§ 9 沥青 _ 防水材料

1. 制作人—依巴丹 §9 沥青_防水材料

2. 沥青是多种有机化合物的复杂混合物。 • 在常温下呈现固体、半固体或液体状态，颜色为黑色或黑褐色， • 能溶解于多种有机溶剂，具有良好的粘结性、塑性、抗冲击性、不透水性、耐化学腐蚀及电绝缘性等， • 广泛用于防水、防潮、防腐工程，还用来制造防水卷材、防水涂料、胶粘剂等。

3. 沥青材料的特点： • 1、具有憎水性 • 2、与混凝土、砂浆、木材、金属、砖、石料等材料有非常好的粘结能力 • 3、具有较好的抗腐蚀能力，能抵抗一般酸、碱、盐等的腐蚀 • 4、具有良好的电绝缘性。 • 5易老化。

4. 第一节 沥青材料 • 沥青是一种暗褐色至黑色的有机胶凝材料，它是由一些复杂的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的混合物，能溶于苯或二硫化碳等溶剂。在常温下呈固体、半固体或液体。

5. 一、沥青的分类 • 1.地沥青 2.焦油沥青 • 天然沥青 • 地沥青 • 石油沥青 • 沥青 煤沥青 • 焦油沥青 木沥青 • 页岩沥青

6. 二、石油沥青的组分 • 1.油分 • 油分是淡黄色透明液体，密度小于1，几乎溶于大部分的有机溶剂中，但不溶于酒精。油分赋予沥青以流动性。 • 2.树脂 • 为黄色至黑褐色黏稠半固体，密度等于1，温度敏感性高，熔点低于100度。赋予石油沥青一定的塑性、可流动性和粘结性。 • 3.地沥青质 • 深褐色至黑色无定型固体粉末，密度大于1，它决定着沥青的粘结力、黏度、温度稳定性和硬度等。

7. 石油沥青的组成元素 • 石油沥青的组成元素主要是： • 碳（82%~88%） • 氢（8%~11%） • 其次是硫（<6%） • 氧（<1.5%） • 氮（<1%）等和微量的金属元素。

8. 石油沥青的胶体结构 根据沥青中各组分的含量和性质，可将沥青胶体结构分为三种类型： • a、溶胶结构 • b、溶-凝胶结构 • c、凝胶结构

9. 1、溶胶结构 • 沥青中地沥青质的含量很少，由于胶质的胶溶作用，沥青质完全胶溶分散于芳香分和饱和分的介质中，胶团之间没有吸引力或者吸引力极小。这类沥青具有较好的自愈性和低温变形能力，但高温稳定性较差。

11. 2、溶-凝胶结构 • 沥青中沥青质含量适当，并有较多的胶质作为保护物质，它们所成的胶团之间有一定的吸引力。这类沥青在高温时具有较好的稳定性，低温时又有较好的抗裂性能。

12. 3、凝胶结构 沥青中地沥青质含量很高，并有相当数量的胶质来形成胶团，胶团互相接触而形成空间网络结构，这种沥青具有明显的弹性效应，温度较高时具有较好的稳定性，但低温时变形能力较差。

14. 三、石油沥青的技术性质 • 1、粘滞性（粘性）——反映石油沥青在外力作用下，抵抗变形的能力（即沥青材料在外力作用下沥青粒子生产相互位移时低抗变形的能力 ）。 • 液态沥青：粘滞度 ↑，粘滞性↑ • 固态、半固态沥青：针入度（度）↑，粘滞性↓

15. 1、粘滞性（粘性） • 指标： • 针入度是石油沥青划分牌号的主要依据。 • 影响因素： • ①组分，如组分中，地沥青质含量高，树脂适量，而油分少，粘滞性↑ 。 • ②温度↑，粘滞性↓。

16. 针入度的测定 • 在规定温度25℃条件下，以规定质量100g的标准针，经5s惯入试样中的深度（1/10㎜=1° ）来表示。 • 针入度常在10～200之间。 • 针入度↓，表明沥青材料稠度↑， • 软化点↑，牌号小。

20. 2、塑性 • （1）定义：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。

21. 塑性 • （2）指标：延度（cm）↑，塑性↑。 • （3）影响因素： • ①组分，如组分中树脂含量高，，而油分地沥青质适量，塑性↑。 • ②温度↑，塑性↑。 • ③拉伸速度↑，塑性↑。

22. 塑性的测定 • 把沥青试样制成∞字形标准试模，在规定速度（每分钟5㎝）和规定温度（25℃）下，拉短式的长度（㎝）来表示。 • 延度↑，塑性↑

26. 3、温度稳定性 • （1）定义：温度稳定性（也叫温度稳定性）—— • 指石油沥青的粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能。 • 湿度敏感性较小的沥青的粘滞性、塑性随湿度的变化较小。

27. 温度稳定性 • （2）指标：软化点（℃）——沥青受热由固态转变为具有一定流动性膏体时的温度。 • 软化点↑，温度稳定性↓，温度稳定性↑。 • 软化点通过环球法测定，介绍测定方法。 • （3）影响因素：组分，如组分中地沥青质含量多，在一定程度上能够减小温度稳定性。

28. 温度稳定性的测定——环与球法 • 软化点是沥青材料由固态转变为具有一定流动性的膏体时的温度。 • 将沥青试样装入规定的铜环中，上面加一固定质量的钢球，渐渐升温，以沥青试样受热软化而下垂时的摄氏温度值来表示。 • 软化点常在25～100℃之间。

