沥青的基本性质是什么

沥青的基本性质是什么
沥青的基本性质是什么

沥青的基本性质是什么
定义：由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物,呈液态、半固态或固态,是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料.应用学科： 水利科技（一级学科）；工程力学、工程结构、建筑材料（二级学科）；建筑材料（水利）（三级学科)
沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物,呈液态、半固态或固态,是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料.用于涂料、塑料、橡胶等工业以及铺筑路面等.
来源：煤和石油
　　主要成分：
　　含量：99.48%.
　　外观与性状： 黑色液体, 半固体或固体.
　　沸点(℃)： 页岩沥青>石油沥青,前二者有致癌性.沥青的主要皮肤损害有：光毒性皮炎,皮损限于面、颈部等暴露部分；黑变病,皮损常对称分布于暴露部位,呈片状,呈褐－深褐－褐黑色；职业性痤疮；疣状赘生物及事故引起的热烧伤.此外,尚有头昏、头胀,头痛、胸闷、乏力、恶心、食欲不振等全身症状和眼 、鼻、咽部的刺激症状.
　　环境危害： 对环境有危害,对大气可造成污染.
　　燃爆危险： 本品可燃,具刺激性.
　　危险特性： 遇明火、高热可燃.燃烧时放出有毒的刺激性烟雾.
　　清除：如果衣服不小心染上沥青,可试用氢氧化钠清洗
　　导电性能：绝缘体(常温下).
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沥青类别
　　沥青主要可以分为煤焦沥青、石油沥青和天然沥青三种：
煤焦沥青
　　煤焦沥青是炼焦的副产品,即焦油蒸馏后残留在蒸馏釜内的黑色物质.它与精制焦油只是物理性质有分别,没有明显的界限,一般的划分方法是规定软化点在26．7℃（立方块法）以下的为焦油,26．7℃以上的为沥青.煤焦沥青中主要含有难挥发的蒽、菲、芘等.这些物质具有毒性,由于这些成分的含量不同,煤焦沥青的性质也因而不同.温度的变化对煤焦沥青的影响很大,冬季容易脆裂,夏季容易软化.加热时有特殊气味；加热到260℃在5小时以后,其所含的蒽、菲、芘等成分就会挥发出来.
石油沥青
　　石油沥青是原油蒸馏后的残渣.根据提炼程度的不同,在常温下成液体、半固体或固体.石油沥青色黑 沥青马路而有光泽,具有较高的感温性.由于它在生产过程中曾经蒸馏至400℃以上,因而所含挥发成分甚少,但仍可能有高分子的碳氢化合物未经挥发出来,这些物质或多或少对人体健康是有害的.
天然沥青
　　天然沥青储藏在地下,有的形成矿层或在地壳表面堆积.这种沥青大都经过天然蒸发、氧化,一般已不含有任何毒素.
　　沥青材料分为地沥青和焦油沥青两大类.地沥青又分为天然沥青和石油沥青,天然沥青是石油渗出地表经长期暴露和蒸发后的残留物；石油沥青是将精制加工石油所残余的渣油,经适当的工艺处理后得到的产品.焦油沥青是煤、木材等有机物干馏加工所得的焦油经再加工后的产品.工程中采用的沥青绝大多数是石油沥青,石油沥青是复杂的碳氢化合物与其非金属衍生物组成的混合物.通常沥青闪点在240℃~330℃之间,燃点比闪点约高3℃~6℃度,因此施工温度应控制在闪点以下.
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沥青危害
　　沥青是一种棕黑色有机胶凝状物质,包括天然沥青、石油沥青、页岩沥青和煤焦油沥青等四种.主要成分是沥青质和树脂,其次有高沸点矿物油和少量的氧、硫和氯的化合物.有光泽,呈液体、半固体或固体状态,低温时质脆,粘结性和防腐性能良好.
　　四种沥青中以煤焦油沥青危害最大.在电极焙烧炉制作中要排出大量的沥青烟.由于沥青中含有荧光物 沥青原始状态质,其中含致癌物质3．4苯并芘高达2．5%一3．5%,高温处理时随烟气一起挥发出来.沥青烟气是黄色的气体,其中试焦油细雾粒.经测定电极焙挠炉排出的沥青烟气中含3,4苯并芘为1．3—2mg/立方米
　　沥青烟和粉尘可经呼吸道和污染皮肤而引起中毒,发生皮炎、视力模糊、眼结膜炎、胸闷、腹病、心悸、头痛等症状.经科学试验证明,沥青和沥青烟中所含的3,4苯并芘是引起皮肤癌、肺癌、胃癌和食道癌的主要原因之一.
　　在受沥青污染的空气中生活,易致免疫力下降.
　　沥青及其烟气中是主要成分酚类、化合物、蒽、萘、吡啶等对皮肤粘膜具刺激性,涂以30%煤焦油沥青甲苯溶液涂皮3次,局部继炎症之后呈现角化过度与皲裂.
