世界上最漫長的實驗,8年才滴一滴,瀝青真是一種神奇的物質

2020-12-15 製造原理

最近正是一年中最熱的一段時間,有人調侃「人能夠還活著,全靠空調「,這段時間最離不開的就是空調了。

在室內靠空調可以降溫,而直接暴露在太陽底下的室外溫度那就更高了,像平時都非常堅硬的瀝青馬路在高溫烘烤之下,路面開始軟化,車子一過路面就會像蛋糕一樣,變得非常的鬆軟。

有的汽車在駛過高溫瀝青路面後,輪胎上會直接沾滿瀝青和石子,甚至還會出現直接將過馬路行人的膠鞋粘在路面上。

瀝青

說到瀝青我們都會想起鋪在馬路上那種黑色的物質,其實瀝青的應用範圍非常的廣,除了我們熟知的瀝青用於道路工程材料以外,瀝青還廣泛應用於農業,建築,工業以及水利工程等行業中。

瀝青是由不同碳氫化合物以及非金屬組成的複雜混合物,是高黏度液態的一種,是一種有機膠凝材料。

在較低溫度下它看上去和固體並沒有什麼區別,需放置很長時間後才能看出它的流動,對於瀝青這種流體物質來說,流動性越差,那它的黏性就會越大。

瀝青具有很強的抗老化性能,並且它的塑性強,也就是在受到衝擊後雖然會變形,但是其性能依然存在,瀝青對溫度非常的敏感,會隨著溫度的變化而呈現出液態或者固態。

瀝青在常溫下是絕緣體,並不溶於水,也沒有固定的熔點,沸點則小於470℃,當溫度達到了485℃則就會引起燃燒。

瀝青的分類

瀝青的主要來源是從煤和石油中獲得,所以按照其來源可以分為天然瀝青,石油瀝青和煤焦瀝青這三種。

石油瀝青

石油瀝青是原油被開採後,經過提煉後所剩餘的一些殘渣,所以說這種瀝青就是石油的一種副產品。

根據提煉精度的不同,石油瀝青會出現液體,固體以及半固體這幾種狀態,其結構也比較複雜,主要成分是油分,膠質以及瀝青質。

石油瀝青在提煉過程中,如果採用蒸餾工藝很多物質就不會揮發掉,其中就包括一些對身體有害的物質,使用這種瀝青後或多或少都會人體造成傷害,現在通過改進生產工藝,也能去除這些有害物質,讓石油瀝青變得更加環保。

天然瀝青

天然瀝青是地下石油在漫長地殼運動中,受到地殼擠壓蒸發後形成的一種未經加工的瀝青。

這種瀝青由於是在地下自然形成的,所以其中會參雜有很多礦物質以及沙石等物質,這種瀝青一般並不會含有有害物質,非常的天然環保。

天然瀝青按照出現的環境,一般被分為出現在巖石裂縫中的巖瀝青,出現在湖泊黏土中的湖瀝青,以及出現在海底中的海底瀝青。

煤焦瀝青

煤焦瀝青與石油瀝青比較相似,它是煤在提煉後的黑色剩餘物,也是煤提煉過程中的一種副產品。

煤焦瀝青對溫度非常敏感,溫度高了就會迅速軟化,溫度低了就會變得非常脆。

煤焦瀝青中會存在一些難以揮發掉的有害物質,會具有毒性,但通過將其加溫到250攝氏度5小時後,這些有害物質也會迅速消失。

瀝青的歷史

現代瀝青最廣泛的用途就是用來鋪路,而在古代瀝青最早是被用來裝飾各種工具以及製造兵器。

在公元前7世紀,當時的亞述帝國和巴比倫帝國,由於其擁有豐富的瀝青儲量,瀝青的獲得變得非常容易,人們就將瀝青用作接縫材料和塗抹材料,還被用於加固和裝飾道路。

在後來相當長的一段時間裡,瀝青都被當做一種結合劑使用,像一些保存至今的古代工程都曾使用過瀝青。

瀝青真正被用作路面是在1838年,當時被用在普魯士漢堡的一條公路上,而國內是在1988年建成的第一條高速公路(滬嘉高速),所使用的就是瀝青路面。

隨著對瀝青開採和提煉技術的提高,其應用領域也在不斷的拓寬,在很多領域瀝青都是不可替代的產品。

瀝青路面的優點

其實,我國最早建成的一些高速公路還是水泥混凝土,主要原因還是當時的瀝青產量比較低,價格也比價貴,就造成了修不起瀝青路面,所以當時國家也推廣建設水泥混凝土路面。

如今,雖然瀝青路面每平方米的造價依然是水泥混凝土的2倍,但是新建的高速公路仍然都是瀝青路面。

主要還是因為瀝青路面的優點比較多,如施工周期更短,雖然瀝青施工需要專業的瀝青攤鋪機,價格還很貴,但施工時間更短,效率也會更高。

瀝青路面的養護也更方便,水泥路面雖然強度更高,但是延伸性能就會差很多,容易產生板塊斷裂,維修時就需要整塊拆掉並重新澆築,瀝青路面的延伸性能好,只會出現裂紋,凹陷以及車轍,所以只需要小面積的補修,就像打補丁一樣,並且還能即修即用。

除了這些以外,瀝青路面的平整度更好,噪音也更低,也能帶來更好的駕駛體驗,更安全。

什麼是柏油路

我們經常還能聽到一個名字叫柏油路,那麼什麼叫柏油路,它與瀝青路又有什麼關係。

其實,我們所說的不管是柏油路還是瀝青路,都是瀝青混泥土鋪面道路的俗稱,它們都是用瀝青與沙石等材料混合攪拌所鋪設的道路。

之所以有不同的名字,那是因為早期所使用的鋪路瀝青,是從煤或者煤焦中提煉出來的,用這種瀝青修的路被叫柏油路,但這種瀝青有一個缺點,那就是會產生一些對人體有害的物質,並不環保。

後來修路就逐漸開始使用從石油中提煉的瀝青,用這種瀝青修的路被叫瀝青路,不過很多人還是習慣將瀝青路稱為柏油路。

最漫長的實驗

其實,關於瀝青還有一個非常著名的實驗,這個實驗從開始至今已經接近100年,並且還在持續,這就是瀝青滴落實驗。

在1927年澳大利亞有一位教授,為了向學生證明一些物體看起來是固體,其實卻是流體,只不過是黏性較大流動性較慢而已。

就開始利用一塊瀝青放在漏鬥中來做滴落實驗,事實證明這位教授的觀點是對的,在8年後瀝青終於滴下了一滴,應該當時做實驗的那些學生都畢業了吧。

但這個實驗並沒有終止,原因是所有人都沒有親眼看到瀝青滴落的瞬間,實驗就繼續進行了,但是這個瀝青實驗並沒有設定嚴格的環境,所以受到環境溫度的影響每一滴瀝青滴落所需要的時間並不規律。

但遺憾的是,這個實驗至今雖然瀝青滴落了9滴,實驗的監管人換了3代,但由於各種原因,仍然沒有人能看到瀝青自然滴落的瞬間。

預計下一滴瀝青滴落還需要八年左右,希望我們能看到這個瞬間,也能讓這個持續時間最長的實驗早點結束。

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