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文檔簡介
石油瀝青瀝青分類、組分及膠體結(jié)構(gòu)12普通石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)3普通石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1.瀝青分類、組分及膠體結(jié)構(gòu)01石油瀝青的分類02石油瀝青的組分03石油瀝青的膠體結(jié)構(gòu)一、瀝青的分類
瀝青材料(Bituminousmaterial):極其復(fù)雜的高分子碳?xì)浠衔锛捌浞墙饘伲ㄑ酢⒘?、氮)的衍生物組成的混合物。特點(diǎn):黑色(黑褐色);固態(tài)、半固態(tài)或液態(tài);性質(zhì):黏結(jié)性(有機(jī)膠凝材料)、憎水性、塑性、耐腐蝕;用途:路面、屋面、防水、耐腐蝕等工程材料。分類:①
地瀝青天然瀝青:湖瀝青、巖石瀝青、海底瀝青石油瀝青:用石油經(jīng)開采、精煉加工而得到的②焦油瀝青煤瀝青木瀝青天然瀝青:是石油在自然條件下,經(jīng)過千百萬年的時間,在溫度、壓力、氣體、無機(jī)物催化劑、微生物以及水分等綜合作用下氧化聚合而成的瀝青類物質(zhì)。由于它常年與自然環(huán)境共存,故其性質(zhì)特別穩(wěn)定。由瀝青、礦物質(zhì)、水分構(gòu)成。根據(jù)天然瀝青生成礦床的不同,可以分為:
湖瀝青巖瀝青海底瀝青
湖瀝青的形成是石油不斷從地殼中冒出,存在于天然湖中,經(jīng)長年沉降、變化、硬化而形成的天然瀝青,代表性產(chǎn)品:特立尼達(dá)湖瀝青,TrinidaLakeAsphalt(簡寫為TLA)/question/31750414.html
特立尼達(dá)湖瀝青(TriniadaLakeAsphalt)是世界上最為著名的天然瀝青之一,它產(chǎn)于南美洲加勒比海島國-風(fēng)景秀麗的特立尼達(dá)和多巴哥境內(nèi)的瀝青湖。該瀝青湖又叫彼奇湖,面積44萬平方米,深約82米,湖中瀝青儲量達(dá)1200萬噸,是世界上最大的天然瀝青產(chǎn)地。
巖瀝青生成于巖石的夾縫中,縫寬很窄,僅數(shù)十厘米,深可達(dá)幾百米。天然巖瀝青是一種純天然的碳?xì)浠衔?,熔點(diǎn)在150℃以上,我國青海及克拉瑪依地區(qū)有所開采,但很少用于道路。美國北部猶他州的Uintah盆地的UNTAITE巖瀝青是世界上最為著名的巖瀝青。技術(shù)指標(biāo)數(shù)值軟化點(diǎn),℃160~175針入度,250比重1.04~1.06閃點(diǎn),25℃315+石油瀝青的分類原油開采石油煉制成品瀝青
原油→常壓渣油→減壓渣油→粘稠瀝青直餾瀝青:較好的變形能力,溫度敏感性較大氧化瀝青:較好的溫度穩(wěn)定性溶劑瀝青:丙烷脫液體瀝青:在粘稠瀝青中摻加煤油、汽油、柴油調(diào)配瀝青:調(diào)和瀝青、混合瀝青乳化瀝青:水+乳化劑+瀝青二、石油瀝青的組成1、組成元素主要化學(xué)元素:碳C氫H硫S氧O氮N82~88%;8~11%;0~6%;0~1.5%;0~1%微量金屬元素:釩、鎳、鐵、鎂和鈣是多種碳?xì)浠衔锛捌浞墙饘伲ㄑ?、硫、氮)衍生物組成的混合物。分子式:CnH2n+aObScNd2、石油瀝青的化學(xué)組分將瀝青分離為物理化學(xué)性質(zhì)相近,而且與瀝青性質(zhì)又有一定聯(lián)系的幾個組,這些組稱為組分。三組分:油分、樹脂和瀝青質(zhì)四組分:飽和分、芳香分、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)性狀外觀特性分子量碳?xì)浠?作用油分淡黃色透明液體100~5000.5~0.745~60賦予瀝青流動性,含量多瀝青溫度穩(wěn)定性變差樹脂紅褐色粘稠半固體650~10000.7~0.815~30使瀝青具有良好的塑性和粘結(jié)性地瀝青質(zhì)深褐色固體微粒1000~60000.8~1.05~30決定溫度敏感性,粘性。量多,則軟化點(diǎn)高,粘性大,即愈硬脆。石油瀝青三組分分析法膠質(zhì)第一芳香分飽和分第二芳香分瀝青質(zhì)石蠟對瀝青性能的影響:
高溫穩(wěn)定性
低溫抗裂性
水穩(wěn)定性(集料與瀝青的粘附性)
路面抗滑性。嚴(yán)格控制含蠟量<3%三、石油瀝青的膠體結(jié)構(gòu)溶凝膠型凝膠型1444331221-飽和分;2-芳香分;3-膠質(zhì);4-瀝青質(zhì)溶膠型瀝青質(zhì)含量<10%15%~25%>30%(1)溶膠結(jié)構(gòu):瀝青質(zhì)少,膠團(tuán)完全膠溶而分散在芳香分和飽和分介質(zhì)中,可自由運(yùn)動,液體瀝青。特點(diǎn):粘性小、流動性大,較好的自愈性和低溫時變形能力。溫度穩(wěn)定性差。(2)凝膠結(jié)構(gòu):瀝青質(zhì)多,膠團(tuán)間有引力形成立體網(wǎng)狀,地瀝青質(zhì)分散在網(wǎng)格之間。氧化瀝青。特點(diǎn):當(dāng)施加荷載很小或時間很短時,具有明顯彈性變形,高溫穩(wěn)定性好,低溫變形能力較差。
(3)溶—凝膠結(jié)構(gòu):介于溶膠與凝膠之間,膠團(tuán)間有一定吸引力,常溫下呈現(xiàn)明顯的彈性效應(yīng),當(dāng)變形增加到一定數(shù)值后,則變?yōu)橛凶枘岬恼承粤鲃?。特點(diǎn):彈性瀝青,低溫時具較好的形變能力,用于高等級路面。直餾瀝青或半氧化瀝青、溶劑瀝青。膠體結(jié)構(gòu)類型如何判斷?
膠體結(jié)構(gòu)類型與瀝青路用性能之間有密切的關(guān)系,一般工程中用針入度指數(shù)PI劃分瀝青的膠體結(jié)構(gòu):①當(dāng)PI<-2溶膠型②當(dāng)PI>+2凝膠型③當(dāng)-2<PI<+2溶凝膠型石油瀝青瀝青分類、組分及膠體結(jié)構(gòu)12普通石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)3普通石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2.普通石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)01物理性質(zhì)02路用性質(zhì)物理性質(zhì)密度體積膨脹系數(shù)介電常數(shù)黏滯性黏度稠度低溫性質(zhì)延性脆性感溫性質(zhì)黏附性耐久性其他性質(zhì)粘彈性技術(shù)性質(zhì)
一、物理性質(zhì)
密度:規(guī)定溫度下單位體積所具有的質(zhì)量,以。(15℃、25℃)
相對密度:在同一溫度下,瀝青質(zhì)量與同體積的水質(zhì)量之比值,無量綱。
用途:計(jì)量(計(jì)價)、瀝青混合料組成設(shè)計(jì)。瀝青品種新疆克拉瑪依90號歡喜嶺90號新加坡殼牌伊朗相對密度0.97311.0041.0341.03二、路用性質(zhì)(1)粘滯性定義:瀝青在外力作用下抵抗變形的能力,反映瀝青內(nèi)部材料阻礙其相對流動的特性,一般采用剪切變形模型描述影響因素:粘滯性的大小與組分、溫度有關(guān)。瀝青質(zhì)高,含適量樹脂、少量油分時,粘滯性較大。在一定溫度范圍內(nèi),溫度升高時,粘滯性隨之降低表達(dá)方式:絕對粘度、相對粘度相對粘度(液體瀝青)標(biāo)準(zhǔn)粘度試驗(yàn)(液體瀝青)相對粘度(粘稠瀝青)針入度Penetration——針入度儀,0.1mm軟化點(diǎn)Softeningpoint——軟化點(diǎn)儀,oC★針入度是等溫粘度?!镘浕c(diǎn)是等粘溫度標(biāo)準(zhǔn)粘度試驗(yàn)(液體瀝青)適用于液體瀝青、乳化瀝青、煤瀝青等材料在流動狀態(tài)下的黏度。規(guī)定溫度條件下,通過規(guī)定流孔直徑,流出50mL體積,所需的時間[CT,d],以s計(jì)。T為試樣溫度,通常為25℃或60℃。其中d為小孔直徑(mm),常用流孔直徑3mm、4mm、5mm、10mm;例如:C60,5,即試驗(yàn)溫度為60℃,試驗(yàn)孔徑為5mm。在相同溫度與相同流孔條件下,流出的時間越長,表示瀝青粘度越大。例:
A:C60,5=100SB:C605=50S,表明A粘結(jié)力B粘結(jié)力。>針入度Penetration(粘稠瀝青)
是指在規(guī)定溫度條件下,以規(guī)定質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)針經(jīng)過規(guī)定時間貫入瀝青試樣的深度(以0.1mm計(jì))。將試樣注入盛樣皿中;蓋上盛樣皿蓋,在15℃~30℃室溫中冷卻;置于試驗(yàn)溫度±0.1℃恒溫水浴中;小盛樣皿不少于1.5h。針入度(三大指標(biāo)之一)作用:劃分瀝青標(biāo)號試驗(yàn)方法:JTGE20-2011表示方法:PT,m,t表示例如:P25℃,100g,5s=65(0.1mm)表示:試驗(yàn)溫度25℃
荷載質(zhì)量100g
歷時5s
貫入瀝青深度6.5mm
標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)溫度:T=25oC針入度大,則粘度小。針入度是我國選擇瀝青標(biāo)號的最主要依據(jù),
定義:瀝青試樣在規(guī)定尺寸的金屬環(huán)內(nèi)上置規(guī)定尺寸和質(zhì)量的金屬鋼球,放于水或甘油中,以規(guī)定的速度加熱,至鋼球下沉達(dá)規(guī)定距離時的溫度,以℃表示。
軟化點(diǎn)(三大指標(biāo)之二)達(dá)到規(guī)定條件黏度的溫度自動軟化點(diǎn)儀試樣環(huán)鋼球?qū)⒃嚇幼⑷胧用笾袦y試方法:JTGE20-2011
將瀝青試樣裝入規(guī)定尺寸的銅環(huán)內(nèi),試樣上放置標(biāo)準(zhǔn)鋼球(重3.5g)
在水或甘油中,以5℃/min加熱瀝青軟化下垂至25.4mm時的溫度表示方法:TR&B影響因素:瀝青質(zhì)含量:含量多,溫度敏感性↓蠟含量:含量多,溫度敏感性↑3.5g25.4mm意義:軟化點(diǎn)越高,表明瀝青的耐熱性越好,即溫度穩(wěn)定性越好。
不同瀝青有不同的軟化點(diǎn)。工程用瀝青軟化點(diǎn)不能太低或太高,否則夏季融化,冬季脆裂且不易施工。反映瀝青黏度和高溫穩(wěn)定性及感溫性。(2)延性和脆性①延性(塑性)定義:延性是瀝青在外力作用下發(fā)生拉伸變形而不破壞的能力,用延度表示。延度:表征瀝青的延展能力、變形能力。延度(三大指標(biāo)之二)①測試方法:JTGE20-2011
瀝青試樣制成∞字型,在規(guī)定速度和溫度下拉伸至斷時的長度以cm表示 溫度:25℃、15℃、10℃、5℃ 拉伸速率:(5±0.25)cm/min。
表示方法:
D(cm)延度試模1.將準(zhǔn)備好的試樣注入模中;3.置于試驗(yàn)溫度的水浴中保溫1.5h;2.在室溫冷卻不少于1.5h,然后用熱刮刀刮除高出試模的瀝青,與試模齊平;4.取下試模底板,將兩端孔套入延度儀的金屬柱,取下側(cè)模;5.試件拉斷時讀取讀數(shù),以厘米表示;影響因素:組分:樹脂↑——→塑性↑溫度:t↑塑性↑膜層厚度:厚度↑塑性↑意義:瀝青的延度越大,塑性越好,柔性和抗斷裂性越好,可減少摩擦?xí)r的噪聲。
表征石油瀝青的粘滯性、塑性和溫度敏感性這三項(xiàng)性質(zhì)的指標(biāo)為:針入度、延度、軟化點(diǎn)是評價粘稠石油瀝青技術(shù)性質(zhì)最常用的指標(biāo),被稱為石油瀝青的三大指標(biāo)。石油瀝青的三大指標(biāo)②脆性——低溫抗裂性定義:瀝青在低溫下抵抗開裂的能力,用脆點(diǎn)表示。脆點(diǎn):瀝青材料由粘塑狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w狀態(tài)達(dá)到條件脆裂時的溫度。一般采用弗拉斯脆點(diǎn)儀測定。測試方法:JTGE20-2011將0.4g瀝青試樣均勻涂在金屬片上,置于有冷卻設(shè)備的脆點(diǎn)儀內(nèi),使涂有瀝青的金屬片重復(fù)彎曲,降溫速率1℃/min,
