Ch沥青防水材料实用实用教案

1、 沥青是憎水性材料，几乎不溶于水，而且本身构造致密，具有良好 的 防 水 性 、 耐 腐 蚀 性 ； 它 能 与 混 凝 土 、 砂 浆 、 砖 、 石 料(shlio)、木材、金属等材料牢固地粘结在一起，且具有一定的塑性，能适应基材的变形。因此，沥青材料及其制品又被广泛地应用于地下防潮、防水和屋面防水等建筑工程中沥青材料。第1页/共37页第一页，共38页。 沥青(lqng)的种类较多，按产源可分为：地 沥 青 焦油(jioyu)沥青沥青(lqng)天然沥青石油沥青 煤沥青木沥青页岩沥青 第2页/共37页第二页，共38页。石油(shyu)沥青 一、石油沥青的组成及结构 石油沥青是由多种碳氢化合

2、物及其非金属（氧、硫、氮）的衍生物组成的混合物。它的组成主要是碳（80%87%）、氢（10%15%）。 其它(qt)还有少量的氧、硫、氮等（3%）以及微量的金属元素，如镍、钒、铁、锰、钙、镁、钠等。 第3页/共37页第三页，共38页。组分物理性状分子量密度g/cm3可溶性含量在沥青中的主要作用油分淡黄色至褐色的油状液体3005000.71.0溶于大多数有机溶液，不溶于酒精40 60%流动性塑性树脂（脂胶）黄色至黑褐色半固体50010001.01.1溶于三氯甲烷、汽油、苯15 30%塑性粘性地沥青质深褐色至黑色固体100060001.1不溶于汽油1030%温度敏感性粘性其它组分有2 3%的沥青(

3、lqng)碳和似碳物，以及少量的蜡。第4页/共37页第四页，共38页。 (a) (b) (c)图9-4 沥青的胶体结构示意图 a. 溶胶型结构 b. 溶凝胶型结构 c. 凝胶型结构第5页/共37页第五页，共38页。二、石油(shyu)沥青的主要技术性质 1.粘滞性：粘性(zhn xn)或稠度，它是反映沥青材料内部阻碍其相对流动的一种特性，是沥青材料软硬、稀稠程度的反映。常用针入度表示。 测定方法：粘滞性应以绝对粘度表示，但因其测定方法较复杂，故工程中常用相对粘度（条件粘度）来表示粘滞性，对使用粘稠（半固体或固体）的石油沥青用针入度表示，对液体石油沥青则用粘滞度表示。针入度（或粘滞度）是石油沥青

4、的重要技术指标之一。第6页/共37页第六页，共38页。 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，表明粘度越大。粘稠石油沥青的针入度是在规定（25）条件下，以规定重量（100g）的标准(biozhn)针，在规定时间（5s）内贯入试样中的深度表示，以1/10mm为单位计度。第7页/共37页第七页，共38页。1734586图-22 沥青针入度仪1. 齿杆 2. 连杆 3. 揿扭 4. 镜 5. 试样 6. 底脚螺丝7. 度盘 8. 转盘S第8页/共37页第八页，共38页。 影响粘度的因素： 1 1、组成：当地沥青(lqng)(lqng)质含量较高，同时又有适量树脂，而油分含量较少时，则

5、粘滞性较大； 2 2、温度：在一定温度范围内，当温度升高时，则粘滞性随之降低，反之则增大。 第9页/共37页第九页，共38页。2.塑性 塑性(sxng)(sxng)是指石油沥青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。常用延度表示。 石油沥青的塑性(sxng)(sxng)用延度（伸长度）表示。延度愈大，塑性(sxng)(sxng)愈好。 塑性(sxng)(sxng)的测定方法：沥青延度是把沥青试样制成字形标准试模（中间最小截面积1cm21cm2）在规定速度（每分钟5cm5cm）和规定温度（2525）下拉断时的长度，以cmcm为单位表示。 第10页/共37页第十页，共

6、38页。(b)(a)指针滑板标尺图-23 沥青延度仪及模a. 延度仪 b. 延度模具(b)L第11页/共37页第十一页，共38页。 塑性的影响因素： 组成：石油沥青中树脂含量较多，且其他组分含量又适当时，则塑性较大。 温度：温度升高，则塑性增大，膜层愈厚则塑性愈高。反之，膜层越薄，则塑性越差，当膜层薄至1 1m m，塑性近于消失，即接近于弹性。 在常温下，塑性较好的沥青在产生裂缝时，也可能由于特有的粘塑性而自行愈合。故塑性还反映了沥青开裂后的自愈能力。沥青之所以能制造出性能良好的柔性(ru xn)(ru xn)防水材料，很大程度上决定于沥青的塑性。沥青的塑性对冲击振动荷载有一定吸收能力，并能减

