第8章 沥青材料的检测与应用（课件）- 《建筑材料》同步教学（中国水利水电出版社）

第8章 沥青材料的检测与应用 概述 沥青定义 沥青是一种有机胶凝材料，它是复杂的高分子碳氢化合物及非金属（氧、硫、氮等）衍生物的混合物。在常温下呈固体、半固体或液体状态。 沥青特点 颜色由黑褐色至黑色，能溶于多种有机溶液中。 具有结构致密、粘结力良好，不导电、不吸水，耐酸、耐碱、耐腐蚀等性能。 概述 沥青分类 沥青应用 主要作为防水、防潮、防腐蚀材料，用于屋面或地下防水工程、防腐蚀工程、铺筑道路以及贮水池、浴池及桥梁等防水防潮层。 沥青 天然沥青 煤沥青 石油沥青 地沥青 焦油沥青 木沥青 泥炭沥青 页岩沥青 §8－1 沥青 一、石油沥青 1.生产 石油沥青是由石油原油或石油衍生物经过蒸馏等工艺提练出各种轻质油及润滑油以后得到的残留物或再经加工得到的残渣。 2.分类 （1）按加工方法分 石油沥青 快、慢凝液体沥青 混合沥青 调和沥青 乳化沥青 一、石油沥青 （2）按原油基层不同分类 石油沥青 石蜡基沥青 环烷基沥青 中间基沥青 一、石油沥青 3.组分 石油沥青化学成分非常复杂，可分为油分、树脂和地沥青质三大组分。各组分的特点及作用见表。 组 分 作 用 油分 淡黄色透明液体；赋予沥青流动性。 树脂 粘稠半固体；增加沥青粘结力和延伸性。 地沥青质 固体粉末；决定沥青的粘结力、粘度、温度稳定性 沥青碳和似碳物 石油沥青中相对分子质量最高的组分 蜡 白色结晶降低延度和黏结力是有害成分 一、石油沥青 4.主要技术性质 （1）粘滞性—反映沥青内部阻碍其相对流动的特性。 指标：针入度 P（25℃、100g、5s）单位：1/10mm 影响因素：温度；组分。 （2）塑性 —沥青在外力作用下产生变形而不破坏，除去外力后仍能保持变形后的形状的性质。 指标：延度 （cm） 影响因素：温度；沥青膜层的厚度 一、石油沥青 4.主要技术性质 （3）温度敏感性 —沥青粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能。 指标：软化点 （℃） 影响因素：地沥青质的含量；含蜡量。 （4）大气稳定性—抵抗“老化”的性质 指标：加热后的蒸发损失和蒸发后针入度比 （5）溶解度—石油沥青在溶剂中溶解的百分率，以确定石油沥青中有效物质的含量。其溶解度一般在98％以上。 一、石油沥青 4.主要技术性质 （6）闪点和燃点 闪点：油分蒸汽与周围空气组成的混合气体在规定条件下与火焰接触，初次发生有蓝色闪光时的沥青温度即为闪点（闪火点）。 燃点：若在闪点基础上继续加热，油气混合物浓度加大，与火焰接触能持续燃烧5s以上的沥青温度即为燃点（着火点）。 一、石油沥青 5.牌号及应用 石油沥青按其针入度、延度和软化点划分牌号； 牌号越高，针入度和延度越大、软化点越低。 品 种 牌 号 主要应用 道路石油沥青 200、180、140、100 甲 100乙、60甲、60乙 主要在道路工程中作胶凝材料 建筑石油沥青 30、10 主要用于制造油纸、油毡、防水涂料和嵌缝膏等，使用在防水及防腐工程中 普通石油沥青 75、65、55 含蜡量较高，粘结力差，一般不用于建筑工程中 二、煤沥青 1.原料—煤焦油 煤沥青是生产焦炭和煤气的副产物。 2.按蒸馏程度分类 煤沥青 高温沥青 低温沥青 中温沥青 二、煤沥青 3.组合 煤沥青主要组分有游离碳（自由碳）、树脂、油分、三大部分，其特点和作用见下表： 组 合 特 点 及 作 用 游 离 碳 有机化合物的固态碳质微粒能提高煤沥青的黏度和热稳定性 树 脂 硬树脂 固态晶体结构增加煤沥青的黏滞度 软树脂 赤褐色黏塑状物质它能使煤沥青的塑性增大 油 分 为液态，能提高煤沥青的流动性。 