《重大土木工程建筑才料8沥青及沥青防水材料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《重大土木工程建筑才料8沥青及沥青防水材料（80页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第九章 沥青及沥青防水材料,沥青是一种有机胶凝材料，它是由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、半固体或粘性液体状态，颜色由黑褐色至黑色，能溶于多种有机溶剂，极难溶于水，具有良好的憎水性、粘结性和塑性，能抵抗冲击荷载的作用，且耐酸、耐碱、耐腐蚀。在工程中广泛地用作防水、防潮、防腐和路面等材料。沥青可分为地沥青和焦油沥青两大类： 地沥青俗称松香柏油，按其产源不同分为石油沥青和天然沥青两种。焦油沥青俗称柏油、臭柏油，是干馏各种固体或液体燃料及其他有机材料所得的副产品，包括煤焦油蒸馏后的残余物即煤沥青，木焦油蒸馏后的残余物即木沥青等。页岩沥青是由页岩提炼石油后
2、的残渣加工制得的。工程中常用的沥青材料主要为石油沥青和煤沥青。,本章内容,石油沥青,天然沥青,煤沥青,木沥青,页岩沥青,地沥青,焦油沥青,沥青,沥青的分类,煤沥青,一、石油沥青,石油沥青的分类,按原油的成份分为,按加工方法不同分为,按沥青用途不同分为,石蜡基，沥青沥，混合基 。,馏直，氧化，裂化。,道路，建筑，专用，普通。,石油沥青是由天然原油炼制各种成品油后,经加工所得的重质产品，是黑色或棕褐色的粘稠状或固体状物质，燃烧时略有松香或石油味，但无刺激臭味，韧性较好，略有弹性。 石油沥青的分类 （1）按原油的成份分为：石蜡基沥青、沥青基沥青和混合基沥青。 （2）按加工方法不同分为：直馏沥青、氧化
3、沥青、裂化沥青等。 （3）按沥青用途不同分为：道路石油沥青、建筑石油沥青、专用石油沥青和普通石油沥青。,（二）石油沥青的组分与结构,石油沥青的组分,石油沥青是有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， 它是石油中的分子量最大、组成和结构最 为复杂的部分。一般情况下，沥青分为三 三组分。,油分,树脂,地质沥青,石油沥青的组分沥青是一种化学成分相当复杂的混合物，为了便于研究，可将沥青中化学性质与物理性质相似的成份划分为一个组分。一般情况下，沥青分为三大组分，即：油分、树脂和地沥青质。沥青中除了三大组分以外，还含有其它成份，但由于含量很少，因此可忽略不计。 （1）油分。是淡黄色
4、至红褐色的粘性透明液体，分子量为200700，几乎溶于所有溶剂，密度小于1，含量40%60%，它使沥青具有流动性。 （2）树脂。是红褐色至黑褐色的粘稠的半固体，分子量为5003000，密度略大于1，含量15%30%。在沥青中绝大部分属于中性树脂，它使沥青具有良好的塑性和粘结性，另有少量（约1%）的酸性树脂，是沥青中表面活性物质，能增强沥青与矿质材料的粘结。,油分,是淡黄色至红褐色 的粘性透明液体。,它使沥青具有动性。,树脂,是红褐色至黑褐色的粘稠的半固体。,它是决定沥青塑性 和粘结性的组分。,地质沥青,是深褐色至黑褐色 粉末状固体颗粒 。,（3）地沥青质。是深褐色至黑褐色粉末状固体颗粒，分子量
5、为10005000，密度大于1，含量10%30%，加热时不熔化，在高温时分解成焦炭状物质和气体。它能提高沥青的粘滞性和耐热性，但含量增多时会降低沥青的低温塑性，是决定沥青性质的主要成份。 此外，沥青中还含有少量的石蜡、沥青碳等有害物质。,根据沥青中各组成相对比例不同将胶体材料分为,2.石油沥青的结构,沥青中的油分和树脂可以互溶，而只有树脂才能浸润地沥青质。以地沥青质为核心，周围吸附部分树脂和油分，构成胶团，无数胶团分散在油分中形成胶体结构，并随着各化学组分的含量及温度而变化，使沥青形成了不同类型的胶体结构，这些结构使石油沥青具有各种不同的技术性质。石油沥青的结构状态随温度不同而改变。,（三）石
