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阅读 4229 次 历史版本 0个 创建者:haiyan (2011/4/2 14:31:16)  最新编辑:haiyan (2011/4/2 14:31:16)
瀝青
拼音:Lìqīng (Liqing)
英文:bitumen,asphalt
瀝青
                 瀝青
 
  瀝青是一種天然的或人工生產的工程材料。它主要由瀝青結合劑和級配骨料構成。主要應用於道路工程的路面鋪設和加固、高層建築中的地板鋪面、水利工程中的密封材料。某些情況下也用於垃圾處理工程中的密封。出於工程技術和經濟方面的原因,瀝青構件具有不同的分層結構,主要包括瀝青承載層、瀝青聯結層以及瀝青面層。各層按照不同的厚度和所處位置,爲緊密的結構主體提供不同的承載力。在化學上,瀝青混凝土是一種具有熱後可塑性的惰性材料。

瀝青簡介

 
  瀝青,是高黏度有機液體的一種,表面呈黑色,可溶於二硫化碳(一種金黄色惡臭的液體)之中。它們多會以柏油或焦油的形態存在。

  瀝青主要可以分爲煤焦瀝青、石油瀝青和天然瀝青三種:其中,煤焦瀝青是鍊焦的副產品。石油瀝青是原油蒸餾後的殘渣。天然瀝青則是儲藏在地下,有的形成礦層或在地殼表面堆積。

  柏油形態的瀝青是把原油以分餾法提鍊得的,它們在原油中擁有最高的沸點,以及原油中最重的物質,因此會在分餾塔中的最底部找到。而焦油形態的瀝青,則是把有機物質(多爲煤炭),經過乾餾法處理而取得的物質。

  瀝青多會用在建築上,例如鋪馬路。瀝青和碎石所鋪的馬路稱爲柏油路。

瀝青材料特性


瀝青鋪的公路
        瀝青鋪的公路
  瀝青的強度由溫度條件決定。在低溫時(例如冬季施工)瀝青處於彈性狀態,在高溫時(例如夏季施工)則處於粘性狀態。瀝青的這一溫度變化特性直接影響到它的彈性模量和抗剪模量。彈性模量描述的是由外部荷載形變引起的瀝青内部應力。通常瀝青的彈性模量處於1000 N/mm(夏季)到9000 N/mm(冬季)之間。抗剪模量則描述了剪力在瀝青内部引起的應力。 瀝青混凝土的材料特性還與瀝青粘結劑與骨料的配合比以及其各自的材料特性有關。配合比大約爲95%的骨料配5%的瀝青,然而這個比例可以做一些微調。粘結劑的含量和強度都會大大改變材料行爲特性。

  骨料的顆粒組成情況爲瀝青混凝土提供支撑作用。它必須采用合適的顆粒直徑大小的配合比例,成爲“級配”。級配情況要與承載力相協調。爲了達到好的承載能力,混合不同粒徑的骨料時,應使混合後的骨料盡可能地緊密。施工時還要達到恰當的壓縮比,使瀝青混凝土的骨料間空隙盡可能少。除此以外,瀝青混凝土的骨料的組成還應保證其防凍性以及瀝青混凝土路面層的光滑度。
 
  瀝青材料分爲地瀝青和焦油瀝青兩大類。地瀝青又分爲天然瀝青和石油瀝青,天然瀝青是石油滲出地表經長期暴露和蒸發後的殘留物;石油瀝青是將精制加工石油所殘餘的渣油,經適當的工藝處理後得到的產品。焦油瀝青是煤、木材等有機物幹餾加工所得的焦油經再加工後的產品。工程中采用的瀝青絕大多數是石油瀝青,石油瀝青是複雜的碳氫化合物與其非金屬衍生物組成的混合物。通常瀝青閃點在240℃~330℃之間,燃點比閃點約高3℃~6℃度,因此施工溫度應控制在閃點以下。

瀝青分類


瀝青攪拌站
            瀝青攪拌站
  瀝青主要可以分爲煤焦瀝青、石油瀝青和天然瀝青三種:

  一、煤焦瀝青

  煤焦瀝青是鍊焦的副產品,即焦油蒸餾後殘留在蒸餾釜内的黑色物質。它與精制焦油隻是物理性質有分别,沒有明顯的界限,一般的劃分方法是規定軟化點在26.7℃(立方塊法)以下的爲焦油,26.7℃以上的爲瀝青。煤焦瀝青中主要含有難揮發的蒽、菲、芘等。這些物質具有毒性,由於這些成分的含量不同,煤焦瀝青的性質也因而不同。溫度的變化對煤焦瀝青的影響很大,冬季容易脆裂,夏季容易軟化。加熱時有特殊氣味;加熱到260℃在5小時以後,其所含的蒽、菲、芘等成分就會揮發出來。

  二、石油瀝青

  石油瀝青是原油蒸餾後的殘渣。根據提鍊程度的不同,在常溫下成液體、半固體或固體。石油瀝青色黑而有光澤,具有較高的感溫性。由於它在生產過程中曾經蒸餾至400℃以上,因而所含揮發成分甚少,但仍可能有高分子的碳氫化合物未經揮發出來,這些物質或多或少對人體健康是有害的。

  三、天然瀝青

  天然瀝青儲藏在地下,有的形成礦層或在地殼表面堆積。這種瀝青大都經過天然蒸發、氧化,一般已不含有任何毒素。

瀝青的毒性

 
  我國三種主要瀝青的毒性:煤焦瀝青>頁岩瀝青>石油瀝青,前二者有致癌性。瀝青的主要皮膚損害有:光毒性皮炎,皮損限於面、頸部等暴露部分;黑變病,皮損常對稱分布於暴露部位,呈片狀,呈褐-深褐-褐黑色;職業性痤瘡;疣狀贅生物及事故引起的熱燒傷。此外,尚有頭昏、頭脹,頭痛、胸悶、乏力、惡心、食欲不振等全身症狀和眼 、鼻、咽部的刺激症狀。

石油瀝青相關知識

 
石油瀝青
                石油瀝青
  石油瀝青(Petroleum asphalt)是原油加工過程的一種產品,在常溫下是黑色或黑褐色的粘稠的液體、半固體或固體,主要含有可溶於三氯乙烯的烴類及非烴類衍生物,其性質和組成隨原油來源和生產方法的不同而變化。工程中采用的瀝青絕大多數是石油瀝青。

  一、產品性能

  石油瀝青是原油蒸餾後的殘渣。根據提鍊程度的不同,在常溫下成液體、半固體或固體。石油瀝青色黑而有光澤,具有較高的感溫性。

  對石油瀝青可以按以下體系加以分類:

  按生產方法分爲:直餾瀝青、溶劑脱油瀝青、氧化瀝青、調合瀝青、乳化瀝青、改性瀝青等;

  按外觀形態分爲:液體瀝青、固體瀝青、稀釋液、乳化液、改性體等;

  按用途分爲:道路瀝青、建築瀝青、防水防潮瀝青、以用途或功能命名的各種專用瀝青等。

  二、生產方法

  1、蒸餾法:是將原油經常壓蒸餾分出汽油煤油柴油等輕質餾分,再經減壓蒸餾(殘壓10~100mmHg)分出減壓餾分油,餘下的殘渣符合道路瀝青規格時就可以直接生產出瀝青產品,所得瀝青也稱直餾瀝青,是生產道路瀝青的主要方法。

  2、溶劑沉澱法:非極性的低分子烷烴溶劑對減壓渣油中的各組分具有不同的溶解度,利用溶解度的差異可以實現組分分離,因而可以從減壓渣油中除去對瀝青性質不利的組分,生產出符合規格要求的瀝青產品,這就是溶劑沉澱法。

  3、氧化法:是在一定範圍的高溫下向減壓渣油或脱油瀝青吹入空氣,使其組成和性能發生變化,所得的產品稱爲氧化瀝青。減壓渣油在高溫和吹空氣的作用下會產生汽化蒸發,同時會發生脱氫、氧化、聚合縮合等一系列反應。這是一個多組分相互影響的十分複雜的綜合反應過程,而不僅僅是發生氧化反應,但習慣上稱爲氧化法和氧化瀝青,也有稱爲空氣吹制法和空氣吹制瀝青。

