瀝青材料

前言

　　瀝青材料是重要的基礎(chǔ)建設(shè)材料，通常分為道路瀝青、建筑瀝青、機場瀝青、專用瀝青。在專用瀝青中現(xiàn)有的品種包括防水防潮石油瀝青、管道防腐瀝青、專用石油瀝青、油漆石油瀝青、電纜瀝青、絕緣瀝青、電池封口劑、橡膠瀝青等。瀝青材料主要用于公路建設(shè)，還可用于制造各種碳素材料(碳素纖維、活性炭、碳素質(zhì)的離子交換劑、高密度均質(zhì)碳素材料、高度各向異性的碳素材料、黏結(jié)材料等)，用于農(nóng)業(yè)方面(將瀝青乳劑或瀝青與肥料、農(nóng)藥混合后，噴灑到土壤表面，改良土壤保墑增肥)，用于建筑砌塊、保溫泡沫瀝青、冷瀝青瑪脂、制造民用炸藥、分離煤粉或礦石、重負荷機具的潤滑劑等，它在國家經(jīng)濟建設(shè)中起著十分重要的作用?！　∥覈哂胸S富的瀝青資源，但長期以來，在瀝青材料的研究、開發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用等方面顯得很薄弱。例如，我國的改性瀝青研究長期落后于國外，占瀝青應(yīng)用量最大份額的高等級道路瀝青長期依賴進口，一方面使國產(chǎn)瀝青得不到有效利用造成資源浪費，另一方面加大公路建設(shè)成本進而影響交通建設(shè)的發(fā)展。造成此類問題的原因，固然有我國的石油瀝青基屬大多為石蠟基，性能不良、較難改性這方面的不利因素，但更重要的是由于我國長期以來形成的重應(yīng)用輕研究、重建設(shè)工程輕材料發(fā)展的片面傾向，造成我國在瀝青材料的研究和開發(fā)方面大大落后于國際先進水平。實際上我國也有品質(zhì)非常優(yōu)良的烷烴基石油瀝青(如克拉瑪依石油瀝青等)，但由于種種原因，也未能得到合理有效的開發(fā)利用。　　近年來，越來越多的有識之士和業(yè)內(nèi)人士，逐步認識到瀝青材料研究在經(jīng)濟建設(shè)中的重要作用，改變了以前那種自己生產(chǎn)瀝青不如直接進口瀝青的觀念，樹立了搞好國產(chǎn)改性瀝青研究和應(yīng)用工作的信心，由忽視瀝青研究向著逐步重視瀝青材料研究轉(zhuǎn)變，這是一種可喜的趨勢?！　〗?jīng)濟建設(shè)需要用到各式各樣的材料。隨著科技的發(fā)展，材料科學(xué)的地位和作用越來越重要，沒有好的材料，再好的設(shè)計和結(jié)構(gòu)也難以發(fā)揮作用，有了優(yōu)質(zhì)的材料和設(shè)計，還需要使材料在結(jié)構(gòu)中合理搭配和相互適應(yīng)，這就需要對材料的性能進行充分學(xué)習(xí)和研究，因此，對于工程人員來講，對材料的深入了解就變得十分重要。本書的目的就是力求使讀者對瀝青材料的組成、結(jié)構(gòu)、性能和應(yīng)用等方面具有較深刻而全面的了解，為瀝青材料的研究者提供理論工具，使瀝青材料的生產(chǎn)者能夠生產(chǎn)出更多更高質(zhì)量的瀝青，便于瀝青材料的使用者在工程建設(shè)中更有效地使用瀝青材料。　　瀝青材料的有關(guān)知識大多散見于各類工程應(yīng)用類的圖書中，作為個別章節(jié)加以論述，且大多側(cè)重于瀝青材料在某一領(lǐng)域的應(yīng)用，這些零散的知識與當(dāng)前瀝青材料發(fā)展的要求極不適應(yīng)，因此迫切需要一本全面論述瀝青材料理論、實踐和應(yīng)用的圖書問世。近年來，國內(nèi)一些高等院校紛紛設(shè)置了主要服務(wù)于交通建設(shè)行業(yè)的材料專業(yè)，該專業(yè)要求學(xué)生掌握瀝青材料較深入的知識，因此山東交通學(xué)院張金升教授、文登市科技局張銀燕碩士、山東交通學(xué)院夏小裕講師、郝秀紅講師等人共同撰寫了這本教材，希望能夠滿足相關(guān)專業(yè)的教學(xué)要求，也希望能對瀝青材料的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用起到一定的促進作用?！　”緯某霭娴玫缴綎|交通學(xué)院科研基金資助。撰寫過程中得到李浩、張愛勤、王琨、余正昊、賀忠國、李志、尹文軍、孫式霜等人的無私幫助，謹向上述單位和專家老師致以深深的謝意!　　由于編者學(xué)識水平有限，疏漏之處在所難免，敬請讀者批評指正。同時希望拋磚引玉，將來能有更多更好的瀝青材料專著問世，以促進我國瀝青材料的研究、發(fā)展和應(yīng)用?！　【幹摺　?009年2月

