9.1沥青（课件）-《建筑材料》同步教学（中国建筑工业出版社）

防水材料 —沥青 防水材料：指能防止水等对建筑物和构筑物的渗透、渗漏和侵蚀的材料。 主要作用：防潮、防漏、防渗，避免水和盐分对建筑物的侵蚀，保护建筑构件。 防水材料的定义与作用 柔性防水材料：防水材料具有一定的柔韧性、弹性、塑性。 刚性防水材料：由水泥砂浆、防水砂浆、防水砼组成的防水层。 沥青 沥青是一种有机胶结材料，常温下呈黑色至褐色的固体、半固体或粘稠液体，具有良好的粘结性、塑性、不透水性及耐化学侵蚀性，但会老化。 广泛应用于建筑工程中，是建筑工程中的防潮、防腐、防水材料，也应用于道路路面及桥梁工程。 沥青 天然沥青 石油沥青 煤沥青 木沥青 泥炭沥青 页岩沥青 沥青的分类 煤沥青 焦油沥青 石油沥青 定义 石油沥青是石油经蒸馏提炼出各种轻质油品（汽油、煤油等）及润滑油以后的残留物，经再加工得到的褐色或黑褐色的粘稠状液体或固体状物质，略有松香味，能溶于多种有机溶剂，如三氯甲烷、四氯化碳等。 石油沥青的分类 石油沥青的组分 石油沥青的技术性质 石油沥青的标准及应用 石油沥青的分类 按石油加工方法分 残留沥青 蒸馏沥青 氧化沥青 裂解沥青 调和沥青 按用途分 道路石油沥青 建筑石油沥青 普通石油沥青 石油沥青的组分 石油沥青的成分比较复杂。它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。 分子结构 化学成份 （质量分数） 碳：80～87% 氢：10～15% 其它非金属元素：氧、硫、氮等<3% 金属微量元素：镍、钒、铁、钙、镁、钠等 各组分的含量多少会直接影响沥青的性质。 油分 树脂 地沥青质 石蜡固体 石油沥青的组分 组分 状态 颜色 密度（g/cm3） 含量（%） 作用 油分 粘性液体 淡黄色至红褐色 小于1 40～60 使沥青具有流动性 树脂 酸性 粘稠固体 红褐色至黑褐色 略大于1 15～30 使沥青与矿物的粘附性提高 中性 使沥青具有粘附性和塑性 地沥青质 粉末颗粒 深褐色至黑褐色 大于1 10～30 能提高沥青的粘性和耐热性；含量提高，使塑性降低 石油沥青的组分及其主要特性 溶胶结构：粘滞性小，流动性大，塑性好，温度稳定性较差。 凝胶结构：弹性、粘性较高，温度敏感性较小，流动性塑性较低。 溶﹣凝胶结构：在高温时具有较低的感温性，低温时又具有较好的形变能力。 在三组分中，油分树脂可互溶，树脂可浸润地沥青质。以地沥青质为核心，周围吸附部分树脂和油分，构成胶团，无数胶团均匀的分布在油分中，形成胶体结构。在常温下，随组分不同，呈现不同的结构形式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 石油沥青的状态随温度不同也会改变： 温度升高 又恢复为原来的状态。 固体沥青中的易熔成分逐渐变为液体，使沥青流动性提高 温度降低 石油沥青中各组分不稳定，会因环境中的阳光、空气、水等因素作用而变化，油分、树脂减少，地沥青质增多，这一过程称为“老化”。这时，沥青层的塑性降低，脆性增加，变硬，出现脆裂，失去防水、防腐蚀效果。 ※石油沥青的老化 石油沥青的技术性质 （1）粘滞性 粘滞性是沥青在外力作用下抵抗发生粘性变形的能力。液体沥青是稀稠程度，粘滞性用粘滞度表示；半固体与固体沥青是软硬程度，粘滞性用针入度表示。 沥青的牌号划分主要是依据针入度的大小确定的。 （2）塑性 塑性是指沥青在外力作用下变形的能力。用延伸度表示，简称延度，表示沥青开裂后的自愈能力及受机械力作用后的变形而不破坏的能力。 （2）塑性 沥青塑性的大小与它的组分和所处温度紧密相关。 随温度升高(降低)而增大(减小) 沥青质含量相同时，油分、树脂含量愈多，沥青塑性愈大。 延度的测定方法： 是将标准延度“8”字试件，在一定温度（25℃）和一定拉伸速度（50mm/min）下，将试件拉断时延伸的长度，用cm表示，称为延度。延度越大，塑性越好。 （3）温度稳定性 温度稳定性是指石油沥青的粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能。 温度升高时，沥青塑性增大，黏性减小，由固体或半固体逐渐软化，变成黏性液体。 温度降低时，沥青的黏性增大，塑性减小，由黏流态变为固态。 沥青温度敏感性的重要指标，它表示沥青由固态变为黏流态的温度。 