6、油沥青的主要技术性质,1.粘滞性粘滞性是沥青在外力作用下抵抗发生变形的性能指标。不同沥青的粘滞性变化范围很大，主要由沥青的组分和温度而定，一般随地沥青质的含量增加而增大，随温度的升高而降低。液体沥青粘滞性指标是粘滞度。 2.塑性沥青在外力作用下产生变形，除去外力后仍保持变形后的形状不变，而且不发生破坏（裂缝或断开）的性能称为塑性。塑性反映了沥青开裂后自愈能力及受机械应力作用后变形而不破坏的能力。沥青之所以能被制造成性能良好的柔性防水材料，很大程度上取决于这种性质。沥青的塑性用“延伸度”或“延伸率”表示,3. 温度稳定性温度稳定性也称温度敏感性，是指沥青的粘滞性和塑性在温度变化时不产生较大变化的
7、性能。温度稳定性包括耐高温的性质及耐低温的性质。耐高温即耐热性是指石油沥青在高温下不软化，不流淌的性能。固态、半固态沥青的耐热性用软化点表示。 4.大气稳定性大气稳定性也称沥青的耐久性，是指沥青在热、阳光、氧气和潮湿等大气因素的长期综合作用下，抵抗老化的性能。在大气因素的综合作用下，沥青中各组分会发生不断递变，低分子化合物将逐步转变成高分子物质，即油分和树脂逐渐减少，而地沥青质逐渐增多，沥青的流动性和塑性将逐渐减小，硬脆性逐渐增大，直至脆裂，丧失使用功能，这个过程称为石油沥青的老化。,大气稳定性可用测定加热损失及加热前后针入度、软化点等性质的改变值来表示。加热损失和加热前后针入度5.最高加热温
8、度各种沥青都必须有其固定的最高加热温度，其值必须低于闪点和燃点。施工现场在熬制沥青时，应特别注意加热温度。当超过最高加热温度时，由于油分的挥发，可能发生沥青锅起火、爆作、烫伤人等事故。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。燃点是指沥青温度达到闪火点，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。沥青的闪点和燃点的温度值通常相差10。液体沥青由于轻质成分较多，闪点和燃点的温度值相差很小。,6.溶解度沥青的溶解度是指沥青在溶剂中（苯或二硫化碳）可溶部分质量占全
9、部质量的百分率。沥青溶解度可用来确定沥青中有害杂质含量。沥青中有害物质含量多，主要会降低沥青的粘滞性。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.水分沥青几乎不溶于水，具有良好的防水性能。但沥青材料也不是绝对不含水的。水在纯沥青中的溶解度约在0.001%0.01%之间。沥青吸收的水分取决于所含能溶于水的盐的成分，沥青含盐分越多，水作用时间越长，水分就越大。由于沥青中含有水份，施工前要进行加热熬制。沥青在加热过程中水分形成泡沫，并随温度的升高而增多，易发生溢锅现象，以致引起火灾。所以在加热过程中，应不断搅拌，促进水分蒸发，并降低加热温度，锅内沥青不要装的过满。,
10、塑性是指沥青材料在外力作用下，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。,定义,沥青的塑性用“延伸度”或“延伸率” 表示。按标准试验方法，仪上进行拉伸，延伸度以试件能度（cm）表示。,塑性,粘滞性,粘滞性是沥青材料抵抗外力作用下发生粘滞性变 形的能力，是沥青 材料的一项重要物理力学性质,液体沥青粘滞性指标是粘滞度。粘滞度是 液体沥 青在一定温度（25或60）的 条件下，经规定直径（3.5或10mm）的孔 漏下50mL所需的秒数。用符号 表示。,定义,耐低温一般用脆点表示。,沥青为热塑性材料，粘度随温度而 变化，温度稳定性是指沥青的粘度 受温度变化影响的程度。,定义,温度稳定性
11、,耐高温即耐热性是指石油沥青在高温 下不软化，不流淌的性能。固态、半 固态沥青的耐热性用软化点表示。,大气稳定性,大气稳定性也称沥青的耐久性，是指沥青在热、阳光、氧气和潮湿等大气因素的长期综合作用下，抵抗老化的性能。,大气稳定性可用测定加热损失及加热前后针入度、软化点等性质的改变值来表示。,测定方法,定 义,各种沥青都必须有其固定的最 高加热温度，其值必须低于闪 点和燃点。施工现场在熬制沥青时，应特别注意加 热温度。,沥青的溶解度是指沥青在溶剂中（苯或二硫化碳）可溶部分质量占全部质量的百分率。沥青溶解度可用来确定沥青中有害杂质含量。,水分,沥青几乎不溶于水，具有良好的防水性能。但沥青材料也不是
