工程材料学第11章 沥青与防水材料.ppt

第11章 沥青与防水材料 沥青——一种憎水性的有机胶凝材料，构造致密，与 石料、砖、混凝土及砂浆等能牢固的黏结在一起。 优点：具有良好的隔潮、防水、抗渗、耐腐蚀等性能。 沥青的种类 地沥青 石油沥青— 石油原油经蒸馏炼制出汽油、煤油、 柴油及润滑油后的残渣或再经加工的副产品。 天然沥青—存在于自然界或者沥青砂岩或砂中， 经加工的产品。 焦油沥青 煤沥青— 煤焦油蒸馏后的残余物 木沥青— 木焦油蒸馏后的残余物 页岩沥青—油页岩残渣经加工 的产物 建筑工程中主要用的是石油沥青和煤沥青。 第一节 石油沥青 一、石油沥青的组分和胶体结构 （一）石油沥青的化学组分 化学组成：主要为高分子碳、氢化合物（C：70％～80％，H：10％～15％），并含少量的氧、氮、硫等元素的复杂化合物。 化学组分：将沥青中化学成分及性质极为相近，并且物理力学性质有一定关系的成分，划分为若干个组，这些组即称‘组分’。 沥青中各组分相对含量多少，与沥青的技术性质有着直接关系。 1. 油分 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170 ℃ 下较长的时间加热，油分可以挥发。油分赋予沥青以流 动性。含量40%~60%。 2. 树脂（沥青脂胶） 黄色至黑褐色粘稠状物质（半固体），分子量比油分 大，密度为1.0 ～1.1g/cm3。沥青脂胶中绝大部分属于中 性树脂。它赋予沥青良好的粘结性、塑性。含量15% ~30%。 3. 地沥青质（沥青质） 从深褐色至黑色固态无定形物质（固体粉末），分子 量比树脂更大，密度大于1g/cm3 。地沥青质决定石油沥 青温度敏感性、粘滞性。含量10%~30%。 （二）石油沥青的胶体结构 胶体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。无数个胶团分散在油分中而形 成胶体结构。 溶胶型石油沥青—当油分和树脂较多时，胶团外 膜较厚，胶团之间的相对运动较自由，沥青流动性和 塑性较好，开裂后自行愈合能力强，对温度的敏感性 强。 凝胶型石油沥青—当油分和材脂含量少时，胶团 外膜较薄，胶团靠近聚集，相互吸引力增大，胶团间 互移动比较困难，弹性和粘性高，温度敏感性较小， 开裂后自行愈合能力较差，流动性和塑性较低。 二、石油沥青的技术性质 1. 粘滞性 表示沥青抵抗变形或阻滞塑性流动的能力。 针入度—是标准针在规定条件下刺入沥青的深度。 在一定温度范围随温度升高而降低。针入度越小，表 明粘度越大。 2. 塑性 塑性是指沥青受到外力作用时，产生变形而不破坏， 当外力撤消，能保持所获得的变形的能力。 沥青的塑性以延度（伸长度）表示。延度愈大，塑性 愈大。温度愈高或沥青膜愈厚，塑性愈大。 3. 温度敏感性（软化点） 温度敏感性是沥青的粘性和塑性不随温度升降而变 化的性能。用“软化点”表示。即沥青由固态变为一 定流动状态时的温度。 软化点愈高的沥青，沥青质含量愈高，稠度变化幅 度较小，温度敏感性小，耐热性好。 4. 大气稳定性 大气稳定性是沥青抵御由于使用时间的延长而逐渐 ‘老化’的性能指标。 常以蒸发损失及针入度变化来评定。 蒸发损失百分数小、蒸发前后针入度比大，则表示 大气稳定性好或称抗老化作用、耐久性好。 三、石油沥青的分类标准及选用 选用沥青: 工程性质、当地气候条件、所处工程部位。 有道路石油沥青、建筑石油沥青和普通石油沥青三类。按针入度指标来划分牌号。 道路石油沥青：有7个牌号，牌号越高，则粘度越小(针入度越大)，塑性越好(延度越大)，温度敏感性越大(软化点越低)，温度稳定性越差。 一般拌制成沥青混凝土、沥青拌合料或沥青砂浆使用，主要用于道路路面或车间地面等工程。还可作密封材料和粘结剂以及沥青涂料等。 建筑石油沥青：建筑石油沥青针入度较小(粘性较大)，软化点较高(耐热性较好)；但延度较小(塑性较小)。 主要用作制造油毡、防水涂料和沥青嵌缝膏。用于屋面及地下防水、沟槽防水、防腐蚀及管道防腐等工程。 普通石油沥青：普通石油沥青含有害成分的蜡较多，一般含量大于5％，故又称多蜡石油沥青。普通石油沥青温度敏感性较大，达到液态时的温度与其软化点相差很小，同软化点大体相同的建筑石油沥青相比，针入度较大(粘性较小)，塑性较差。故在建筑工程上不宜直接使