第十章 防水材料-沥青检测

1、第十章 防水材料 掌握防水材料的主要品种； 沥青防水材料： 石油沥青的组成及主要技术性质、石油沥青的牌号及应用； 了解其他新型防水材料；沥青防水材料；概 述 定义 防水材料：防水材料：是保证建筑物能够防止雨水、地下水等渗漏的主要材料。 建筑防水的做法 构件自防水（刚性）：防水砂浆、防水混凝土 防水层防水（柔性）：防水卷材 分类 按材质分：沥青类沥青类防水材料、改性沥青改性沥青类防水材料、高高分子类分子类防水材料 按状态分：防水卷材、防水涂料、密封材料（密封膏或密封胶条）和防水黏结材料 多年来，国内外一直以为主，近年来，出现了材料，并向沥青基防水材料发展概 述 建筑屋面防水等级防水等级防水等级建

2、筑物建筑物类别类别特别重要或对特别重要或对防水有特殊要防水有特殊要求的建筑求的建筑重要建筑和重要建筑和高层建筑高层建筑一般的建筑一般的建筑非永久性非永久性建筑建筑防水层合理防水层合理使用年限使用年限25年年15年年10年年5年年第 一 节 沥青 定义 沥青是一种憎水性有机胶凝材料，它是复杂的高分子碳氢化合物及其衍生物组成的复杂混合物。 特点形状：在常温下是粘稠状的液体、半固体或固体；颜色：呈褐色以至黑色；具有良好的不透水性、粘结性、塑性和抗冲击性、耐化学腐蚀性，电绝缘体；能溶解于二硫化碳、苯等有机溶液。分类分类沥青沥青地沥青地沥青 焦油沥青焦油沥青天然沥青：天然沥青：石油在自然条件下，长时间经

3、石油在自然条件下，长时间经 受地球物理因素作用形成的产物受地球物理因素作用形成的产物 石油沥青石油沥青：石油经各种炼制工艺加工而得的石油经各种炼制工艺加工而得的 沥青产品沥青产品 煤沥青：煤沥青：煤经干馏所得的煤焦油，经再加工煤经干馏所得的煤焦油，经再加工 后得到煤沥青后得到煤沥青 页岩沥青：页岩沥青：页岩炼油工业的副产品页岩炼油工业的副产品 应用应用: : 主要作为防水、防潮、防腐蚀材料，用于屋面或地下主要作为防水、防潮、防腐蚀材料，用于屋面或地下防水工程、防腐蚀工程、铺筑道路以及贮水池、浴池及桥梁防水工程、防腐蚀工程、铺筑道路以及贮水池、浴池及桥梁等防水防潮层。等防水防潮层。土木工程建筑土

4、木工程建筑主要应用石油沥青主要应用石油沥青煤沥青煤沥青天然沥青天然沥青 沥青湖就是露沥青湖就是露出地面的天然沥出地面的天然沥青矿床。青矿床。 地下的石油有地下的石油有时会冒出地表面，时会冒出地表面，这被称为这被称为“油油苗苗”。油苗是一。油苗是一种寻找石油的重种寻找石油的重要标志。要标志。 一、石油沥青 定义定义：石油原油经蒸馏等提炼各种轻油（如汽油、柴油等）及润滑油后的残留物，或经过加工而得的产品。是一种有机胶凝材料。常温下有固体、半固体或粘性液体三种形态。 按用途分类按用途分类：石油沥青道路石油沥青建筑石油沥青建筑石油沥青普通石油沥青沥青路面沥青路面（一）石油沥青的组分与结构 1.组分 化

5、学组成：70-85% 碳；10-15% 氢； 5% 氧, 氮 和硫； 化学组分分析方法化学组分分析方法：将沥青分离为化学性质相近，而且与其工程性质有一定联系的几个组，每个组就称为一个组分。油分、树脂和地沥青质三大组分组 分作 用油分淡黄色透明液体；赋予沥青流动性。树脂粘稠半固体；增加沥青粘结力和塑性。地沥青质固体粉末；决定沥青的粘结力、温度稳定性油分赋予沥青以流动性。沥青脂胶使石油沥青具有良好的塑性和粘结性。地沥青质含量愈多，则软化点愈高，粘性愈大，即愈硬脆。 胶体结构胶体结构（1 1）溶胶型结构）溶胶型结构 （2 2）溶）溶- -凝胶型结构凝胶型结构 （3 3）凝胶型结构）凝胶型结构 a)

6、b) c) a) b) c) 沥青胶体结构示意图沥青胶体结构示意图 a) a)溶胶型结构；溶胶型结构； b) b) 溶溶- -凝胶型结构；凝胶型结构； c) c)凝胶型结构凝胶型结构 按沥青质含量按沥青质含量 少少 适中适中 多多2. 沥青的胶体结构溶胶结构凝胶结构沥青的胶体结构溶胶结构凝胶结构（a）溶胶结构）溶胶结构 （b）溶）溶-凝胶结构凝胶结构 （c）凝胶结构）凝胶结构沥青胶体结构沥青胶体结构状态状态颜色颜色褐色或黑褐色褐色或黑褐色常温下呈固态、半固态或粘性液态常温下呈固态、半固态或粘性液态由许多高分子碳氢化合物及其非金属衍生物组成的复杂混合物由许多高分子碳氢化合物及其非金属衍生物组成的

