9.1-沥 青（课件）- 《建筑材料》同步教学（哈尔滨工程大学出版社）

项目九 防水材料 目 录 CONTENT 行业PPT模板http:///hangye/ 1 2 3 4 沥青 防水卷材 防水涂料 密封材料 5 沥青性能检测 PART 01 沥 青 9.1.1 石油沥青 1.石油沥青的三组分 石油沥青是由多种碳氢化合物及其非金属(氧、硫、氮)的衍生物组成的混合物。通常从使用角度出发,将石油沥青中化学成分和物理力学性质相近的成分划分为若干个组,这些组就称为组分。石油沥青中各种组分相对含量的多少,直接影响着石油沥青的技术性质。 9.1.1 石油沥青 (1)油分。油分为淡黄色至红褐色的油状液体,在石油沥青中的含量为45%~60%,相对密度为0.71~1.00g/cm3,为沥青中最轻、物质相对分子量最小的组分,能溶于大多数有机溶剂,但不溶于酒精,赋予沥青以流动性。 (3)沥青质(地沥青质)。沥青质为深褐色至黑色固态无定性的超细颗粒固体粉末,是分子量较大的固体物质,密度大于1.0g/cm3,不溶于汽油,但能溶于二硫化碳和四氯化碳。 (2)树脂(沥青脂胶)。树脂为沥青中分子量比油分大的黏稠半固体,相对密度为1.0~1.1g/cm3,熔点在100℃以内,颜色为深褐色至黑褐色。 9.1.1 石油沥青 2.石油沥青的技术性质 (1)黏滞性。黏滞性是沥青在外力作用下抵抗发生形变的性能指标。沥青黏滞性的大小主要由它的组分和温度来确定,一般随着沥青质含量的增大,沥青黏滞性增大;随着温度的升高,沥青黏滞性降低。 9.1.1 石油沥青 液态沥青的黏滞性用黏滞度表示,半固体或固体沥青的黏滞性用针入度表示。 ①黏滞度。黏滞度用标准黏度计法测定,是液态沥青在一定温度下,经规定直径的孔洞 漏下50mL所需要的时间(s)。黏滞度试验如图9-1所示。 ②针入度。针入度是表示固体、半固体沥青黏度的指标。针入度试验如图9-2所示。 9.1.1 石油沥青 9.1.1 石油沥青 (2)塑性。沥青的塑性是指沥青开裂后的自愈能力及受机械作用后变形而不被破坏的能力。沥青之所以能被制造成性能良好的柔性防水材料,很大程度上是因为它的塑性。沥青塑性的大小与组分、温度和拉伸速度有关。树脂含量较多,沥青的塑性较大;温度升高,拉伸速度越快,沥青的塑性越大。 沥青的塑性用延度来表示。延度试验如图9-3所示。延度是指将沥青“8”字形标准试件在规定温度(25℃或15℃)和规定的拉伸速度(5cm/min)下拉断时的伸长长度(单位为cm)。沥青的延度越大,沥青的塑性越好。 9.1.1 石油沥青 (3)温度敏感性。温度敏感性是指石油沥青的黏滞性和塑性随温度升降而变化的性能。 软化点是指沥青材料由固体状态转变为具有一定流动性膏体时的温度。软化点可通过 环球法试验测定,如图9-4所示。 沥青软化点不能太低,太低时夏季融化发软;但也不能太高,否则不易施工,冬季易脆裂。工程上要求沥青的温度敏感性要小,使用时往往加入滑石粉、石灰料或其他矿物填料,以减小沥青的温度敏感性。 9.1.1 石油沥青 (4)大气稳定性(抗老化性)。大气稳定性是指沥青长期在阳光、空气、温度等的综合作用下抵抗老化,保持性能稳定的性能。 (5)闪点和燃点。闪点是指沥青达到软化点后继续加热,则会发生热分解而产生挥发性的气体,当气体与空气混合,在一定条件下与火焰接触,初次产生蓝色闪光时的沥青温度。燃点又称着火点。当沥青温度达到闪点,温度如再上升,与火接触而产生的火焰能持续燃烧5s以上时,这个开始燃烧时的温度即为燃点。 9.1.1 石油沥青 (6)溶解度。沥青的溶解度是指沥青在溶剂(苯、四氯化碳、三氯乙烯)中溶解的百分数。 (7)含水量。沥青几乎不溶于水,具有良好的防水性能。但沥青材料不是绝对不含水的。水在纯沥青中的溶解度为0.001%~0.01%。沥青吸收水分的多少取决于所含能溶于水的盐分的多少,沥青含盐分越多,水的作用时间越长,吸收的水分就越多。 9.1.1 石油沥青 3.石油沥青的技术要求及应用 石油沥青按用途分为道路石油沥青、建筑石油沥青和普通石油沥青,应用范围不同的石油沥青,应符合不同的技术要求。 (1)石油沥青的技术要求。道路石油沥青按针入度范围分为200号、180号、140号、100号、60号五个牌号。道路石油沥青的技术要求如表9-1所示。建筑石油沥青按针入度不同分为10号、30号和40号三个牌号。建筑石油沥青的技术要求如表9-2所示。 (2)石油沥青的应用。在施工现场应掌握沥青形态、牌号的鉴别方法(表9-3),以便正确选用。 9.1.1 石油沥青 9.1.1 石油沥青 9.1.1 石油沥青 9.1.1 石油沥青 4.石油沥青的掺配 当单独使用一种牌号的石油沥青不能满足工程的耐热性要求时,可以用同产源的两种或三种石油沥青进行掺配,但不能与煤沥青相掺。掺配量用式(9-1)和式(9-2)计算。 