瀝青薄膜產(chǎn)生斷裂時的溫度為脆點(diǎn)。弗拉斯脆點(diǎn)儀勁度約為2.1×109Pa定義:
瀝青的粘度隨溫度的不同而產(chǎn)生明顯的變化的特性。感溫性評價指標(biāo):針入度指數(shù)(PI)針入度粘度指數(shù)PVN
粘度溫度數(shù)VTN(3)感溫性質(zhì)現(xiàn)象:瀝青性質(zhì)隨著時間推移而發(fā)生變化→變脆變硬→老化針入度下降、粘度增加、軟化點(diǎn)增加誘因:熱、氧氣、光(紫外線)、水(4)耐久性——老化(1)熱的影響:加速分子運(yùn)動,蒸發(fā)瀝青,加速瀝青化學(xué)反應(yīng)。尤其在氧參與下。(2)氧的影響:氧在加熱作用下,脫氫作用,組分發(fā)生移行:方向分轉(zhuǎn)為膠質(zhì),膠質(zhì)轉(zhuǎn)為瀝青質(zhì)。(3)光的影響:光化學(xué)反應(yīng),加速氧化,增加瀝青中羥基和碳氧基。(4)水的影響:在光、氧、熱共同作用時,起催化劑作用。老化機(jī)理:輕質(zhì)組分揮發(fā)氧化、組分轉(zhuǎn)化老化前老化后飽和分S芳香分A膠質(zhì)S瀝青質(zhì)At膠質(zhì)→瀝青質(zhì)芳香分→膠質(zhì)老化性能評價方法:①蒸發(fā)損失試驗(yàn)②薄膜加熱試驗(yàn)TFOT③旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(yàn)RTFOT④PAV壓力老化試驗(yàn)評價指標(biāo):質(zhì)量損失、針入度比、延度瀝青薄膜加熱試驗(yàn)(TFOT)
盛樣皿內(nèi)徑:140mm,深9.5~10mm
試樣質(zhì)量:50g加熱溫度:163℃±1℃
加熱時間:5h測試指標(biāo):質(zhì)量損失,殘留物的針入度、軟化點(diǎn)、延度。旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(yàn)(RTFOT)
瀝青試樣:35g
瓶:高140mm,直徑64mm加熱溫度:163℃
旋轉(zhuǎn)速率:15r/min
老化時間:75min壓力老化試驗(yàn)(PAV)
老化溫度:90~110℃老化時間:20h
壓力:2.1MPa測試指標(biāo):質(zhì)量損失(如何變化?)殘留物的針入度、軟化點(diǎn)、延度(如何變化??)瀝青薄膜加熱試驗(yàn)(TFOT)旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(yàn)(RTFOT)壓力老化試驗(yàn)(PAV)短期老化長期老化TFOTRTFOTPAV(5)瀝青的粘附性——反映瀝青與集料的粘結(jié)能力
影響因素:集料的親水性:
SiO2:0%52%65%
堿性集料中性集料酸性集料瀝青的粘度與極性瀝青混合料的空隙率評價方法:水煮法(13.2~19mm)、水浸法(9.5~13.2mm)主觀性較強(qiáng)有待進(jìn)一步改進(jìn)水煮法測試:JTGE20-2011
取13.2~19mm的規(guī)則集料5顆,洗凈、烘干細(xì)線系牢集料中部,浸入加熱好的瀝青,充分裹覆、提起、冷卻置入微沸的水中3分鐘,觀測瀝青膜剝落程度表示方法:
粘附等級(共5級)水煮法試樣水煮法試樣(7)閃點(diǎn)和燃點(diǎn)主要是反映施工安全性能。(8)溶解度瀝青在三氯乙烯中溶解的百分率—有效物質(zhì)含量。(9)含水率加熱過程中,瀝青如果含水量過多,易產(chǎn)生溢鍋現(xiàn)象,使材料損失,甚至引起火災(zāi)
瀝青分類、組分及膠體結(jié)構(gòu)01石油瀝青的分類02石油瀝青的組分03石油瀝青的膠體結(jié)構(gòu)01石油瀝青的分類單元1石油瀝青
瀝青材料(Bituminousmaterial):
極其復(fù)雜的高分子碳?xì)浠衔锛捌浞墙饘伲ㄑ?、硫、氮)的衍生物組成的混合物。瀝青的分類:①
