第三章 沥青及沥青混凝土.ppt

沥青及沥青混凝土
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第一节概述
一、沥青材料的定义与分类
(一)定义
沥青是一种有机胶凝材料,是由多种有机物构成的极其复杂的碳氢化合物和碳氢化合物与氧、氮、硫的衍生物所组成的混合物。
常温下呈黑色或黑褐色的固体、半固体或粘稠性液体,能溶于多种有机溶剂,几乎不溶于水,属于憎水材料。
沥青材料同水泥材料一样,是建筑、交通、水利等工程领域中使用最广泛的建筑材料。
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(二)分类
建筑中常用的沥青有三种:
(1)建筑石油沥青粘性较高主要用于房屋建筑工程的屋面防水以及作为沥青油毡等。
(2)道路石油沥青粘性较低,主要用于道路工程,其中较粘稠的也可以用于房屋建筑工程。
(3)普通石油沥青石蜡含量高,粘性较小,温度敏感性大,不宜直接用于建筑工程,可与建筑石油沥青掺配使用或经脱蜡处理后使用。
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二、沥青建筑材料
因为沥青具有良好的防水、抗渗、耐化学侵蚀性,以及它与矿物材料有较强的粘接力、塑性和能抗冲击荷载的作用,在工程上应用面极大,用途很广。
为了使沥青满足一定的性能需求,工程上使用的沥青材料通常都是改性沥青和沥青混合料。
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(一)改性沥青
改性沥青是按工程需要的物理特性,用工厂生产出的沥青材料进行人工改造,使其满足工程要求的沥青材料。常见的改性沥青产品有沥青基防水卷材、沥青胶、防水涂料等。
(二)沥青混合料
沥青混合料是沥青与级配合适的矿物质材料拌和均匀配制成建筑沥青材料。常见的混合料有沥青混凝土、沥青砂浆及沥青嵌缝油膏等。
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第二节石油沥青
石油沥青是石油原油经蒸馏等方法提炼出各种轻质油(如汽油、柴油等)及润滑油以后的残留物或经再加工而得到的产品。
一、石油沥青的组成与结构
(一)石油沥青的组分
石油沥青由于其化学成分复杂,为便于分析和使用,常将其物理、化学性质相近的成分归为若干组,称为组分。
不同的组分对沥青性质的影响不同。
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沥青组分可简略反映其使用性能,组分划分方法通常有三组分法和四组分法两种。
三组分法:将石油沥青分为油分、树脂和沥青质三个组分。
其中油分使沥青的流动性好,降低沥青的粘度和软化点;树脂含量越多,石油沥青的延度和粘接力等性能越好;沥青质含量越多,则软化点越高,粘性越大,也越硬脆。
此外,沥青中常含有一定量的固体石蜡,是石油沥青的有害成分,会增大沥青对温度的敏感性。
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(二)石油沥青的胶体结构
沥青组分含量及化学结构的不同,则形成不同类型的胶体结构。
把沥青中的油分和树脂归为可溶质,因为它们可以相互溶解。树脂能在沥青质颗粒的表面形成薄膜,从而构成以沥青质为胶核,周围吸附有部分树脂和油分的胶团,而无数胶团分散在油分中形成胶体结构。
根据沥青中沥青质和可溶质的相对比例不同,胶体结构可分为溶胶型、凝胶型和溶凝胶型三种结构。
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1、溶胶型
可溶质含量较多,沥青质很少,胶团全部分散,可再分散介质粘度许可范围内自由运动。
这种交替结构的沥青具有较好的流动性和塑性,较强的裂缝自愈能力,但对温度的敏感性高,温度稳定性差。
2、凝胶型
可溶质较少,沥青质含量很大,胶团相互接触,形成不规则的空间网络结构,胶团移动比较困难。
这种沥青具有明显的弹性和粘性,流动性和塑性较低,对温度敏感性低,温度稳定性高。
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3、溶凝胶型
介于溶胶和凝胶之间的结构,部分胶团相互接触,这种胶体结构的沥青在常温下变形时,最初有明显的弹性,但变形增大到一定程度后,则为粘性流体。大多数优质道路沥青就是这种类型。
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