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1、2019/6/27,Science of Building Materials,1,第十一章 沥青与防水材料,主要内容,第一节 沥青的基本知识 第二节 防水材料,2019/6/27,Science of Building Materials,2,基本要求,掌握石油沥青的主要技术性质 熟悉沥青基防水材料的性能及选用 了解其它防水材料,第十一章 沥青与防水材料,2019/6/27,Science of Building Materials,3,第一节 沥青的基本知识,2019/6/27,Science of Building Materials,4,一、沥青的基本概念,有机胶凝材料 混合物高分子C
2、-H化合物和它们的非金属（O、N、S等）衍生物组成 黑色或黑褐色 在常温下，沥青呈固态、半固态或液态,2019/6/27,Science of Building Materials,5,二、沥青的特点,憎水 结构致密 粘结力好 变形性好 耐腐蚀,优点,2019/6/27,Science of Building Materials,6,三、沥青的分类,石油原油经蒸馏等提炼出各种轻质油（如汽油、柴油等）及润滑油以后的残留物，或再经加工而得到的产品。,石油在天然条件下，在长期地球物理因素作用下所形成的产物。,由各种有机物，如煤、页岩、木材等干馏得到焦油，再经加工而得到的产物，相应称为煤沥青、页岩沥青
3、和木沥青等。,拉丁美洲加勒比海东南端胡巴哥岛沥青湖 （天然沥青）,2019/6/27,Science of Building Materials,8,四、石油沥青的组成,由于沥青化学组成结构的复杂性，且受目前分析技术的限制，还不能将沥青分离为纯粹的化合物单体。 化学组分分析方法将沥青分离为化学性质相近，而且与其工程性质有一定联系的几个组，这些组就称为组分。 工程上常用的是由溶剂将沥青分离为三组分，即三组分分析法（分为油分、树脂、沥青质）,2019/6/27,Science of Building Materials,9,三组分分析法,2019/6/27,Science of Building
4、Materials,10,沥青碳和似碳物无定形的黑色固体粉末，是石油沥青中分子量最大的物质，能降低石油沥青的粘结力。 蜡是石油沥青中有害成分，会降低石油沥青粘结性和塑性，且使沥青温度稳定性差。,四、石油沥青的组成,2019/6/27,Science of Building Materials,11,粘滞性针入度 塑性延度 温度敏感性软化点 耐久性 安全性 其他性质,五、石油沥青的技术性质,2019/6/27,Science of Building Materials,12,粘滞性（粘性）针入度,反映沥青内部阻碍其相对流动的一种特性。 粘滞性大，表示沥青与其他材料粘附力强、弹性大、硬度也大。粘滞
5、性小，说明沥青在外力作用下容易变形，反映其塑性好，甚至具有一定流动性，容易拌合。,2019/6/27,Science of Building Materials,13,针入度,在规定温度条件下，以规定质量的标准针经过规定的时间贯入沥青试样的深度。单位：0.1mm,影响因素：温度 组分,2019/6/27,Science of Building Materials,14,表示方法：P（25，100g，5s） 表征意义： P值愈大，表示沥青的粘度愈小 针入度是目前我国粘稠石油沥青的分级指标，一般取针入度的平均值作为标号 如：90号沥青， P值范围为80100（0.1mm）,针入度,2019/6/2
6、7,Science of Building Materials,15,塑性表示沥青在外力作用下发生变形而不破坏的能力。塑性好的沥青适应变形能力强，在使用中能随建筑结构的变形而变形，沥青层保持完整而不开裂，并且在受到振动冲击荷载时能吸收一定能量而不破坏。 石油沥青塑性常用延度表示，延度越大则塑性越好。,塑性延度,2019/6/27,Science of Building Materials,16,延度,将沥青试样制成8字形标准试件，采用延度仪，在规定拉伸速度和规定温度下拉断时的长度，单位：cm,影响因素：温度 沥青膜层厚度,沥青延度仪,2019/6/27,Science of Building
7、Materials,18,软化点 针入度指数 脆点,低温性能指标,温度敏感性软化点,沥青材料是一种非晶质高分子的混合材料，没有固定的熔点。在工程施工和使用中为保证沥青不致由于温度升高而产生流动的状态，常常采用软化点来表示沥青的温度敏感性。,2019/6/27,Science of Building Materials,19,沥青软化点越高，沥青的温度稳定性越好。 针入度是在规定温度下测定沥青的条件粘度，软化点则是沥青达到规定条件粘度时的温度。因此，软化点既是反映沥青材料温度稳定性的一项指标，又是沥青粘度的一种量度。 影响因素：地沥青质的含量；含蜡量,软化点,人为选定的沥青由固态到液态的转变温度
8、范围中的一个条件温度TR&B，单位： ,2019/6/27,Science of Building Materials,20,软化点,环球法,2019/6/27,Science of Building Materials,21,耐久性沥青的老化,影响因素：加热、大气、日照、降水、气温变化 定义：在上述因素的综合作用下，沥青产生不可逆的化学变化，而导致工程性能逐渐劣化的过程。 评价方法：采用蒸发损失试验和薄膜加热试验。,160，加热蒸发5h,2019/6/27,Science of Building Materials,22,沥青使用时必须加热，加热过程中挥发出的油会与周围的空气组成混合气体，当