地瀝青天然瀝青:湖瀝青、巖石瀝青、海底瀝青石油瀝青:用石油經(jīng)開采、精煉加工而得到的②焦油瀝青煤瀝青木瀝青單元1石油瀝青天然瀝青天然瀝青是石油在自然條件下,經(jīng)過千百萬年的時間,在溫度、壓力、氣體、無機(jī)物催化劑、微生物以及水分等綜合作用下氧化聚合而成的瀝青類物質(zhì)。由于它常年與自然環(huán)境共存,故其性質(zhì)特別穩(wěn)定。由瀝青、礦物質(zhì)、水分構(gòu)成。單元1石油瀝青天然瀝青根據(jù)天然瀝青生成礦床的不同,可以分為:
湖瀝青巖瀝青海底瀝青
單元1石油瀝青
湖瀝青的形成是石油不斷從地殼中冒出,存在于天然湖中,經(jīng)長年沉降、變化、硬化而形成的天然瀝青,代表性產(chǎn)品:特立尼達(dá)湖瀝青,TrinidaLakeAsphalt(簡寫為TLA)/question/31750414.html單元1石油瀝青單元1石油瀝青
特立尼達(dá)湖瀝青(TriniadaLakeAsphalt)是世界上最為著名的天然瀝青之一,它產(chǎn)于南美洲加勒比海島國-風(fēng)景秀麗的特立尼達(dá)和多巴哥境內(nèi)的瀝青湖。該瀝青湖又叫彼奇湖,面積44萬平方米,深約82米,湖中瀝青儲量達(dá)1200萬噸,是世界上最大的天然瀝青產(chǎn)地。特立尼達(dá)瀝青湖單元1石油瀝青
巖瀝青生成于巖石的夾縫中,縫寬很窄,僅數(shù)十厘米,深可達(dá)幾百米。天然巖瀝青是一種純天然的碳?xì)浠衔铮埸c(diǎn)在150℃以上,我國青海及克拉瑪依地區(qū)有所開采,但很少用于道路。美國北部猶他州的Uintah盆地的UNTAITE巖瀝青是世界上最為著名的巖瀝青。技術(shù)指標(biāo)數(shù)值軟化點(diǎn),℃160~175針入度,250比重1.04~1.06閃點(diǎn),25℃315+單元1石油瀝青單元1石油瀝青原油開采石油煉制成品瀝青石油瀝青的生產(chǎn)單元1石油瀝青
原油→常壓渣油→減壓渣油→粘稠瀝青直餾瀝青:較好的變形能力,溫度敏感性較大氧化瀝青:較好的溫度穩(wěn)定性溶劑瀝青:丙烷脫液體瀝青:在粘稠瀝青中摻加煤油、汽油、柴油調(diào)配瀝青:調(diào)和瀝青、混合瀝青乳化瀝青:水+乳化劑+瀝青單元1石油瀝青02石油瀝青的組分主要化學(xué)元素:碳C氫H硫S氧O氮N82~88%;8~11%;0~6%;0~1.5%;0~1%微量金屬元素:釩、鎳、鐵、鎂和鈣是多種碳?xì)浠衔锛捌浞墙饘伲ㄑ酢⒘?、氮)衍生物組成的混合物。分子式:CnH2n+aObScNd單元1石油瀝青部分石油瀝青渣油的元素組成渣油名稱C(%)H(%)H/CS(%)N(%)大慶渣油86.4312.271.700.170.29勝利渣油85.5011.601.621.260.85沙中渣油84.009.951.425.300.58科威特渣油83.9710.121.455.050.31伊朗重質(zhì)渣油85.0410.241.443.600.70元素組成:碳(80%~87%),氫(10%~15%),非烴元素(氧、硫、氮等,<3%),此外還含有一些微量的金屬元素。單元1石油瀝青石油瀝青的化學(xué)組分三組分:油分、樹脂和瀝青質(zhì)四組分:飽和分、芳香分、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)瀝青飽和分正庚烷沉淀瀝青質(zhì)不可溶解軟瀝青質(zhì)可溶解膠質(zhì)正庚烷沖洗甲苯?jīng)_洗甲苯/乙醇沖洗芳香分單元1石油瀝青石油瀝青三組分分析法的各組分性狀
性狀外觀特性分子量碳?xì)浠?作用油分淡黃色透明液體100~5000.5~0.745~60賦予瀝青流動性,含量多瀝青溫度穩(wěn)定性變差樹脂紅褐色粘稠半固體650~10000.7~0.815~30使瀝青具有良好的塑性和粘結(jié)性地瀝青質(zhì)深褐色固體微粒1000~60000.8~1.05~30決定溫度敏感性,粘性。量多,則軟化點(diǎn)高,粘性大,即愈硬脆。缺點(diǎn):分析流程復(fù)雜,分析時間很長。優(yōu)點(diǎn):組分界限明確,組分含量能說明路用性能。單元1石油瀝青膠質(zhì)第一芳香分飽和分第二芳香分瀝青質(zhì)單元1石油瀝青蠟的影響??單元1石油瀝青石蠟對瀝青性能的影響:
高溫穩(wěn)定性
低溫抗裂性
水穩(wěn)定性(集料與瀝青的粘附性)
路面抗滑性。嚴(yán)格控制含蠟量<3%單元1石油瀝青03石油瀝青的膠體結(jié)構(gòu)膠體結(jié)構(gòu)的形成:
瀝青質(zhì)→膠質(zhì)(膠團(tuán))→溶解分散于液態(tài)的芳香分和飽和分組成的分散介質(zhì)中.形成穩(wěn)定膠體原因:吸附膠質(zhì)。膠團(tuán):瀝青質(zhì)、膠質(zhì)分散介質(zhì):芳香分、飽和分膠團(tuán)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)瀝青質(zhì)(極性)膠質(zhì)(過渡)分散介質(zhì)(非極性)膠體結(jié)構(gòu):溶膠型、凝膠型、溶凝膠型單元1石油瀝青溶凝膠型凝膠型1444331221-飽和分;2-芳香分;3-膠質(zhì);4-瀝青質(zhì)溶膠型瀝青質(zhì)含量<10%15%~25%>30%溶膠型凝膠型溶凝膠型單元1石油瀝青(1)溶膠結(jié)構(gòu):瀝青質(zhì)少,膠團(tuán)完全膠溶而分散在芳香分和飽和分介質(zhì)中,可自由運(yùn)動,液體瀝青。特點(diǎn):粘性小、流動性大,較好的自愈性和低溫時變形能力。溫度穩(wěn)定性差。單元1石油瀝青(2)凝膠結(jié)構(gòu):瀝青質(zhì)多,膠團(tuán)間有引力形成立體網(wǎng)狀,地瀝青質(zhì)分散在網(wǎng)格之間。氧化瀝青。特點(diǎn):當(dāng)施加荷載很小或時間很短時,具有明顯彈性變形,高溫穩(wěn)定性好,低溫變形能力較差。單元1石油瀝青(3)溶—凝膠結(jié)構(gòu):介于溶膠與凝膠之間,膠團(tuán)間有一定吸引力,常溫下呈現(xiàn)明顯的彈性效應(yīng),當(dāng)變形增加到一定數(shù)值后,則變?yōu)橛凶枘岬恼承粤鲃?。特點(diǎn):彈性瀝青,低溫時具較好的形變能力,用于高等級路面。直餾瀝青或半氧化瀝青、溶劑瀝青。
單元1石油瀝青膠體結(jié)構(gòu)類型如何判斷??單元1石油瀝青知識點(diǎn)
普通石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)01物理性質(zhì)02路用性質(zhì)01物理性質(zhì)物理性質(zhì)密度體積膨脹系數(shù)介電常數(shù)黏滯性黏度稠度低溫性質(zhì)延性脆性感溫性質(zhì)黏附性耐久性
其他性質(zhì)粘彈性技術(shù)性質(zhì)
單元1石油瀝青
單元1石油瀝青單元1石油瀝青(2)體膨脹系數(shù)
測試不同溫度下的密度,依據(jù)下式計(jì)算:
式中:A——瀝青的體膨脹系數(shù);
T1,T2——測試溫度(℃);
Dr1,Dr2——分別為溫度T1和T2時的密(g/cm3)。單元1石油瀝青(3)介電常數(shù)
英國道路研究所(TRRL)研究認(rèn)為:瀝青對氧、雨、紫外線等的耐氣候老化能力、瀝青路面抗滑性能與介電常數(shù)有關(guān)。單元1石油瀝青02路用性質(zhì)(1)粘滯性定義:瀝青在外力作用下抵抗變形的能力,反映瀝青內(nèi)部材料阻礙其相對流動的特性,一般采用剪切變形模型描述單元1石油瀝青影響因素:粘滯性的大小與組分、溫度有關(guān)。瀝青質(zhì)高,含適量樹脂、少量油分時,粘滯性較大。在一定溫度范圍內(nèi),溫度升高時,粘滯性隨之降低表達(dá)方式:絕對粘度、相對粘度單元1石油瀝青絕對粘度動力粘度Dynamicviscosity——真空減壓毛細(xì)管法,Pa·s運(yùn)動粘度Kinematicviscosity——毛細(xì)管法,mm2/s表觀粘度Apparentviscosity——布洛克菲爾德粘度計(jì)Pa·s單元1石油瀝青相對粘度(液體瀝青)標(biāo)準(zhǔn)粘度試驗(yàn)(液體瀝青)相對粘度(粘稠瀝青)針入度Penetration——針入度儀,0.1mm軟化點(diǎn)Softeningpoint——軟化點(diǎn)儀,oC★針入度是等溫粘度?!镘浕c(diǎn)是等粘溫度。單元1石油瀝青