  4、調合法:調合法生產瀝青最初指由同一原油構成瀝青的4組分按質量要求所需的比例重新調合,所得的產品稱爲合成瀝青或重構瀝青。隨着工藝技術的發展,調合組分的來源得到擴大。例如可以從同一原油或不同原油的一、二次加工的殘渣或組分以及各種工業廢油等作爲調合組分,這就降低了瀝青生產中對油源選擇的依賴性。隨着適宜制造瀝青的原油日益短缺,調合法顯示出的靈活性和經濟性正在日益受到重視和普遍應用。

  5、乳化法:瀝青和水的表面張力差别很大,在常溫或高溫下都不會互相混溶。但是當瀝青經高速離心、剪切、從擊等機械作用,使其成爲粒徑0.1~5μm的微粒,並分散到含有表面活性劑(乳化劑——穩定劑)的水介質中,由於乳化劑能定向吸附在瀝青微粒表面,因而降低了水與瀝青的界面張力,使瀝青微粒能在水中形成穩定的分散體系,這就是水包油的乳狀液。這種分散體系呈茶褐色,瀝青爲分散相,水爲連續相,常溫下具有良好流動性。從某種意義上說乳化瀝青是用水來“稀釋”瀝青,因而改善了瀝青的流動性。

彩色玻纖瀝青瓦
           彩色玻纖瀝青瓦
  6、改性瀝青:現代公路和道路發生許多變化:交通流量和行駛頻度急劇增長,貨運車的軸重不斷增加,普遍實行分車道單向行駛,要求進一步提高路面抗流動性,即高溫下抗車轍的能力;提高柔性和彈性,即低溫下抗開裂的能力;提高耐磨耗能力和延長使用壽命。現代建築物普遍采用大跨度預應力屋面板,要求屋面防水材料適應大位移,更耐受嚴酷的高低溫氣候條件,耐久性更好,有自粘性,方便施工,減少維修工作量。使用環境發生的這些變化對石油瀝青的性能提出了嚴峻的挑戰。對石油瀝青改性,使其適應上述苛刻使用要求,引起了人們的重視。經過數十年研究開發,已出現品種繁多的改性道路瀝青、防水卷材和塗料,表現出一定的工程實用效果。但鑒於改性後的材料價格通常比普通石油瀝青高2~7倍,用戶對材料工程性能尚未能充分把握,改性瀝青產量增長緩慢。目前改性道路瀝青主要用於機場跑道、防水橋面、停車場、運動場、重交通路面、交叉路口和路面轉彎處等特殊場合的鋪裝應用。近來歐洲將改性瀝青應用到公路網的養護和補強,較大地推動了改性道路瀝青的普遍應用。改性瀝青防水卷材和塗料主要用於高檔建築物的防水工程。隨着科學技術進步和經濟建設事業的發展,將進一步推動改性瀝青的品種開發和生產技術的發展。改性瀝青的品種和制備技術取決於改性劑的類型、加入量和基質瀝青(即原料瀝青)的組成和性質。由於改性劑品種繁多,形態各異,爲了使其與石油瀝青形成均勻的可供工程實用的材料,多年來評價了各種類型改性劑,並開發出相應的配方和制備方法,但多數已工程實用的改性瀝青屬於專利技術和專利產品。

  三、主要用途

  主要用途是作爲基礎建設材料、原料和燃料,應用範圍如交通運輸(道路、鐵路、航空等)、建築業、農業、水利工程、工業(采掘業、制造業)、民用等各部門。

  四、包裝與貯存

  瀝青在生產和使用過程中可能需要在貯罐内保溫貯存,如果處理適當,瀝青可以重複加熱即可在較高溫度保持相當長的時間而不會使其性能受到嚴重損害。但是如果接觸氧、光和過熱就會引起瀝青的硬化,最顯着的標志是瀝青的軟化點上升,針入度下降,延度變差,使瀝青的使用性能受到損失。

我國改性瀝青行業技術和發展特點概述

 
瀝青攤鋪機
   瀝青攤鋪機
  一、工藝技術水平及特點
 
  瀝青改性技術的特點是通過向基質瀝青中摻加各種改性劑,或采取對基質瀝青進行輕度氧化加工,來提高瀝青高溫粘性、低溫抗裂性、抗碾壓性及路面基層穩固結合性等方面的性能。其技術路線分爲物理改性與化學改性兩大類。目前,國内主要采用的是基於化學改性方面的開發和應用。

