瀝青——暗褐色或黑色的固態(tài)或半固態(tài)粘稠狀物質,主要由高分子烴類和非烴類組成,可溶于苯、二硫化碳和三氯乙烯等有機溶劑,
在自然界中天然存在或由石油煉制過程獲得。
人類開發(fā)與應用瀝青已經有了5000年的歷史
公元前1600年,約旦河上游瀝青礦—制涂料;
公元前600年,巴比倫—瀝青鋪筑路面,不久失傳;
1681年,英國人研發(fā)出煤焦油瀝青;
1866年,匹茲堡瀝青誕生—硫磺與瀝青共熱,硫磺改性瀝青;
1870年,開始開采特立尼達湖瀝青,年產10萬噸;
1894年,柏爾來瀝青誕生—氧化瀝青;
1876年,美國華盛頓特區(qū)賓夕法尼亞大道第一個單層瀝青路面;
1901年, Warrin兄弟開始用瀝青混凝土鋪路;
1902年,加利福尼亞修建38座瀝青煉廠;
1960年,開始使用全厚度瀝青路面;
70年代,奧地利開始嘗試用聚合物改性瀝青;
石油瀝青根據加工方式不同可以分為四大類
瀝青根據用途,可以分成以下幾類
瀝青的生產工藝有:
1、常減壓蒸餾工藝 直餾瀝青或普通道路瀝青;生產原理是蒸餾將原油中高沸點組分濃縮,減壓塔底渣油—瀝青。
2、氧化工藝
直餾瀝青用于道路工程后,發(fā)現感溫性差
直餾瀝青氧化過程將軟化點升高、針入度及溫度敏感性降低
1866年,硫磺與瀝青供熱——匹茲堡瀝青
1881年,Smedt利用化學氧化劑制取氧化瀝青
1894年,Byerleg通過600℉吹入空氣制取氧化瀝青
3、溶劑脫瀝青工藝
通過溶劑法從渣油中分離出飽含飽和烴和芳香烴的脫瀝青油,同時得到含膠質和瀝青質的濃縮物,然后調和、氧化,生產出各種規(guī)格的道路瀝青和建筑瀝青。
瀝青的元素和組分都有什么?瀝青元素:主要是C、H;少量雜原子S、N和O;微量金屬元素Fe、Ni、V,與技術特性關系不大。
瀝青是一種十分復雜的烴類和非烴類的混合物,一般方法難以分離,物理和化學特性相近似的化合物集合體——族。分析原理:不同分子大小、極性及分子空間構型不同。
飽和分S:
直鏈和支鏈脂肪烴及烷基、環(huán)烷基烴;
溫度敏感性差;S%越大,瀝青越軟; 占5-20%;起軟化瀝青質-膠質的作用;
芳香分A:
瀝青中最低的分子量的環(huán)烷芳香化合物;
非極性較強,對高分子有強的溶解能力;A%越大,瀝青越軟; 瀝青中占30-45%;
膠質R:
溶于正庚烷,極性強,粘結力強,是瀝青的膠溶劑;
化學穩(wěn)定性差,易氧化縮合,具有很好的粘附性; 瀝青中占30-40%;
瀝青質AT:
溶于苯或甲苯,不溶于正庚烷;
AT%增加,瀝青硬度增大,對瀝青的感溫性有好的影響;但過高,使瀝青較脆
瀝青中占5-20%;
瀝青根據膠體結構分為以下三種
1、溶膠型瀝青:
瀝青質含量<10%,分子尺寸與膠質相近,飽和分與芳香分溶解能力強;
瀝青膠束分散度高,膠束可自由移動,具有牛頓流體特性;
對溫度變化敏感;
2、凝膠型瀝青:
瀝青質含量很大,超過25%,膠質不足以裹覆瀝青質使其膠溶;
瀝青質膠團相互連接,瀝青膠束移動較困難,呈非牛頓流動特性;
較好的溫度敏感性,高溫下粘度較大,低溫下較脆,柔韌性差;
3、溶-凝膠型瀝青:
瀝青質含量適中,瀝青中存在的網絡結構相對較松散;
常溫時,變形初期有明顯的粘彈性,
高溫時具有較低的感溫性,低溫時又具有較好的形變能力。
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