Q2=100-Q1 (9-2) 式中,Q1 为高软化点石油沥青用量(%);Q2 为低软化点石油沥青用量(%);T 为掺配后的石油沥青的软化点(℃);T1 为高软化点石油沥青的软化点(℃);T2 为低软化点石油沥青的软化点(℃)。 通过试配,测定掺配后的沥青软化点,以试配结果(掺量-软化点曲线)来确定满足要求软化点的配比。如使用三种沥青,可先求出两种沥青的配比,然后与第三种沥青进行计算。 9.1.2 煤沥青 煤沥青又称为煤焦油沥青,其主要成分有油分、脂胶、游离碳等,是芳香族碳氢化合物及氧、硫和氮等衍生物的混合物。 1.煤沥青的性能 煤沥青因含可溶性树脂多,由固体变为液体的温度范围较窄,受热易软化,受冷易脆裂,故其温度稳定性差。 1 煤沥青中不饱和碳氢化合物含量较多,易老化变质,故大气稳定性差。 2 煤沥青因含有较多的游离碳,使用时易变形、开裂,塑性差。 3 煤沥青中含有的酸、碱物质均为表面活性物质,所以能与矿物表面很好地黏结。 4 煤沥青因含酚、蒽等有毒物质,防腐蚀能力较强,故适用于木材的防腐处理。 5 9.1.2 煤沥青 2.煤沥青和石油沥青的区别 由于石油沥青和煤沥青外观相似,使用时必须加以区别,如表9-4所示。 9.1.2 煤沥青 还可将石油沥青与煤沥青按适当比例混合形成一种稳定胶体,称为混合沥青。混合沥青可以综合两种沥青的优点,既提高了 石油沥青与矿物材料的黏结性,又提高了煤沥青的大气稳定性及低温塑性,此种沥青主要用于高等级公路路面工程。 3.煤沥青的应用 煤沥青的防腐能力和黏结能力比较好,可用来配制各种防腐涂料、胶黏剂、防水涂料、油膏以及制作油毡等,适用于地下防水层或作为防腐材料。 9.1.3 改性沥青 1.矿物填料改性沥青 在沥青中加入一定数量的矿物填充料,可以提高沥青的黏性和耐热性,减小沥青的温度敏感性,同时也可减少沥青的耗用量,主要适用于生产沥青胶。 常用矿物填料有粉状和纤维状两种,常用的有滑石粉、石灰石粉、硅藻土、石棉绒和云母粉等。 由于沥青对矿物填充料有润湿和吸附作用,所以沥青可以单分子状态排列在矿物颗粒(或纤维)表面,形成结合力牢固的沥青薄膜,称之为结构沥青。结构沥青具有较高的黏性和耐热性等,但是矿物填充料的掺入量要适当,一般掺量为20%~40%时,可以形成恰当的结构沥青膜层。 9.1.3 改性沥青 2.树脂改性沥青 用树脂改性沥青可以改善沥青的耐寒性、耐热性、黏结性和不透气性。常用的树脂有古马隆树脂、聚乙烯、聚丙烯、酚醛树脂及天然松香等。 目前,性能较优异的树脂改性沥青有无规聚丙烯(atacticpolypropylene,APP)、非晶态α-烯烃共聚物(amorphouspolyalphaolefin,APAO)等改性沥青。APP很容易与沥青混溶,并且对改性沥青软化点的提高作用明显,耐老化性也很好,具有一定发展潜力。APAO与APP相比,具有更好的耐高温性能、耐低温性能、黏结性、与沥青的相溶性及耐老化性。因此,在改性效果相同的情况下,APAO的掺量更少(约为APP的50%)。 9.1.3 改性沥青 3.橡胶改性沥青 (1)氯丁橡胶改性沥青。 (2)丁基橡胶改性沥青。 (3)苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青。 (4)再生橡胶改性沥青。 9.1.3 改性沥青 4.橡胶和树脂共混改性沥青 将橡胶和树脂同时用于沥青改性,两者有较好的混溶性,使沥青兼有橡胶和树脂的特性,故能取得较满意的综合技术效果。配制时采用不同的原料品种、配比、制作工艺,可以得到多种性能各异的沥青改性产品,主要有卷材、片材、密封材料和防水涂料等。 9.1.3 改性沥青 思政目标:增强学生的文化自信,坚定中国特色社会主义理想信念,培养学生实践创新意识和砥砺前行的工匠精神。 请看以下资料:高速铁路(简称高铁)被认为是中国“新四大发明”之首,也被誉为中国制造的新名片。截至2022年年底,全国高铁营业里程达4.2×104km,通达95%的百万人口以上城市,位居世界首位。高铁运行速度为150~400km/h,极大缩短了城市间的交通时间。除去高效、快捷的直观印象,中国高铁“硬币测试”更是震惊世界。“硬币测试”所反映的超高平顺性背后是一项复杂而系统的工程,其中重要的一环就是无砟轨道的使用。而无砟轨道的一个主要组成部分就是水泥沥青砂浆层。水泥沥青砂浆是由乳化沥青、水泥、细骨料、水和外加剂经特定工艺搅拌制得的砂浆。其特点是刚柔并济,以柔性为主,兼具刚性。水泥沥青砂浆填充于厚度约为50mm的轨道板与混凝土底座之间,主要作用是支承轨道板,缓冲高速列车荷载与减震。京沪、武广、郑西、沪宁、宁杭等高铁采用的都是水泥沥青砂浆。 同学们,我们应该怎样唤醒材料,让材料成就一项伟大的工程? 又应该具备什么样的品质,才能开发出材料蕴含的宝藏? 思 政 课 堂 非常感谢您的观看 $$