• 天然瀝青及其應用歷程

    天然瀝青是自然界賜予人類的禮物,在漫長的人類進化發展史中,都能找到天然瀝青存在和應用的痕跡。天然瀝青的應用伴隨著人類歷史的發展,在人類文明及文化瑰寶中都能看到天然瀝青的身影。如舊石器時代的工具、古巴比倫空中花園、羅馬帝國、龐貝古城、羅馬士兵手中的武器、古埃及的木乃伊、幼發拉底河的平底船、圣經中摩西藏身的蒲草箱、古美索不達米亞貴族的裝飾品等。

    1996年法國考古學家在Hummal和Umm El Tlel遺址中發現,從舊石器時代中晚期開始,天然瀝青就被當作石器與木質或骨質柄之間連接的粘結劑使用。

    天然瀝青及其應用歷程(圖1)

    天然瀝青還被用于裝飾物的制作,大英博物館、盧浮宮博物館內陳列的古美索布達米亞南部重鎮蘇美爾古代貴族墓葬中的陪葬品,包括許多牙雕,寶石飾物,戒指項鏈扥都不同程度的使用了天然瀝青作為粘合劑。

    天然瀝青及其應用歷程(圖2)
    天然瀝青及其應用歷程(圖3)

    古埃及時期天然瀝青被作為有效的防腐藥物使用,古埃及人將天然瀝青與其他香料混合后涂抹在尸體上制作木乃伊,防腐效果顯著。

    除了粘合與防腐作用,瀝青還被作為防水材料,如木船連接處防滲,官殿和廟宇的 墻壁及地面涂裝,城市道路建設等。希臘歷史學家希羅多德說過天然瀝青被廣泛應用于古巴比倫的房屋建筑和道路建設中。最讓人嘆為觀止的就是在在古巴比倫巴別比倫空中花園最令人稱奇的地方在于其供水系統,當時建造空中花園的磚塊是用蘆葦、天然瀝青、瓦混合制成的,不僅有效的避免空中花園常年經受水流的侵蝕后的 倒塌,也為后人留下了珍貴的歷史遺跡。

    天然瀝青被作為防水材料使用,如木船連接處防滲,宮殿和廟宇的墻壁及地面涂裝,城市道路建設等。希臘歷史學家希羅多德說過天然瀝青被廣泛應用于古巴比倫的房屋建筑和道路建設中。其中包括著名的古巴比倫巴別塔遺址和世界七大奇跡之一的空中花園。古巴比倫空中花園最令人稱奇的地方在于其供水系統,因為古巴比倫雨水不多,而空中花園遺址離幼發拉底河較遠, 研究人員認為空中花園有不少輸水設備,奴隸通過推動連接齒輪的把手將水運至最高層的蓄水池, 再經人工河流向地面。為了避免空中花園常年經受水流的侵蝕后容易倒塌,建造空中花園的磚塊是用蘆葦、 天然瀝青、瓦混合制成的,由此可見天然瀝青在空中花園的建設中發揮了至關重要的作用。

    古代兩河流域的人們使用蘆葦和天然瀝青制作平底船,保證船體防水腐、防蟲咬,直到現在平底船仍是幼發拉底河航運的主要工具。圣經中記載,摩西的母親就是在蒲草箱上涂抹石漆及石油(即煤焦油和瀝青),把嬰兒摩西放入箱中順河漂流。

    天然瀝青及其應用歷程(圖4)

    天然瀝青及其應用歷程(圖5)

    天然瀝青及其應用歷程(圖6)

    天然瀝青還曾用于軍事,古羅馬人使用弓箭等發射的火箭就有用到天然瀝青作為燃燒材料。

    羅馬帝國時期,天然瀝青被稱為“猶太瀝青”(Bitumen Iudaicum, Judenpech)。公元前100年,龐貝古城的羅馬大道使用瀝青填充接縫和涂抹外層。

    公元1000年,阿拉伯人開始從天然瀝青中提取瀝青。

    1712年希臘醫生Eirini d'Eyriny在瑞士的Valde Travers發現了儲量巨大的瀝青礦。一開始他只是對瀝青的醫藥用途感興趣,但是由于瀝青作為工程材料的優良特點,他最終于1721年完成了《關于瀝青的博士論文》,為現代瀝青工藝的研究奠定基礎。從1712年被發現, 到1812年,瀝青還只是零星地應用于醫藥領域。直到1873年,瀝青礦才被大規模工業化開采。從1873年至1986年這一百多年間,數以萬計的瀝青通過總長度超過100公里、錯綜復雜的礦井隧道, 被運輸出來并銷往世界各地。不過現在,這個瀝青礦井已經廢棄不用,部分開辟為博物館,供游客參觀。

    1810年,瀝青瑪蹄脂鋪筑路面在里昂被首次運用。十年以后在熱那亞出現現代瀝青油毛氈的前身。

    1838年,在普魯士的漢堡出現第一條瀝青鋪裝道路。

    1842年,在奧地利的因斯布魯克,澆注瀝青被發明并應用于道路工程中。

    1850年前后,法國首先將巖瀝青用于道路路面,1854年巴黎修筑了接近現在的薄層瀝青路面,是當時最先進的路面結構。

    1853年,Léon Malo提出了瀝青混凝土的概念。

    1871年,E.J.Desdment在紐約把砂、碎石、特立尼達湖湖瀝青用以鋪筑瀝青路面并獲得成功,同時獲得施工專利,這是近現代熱鋪湖瀝青路面的開始。

    1872年華盛頓市把過去巖瀝青路面施工法和應用石灰石粉、砂、摻以湖瀝青及石油殘渣油的施工法做比較,證明兩者都能適應當時的交通要求,這也是石油渣油首次應用于路面。在此之前用到的瀝青全部為天然瀝青。

    1885年以汽油為動力的汽車出現,1887年氣壓輪胎被發明。由于汽車荷載與馬車的不同,為了適應荷載的需要,美國人在石粉,砂,湖瀝青的混合料中加入碎石。發明了Warrenitebitulithic路面,即下層為粗級配瀝青混凝土與上層瀝青砂兩層攤鋪,一層碾壓而成的雙層式瀝青混凝土路面,這是瀝青混凝土路面的由來。

    20世紀以后,隨著煉油工藝的進步,石油瀝青以其相對低廉的價格、充足的產量、及便于施工的優點,逐漸取代天然瀝青成為路面鋪筑材料的主角。近現代天然瀝青更多的被應用于油墨、油漆的原料及屋面防水材料、瀝青混合料的添加劑等領域。

    實現天然瀝青的液化,并將其粘滯性及硬度調整到最佳狀態,將是天然瀝青重返瀝青路面鋪筑市場的契機。

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