东南大学2011土木工程材料第14次沥青与其他材料.ppt

土木工程材料 （14） 第九 章 沥青与防水材料 问题* 第一节 防水材料的基本成分 第二节 防水卷材 第三节 防水涂料 第四节 建筑密封材料 第一节 防水材料的基本成分 一、石油沥青 二、煤焦油 三、橡胶 一、石油沥青 概念：石油沥青是石油原油经蒸馏等提炼出的各种轻质油（如汽油、柴油等）及润滑油以后的残留物，或再经加工而得的产品。它是一种有机胶凝材料，在常温下呈固体、半固体或粘性液体，颜色为褐色或黑褐色。 分类：建筑石油沥青、道路石油沥青和普通石油沥青。 一、石油沥青 （一）石油沥青的组分与结构 1、石油沥青的组分 组分：因为沥青的化学成分复杂，对组分进行分析很困难，同时化学组成还不能反映沥青物理性质的差异。因此一般不作沥青的化学分析，只从使用角度，将沥青中化学成分及性质极为接近，并且与物理力学性质有一定关系的成分，分为若干组，这些组即称为组分。 沥青的组分：油分、树脂、地沥青质。 （1）油分：为淡黄色至红褐色的油状液体，是沥青中分子量最小和密度最小的组分，密度介于0.7～1g/cm3之间。在1700C较长时间加热，油分可以挥发。油分赋予沥青以流动性。 （2）树脂（沥青脂胶）：为黄色至黑褐色粘稠状物质（半固体），分子量比油分大（600～1000），密度为1.0～1.1g/cm3。它赋予沥青以良好的粘结性、塑性和可流动性。中性树脂含量增加，石油沥青的延度和粘结力等品质愈好。 （3）地沥青质（沥青质）：为深褐色至黑色固体无定形物质（固体粉末），分子量比树脂更大（1000以上），密度大于1g/cm3，地沥青质是决定石油沥青温度敏感性、粘性的重要组成部分，其含量愈多，则软化点愈高，粘性愈大，即愈硬脆。 （4）其它成分： 沥青碳（2％～3％），能降低沥青的粘结力。 蜡：降低粘结性和塑性，增加温度敏感性。 2、石油沥青的胶体结构 胶体结构：石油沥青的三大主要组分是油分、树脂和地沥青质。油分和树脂可以相互溶解，树脂能浸润地沥青质，而在地沥青质的超细颗粒表面形成树脂薄膜。所以石油沥青的结构是以地沥青质为核心，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。 溶胶型石油沥青：当油分和树脂较多，胶团外膜较厚，胶团之间相对运动较自由，这种胶体结构的石油沥青称为溶胶型石油沥青。溶胶型石油沥青的热点是流动性和塑性较好，开裂后自愈能力较强，而对温度的敏感性强，即对温度的稳定性较差，温度过高会流淌。 凝胶型石油沥青：当油分和树脂含量较少时，胶团外膜较薄，胶团靠近集聚，相互吸引力增大，胶团间相互移动较困难。这种胶体结构的石油沥青称为凝胶型石油沥青。其特点是，弹性和粘性较高，温度敏感性较小，开裂后自愈能力较差，流动性和塑性较低。 溶凝胶型结构：当沥青质不如凝胶型石油沥青中的多，而胶团间靠得又较近，相互间有一定的吸引力，形成一种介于溶胶型和凝胶型二者之间的结构。这种石油沥青的性质介于溶胶型和凝胶型之间。 三种石油沥青胶体结构图*（下页）。 （二）石油沥青的技术性质 1、防水性 石油沥青是憎水性材料；粘结性和塑性均为其防水性的原因。 2、粘滞性（粘性） 石油沥青的粘滞性是反应沥青材料内部阻碍其相对流动的一种特性，以绝对粘度表示，是石油沥青的重要指标之一。 绝对粘度测定方法：对于粘稠石油沥青的相对粘度是用针入度来表示。它反映石油沥青抵抗剪切变形的能力。针入度愈小，表明粘度愈大。 3、塑性 是指石油在外力作用时产生变形而不破坏，除去外力后，则仍保持变形后的形状的性质。是石油沥青的重要指标之一。 石油沥青 的塑性与其组分有关，树脂含量较多，且其它组分含量又适当时，则塑性较大。沥青的塑性对冲击振动荷载有一定的吸收能力，并能减少摩擦的噪声，故沥青是一种优良的道路路面材料。 石油沥青的塑性用延伸度表示。延度愈大，塑性愈好。 4、温度敏感性 温度敏感性是指石油沥青的粘滞性和塑性虽随温度升降而变化的性能。 在相同的温度间隔里，各种石油沥青粘滞性和塑性变化幅度不会相同，工程要求沥青随温度变化而产生的粘滞性及塑性变化幅度应较小，即温度敏感性较小。建筑工程应选用温度敏感性较小的沥青。所以温度敏感性是石油沥青的重要指标之一。 温度敏感性的表征与测试：软化点的测定方法。 5、大气稳定性 大气稳定性是指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等因素的长期综合作用下抵抗老化的性能。 概念：在阳光、空气和热的综合作用下，沥青的各组分会不断递变。低分子化合物将逐渐转变成高分子物质，即油分和树脂逐渐减少，而地沥青质逐渐增多。因此，使石油沥青随时间的进展而流动性和塑性逐渐减小，硬脆性逐渐增大，直至脆裂，这个过程称为石油沥青的“老化”。所以大气稳定性也是石油沥青的重要指标。 表征与测试：以蒸发损失和蒸发后针入度比来评定。 6、其它性质 为评定沥青的品质和保证施工安全，还应当了解石油沥青的