路面坑洞瀝青路面坑洞51案例分析

我家在河北中部。每到冬天，家附近的瀝青路面總會(huì)出現(xiàn)一些裂縫，裂縫大多是橫向的，且?guī)缀鯙榈染嚯x間距的，在冬天裂縫尤其明顯。此路段路基很結(jié)實(shí)，路面沒有明顯塌陷，而且這種原因一般只會(huì)引起縱向裂縫。因此，填土未壓實(shí)，路基產(chǎn)生不均勻沉陷或凍脹作用的可能性可以排除。馬路在家附近，平時(shí)很少見有重型車輛，負(fù)載過(guò)大的車輛經(jīng)過(guò)，而且路面沒有明顯塌陷。況且如果因強(qiáng)度不足而引起的裂縫應(yīng)大多是網(wǎng)裂和龜裂，而此裂縫大多橫向，有少許龜裂。由此可知不是路面強(qiáng)度不足，負(fù)載過(guò)大所致。

案例分析我家在河北中部。每到冬天，家附近的瀝青路面總會(huì)52二.石油瀝青的技術(shù)要求1、建筑石油瀝青的標(biāo)準(zhǔn)與選用

工程性質(zhì)、施工方法、環(huán)境溫度試驗(yàn)項(xiàng)目10號(hào)30號(hào)40號(hào)

針入度（25℃，100g,5s）/0.1mm10～2526～3536～50

延度（25℃，5cm/min）不小于/cm1.52.53.5

軟化點(diǎn)（環(huán)球法）不小于/℃957560

溶解度（三氯乙烯、四氯化碳、苯）不小于/%99.5

蒸發(fā)損失試驗(yàn)（163℃、5h）質(zhì)量損失不大于/%1

針入度比不小于/%65

閃點(diǎn)（COC）不小于/℃230二.石油瀝青的技術(shù)要求試驗(yàn)項(xiàng)目10號(hào)30號(hào)40號(hào)

針入度（53請(qǐng)比較下列A、B兩種建筑石油瀝青的針入度、延度及軟化點(diǎn)測(cè)定值。若于南方夏季炎熱地區(qū)屋面選用何種瀝青較合適，請(qǐng)討論。

觀察與討論討論表6-8兩種建筑石油瀝青的針入度、延度及軟化點(diǎn)測(cè)定值請(qǐng)比較下列A、B兩種建筑石油瀝青的針入度、延度及軟化點(diǎn)測(cè)定值54討論：宜用B石油瀝青，一般屋面用瀝青應(yīng)比當(dāng)?shù)匚菝婵赡苓_(dá)到的最高溫度高出20～25℃，亦即比當(dāng)?shù)刈罡邷囟雀叱?0℃左右。南方炎熱地區(qū)氣溫相當(dāng)高，A瀝青軟化點(diǎn)較低，難以滿足要求，夏季易流淌?？蛇xB，但B瀝青延伸度較小，在嚴(yán)寒地區(qū)不宜使用，否則易出現(xiàn)脆裂現(xiàn)象。

討論：宜用B石油瀝青，一般屋面用瀝青應(yīng)比當(dāng)?shù)匚菝婵赡苓_(dá)到的最552、道路石油瀝青的技術(shù)要求

“重交通量道路石油瀝青技術(shù)要求”及“中、輕交通量道路石油瀝青技術(shù)要求”兩個(gè)等級(jí)。

表6-5表6-63、液體石油瀝青的技術(shù)要求

可以是油分含量較高的直餾瀝青，也可以是稀釋劑稀釋后的粘稠瀝青

快凝AL(R)、中凝AL(M)和慢凝AL(S)

2、道路石油瀝青的技術(shù)要求

“重交通量道路石油瀝青技56案例分析

概況：液體石油瀝青粘度小，流動(dòng)性好，涂刷在混凝土、砂漿或木材等基面上，能很快滲入基層孔隙，待溶劑揮發(fā)后，便與基面牢固結(jié)合。一方面使基面呈憎水性，另一方面有利于粘結(jié)同類防水材料。它于常溫下使用，作為防水工程底層，故也稱冷底子油。某施工隊(duì)用煤油和含蠟較高的