　　沥青及其所含蒽、菲、吡啶等均系光毒物,在紫外线作用下可引起光化学反应.沥青所致光化学反应系沥青在有氧条件下通过光能作用所发生的光化学反应,反映生成的自由基、过氧化物引起细胞损伤,故是一种非免疫性疾病.
　　动物复制出沥青癌.我国用小鼠涂皮实验也见沥青可致皮肤癌.多为磷状上皮癌,少数为角化乳突瘤.一般认为煤油沥青致癌性最强,天然沥青不具致癌性,对石油沥青的致癌性则有意见尚不一致.
　　煤焦沥青涂皮对动物体重增长的影响比石油沥青为明显,而煤焦沥青皮肤涂搽又比其烟雾吸入对动物的危害为大.提示煤焦沥青对动物有一定的全身作用,其作用程度与吸收途径有关.
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对人体危害
皮肤损害
　　1．日光性皮炎 本病常于接触沥青粉尘或烟气,并暴露于日光后发病. 工人在铺设沥青马路日晒后数分钟到1-2d（多数为数小时）即可发病.皮损限于面部、颈后等暴露部位,尤以眼睑与颧颊部为著.皮损呈晒斑型表现为界限清晰的红鲜红斑,常伴有水肿,严重时出现水疱、大疱,甚至糜烂、渗液.皮损于1—2d内达到高峰,一般停止接触3-5d迅速消退,局部附有轻度糠样鳞屑,常继发暂时性轻度色素沉着.自觉灼痛,个别轻度瘙痒.
　　2．黑变病 常见.本病常对称分布于面、颈部暴露部位,前臂也波及.特别好发于眼周、颞部、前额发际与内皆角,次诶鼻旁颊部与口周.皮损多呈片状,色泽偏深,呈褐-深褐-褐黑色,有时稍带褐红或淡紫色.其大小,形状不一,边缘多数模糊.前臂的色素沉着常以毛孔为中心,受累毛孔轻度角化；有时淡褐带灰紫色色素沉着斑与正常皮肤相间,交杂成云雾状.发病时常有沥青光毒性皮炎反复发作史,并常伴有沥青痤疮.本病呈慢性过程.日晒每使病情加重.脱离接触渴望好转,乃致痊愈.
　　3．痤疮 沥青所致职业性痤疮主要表现为黑头粉刺、毳毛折断与毛囊炎性丘诊.本病好发于直接接触
　　部位,如面部、指背、手背和前臂,也常常波及被沥青污染的衣裤的部位,如大腿伸面,偶发于躯干.黑头粉刺为扩大的毛孔中的黑点,其下常有带白色的小硬结.沥青所致黑头一般比氯化物所致者粗大些,分布也散在些,主要位于面部,特别是颞间、眉部、鼻旁两侧,眼睑与耳廓也可波及.毛囊炎性红色丘疹为毛囊性丘疹,顶端可有黄白色脓疱,严重时演变为疖、硬结,可遗疤痕；常散在分布于面部与前臂.毳毛折断、变粗,局部毛孔常见扩张,并有轻度角化,主要分布在首节指背与前臂桡伸面.本病发病不受年龄限制.自觉症状缺如,有时伴干燥感,出现毛囊炎、疖时有疼痛感.
　　4．疣状赘生物 好发于手背、腕部与面部,也可波及阴囊等处.类似扁平疣,表面为肤色--淡褐--褐色扁平 沥青丘疹,针帽或绿豆大小,圆形或不规则形,表面粗糙或平滑,境界清楚.散在或密集分布.
　　无自觉症状或微痒.一般工龄愈长,发病率愈高,皮损愈多.疣状赘生物可自然消退.可能演变为皮肤癌.
　　5．烧伤 多由泼溅、跌滑等事故引起.高热的液态沥青对皮肤造成热力烧伤.临床表现与一般热烧伤相似.皮肤表面可覆以黑色沥青,与创面紧紧粘附,不易清除.
眼、鼻、咽症状
　　沥青粉尘与烟气对眼的损害以睑结膜炎为主,有时伴有浅表性斑点状角膜炎,工龄较长者翼状胬肉占有一定比例.鼻咽部常有干燥、灼热感,也可引起鼻炎、咽炎等.
全身症状
　　闻及沥青嗅味后,可出现头昏、头胀、头痛、胸闷、乏力、恶心或咳嗽、心悸、耳鸣等不适,以在烈日下操作时为甚.脱离接触（如下班后）症状常迅速缓解.严重时（如重症光毒性皮炎）可伴发热.
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石油沥青
定义
　　英文名： Petroleum asphalt
　　石油沥青是原油加工过程的一种产品,在常温下是黑色或黑褐色的粘稠的液体、半固体或固体,主要含有可溶于氯仿的烃类及非烃类衍生物,其性质和组成随原油来源和生产方法的不同而变化.石油沥青的主要组分是油分、树脂和地沥青质.还含2%~3%的沥青碳和似碳物,还含有蜡.沥青中的油分和树脂能浸润沥青质.沥青的结构以地沥青质为核心,吸附部分树脂和油分,构成胶团.