7、少磨擦时的噪声，故沥青是一种优良的道路路面材料。 第12页/共37页第十二页，共38页。3. 温度(wnd)敏感性 温度敏感性是指石油沥青的粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能（曾称为耐热性）。常用软化点表示 由于沥青是一种高分子非晶态热塑性物质，故没有一定的熔点。当温度升高时，沥青由固态或半固态逐渐软化，使 沥 青 分 子 之 间 发 生 相 对 滑 动 ， 即 产 生 粘 性 流 动(lidng)，称为粘流态。与此相反，随温度降低又逐渐由粘流态凝固为固态，甚至变硬变脆，成为玻璃态。建筑工程要求沥青随温度变化时，其粘滞性及塑性变化幅度应较小，即宜选用温度稳定性高的沥青。 第13页/共37页第十

8、三页，共38页。 温度敏感性的测定方法：温度敏感性通常以软化点指标表示。由于沥青材料从固态至液态有一定的变态间隔，故规定以其中某一状态作为从固态转变到粘流态的起点，相应(xingyng)(xingyng)的温度则称为沥青的软化点。软化点一般采用“环与球法”测定。它是把沥青试样装入规定尺寸的铜环内，试样上放置一标准钢球（直径9.5mm9.5mm，重3.5g3.5g），浸入水或甘油中，以规定的速度升温（5/min5/min），当沥青软化下垂至规定距离（25.4mm25.4mm）时的温度即为其软化点，以摄氏度（）计。 第14页/共37页第十四页，共38页。 16 25 51 13 25.4 51dL

9、h1 3002515.99.5 15.88(b) 13 25.4 51dLh1 300图-24 沥青软化点测定仪(单位：mm)a. 软化点测定仪装置(zhungzh)图 b、c. 试验前后钢球位置图 第15页/共37页第十五页，共38页。 温度敏感性的影响因素：石油沥青中地沥青质含量较多时，其温度敏感性较小。在工程使用时往往加入滑石粉、石灰石粉等矿物填料，以减小其温度敏感性，沥青中含蜡量较多时，则会产生(chnshng)(chnshng)温度较高（6060左右）时就发生流淌，在温度较低时又易变硬开裂。故多蜡沥青不宜用于建筑工程中。 第16页/共37页第十六页，共38页。4. 大气(dq)稳定性

10、 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(zuyng)(zuyng)下低抗老化的性能，也是指沥青材料的耐久性。 第17页/共37页第十七页，共38页。老化(lohu)(lohu)的原理： 在阳光、空气和热的综合(zngh)(zngh)作用下，沥青各组分会不断递变。低分子化合物将逐步转变成高分子物质，递变的次序是油分树脂地沥青质。 其结果是：油分和树脂逐渐减少，而地沥青质逐渐增多。因此，使石油沥青随着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”。第18页/共37页第十八页，共38页。大气稳定性的测试(csh)(csh)和评价

11、 大气稳定性常以蒸发损失和蒸发后针入度比来评定。 先测定沥青(lqng)(lqng)试样的重量及其针入度，然后将试样置于加热损失试验专用的烘箱中，在163163下蒸发5h5h，待冷却后再测定其重量及针入度。n蒸发损失(snsh)(snsh)百分数愈小和针入度比愈大，则表示大气稳定性愈高，“老化”愈慢。 100%加热前质量加热后质量蒸发损失加热前质量加热后蒸发后冷却至标准状态的针入度针入度比蒸发前针入度第19页/共37页第十九页，共38页。小结 针入度延度软化(runhu)点 粘性塑性温度稳定性 油分脂胶地沥青质第20页/共37页第二十页，共38页。石油(shyu)(shyu)沥青的选用 根据工

12、程性质（房屋、道路、防腐）及当地气候条件、所处工程部位（屋面、地下）选用。 在满足上述要求的前提下，尽量(jnling)(jnling)选用牌号高的石油沥青，以保证有较长的使用年限。这是因为牌号高的沥青比牌号低的沥青含油分多，其挥发、变质所需时间较长，不易变硬，所以抗老化能力强，耐久性好。 第21页/共37页第二十一页，共38页。石油(shyu)沥青的掺配使用 当某一牌号的石油沥青(lqng)不能满足工程技术要求时，可采用两种品牌的石油沥青(lqng)进行掺配。在进行掺配时，为了不使掺配后的沥青(lqng)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(lqng)。 掺配方法：两种沥青(

13、lqng)掺配的比例可用下式估算： 2121100TTQTT21100QQ第22页/共37页第二十二页，共38页。二、煤沥青(lqng) (lqng) 煤沥青是炼焦厂的副产品。烟煤在干馏过程中的挥发物质，经冷凝而成黑色粘性液体称为煤焦油，煤焦油经分馏加工提取轻油、中油、重油(zhn yu)、蒽油以后，所得残渣即为煤沥青。 煤沥青的分类：根据蒸馏程度不同，煤沥青分为低温沥青、中温沥青和高温沥青3种。建筑上所采用的煤沥青多为粘稠或半固体的低温沥青。 第23页/共37页第二十三页，共38页。（一）煤沥青(lqng)的组成 煤沥青主要是由芳香族碳氢化合物，及非金属衍生物组成的混合物。其主要组分为油分、