內(nèi)容概要

　　本書全面論述了瀝青材料的組成、結(jié)構(gòu)、性能、生產(chǎn)、應(yīng)用等方面的理論和實踐，主要內(nèi)容包括：瀝青材料綜述，石油瀝青成分、組成和結(jié)構(gòu)，瀝青的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和膠體性質(zhì)，瀝青的流變性質(zhì)，石油瀝青的路用性能，道路瀝青技術(shù)標準和要求，改性瀝青，乳化瀝青，瀝青再生技術(shù)，瀝青生產(chǎn)和應(yīng)用，瀝青材料基本試驗，瀝青分析鑒定主要方法等。全書論述既有理論深度，又有實踐經(jīng)驗，深入淺出，結(jié)構(gòu)嚴謹。 　　本書綜合了瀝青材料各方面的知識和最新研究成果，體現(xiàn)了科學(xué)性和先進性。 　　本書可作為材料專業(yè)、土木工程專業(yè)或其他相關(guān)專業(yè)大學(xué)生和研究生的教材，也可供從事瀝青材料研究和生產(chǎn)的科技人員參考，還可作為從事道路建設(shè)、公路維護和其他瀝青材料應(yīng)用的工程技術(shù)人員的工具書。

書籍目錄

第一章　概論 　第一節(jié)　有關(guān)瀝青的名詞和術(shù)語 　　一、關(guān)于瀝青的定義 　　二、名詞和術(shù)語 　第二節(jié)　瀝青材料的分類 　　一、按在自然界中獲得的方式分 　　二、其他分類方式 　　三、石油瀝青的生產(chǎn)與加工 　　四、天然瀝青 　　五、煤瀝青 　第三節(jié)　瀝青的產(chǎn)品性能、規(guī)格和要求 　　一、道路瀝青的規(guī)格和要求 　　二、建筑瀝青的規(guī)格和要求 　　三、其他瀝青（專用石油瀝青）的規(guī)格和要求 　　四、標準對照 　第四節(jié)　瀝青材料的應(yīng)用 　　一、石油瀝青在國民經(jīng)濟中的地位 　　二、瀝青的數(shù)量與質(zhì)量 　　三、瀝青材料應(yīng)用概況 　　四、瀝青材料在道路建設(shè)中的應(yīng)用 　　五、水利工程中的瀝青材料 　　六、以石油瀝青為原料制造碳素材料 　　七、石油瀝青的其他用途 第二章　石油瀝青的成分、組成和結(jié)構(gòu) 　第一節(jié)　石油瀝青概述 　第二節(jié)　石油瀝青的元素組成 　　一、渣油及瀝青的元素組成 　　二、可溶質(zhì)的元素組成 　　三、瀝青質(zhì)的元素組成 　　四、微量元素 　第三節(jié)　瀝青的化學(xué)組分及各組分的重要性質(zhì) 　　一、瀝青質(zhì) 　　二、膠質(zhì) 　　三、油分 　　四、蠟 　　五、瀝青組分的分析方法 　第四節(jié)　瀝青的化學(xué)結(jié)構(gòu) 　第五節(jié)　瀝青的膠體結(jié)構(gòu) 　第六節(jié)　石油瀝青的族組成 　第七節(jié)　石油瀝青的結(jié)構(gòu)族組成 第三章　石油瀝青的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和膠體性質(zhì) 　第一節(jié)　石油瀝青的物理性質(zhì) 　　一、密度和相對密度 　　二、瀝青的熱性質(zhì) 　　三、瀝青的電性質(zhì) 　　四、表面及界面性質(zhì) 　　五、黏附性 　　六、黏結(jié)性、黏度和黏度計 　　七、其他物理性質(zhì) 　第二節(jié)　石油瀝青的化學(xué)性質(zhì) 　　一、基本化學(xué)性質(zhì) 　　二、磺化反應(yīng) 　　三、加氫反應(yīng) 　　四、瀝青與氧化劑的反應(yīng) 　　五、瀝青與硫的反應(yīng) 　　六、瀝青與鹵素的反應(yīng) 　　七、瀝青與酸或堿的反應(yīng) 　　八、瀝青的氯甲基化反應(yīng) 　第三節(jié)　瀝青的膠體性質(zhì) 　　一、概述 　　二、評價瀝青膠體狀態(tài)的幾種方法 　第四節(jié)　瀝青膠結(jié)料 　　一、膠結(jié)料的物理性質(zhì) 　　二、膠結(jié)料混合物 第四章　石油瀝青的流變性質(zhì) 　第一節(jié)　材料的流變性質(zhì) 　　一、瀝青的力學(xué)形態(tài) 　　二、瀝青的黏流性 　　三、瀝青流變性質(zhì)的主要影響因素 　　四、瀝青黏流指標之間的關(guān)系 　第二節(jié)　瀝青的流變學(xué)模型 　　一、基本流變模型及其本構(gòu)方程 　　二、蠕變試驗與試驗曲線的擬合 　　三、松弛試驗與試驗曲線的擬合 　第三節(jié)　瀝青的勁度模量 　　一、瀝青的黏彈性 　　二、蠕變和松弛 　　三、瀝青的勁度模量 　　四、瀝青勁度模量的現(xiàn)代測試方法 　第四節(jié)　瀝青的玻璃態(tài) 第五章　石油瀝青的路用性能 第六章　道路瀝青技術(shù)標準與技術(shù)要求 第七章　改性瀝青 第八章　乳化瀝青 第九章　瀝青再生技術(shù) 第十章　石油瀝青基本試驗 第十一章　石油瀝青分析鑒定的主要方法 參考文獻