  我國專用瀝青行業現有的改性瀝青產品質量水平與國際同類型產品大體相當。但是,由於缺乏大型系統工程,我國新型改性瀝青研究工作更多停留在實驗室層面。同時,與新型改性瀝青相配套的道路施工工藝、施工管理規程的研究也顯得滯後,使得我國新型改性瀝青的推廣進程受到影響。
 
  二、生產技術水平及特點
 
  目前國内改性瀝青生產技術分爲工廠改性和現場改性兩大類。

  由於現場改性受設備運輸機場地限制,生產裝置規模較小,不利於提高生產的經濟型;同時,現場改性生產也受到現場供水、供電條件的限制,對客戶需求的保障能力易受到影響。因此,該生產方式主要適用於抗離析性能及高溫貯存穩定性能較差的改性瀝青產品的生產。相比下,工廠改性則代表了行業規模經濟的理念,在節能、環保及產品質量標准化和穩定性等諸多方面表現了較大優勢。隨着改性瀝青生產工藝的不斷進步,產品的抗離析性能不斷提高,目前較爲先進的生產工藝已經能夠保證工廠改性生產,產品的輻射範圍達到800公里左右,從目前改性瀝青生產的發展來看,工廠改性已經成爲改性瀝青行業生產技術的主流發展方向。
 
  三、改性瀝青市場前景
 
  公路、橋梁、告訴鐵路的新建設方面,2010年至2020年將是我國高等級公路和高速鐵路建設的高峰期,其中高速公路將新添通車里程12萬公里,國道、省道及市政道路建設新增15萬公里,將投資7000億元用於高速鐵路建設。隨着國家4萬億投資計劃的推行,部分原計劃在以後年度建設的公路、橋梁、機場、告訴鐵路等基礎設施項目的建設得到提前實施。根據國家4萬億的投資計劃的進展情況和道路建設的周期性分析,預計未來5年内改性瀝青的市場將有兩大高峰:一、2010-2012年,受到4萬億投資拉動内需,大量新工程進入集中養護期,改性瀝青的需求量將受到較大提升。二、2014-2015年,這兩年是"十二五"規劃的最後兩年,加上五年一度的公路養護計劃,必將迎來集中的公路養護期,所以此兩年也將是改性瀝青需求的大年。
 
  四、改性瀝青市場向多元化發展
 
瀝青磚
    瀝青磚
  隨着國内道路瀝青市場需求的迅速增長和適合於生產道路瀝青原油資源的日益豐富,國内道路瀝青生產供應商數量明顯增加。在未來20年,隨着我國全面建設小康社會,高速公路網總的規模將達到10萬公里,西部地區縣際之間、中部地區縣鄉之間、東部地區鄉村之間公路改造將達到17萬公里,國内道路瀝青市場需求總量將維持在較高水平,但需求總量將趨於穩定。據統計2004年到2010年我國道路瀝青年平均總需求量約爲12Mt左右。

  同時,我國經濟的快速發展和交通量的日益增加,對道路的使用性能要求越來越高,節約資源和保護環境、降低路面行車的交通噪聲、延長路面使用壽命、提高路面的抗車轍能力、減少反應龜裂、增加雨天路面的抗滑能力、降低養護費用、提高行車舒適度、路面鋪裝的厚度小等性能要求。

  隨着對改性瀝青要求越來也嚴格,國内對於改性瀝青研究更深入,越來越多的材料被用作改性劑來制備性能更優良的改性瀝青,大部分的生產工藝也趨於成熟。並且在"十二五"計劃中把城市軌道交通和飛機場建設作爲建設重點,也會促進高鐵瀝青和高強度瀝青的生產。在氟塑料及廢高分子材料污染日益嚴重的情況下,回收率用成爲現在討論的話題,膠粉改性瀝青能大大降低生產成本,又有利於實現廢物利用,需求越來越被看好。同時,我國東部公路建設基本接近飽和,後期國家加大對西部開發和建設,適合西部嚴寒地區的SBR瀝青也將得到進一步的發展。所以,預計後期膠粉改性瀝青和SBR改性瀝青、高粘度特種瀝青等將得到更好的發展,SBS改性瀝青一統天下的局面將被打破。




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