規(guī)定溫度條件下,通過規(guī)定流孔直徑,流出50mL體積,所需的時間[CT,d],以s計(jì)。
例如:C60,5=50s
標(biāo)準(zhǔn)粘度試驗(yàn)(液體瀝青)單元1石油瀝青
是指在規(guī)定溫度條件下,以規(guī)定質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)針經(jīng)過規(guī)定時間貫入瀝青試樣的深度(以0.1mm計(jì))。針入度Penetration(粘稠瀝青)單元1石油瀝青單元1石油瀝青將試樣注入盛樣皿中;蓋上盛樣皿蓋,在15℃~30℃室溫中冷卻;單元1石油瀝青置于試驗(yàn)溫度±0.1℃恒溫水浴中;小盛樣皿不少于1.5h。單元1石油瀝青單元1石油瀝青針入度(三大指標(biāo)之一)作用:分級指標(biāo)試驗(yàn)方法:JTGE20-2011表示方法:PT,m,t表示例如:P25℃,100g,5s=65(0.1mm)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)溫度:T=25oC針入度大,則粘度小。針入度是我國選擇瀝青標(biāo)號的最主要依據(jù),規(guī)定溫度下的條件黏度單元1石油瀝青
定義:瀝青試樣在規(guī)定尺寸的金屬環(huán)內(nèi)上置規(guī)定尺寸和質(zhì)量的金屬鋼球,放于水或甘油中,以規(guī)定的速度加熱,至鋼球下沉達(dá)規(guī)定距離時的溫度,以℃表示。
軟化點(diǎn)Softeningpoint(粘稠瀝青)達(dá)到規(guī)定條件黏度的溫度軟化點(diǎn)(三大指標(biāo)之二)單元1石油瀝青自動軟化點(diǎn)儀單元1石油瀝青軟化點(diǎn)(三大指標(biāo)之二)試樣環(huán)鋼球單元1石油瀝青軟化點(diǎn)(三大指標(biāo)之二)將試樣注入盛樣皿中單元1石油瀝青單元1石油瀝青測試方法:JTGE20-2011
將瀝青試樣裝入規(guī)定尺寸的銅環(huán)內(nèi),試樣上放置標(biāo)準(zhǔn)鋼球(重3.5g)
在水或甘油中,以5℃/min加熱瀝青軟化下垂至25.4mm時的溫度表示方法:TR&B影響因素:瀝青質(zhì)含量:含量多,溫度敏感性↓蠟含量:含量多,溫度敏感性↑3.5g25.4mm單元1石油瀝青意義:軟化點(diǎn)越高,表明瀝青的耐熱性越好,即溫度穩(wěn)定性越好。
不同瀝青有不同的軟化點(diǎn)。工程用瀝青軟化點(diǎn)不能太低或太高,否則夏季融化,冬季脆裂且不易施工。反映瀝青黏度和高溫穩(wěn)定性及感溫性。單元1石油瀝青(2)延性和脆性定義:延性是瀝青在外力作用下發(fā)生拉伸變形而不破壞的能力,用延度表示。延度:表征瀝青的延展能力、變形能力。延度(三大指標(biāo)之三)單元1石油瀝青單元1石油瀝青測試方法:JTGE20-2011
瀝青試樣制成∞字型,在規(guī)定速度和溫度下拉伸至斷時的長度以cm表示 溫度:25℃、15℃、10℃、5℃ 拉伸速率:(5±0.25)cm/min。
表示方法:
D(cm)單元1石油瀝青延度試模延度儀單元1石油瀝青將準(zhǔn)備好的試樣注入模中置于試驗(yàn)溫度的水浴中保溫1.5h;在室溫冷卻不少于1.5h,然后用熱刮刀刮除高出試模的瀝青,與試模齊平。單元1石油瀝青取下試模底板,將兩端孔套入延度儀的金屬柱,取下側(cè)模;單元1石油瀝青試件拉斷時讀取讀數(shù),以厘米表示;單元1石油瀝青影響因素:組分:樹脂↑——→塑性↑溫度:t↑塑性↑膜層厚度:厚度↑塑性↑意義: 瀝青的延度越大,塑性越好,柔性和抗斷裂性越好,可減少摩擦?xí)r的噪聲。單元1石油瀝青脆性(低溫抗裂性)定義:瀝青在低溫下抵抗開裂的能力,用脆點(diǎn)表示。脆點(diǎn):瀝青材料由粘塑狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w狀態(tài)達(dá)到條件脆裂時的溫度。單元1石油瀝青測試方法:JTGE20-2011將0.4g瀝青試樣均勻涂在金屬片上,置于有冷卻設(shè)備的脆點(diǎn)儀內(nèi),使涂有瀝青的金屬片重復(fù)彎曲,降溫速率1℃/min,