7、复杂混合物用途用途成分成分组分组分石油沥青的三大组分石油沥青的三大组分组分组分状态状态作用作用 油分油分粘性液态粘性液态使沥青具有流动性使沥青具有流动性 树脂树脂粘稠状半固态粘稠状半固态使沥青具有塑性和粘结性使沥青具有塑性和粘结性 地沥青质地沥青质固态固态使沥青具有粘滞性和温度稳定性使沥青具有粘滞性和温度稳定性总结总结在工程中广泛用于防水、防潮、防腐、水工建筑及道路工程。在工程中广泛用于防水、防潮、防腐、水工建筑及道路工程。（二）、石油沥青的技术性质 1.粘性（粘滞性） 2.塑性（延性） 3.温度敏感性 4.大气稳定性 5.其他性能粘滞性粘滞性大气稳定性大气稳定性温度敏感性温度敏感性塑性塑性石

8、油沥青石油沥青技术性质技术性质防水性：石油沥青是憎水性的胶凝材料，本身结构致密，不溶于水； 1.粘性（粘滞性）概念：反映沥青材料内部阻碍其相对流动相对流动的能力，是沥青软硬、稀稠软硬、稀稠程度的反映。沥青的粘度是沥青首要考虑的技术指标之一。测定方法：粘性粘性 针入度针入度（适应粘稠石油沥青）（适应粘稠石油沥青）粘滞度粘滞度（适应液体石油沥青）（适应液体石油沥青）针入度针入度 1 1）针入度的定义）针入度的定义 针入度针入度在规定温度在规定温度（2525）条件下，以规定）条件下，以规定质量（质量（100g100g）的标准针经）的标准针经过规定的时间（过规定的时间（5s5s）贯入）贯入沥青试样的深

9、度。沥青试样的深度。 单位：单位：0.1mm0.1mm（1/10mm1/10mm）。）。 常用试验条件：常用试验条件： 规定温度：规定温度：2525 标准针质量：标准针质量：100g100g 贯入时间：贯入时间：5s5s针入度试验针入度试验沥青的针入度试验规定的荷载、时间和温度下进行P针入度开始时5秒后针入度的测定针入度针入度针入度仪 2 2）表征意义）表征意义 沥青的针入度值愈大，表示沥青的粘度沥青的针入度值愈大，表示沥青的粘度愈小。愈小。针入度是目前我国粘稠石油沥青的针入度是目前我国粘稠石油沥青的分级指标分级指标。针入度针入度 ，粘滞性，粘滞性 影响因素影响因素u组分：组分：地沥青质地沥青

10、质含量含量 ，粘滞性，粘滞性 u温度：温度温度：温度 ，粘滞性，粘滞性 2.2.塑塑 性性（延性）概念概念 塑性指石油沥青在外力作用时产生变形变形而不破坏，除去外力后，则仍保持变形后的形状的性质。也反映了沥青的自愈合性能。衡量指标衡量指标用延伸度表示，简称为延度。延伸度是将石油沥青标准用延伸度表示，简称为延度。延伸度是将石油沥青标准试件在规定温度（试件在规定温度（25）和规定速度（）和规定速度（5cm/s）的条件下）的条件下在延度仪上进行拉伸，以试件在延度仪上进行拉伸，以试件拉断时的伸长值拉断时的伸长值（cm）表示。）表示。延伸度试验延伸度试验延伸度延伸度 ，塑性，塑性 延度的测定延伸度断裂D

11、uctility延度试验沥青样品模具厘米刻度延度仪在25C下，以5cm/min的速度测量粘稠石油沥青沥青“”字试模成型字试模成型沥青沥青“”字试模的拉伸中变形字试模的拉伸中变形粘稠石油沥青在规定下拉断的粘稠石油沥青在规定下拉断的cm数。数。影响因素影响因素 组分：树脂含量组分：树脂含量 ，塑性，塑性 温度：温度温度：温度 ，塑性，塑性石油沥青的塑性石油沥青的塑性定义定义温度敏感性指石油沥青的粘滞性和塑性随温度温度敏感性指石油沥青的粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能。升降而变化的性能。返回返回温度敏感性小：温度敏感性小：粘滞性和塑性随温度的变化大粘滞性和塑性随温度的变化大粘滞性和塑性随温度的变化