32. （4）实际意义： • 石油沥青的软化点不能太低，否则夏季易产生变形，甚至流淌； • 但也不能太高，否则品质太硬，不易施工，冬季易发生脆裂现象。 • 在实际应用中希望得到高软化点和低脆化点的沥青，提高沥青的耐热性和耐寒性。

33. 4、大气稳定性 • 大气稳定性（也叫抗老化性）—— • 指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等大气因素长期综合作用下，抵抗老化的性能。 • 老化——沥青在大气因素的长期综合作用下，逐渐失去粘滞性、塑性而变硬变脆的现象称为沥青的老化。

34. 大气稳定性 • 沥青的大气稳定性 • 可以通过测定加热损失、加热前后针入度、软化点等性质的改变值来表示。

35. （二）技术标准和选用 • 按石油沥青技术标准， • 建筑石油沥青、道路石油沥青和普通石油沥青划分为多种牌号，见表10.1。

36. 石油沥青的牌号 • 三种石油沥青的牌号 • 主要是依据针入度指标来划分的，并且每个牌号还必须同时满足相应的延伸度和软化点等指标的要求。 • 牌号↑，针入度↑（粘滞性↓），延伸度↑（塑性↑），软化点↓，（温度稳定性↓）。

37. 道路石油沥青与普通石油沥青 • 道路石油沥青主要用来拌制沥青混凝土或沥青砂浆，主要用于道路路面或车间地面等工程。 • 普通石油沥青含有较多的蜡，温度稳定性差，与软化点相同的建筑石油沥青相比，针入度较大、塑性较差，故在建筑工程上不宜直接使用，必须经过适当的改性处理后才能使用。

38. 二、沥青的改性 • 建筑上使用的沥青应具备较好的综合性能， • 但通常沥青本身不能完全满足这些要求， • 所以通过对沥青进行氧化、乳化、催化，或加入橡胶、树脂和矿物填充料等对沥青进行改性处理。

39. 沥青的改性 • 改性沥青可分为： • 矿物填充料改性沥青； • 橡胶改性沥青； • 树脂改性沥青； • 橡胶树脂共混改性沥青等。

40. 1、矿物填充料改性 • 在沥青中加入一定量的矿物填充料，可以提高沥青的粘滞性和耐热性，减小沥青的温度敏感性，同时也可以减少沥青的用量。 • 常用的矿物填充料有粉状和纤维状两类。 • 粉状的有滑石粉、石灰石粉、白云石粉、粉煤灰、硅藻土和云母粉等； • 纤维状的有石棉绒、石棉粉等。矿物填充料的掺量一般为20％～40％。

41. 2、树脂改性 • 用树脂改性石油沥青，可以改善沥青的强度、塑性、耐热性、耐寒性、粘结性和抗老化性等。 • 用于石油沥青改性的树脂主要有无规聚丙烯（APP）、聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、古马隆树脂等。

42. 3、橡胶改性 • 沥青与橡胶相溶性较好，改性后的沥青高温变形小，低温进具有一定的塑性。 • 所用的橡胶有天然橡胶、合成橡胶（如氯丁橡胶、丁基橡胶、丁苯橡胶等）和再生橡胶。

43. 4、橡胶和树脂改性 • 橡胶和树脂用于沥青改性，使沥青同时具有橡胶和树脂的特性。且橡胶和树脂的混溶性较好，故改性效果良好。 • 橡胶和树脂共混改性沥青采用不同的原料品种、配比、制作工艺，可以得到不同性能的产品，主要用于防水卷材、片材、密封材料和涂料等。

44. 第二节 沥青防水制品 • 防水卷材是建筑工程重要的防水材料之一。 • 根据其主要防水组成材料分为 • 沥青防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材等三大类。

45. 一、沥青防水卷材 • 由于沥青具有良好的防水性能，而且资源丰富、价格低廉，所以沥青防水卷材的应用在我国占据主导地位。 • 油毡——用低软化点的石油沥青浸渍原纸，然后再用高软化点的石油沥青涂盖油纸的两面，再涂或撒粉状（称“粉毡”）或片状（称“片毡”）隔离材料制成的。

46. 沥青防水卷材 • 油毡按原纸1m2的质量克数分为 • 200号、350号、500号三种标号； • 200号油毡适用于简易防水、临时性建筑防水、建筑防潮及包装等； • 350号和500号粉适用于多层、叠层防水；片毡适用于单层防水。

47. 沥青防水卷材 • 为了克服纸胎沥青油毡耐久性差、抵抗强度低等缺点，可用玻璃布等代替纸胎。玻璃布胎油毡的抗拉强度、耐久性等均优于纸胎油毡，柔韧好、耐腐蚀性强，适用于耐久性、耐蚀性、耐水性要求较高的工程。

48. 二、高聚物改性沥青防水卷材 • 高聚物改性沥青防水卷材克服了沥青防水卷材的温度稳定性差、延伸率小，难于适应基层开裂及伸缩的缺点，具有高温不流淌、低温不脆裂、拉伸强度较高，延伸率较大等优异性能。

49. （一）弹性体改性沥青防水卷材（SBS） • 1、定义： • SBS改性沥青防水卷材是以玻纤毡或聚脂毡为胎基，以SBS橡胶改性石油沥青为浸渍涂盖层，两面再覆以隔离材料所制成的建筑防水卷材，简称SBS卷材。

50. 2、品种与规格： • SBS卷材按不同胎基、不同隔离材料分为6个品种，见表10-4。 • 按物理力学性能分为I型和II型，见表10-5。 • SBS卷材宽1000mm。聚酯胎卷材厚度为3mm和4mm；玻纤胎卷材厚度为2、3和4mm。每卷面积为15、10、7.5m2。三种。