瀝青薄膜產(chǎn)生斷裂時的溫度為脆點(diǎn)。弗拉斯脆點(diǎn)儀勁度約為2.1×109Pa單元1石油瀝青定義:
瀝青的粘度隨溫度的不同而產(chǎn)生明顯的變化的特性。感溫性評價指標(biāo):針入度指數(shù)(PI)針入度粘度指數(shù)PVN
粘度溫度數(shù)VTN(3)感溫性質(zhì)單元1石油瀝青1)針入度-溫度感應(yīng)性系數(shù)AlgP
T25℃P
T25℃針入度指數(shù)(PI)A-針入度溫度感應(yīng)性系數(shù)單元1石油瀝青針入度指數(shù)(PI)的意義針入度指數(shù)與膠體結(jié)構(gòu)的關(guān)系PI<-2→溶膠型瀝青PI>+2→凝膠型瀝青PI=-2~+2→溶凝膠型瀝青單元1石油瀝青現(xiàn)象:瀝青性質(zhì)隨著時間推移而發(fā)生變化→變脆變硬→老化針入度下降、粘度增加、軟化點(diǎn)增加、瀝青誘因:熱氧氣光(紫外線)
水(4)耐久性——老化單元1石油瀝青(1)熱的影響:加速分子運(yùn)動,蒸發(fā)瀝青,加速瀝青化學(xué)反應(yīng)。尤其在氧參與下。(2)氧的影響:氧在加熱作用下,脫氫作用,組分發(fā)生移行:方向分轉(zhuǎn)為膠質(zhì),膠質(zhì)轉(zhuǎn)為瀝青質(zhì)。(3)光的影響:光化學(xué)反應(yīng),加速氧化,增加瀝青中羥基和碳氧基。(4)水的影響:在光、氧、熱共同作用時,起催化劑作用。單元1石油瀝青老化機(jī)理:輕質(zhì)組分揮發(fā)氧化、組分轉(zhuǎn)化老化前老化后飽和分S芳香分A膠質(zhì)S瀝青質(zhì)At膠質(zhì)→瀝青質(zhì)芳香分→膠質(zhì)單元1石油瀝青老化性能評價方法:①蒸發(fā)損失試驗(yàn)②薄膜加熱試驗(yàn)TFOT③旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(yàn)RTFOT④PAV壓力老化試驗(yàn)評價指標(biāo):質(zhì)量損失針入度比延度單元1石油瀝青瀝青薄膜加熱試驗(yàn)(TFOT)
盛樣皿內(nèi)徑:140mm,深9.5~10mm
試樣質(zhì)量:50g加熱溫度:163℃±1℃
加熱時間:5h測試指標(biāo):質(zhì)量損失,殘留物的針入度、軟化點(diǎn)、延度。單元1石油瀝青單元1石油瀝青單元1石油瀝青旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(yàn)(RTFOT)
瀝青試樣:35g
瓶:高140mm,直徑64mm加熱溫度:163℃
旋轉(zhuǎn)速率:15r/min
老化時間:75min單元1石油瀝青壓力老化試驗(yàn)(PAV)
老化溫度:90~110℃老化時間:20h
壓力:2.1MPa單元1石油瀝青單元1石油瀝青測試指標(biāo):質(zhì)量損失(如何變化?)殘留物的針入度、軟化點(diǎn)、延度(如何變化??)瀝青薄膜加熱試驗(yàn)(TFOT)旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(yàn)(RTFOT)壓力老化試驗(yàn)(PAV)短期老化長期老化TFOTRTFOTPAV單元1石油瀝青(5)粘彈性質(zhì)1)瀝青材料的粘-彈性現(xiàn)象
蠕變—在應(yīng)力保持不變的情況下,應(yīng)變隨時間增加而增加
應(yīng)力松弛—在保持應(yīng)變不變的情況下,應(yīng)力隨時間增加逐漸衰減單元1石油瀝青響瀝青性能的因素:溫度、荷載作用方式和荷載作用時間可采用勁度模量來反應(yīng)單元1石油瀝青(6)瀝青的粘附性
——反映瀝青與集料的粘結(jié)能力水損害影響因素:集料的親水性:
Si
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