14、树脂和游离碳。其中油分有利于煤沥青的流动性，使粘性降低；树脂中的硬树脂具有石油沥青中地沥青质的特性，而软质树脂使煤沥青具有塑性；一定量的游离碳，会提高(t go)(t go)煤沥青的粘性和降低其温度敏感性。 第24页/共37页第二十四页，共38页。（二）煤沥青(lqng)(lqng)的特性 1. 温度敏感性大。夏天易软化流淌而冬天易脆裂。 2. 大气稳定性较差。在热、阳光、氧气等长期综合作用下，煤沥青(lqng)的组成变化较大，易硬脆。 3. 塑性较差。含较多的游离碳，易变形开裂。 4. 粘附性好。与矿料表面的粘附力较好。 5. 防腐性好。因含酚、蒽等有毒物质，防腐蚀能力较强，故适用于木材的防

15、腐处理。第25页/共37页第二十五页，共38页。（三）煤沥青(lqng)(lqng)与石油沥青(lqng)(lqng)的简易鉴别方法 煤沥青(lqng)与石油沥青(lqng)简易鉴别方法鉴别方法石油沥青煤沥青密度法约1.0g/cm3大于1.10g/cm3锤击法声哑，有弹性、韧性感声脆，韧性差燃烧法烟为无色，基本无刺激性臭味烟呈黄色，有刺激性臭味溶液比色法用3050倍汽油或苯溶解后，将溶液滴于滤纸上，斑点呈棕色溶解方法同左，斑点有两圈，内黑外棕第26页/共37页第二十六页，共38页。石油(shyu)沥青煤沥青(lqng)石油(shyu)沥青煤沥青第27页/共37页第二十七页，共38页。三、改性石

16、油(shyu)(shyu)沥青 建筑上使用的沥青必需具有一定的物理性质和粘附性；在低温条件下应有良好的弹性和塑性；在高温条件下要有足够的强度和稳定性；在加工使用条件下具有抗“老化”能力；与各种矿料和结构(jigu)表面有较强的粘附力；对构件变形的适应性和耐疲劳性等。 通常，石油加工厂制备的沥青不一定能全面满足这些要求，致使目前沥青防水屋面渗漏现象严重，使用寿命短。为此，常用橡胶、树脂和矿物填料等进行改性。橡胶、树脂和矿物填料等通称为石油沥青改性材料。 第28页/共37页第二十八页，共38页。 （一）橡胶改性沥青 1. 氯丁橡胶(l dn xin jio)改性沥青。2. 丁基橡胶改性沥青。3.

17、再生橡胶改性沥青。4. 热塑性丁苯橡胶（SBS）改性沥青。 （二）树脂改性沥青 常用的树脂有：古马隆脂、聚乙烯、聚丙烯、酚醛树脂及天然松香等。 （三）橡胶和树脂共混改性沥青 同时用橡胶和树脂来改善石油沥青的性质，可使沥青兼具橡胶和树脂的特性。 （四）矿物填充料改性沥青 常用矿物填充料有滑石粉、石灰石粉、硅藻土、石棉和云母粉等。第29页/共37页第二十九页，共38页。防水材料 一、沥青基防水材料 （一）沥青防水卷材 石油沥青纸胎油纸系用低软化点石油沥青浸渍原纸而成。按原纸1m2的质量克数分为200和350两个标号。主要用于多层防水层的下层(xicng)、隔蒸汽层、防潮层及包装等。 油毡用油纸浸渍

18、高软化点沥青而成。按其原纸纸胎每1m2质量克数分为200、350和500号3个标号。第30页/共37页第三十页，共38页。 根据屋面(wmin)工程技术规范的规定，沥青防水卷材仅适用于屋面(wmin)防水等级为级（指一般的工业与民用建筑，防水耐用年限为10年）和级（指非永久性的建筑，防水耐用年限为5年）的防水工程。 第31页/共37页第三十一页，共38页。（二）沥青(lqng)胶 定义：沥青胶（又称沥青玛蹄子）是沥青和适量粉状或纤维状矿质填充料的均匀(jnyn)混合物。 用途：粘贴防水卷材，防水涂层、沥青砂浆防水层的底层以及接头填缝材料等。 沥青胶的性质取决于沥青和填充料的性质及其配合比。常用

19、配合比为沥青70%90%，矿粉10%30%。一般矿粉越多，沥青胶的耐热性越好，粘结力越大，但柔韧性降低，施工流动性也变差。 第32页/共37页第三十二页，共38页。（三）沥青(lqng)(lqng)基防水涂料 1. 冷底子油。 （1）石油(shyu)沥青：汽油=3070 （2）石油(shyu)沥青：煤油或轻柴油=4060 2. 乳化沥青。 3. 橡胶沥青防水涂料。 第33页/共37页第三十三页，共38页。橡胶(xingjio)(xingjio)和树脂基防水材料 （一）橡胶基防水卷材 1. 三元乙丙橡胶防水卷材。2. 氯丁橡胶(l dn xin jio)防水卷材。 3. 三元乙丙丁基橡胶防水卷材。4. 丁基橡胶防水卷材。 5. 再生橡胶防水卷材。 （二）树脂基防水卷材 1. 聚