01 温度愈高，温度敏感性愈小，环境温度较高时才会发生这种状态转变。 02 沥青软化点 沥青的软化点大致在50～100℃之间。 软化点“环球法”测定： 以5℃/min的升温速度，加热至沥青软化 04 下垂达25.4 mm时的温度即为软化点。 05 上置钢球，放在水或甘油中 03 装入规定尺寸的铜环中 02 将熬制脱水后的沥青试样。 01 软化点高，沥青的耐热性好，但软化点过高，又不易加工和施工，冬季易发生脆裂现象。 软化点低的沥青，夏季高温时易产生流淌而变形。 大气稳定性是指沥青长期在阳光、空气、温度等综合作用下，性能稳定的程度。 （4）大气稳定性（抗老化性） （5）闪点和燃点 闪点是指沥青达到软化点后再继续加热，则会发生热分解而产生挥发性的气体，当与空气混合，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，温度如果再上升，与火接触而产生的火焰能持续燃烧5s以上时，这个开始燃烧的温度即为燃点。 （6）溶解度 沥青的溶解度是指沥青在溶剂中(苯或二硫化碳)溶解的百分率。沥青溶解度是用来确定沥青中有害杂质含量的。 一般石油沥青溶解度高达98%以上，而天然沥青因含不溶性矿物质，溶解度低。 （7）含水量 水在纯沥青中溶解度在0.001%～0.01%之间。沥青含盐分越多，水作用时间越长，水分就越大。 沥青中含有水分，施工中挥发太慢，影响施工速度，所以要求沥青中含水量不宜过多。 沥青的三大指标 针入度 延度 软化点 石油沥青的标准及应用 石油沥青的牌号主要是根据针入度及延度和软化点指标划分的，并以针入度值表示。牌号愈大，沥青愈软，针入度愈大，延度愈大，而软化点愈低。 性能较差，一般很少使用，可作为建筑石油沥青的掺配材料。 粘性差，塑性好，容易浸透和乳化，但弹性、耐热性和温度稳定性差，多用来拌制沥青砂浆和沥青混凝土；修筑路面和各种防渗工程；配制填缝材料、粘结剂和防水材料。 有良好的防水性、粘结性、耐热性和温度稳定性，但粘度大、延伸变形能力较差，主要用于建筑屋面工程和防水工程，并用来制造防水卷材。 普通石油沥青 道路石油沥青 建筑石油沥青 选用原则： 根据工程性质（房屋、道路、防腐）及当地气候条件、所处工程部位（层面、地下）来选用。 在满足上述要求前提下，尽量选用牌号高的石油沥青，以保证较长的使用年限。牌号高的沥青比牌号低的沥青含油分多，其挥发、变质所需时间较长，不易变硬，抗老化能力强，耐久性好。 煤沥青 定义 煤沥青（俗称柏油）是炼焦或生产煤气的副产品。烟煤干馏时所挥发的物质冷凝得到的黑色粘稠物质称煤焦油，煤焦油经分馏加工，提取出各种油质后的残渣即为煤沥青。 烟煤 煤焦油 煤沥青 干馏，冷凝 蒸馏 分类 硬煤沥青 是从煤焦油中蒸馏出轻油、中油、重油及蒽油后的残留物，蒸馏温度高于270℃，常温下一般呈硬的固体。 软煤沥青 是从煤焦油中蒸馏出水分、轻油及部分中油后得到的产品，蒸馏温度低于270℃。 温度稳定性差 塑性差 密度比石油沥青大 大气稳定性差 与矿料粘附性好 有毒 与石油沥青相比，由于组分的不同，因而性能上有以下差异： 总结： 煤沥青塑性、温度稳定性较差，冬季易脆，夏季易于软化，老化快。加热燃烧时，烟呈黄色，有刺激性臭味，略有毒性，但具有较高的抗微生物侵蚀作用，适用于地下防水工程或作为防腐材料用。 改性沥青 定义 改性是指对沥青进行氧化、乳化、催化、或者掺入橡胶、树脂等物质，使得沥青的性质发生不同程度的改善，得到的产品称为改性沥青。 常用的方法和改性沥青的种类： 橡胶 改性沥青 1 树脂 改性沥青 2 橡胶和树脂改性沥青 3 矿物填充料改性沥青 4 橡胶是沥青的重要改性材料，它和沥青有较好的混溶性，并能使沥青具有橡胶的很多优点。如高温变形性小，低温柔性好。由于橡胶的品种不同，掺入的方法也有所不同，因而各种橡胶沥青的性能也有差异。 橡胶改性沥青 　 树脂改性沥沥青 用树脂改性石油沥青，可以改进沥青的耐寒性、耐热性、粘结性和不透气性。由于石油中的沥青中含芳香性化合物很少，故树脂和石油沥青的相溶性较差。 橡胶和树脂改性沥青 同时用橡胶和树脂来改善石油沥青的性质，可使沥青兼具橡胶和树脂的特性。由于树脂比橡胶便宜，橡胶和树脂又有较好的混溶性，故能取得满意的综合效果。 矿物填充料改性沥青 矿物填充料改性沥青是指为了提高沥青的黏结力和耐热性减小沥青的温度，敏感性加入一定矿物填充料的沥青。 $$