章節(jié)摘錄

　　2.酸堿理論　　瀝青是一種弱極性物質(zhì)，其極性的強弱與瀝青中的表面活性物質(zhì)，如瀝青酸和瀝青酸酐的含量有關(guān)。當(dāng)瀝青與酸性石料接觸時，瀝青中的酸性物質(zhì)不能與酸性石料（如花崗巖、石英巖）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，只能產(chǎn)生分子間力的作用，即物理吸附，故黏附性不強。當(dāng)與堿性石料接觸時，則可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而產(chǎn)生一種不溶于水的化合物，形成化學(xué)吸附；化學(xué)吸附作用力強于物理吸附打，故黏附力強?！　∷菢O性分子，對石料的吸附強于瀝青，故水能使瀝青剝離?！　∪⒂绊憺r青與石料黏附的因素　　瀝青與石料的黏附過程是一個復(fù)雜的物理、化學(xué)過程。黏附力的產(chǎn)生不僅與瀝青本身的性質(zhì)有關(guān)，而且與石料的性質(zhì)、表面結(jié)構(gòu)及狀態(tài)有關(guān)，還與瀝青混合料拌制工藝的條件有關(guān)。　　1 瀝青品種　　瀝青中所含的表面活性物質(zhì)（如瀝青酸、酸酐），其含量的多少將影響瀝青的黏附性。這些活性物質(zhì)的含量以酸值表示。活性瀝青這種瀝青對堿性巖石的干燥表面有良好的黏附性，但對酸性石料卻黏附不好；非活性瀝青，與大多數(shù)石料的表面都不能形成牢固的黏附，容易被水所剝落。瀝青中的這些活性物質(zhì)實際上是一些陰離子表面活性物質(zhì)?！　? 石料種類　　石料有火成巖、沉積巖和變質(zhì)巖。按照所含SiOz的多少，石料分為酸性、堿性和中性。SiO2含量大于65％為酸性石料，SiO2小于52％為堿性石料，SiO2含量在52％－65％范圍內(nèi)為中性石料。表5－16列出各種巖石SiO2的含量與酸堿性質(zhì)?！　「鶕?jù)酸堿理論，瀝青與堿性石料之間有良好的黏附性，而與酸性石料則黏附性不好，易在水的作用下剝落。

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