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沥青改性性能好,天然沥青知多少?

文章出处:未知人气:发表时间:2020-09-29 15:48
为改善道路石油沥青的路用性能,我们往往会向沥青中外加添加剂,如聚合物、塑料、树脂等,以达到改性的效果。其中,天然沥青是一种硬质沥青,基于“相似相溶”原理,是与石油沥青最天然、最相溶的高分子材料。天然沥青改性沥青制备的沥青混合料通常具有较好的高温性能、抗水损坏性能和抗老化性能。
 
天然沥青的定义:
天然沥青又称地沥青或矿物沥青,是石油的转化产物。石油原油渗透到地面,其中轻质组分被蒸发,进而在日光照射下被空气中的氧气氧化,再经聚合而成为沥青矿物。主要由沥青质、树脂等胶质,以及少量的金属和非金属等其他矿物杂质组成。经过天然蒸发、氧化后,天然沥青一般已经不含有任何毒素。
 
天然沥青的分类:
按形成的环境划分,天然沥青可分为岩沥青、湖沥青、海底沥青等。
岩沥青经常产于岩石裂缝或混杂于土中,是石油不断地从地壳中冒出,存在于山体、岩石裂隙中长期蒸发凝固而形成的天然沥青。
布敦岩沥青产于南太平洋印度尼西亚苏拉威西岛东南部布敦岛,由渗透在岩层中的石油经过长期的沉积、承压和地质运动而形成;北美岩沥青是一种纯天然碳氢混合料,储存于美国犹他州东北部垂直的矿脉中,纯度高达99%。此两类岩沥青在全球范围内的应用较为广泛,尤其适用于高温、重载地区或其他高等级路面。
湖沥青是天然堆积的地沥青,与黏土和水混杂而成的乳状物,多成湖的形式。
彼奇湖坐落于南美洲西印度群岛的特立尼达和多巴哥,它出产了世界上最著名的天然沥青——特立尼达湖沥青(TLA)。彼奇湖面积有0.46平方千米,可湖底深不可测,曾有人探测到90-100米深处的岩心仍是沥青。TLA在机场跑道中的应用较为普遍,如美国肯尼迪机场、芬兰赫尔辛基机场、德国慕尼黑机场、中国首都国际机场等。
 
天然沥青的路用性能特点:
1
氮、氧、硫等含量高
天然沥青的化学构成大约为碳81.7%,氢7.5%,氧2.3%,氮1.95%,硫4.4%,铝1.1%,硅0.18%及其他金属0.87%。沥青中N、O、S的存在使沥青极性增加,尤其是天然沥青氮含量较普通沥青高出几倍至几十倍,极性官能团的存在使天然沥青对石料的浸润能力、粘附能力大大增强,保证了优异的抗水损和抗老化性能。
 
2
蜡含量低
由于长期的自然作用,天然沥青中蜡含量急剧降低,或以其它形式存在,可有效降低蜡对沥青高温变软、低温变脆的不利影响。
 
3
分子量大
天然沥青的分子量一般在8000~9000,石油沥青的分子量一般在3000左右。分子量的增加使内聚力增大,使沥青具有粘度高、高低温性能优异的特点。
 
4
施工和易性好
天然岩沥青为不流动的颗粒状材料,储存时不会结块,易于加工。制造天然沥青改性沥青的施工工艺非常简单,与其他改性沥青相比,通常不需要新增设备,从而大大节约了施工成本。
尽管天然沥青会带来针入度的降低、软化点的升高,但一些文献证实,其也会带来延度指标迅速衰减的现象。不过,天然沥青改性带来的路用性能的综合提升,通过工程实践的检验,依然受到了诸多在建或将建工程的青睐。相信随着材料科学的进步和施工工艺的精进,天然沥青的应用也将扬长避短,在公路工程建设中扮演更积极、更重要的角色。

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