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建筑功能材料性能与检测

4.1防水材料的性能与检测

防水材料主要是为了防止雨水、地下水、潮气、水蒸气及生活和生产用水浸

入到建筑材料内部，对建筑物造成破坏，影响人们的居住质量。

建筑防水材料依据其外观形态可分为防水卷材、防水涂料、密封材料和刚性

防水材料四大系列。建筑防水材料还可根据其特性分为柔性和刚性两类。柔性防

水材料是指具有一定柔韧性和较大延伸率的防水材料，如防水卷材、有机涂料，

它们构成柔性防水层。刚性防水材料是指采用较高强度和无延伸能力的防水材

料，如防水砂浆、防水混凝土等，它们构成刚性防水层。

一、沥青

沥青是由多种有机化合物构成的黑褐色复杂混合物，常温下呈液态、半固态

或固态，是一种防水、防潮和防腐的有机胶凝材料。沥青及其制品在建筑工程中

广泛用于建筑物的防水、防潮及路面工程中。目前常用的主要是石油沥青（图

4-1）和煤沥青。

图4-1石油沥青

1.石油沥青

石油沥青是原油加工过程的一种产品，在常温下是黑色或黑褐色的黏稠的液

体、半固体或固体。它是由许多高分子碳氢化合物及其非金属（如硫、氧、氮等）

衍生物组成的复杂混合物。为了便于研究，将石油沥青组成物中化学成分、物理

性质比较接近的归类为若干组，称为组分。沥青主要组分包括油分、树脂、地沥

青质。沥青的组分不同其性质也会发生变化。

（1）石油沥青组分。

1）油分。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

3

最小的组分，密度介于0.7～1.0g/cm之间。在170℃较长时间加热，油分可以

挥发。油分能溶于石油醚、二硫化碳、三氯甲烷、苯、四氧化碳和丙酮等有机溶

剂中，但不溶于酒精。油分赋予沥青流动性。

2）树脂（沥青脂胶）。沥青脂胶为红褐色至黑褐色黏稠状物质（半固体），

3

分子量比油分大（600～1000），密度为1.0～1.1g/cm。沥青脂胶中绝大部分

属于中性树脂。中性树脂能溶于三氯甲烷、汽油和苯等有机溶剂，但在酒精和丙

酮中难溶解或溶解度很低，它赋予沥青以良好的黏结性、塑性。

3）地沥青质。地沥青质为深褐色至黑色固体物质，分子量比树脂更大（1000

以上），密度大于1g/cm3，不溶于酒精、汽油，但溶于三氯甲烷和二硫化碳，

在石油沥青中含量为10%～30%。它决定了石油沥青的温度稳定性和黏性，它的

含量越多，则石油沥青的软化点越高，脆性越大。各组分的作用见表4-1。

表4-1石油沥青各组分的作用

（2）石油沥青的主要技术性质。

1）黏滞性（黏性）。黏滞性是反映沥青材料在外力作用下，其材料内部阻

碍产生相对流动的能力。液态石油沥青的黏滞性用黏度表示。半固体或固体沥青

的黏性用针入度表示。黏度和针入度是沥青划分牌号的重要指标。

石油沥青的针入度是在规定温度（25℃）条件下，以规定质量（100g）的

标准针，在规定时间（5s）内贯入试样中的深度来表示，单位以0.1mm计。针

入度反映了石油沥青抵抗剪切变形的能力。针入度值越小，表明黏性越好。针入

度示意图如图4-2所示。

图4-2石油沥青针入度测试

（a）针入度仪；（b）针入度测试示意图

黏滞度是将一定量的液体沥青，在某温度下经一定直径的小孔漏下50cm3

所需的时间，以秒表示。常用符号“CdtT”表示黏滞度，其中d为小孔直径（mm），

3

t为试样温度，T为流出50cm沥青的时间。d有10、5、3（mm）三种，t通常

为25℃或60℃。

2）塑性。塑性指石油沥青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。沥青的塑性对冲击振动荷载有一定吸收能力，并

能减少摩擦时的噪声，故沥青是一种优良的道路路面材料。石油沥青的塑性用延

度表示。延度越大，塑性越好。延度测定是把沥青制成“8”字形标准试件，置

于延度仪内25℃水