12、绝对不含水的。水在纯沥青中的溶解度约在0.001%0.01%之间。沥青吸收的水分取决于所含能溶于水的盐的成分的多少，沥青含盐分越多，水作用时间越长，水分就越大。,（四）石油沥青技术标准,牌号,牌号,牌号,200、180、140、100甲、 100乙、60甲、60乙,30、10、,75、65、55,道路石油沥青,建筑石油沥青,普通石油沥青,石油沥青外观简易鉴别,（五）石油沥青的简易签别,石油沥青牌号简易鉴别,注 鉴别时的气温为1518。,（六）石油沥青的应用,道路石油沥青主要用于,配制沥青混凝土 或沥青砂浆 用于道路路面 或工业厂房地面等工程,建筑石油沥 青主要用于,建筑石油沥青主要用于屋面、地
13、下防水及沟槽防水、防腐蚀等工程。道路石油沥青主要用于配制沥青混凝土或沥青砂浆，用于道路路面或工业厂房地面等工程。根据工程需要还可以将建筑石油沥青与道路石油沥青掺合使用。,二、煤沥青,呈硬的固体,呈粘稠液体或半固体,硬煤沥青,软煤沥青,煤沥青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为煤焦油，煤焦油经分馏加工以后剩余的残渣即为煤沥青。,定义,煤沥青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为煤焦油，煤焦油经分馏加工以后剩余的残渣即为煤沥青。 分类煤沥青可分为硬煤沥青和软煤沥青两种。硬煤沥青是从煤焦油中蒸馏出轻油、中油、重油及蒽油之后的残留物，常温下一般呈硬的固体；软煤沥青是从煤
14、焦油中蒸馏出水分、轻油及部分中油后得的产品。由于软煤沥青中保留一部分油质，故常温下呈粘稠液体或半固体。建筑工程中使用硬煤沥青时需掺一定量的焦油进行回配。,（二）煤沥青的技术性质,煤沥青的技术性质按国家标准（GB2290-94）规定，见表9-5。,表9-5 煤沥青的技术指标,（三）煤沥青与石油沥青的区别,表9-6 石油沥青与煤沥青的主要区别,（四）煤沥青的应用,注意!,煤沥青的主要技术性质多都不如石油沥青好，且有毒，易污染水质，因此，在水利工程中很少应用，主要用于防腐及路面工程。,使用煤沥青时，应严格遵守国家规定的安全操作规程，防止中毒。煤沥青与石油沥青一般不宜混合使用。,三、改性沥青,建筑上使
15、用的沥青必需具有一定的物理性质。在低温条件下应具有弹性和塑性.在高温条件下要有足够的强度和稳定性.,改性沥青是对沥青进行氧化、乳化、催化、或者掺入橡胶树脂等物质，使沥青的性质得到不同程度的改善。改性沥青一般分为橡胶改性沥青、树脂改性沥青、橡胶树脂改性沥青、再生胶改性沥青及矿物填充剂改性沥青等。 （一）橡胶改性沥青沥青与橡胶的混溶性较好，二者混溶后的改性沥青高温变形很小，低温时具有一定塑性。所用的橡胶有天然橡胶、合成橡胶（氯丁橡胶、丁基橡胶和丁苯橡胶等）、废旧橡胶。使用不同品种橡胶及掺入的量与方法不同，形成的改性沥青性能也不同。 （二）树脂改性沥青在沥青中掺入树脂改性。可以改善耐寒性、耐热性、粘
16、结性和不透气性。树脂与石油沥青的相溶性较差，与煤沥青较好。常用的树脂有聚乙烯、聚丙烯、无规聚丙烯等。,（三）橡胶和树脂改性沥青是指沥青、橡胶和树脂三者混溶的改性沥青。混溶后兼有橡胶和树脂的特性，能获得较好的技术经济效果。 （四）再生胶改性沥青是指掺入废橡胶改性沥青。使其具有橡胶的一些特性。 （五）矿物填充剂改性沥青在沥青中掺入矿物填充料，用以增加沥青的粘结力、柔韧性等。常用的矿物粉有滑石粉、石灰粉、云母粉、石棉粉、硅藻土等。,四、沥青材料的贮运,注意,沥青贮运时，应按不同的品种及牌号分 别堆放，避免混放混运，贮存时应尽可 能避开热源及阳光照射，还应防止其它 杂物及水分混入。沥青热用时其加热温 度不得超过最高加热温度，加热时间不 宜过长，同时避免反复加热，使用时要 防火，对于有毒性的沥青材料还要防止 中毒。,一、沥青防水卷材,玻璃丝油毡及玻璃布油毡,油毡和油纸,其它胎基沥青防水卷材,改性沥青防水卷材,分 类,采用低软化点沥青浸渍原纸所制成的无涂撒隔离物的纸胎卷材称为油纸。,