二、煤沥青 4.主要技术性质 温度稳定性差 塑性较差 大气稳定性较差 与矿质材料的粘附性好 防腐力较强 二、煤沥青 5.煤沥青与石油沥青的比较和鉴别： 鉴别 方法 石油沥青 煤沥青 锤击法 声哑，有弹性感，韧性好，断口整齐，呈贝壳状。 声清脆，，韧性差，断口不整齐，有碎末。 溶液颜色法 无颜色 呈黄色，并带有绿蓝色荧光 燃烧法 烟无色，有油味或松香味 烟呈黄色，有刺激性臭味 溶解度法 样品基本溶解，溶液呈棕黑色 样品基本不溶解，溶液稍呈黄绿色 斑点法 斑痕完全化开，呈均匀的棕色。 斑痕分内外两圈内圈呈黑色，外圈呈棕色。 三、乳化沥青 1．乳化沥青的组成材料 乳化沥青主要由沥青、水、乳化剂、稳定剂等材料组成。 组合 作 用 沥青 主要组成材料，占乳化沥青的55%~70%。稠度较小（针入度在100—250之间）易乳化。 水 水能润湿、溶解、黏附其他物质，并起缓和化学反应的作用；另一方面，水中含有各种矿物质及其他影响乳化沥青形成的物质。所以，水质应相当纯净 乳化剂 能使互不相溶的两相物质（沥青和水）形成均匀稳定的分散体系 稳定剂 为使沥青乳液具有良好的储存稳定性 三、乳化沥青 2.乳化沥青形成机理 乳化沥青是油—水分散体系。乳化沥青能够形成和稳定存在的原因有： 乳化剂在沥青水系统界面上的吸附作用，降低了两相物质间的界面张力，这可抵制沥青的合并。 沥青微粒表面均带有相同电荷，使微粒间相互排斥，达到分散颗粒的目的。 微粒外水膜的形成，可机械地阻碍颗粒的聚集。 三、乳化沥青 3.分解破乳 概念： 它是指沥青乳液的性质发生变化，沥青与乳液中的水相分离，使许多微小的沥青颗粒相互聚结，成为连续整体的薄膜。 三、乳化沥青 影响沥青乳液分解破乳速度的因素： 离子电荷的吸引作用 骨料的孔隙率，粗糙度与干湿度的影响 施工时气候条件的影响 机械冲击与压力作用的影响 骨料颗粒级配的影响 乳化剂种类与用量的影响 三、乳化沥青 4.乳化沥青的特点 优点 节约能源； 节省资源； 提高工程质量； 延长施工时间； 改善施工条件，减少环境污染； 提高工作效率。 缺点 储存期较短； 乳化沥青修筑道路的成型期较长，最初要控制车辆的行驶速度。 §8－2 沥青基防水材料 一、冷底子油 定义 它是用汽油，柴油，工业苯等有机溶剂与沥青溶合制得的沥青溶液，在常温下用于防水工程底部，故称为冷底子油。 配制 常用由30—50％的10号或30号石油沥青和50—70％的有机溶剂配制而成。它应放在密闭容器内置于阴凉处，以防溶剂挥发。 作用 具有良好流动性，便于喷涂或刷涂；并能以基面牢固结合，使基面具有憎水性，为粘贴其它防水材料创造条件。 二、沥青胶 定义-----由沥青和适量粉状或纤维状矿质填充料均匀混合而成的胶粘剂。 组成材料 沥青：采用的沥青软化点越高，夏季高温时越不流淌；沥青的延度大，沥青的柔韧性好；炎热地区的屋面工程，选用10号石油沥青；用于地下防水和防潮处理时，选用软化点≮50℃ 的沥青。 矿质填充料：其用量为20％左右，是为了提高其耐热性。改善低温脆性和节约沥青用量。细度控制在0.0075mm筛孔筛余率≯15％。碱性矿质与沥青亲和性大，粘结力高，故应选用石灰石粉，白云石粉和滑石粉等。 23 二、沥青胶 技术性质： 粘结性： 骨料的孔隙率的吸引作用，粗糙度与干湿度的影响 施工时气候条件的影响 机械冲击与压力作用的影响 骨料颗粒级配的影响 乳化剂种类与用量的影响 五、合成高分子防水卷材 1.三元乙丙橡胶防水卷材 2.氯化聚乙烯防水卷材 3.聚氯乙烯防水卷材 $$