沥青是一种复杂的有机混合物,主要来源于石油、煤炭或天然矿物,其化学成分因来源和加工工艺不同而有所差异。下面内容是沥青主要成分的详细分析:
一、基本组成元素
沥青主要由碳(C)和氢(H) 构成,占比约90%-95%,其余为非金属衍生物,包括氧、硫、氮及微量金属(如钒、镍)。其分子结构以多环芳烃(PAHs)为核心,结合脂肪族侧链,形成高分子量的复杂混合物。
二、主要组分分类(以石油沥青为例)
石油沥青通常通过溶剂分离法分为三大核心组分,各组分特征及影响如下表所示:
| 组分 | 特征 | 影响 |
| 油分 | 淡 至红褐色油状液体,分子量最小(300–500) | 赋予沥青流动性,降低粘度 |
| 树脂(胶质) | 黄褐色半固体粘稠物,分子量中等(600–1000) | 增强粘结性和塑性,改善对矿物材料的浸润性 |
| 沥青质 | 深褐色至黑色固体粉末,分子量最大(1000+) | 决定温度敏感性和硬度,含量越高软化点越高 |
三、次要成分与杂质
1. 蜡
2. 沥青碳与似碳物
3. 金属元素
4. 多环芳烃(PAHs)
四、化学结构与争议
沥青质的分子结构存在两种模型争议:
这一争议反映了沥青成分的复杂性及分析技巧的局限性。
五、不同来源沥青的成分差异
1. 石油沥青
2. 煤焦沥青
3. 天然沥青
沥青的核心成分是油分、树脂和沥青质,三者比例直接影响其工程性能(如流动性、硬度和温度稳定性)。次要成分(蜡、金属、PAHs)则可能对健壮和环境产生负面影响。沥青的复杂性源于原油来源、加工工艺(如蒸馏、氧化)及老化程度 。在应用中需根据场景选择沥青类型,例如道路工程优先选用低蜡石油沥青,而防水材料可能使用改性沥青以提升耐久性。