9、遇到火焰会发生闪火，初次闪火时的温度称为闪点（闪火点）。 若继续加热，挥发的油分饱和度增加，与空气组成的混合气体遇火极易燃烧，持续燃烧5s以上时的温度称为燃点（着火点）。,安全性闪点、燃点,2019/6/27,Science of Building Materials,23,溶解度：指沥青在有机溶剂（三氯乙烯、四氯化碳、苯等）中可溶物的百分含量。反映沥青的纯净程度，是沥青中起粘结作用的有效成分的含量。 99% 含蜡量：蜡性脆，易裂缝，对沥青的生产和使用有重要的影响，含蜡量将直接影响沥青产品的质量。 粘附性：评价石料的化学等级，等级越高，沥青与石料的粘附性越强。,其他性质 溶解度、含蜡量、粘附性
10、,2019/6/27,Science of Building Materials,24,七、沥青的分类标准及选用,石油沥青种类 道路石油沥青 建筑石油沥青 普通石油沥青 牌号划分：按针入度指标确定，同时保证相应的延伸度和软化点，以及溶解度、蒸发损失、蒸发后针入度比和闪点等。 牌号越高，则粘性越低、塑性越好，软化点越低，但温度稳定性好。一般牌号高的沥青较牌号低的沥青使用年限长。,2019/6/27,Science of Building Materials,25,沥青的选用,原则根据工程特点、使用部位及环境条件的要求，对照石油沥青的主要性能指标，在满足粘性、塑性或温度稳定性等主要性质要求的前提下
11、，尽量选用牌号较高的沥青，以保证沥青有较长的使用年限。 一般情况下，用于屋面等暴露在大气中的沥青防水层，不但要求沥青粘度满足使用要求，更主要的是根据其温度稳定性来选定，并尽量选用大气稳定性较高的石油沥青。,2019/6/27,Science of Building Materials,26,沥青的掺配,当单独用一种牌号的沥青不能满足工程的耐热性或针入度要求时，可以用同源的不同牌号的沥青进行掺配。 在进行掺配时，为了不使掺配后的沥青胶体结构破坏，应选用表面张力相近和化学性质相似的沥青。试验证明同源的沥青容易保证掺配后的沥青胶体结构的均匀性。所谓同源是指同属石油沥青或同属于煤沥青。,2019/6/
12、27,Science of Building Materials,27,八、沥青的改性,为了改善沥青或沥青混合料的性能，可以在沥青内掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂（改性剂），或采取对沥青轻度氧化加工等措施。 矿物填充料改性 聚合物改性,2019/6/27,Science of Building Materials,28,矿物填充料改性,为提高沥青的粘结能力和耐热性，降低沥青的温度敏感性，经常在石油沥青中加入一定数量的矿物填充料进行改性。 常用的改性矿物填充料大多是粉状和纤维状的，主要有滑石粉、石灰石粉和石棉等。,2019/6/27,Science of Build
13、ing Materials,29,聚合物改性,SBS改性沥青 SBS是以丁二烯和苯乙烯为单体的三嵌段共聚物（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯），是一种热塑性弹性体。 SBS具有橡胶和塑料的优点，常温下具有橡胶的弹性，高温下又能像塑料那样熔融流动，成为可塑性材料。 SBS可明显改进建筑沥青的耐候性（尤其是低温抗裂能力）和道路沥青的耐负载性能。,2019/6/27,Science of Building Materials,30,聚合物改性,APP改性沥青 APP塑性材料是生产等规聚丙烯的副产品，是改性沥青用树脂与沥青共混性最好的品种之一，有良好的化学稳定性，无明显熔化点，在165176之间呈粘稠状态，随温
14、度升高粘度下降，在200左右流淌性最好。 APP改性沥青软化点高，延度大，具有优异的耐热性和抗老化性。,2019/6/27,Science of Building Materials,31,第二节 防水材料,2019/6/27,Science of Building Materials,32,防水材料（waterproof material）防止雨水、地下水、工业和民用的给排水、腐蚀性液体以及空气中的湿气、蒸气等侵入建筑物的材料。 防水材料在建筑、公路、桥梁、水利等土木工程中有着广泛的应用，是土木工程不可缺少的材料之一。防水材料的性能和质量以及施工质量的好坏在建筑物防水功能中起着决定性的作用。
15、直接影响到建筑物的装饰效果、使用功能、使用寿命以及人们的居住环境、卫生条件等。,防水材料的定义、意义,2019/6/27,Science of Building Materials,33,防水材料的主要特征： 自身致密、孔隙率很小；具憎水性；能够填塞、封闭建筑缝隙或隔断其他材料内部孔隙。 主要要求： 具有较高抗渗性及耐水性 具有适宜的强度及耐久性 对柔性防水材料还要求有较好的塑性,防水材料的特征、要求,2019/6/27,Science of Building Materials,34,防水卷材 沥青防水卷材 高聚物改性沥青防水卷材 合成高分子防水卷材,防水涂料 沥青基防水涂料 高聚物改性沥青
16、防水涂料 合成高分子防水涂料,防水材料的分类,2019/6/27,Science of Building Materials,35,刚性防水材料（内防水） 防水砂浆 防水混凝土,建筑防水密封材料 合成高分子密封材料 聚合物改性沥青石油沥青 类密封膏,防水材料的分类,2019/6/27,Science of Building Materials,36,传统建筑防水材料 石油沥青油毡,消耗大量的原纸、施工条件差（热施工）、污染环境。 使用寿命较短：低温脆裂、高温流淌、易起鼓、老化龟裂、腐烂变质。,石油沥青纸胎油毡,2019/6/27,Science of Building Materials,37,一、防水卷材,防水卷材是一种可卷曲的片状防水材料，是建筑工程防水材料的重要品种之一，广泛用于屋面、地下和构筑物等的防水中。 防水卷材均应有良好的耐水性、温度稳定性，并应具备必要的机械强度、延伸率和抗断