产品性能
　　石油沥青是原油蒸馏后的残渣.根据提炼程度的不同,在常温下成液体、半固体或固体.石油沥青色黑而有光泽,具有较高的感温性.
　　对石油沥青可以按以下体系加以分类：
　　按生产方法分为：直馏沥青、溶剂脱油沥青、氧化沥青、调合沥青、乳化沥青、改性沥青等；
　　按外观形态分为：液体沥青、固体沥青、稀释液、乳化液、改性体等；
　　按用途分为：道路沥青、建筑沥青、防水防潮沥青、以用途或功能命名的各种专用沥青等.
生产方法
　　（1）蒸馏法：是将原油经常压蒸馏分出汽油、煤油、柴油等轻质馏分,再经减压蒸馏（残压10~100mmHg）分出减压馏分油,余下的残渣符合道路沥青规格时就可以直接生产出沥青产品,所得沥青也 智能型沥青洒布车称直馏沥青,是生产道路沥青的主要方法.
　　（2）溶剂沉淀法：非极性的低分子烷烃溶剂对减压渣油中的各组分具有不同的溶解度,利用溶解度的差异可以实现组分分离,因而可以从减压渣油中除去对沥青性质不利的组分,生产出符合规格要求的沥青产品,这就是溶剂沉淀法.
　　（3）氧化法：是在一定范围的高温下向减压渣油或脱油沥青吹入空气,使其组成和性能发生变化,所得的产品称为氧化沥青.减压渣油在高温和吹空气的作用下会产生汽化蒸发,同时会发生脱氢、氧化、聚合缩合等一系列反应.这是一个多组分相互影响的十分复杂的综合反应过程,而不仅仅是发生氧化反应,但习惯上称为氧化法和氧化沥青,也有称为空气吹制法和空气吹制沥青.
　　（4）调合法：调合法生产沥青最初指由同一原油构成沥青的4组分按质量要求所需的比例重新调合,所得的产品称为合成沥青或重构沥青.随着工艺技术的发展,调合组分的来源得到扩大.例如可以从同一原油或不同原油的一、二次加工的残渣或组分以及各种工业废油等作为调合组分,这就降低了沥青生产中对油源选择的依赖性.随着适宜制造沥青的原油日益短缺,调合法显示出的灵活性和经济性正在日益受到重视和普遍应用.
　　（5）乳化法：沥青和水的表面张力差别很大,在常温或高温下都不会互相混溶.但是当沥青经高速离心、剪切、重击等机械作用,使其成为粒径0.1~5微米的微粒,并分散到含有表面活性剂（乳化剂——稳定剂）的水介质中,由于乳化剂能定向吸附在沥青微粒表面,因而降低了水与沥青的界面张力,使沥青微粒能在水中形成稳定的分散体系,这就是水包油的乳状液.这种分散体系呈茶褐色,沥青为分散相,水为连续相,常温下具有良好流动性.从某种意义上说乳化沥青是用水来“稀释”沥青,因而改善了沥青的流动性.
　　（6）改性沥青：现代公路和道路发生许多变化：交通流量和行驶频度急剧增长,货运车的轴重不断增加,普遍实行分车道单向行驶,要求进一步提高路面抗流动性,即高温下抗车辙的能力；提高柔性和弹性,即低温下抗开裂的能力；提高耐磨耗能力和延长使用寿命.现代建筑物普遍采用大跨度预应力屋面板,要求屋面防水材料适应大位移,更耐受严酷的高低温气候条件,耐久性更好,有自粘性,方便施工,减少维修工作量.使用环境发生的这些变化对石油沥青的性能提出了严峻的挑战.对石油沥青改性,使其适应上述苛刻使用要求,引起了人们的重视.经过数十年研究开发,已出现品种繁多的改性道路沥青、防水卷材和涂料,表现出一定的工程实用效果.但鉴于改性后的材料价格通常比普通石油沥青高2~7倍,用户对材料工程性能尚未能充分把握,改性沥青产量增长缓慢.目前改性道路沥青主要用于机场跑道、防水桥面、停车场、运动场、重交通路面、交叉路口和路面转弯处等特殊场合的铺装应用.近来欧洲将改性沥青应用到公路网的养护和补强,较大地推动了改性道路沥青的普遍应用.改性沥青防水卷材和涂料主要用于高档建筑物的防水工程.随着科学技术进步和经济建设事业的发展,将进一步推动改性沥青的品种开发和生产技术的发展.改性沥青的品种和制备技术取决于改性剂的类型、加入量和基质沥青（即原料沥青）的组成和性质.由于改性剂品种繁多,形态各异,为了使其与石油沥青形成均匀的可供工程实用的材料,多年来评价了各种类型改性剂,并开发出相应的配方和制备方法,但多数已工程实用的改性沥青属于专利技术和专利产品.