12、小粘滞性和塑性随温度的变化小3.3.石油沥青的温度敏感性石油沥青的温度敏感性温度敏感性大：温度敏感性大：衡量指标衡量指标用软化点表示，指沥青受热由固态转变为具有一定流动性用软化点表示，指沥青受热由固态转变为具有一定流动性膏体时的温度（膏体时的温度（）。）。软化点软化点 ，温度敏感性，温度敏感性影响因素影响因素 组分：地沥青质含量组分：地沥青质含量 ，温度敏感性，温度敏感性 石蜡含量：石蜡含量石蜡含量：石蜡含量 ，温度敏感性，温度敏感性 返回返回沥青软化点测量开始时终止时钢球软化点的测定温度计钢球样品软化点测量试验装置软化点软化点采用采用“环球法环球法”软化点软化点: :沥青流淌接触下底板时的温

13、度。沥青流淌接触下底板时的温度。工程实际工程实际工程中应用的沥青软化点不能太低，否则夏季易产生变形，工程中应用的沥青软化点不能太低，否则夏季易产生变形，甚至流淌；但也不能太高，否则太硬，不易施工，冬季易发甚至流淌；但也不能太高，否则太硬，不易施工，冬季易发生脆裂现象。生脆裂现象。3.石油沥青的温度敏感性石油沥青的温度敏感性定义定义大气稳定性指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等大气大气稳定性指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等大气因素长期综合作用下，抵抗因素长期综合作用下，抵抗老化老化的性能。的性能。测定方法测定方法沥青的大气稳定性通过测定加热损失、加热前后针入度的改变沥青的大气稳定性通过测定加热损

14、失、加热前后针入度的改变值来表示。值来表示。沥青的老化指沥青的老化指 沥青在大气因素的长期综合作用下，逐渐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。失去粘滞性、塑性而变硬变脆的现象。4. 大气稳定性大气稳定性%100蒸发前沥青质量蒸发后残留物质量蒸发前沥青质量蒸发损失百分率%100蒸发前沥青针入度蒸发后残留物针入度针入度比 大气稳定性评价评价针入度比老化后沥青的针入度老化前沥青的针入度 前面述了石油沥青的粘滞性、延性和温度敏感性。前面述了石油沥青的粘滞性、延性和温度敏感性。 表征这三项性质的表征这三项性质的三大指标三大指标为：为：针入度、延度、软化点针入度、延度、软

15、化点 是评价石油沥青技术性质最常用的经典指标。是评价石油沥青技术性质最常用的经典指标。 5.5.其他性能其他性能溶解度 石油沥青在三氯乙烯、四氯化碳或笨中溶解的百分率，以表示沥青中有效物质含量，即纯净程度。不溶解的物质会降低沥青的性能，应加以限制。闪点 加热沥青至初次闪火（有蓝色闪光）时的沥青温度。燃点或着火点 加热沥青，并与火接触能持续燃烧5秒以上时的温度。蜡：性脆，易裂缝，对沥青的生产和使用都有重要的影响。对我国采用石蜡基原油炼制的沥青尤为重要，含蜡量将直接影响沥青产品的质量。（三）、石油沥青的技术标准 道路石油沥青（有七个牌号道路石油沥青（有七个牌号) )牌号越大，粘性越小（针入度越大）

16、；牌号越大，塑性越好（延度越大）；牌号越大，温度敏感性越大（软化点越低）。牌号越大，大气稳定性越好。 建筑石油沥青（按针入度值划分为建筑石油沥青（按针入度值划分为3030号和号和1010号两个标号）号两个标号） 特点：与道路石油沥青相比，针入度较小，延度较小，软化点较高。 普通石油沥青（有三个牌号）普通石油沥青（有三个牌号）由于含蜡较多，温度敏感性大，粘性较小，塑性较差。 牌号及应用 石油沥青按其针入度、延度和软化点等划分牌号；石油沥青按其针入度、延度和软化点等划分牌号； 牌号越高，针入度越大、延度越大、软化点越低。牌号越高，针入度越大、延度越大、软化点越低。品品 种种牌牌 号号主要应用主要应

17、用道路石油沥青道路石油沥青200、180、140、100甲、甲、100乙、乙、60甲、甲、60乙乙主要在道路工程中作胶凝材主要在道路工程中作胶凝材料料建筑石油沥青建筑石油沥青30、10主要用于制造油纸、油毡、主要用于制造油纸、油毡、防水涂料和嵌缝膏等，使用防水涂料和嵌缝膏等，使用在防水及防腐工程中在防水及防腐工程中普通石油沥青普通石油沥青75、65、55含蜡量较高，粘结力差，一含蜡量较高，粘结力差，一般不用于建筑工程中般不用于建筑工程中（三）、石油沥青的技术标准 解解 : 石油沥青按石油沥青按针入度针入度指标来划分牌号，牌号指标来划分牌号，牌号数字约为针入度的平均值。数字约为针入度的平均值。

18、常用的建筑石油沥青和道路石油沥青的牌号与常用的建筑石油沥青和道路石油沥青的牌号与主要性质之间的关系是：主要性质之间的关系是：牌号愈高，其粘性愈牌号愈高，其粘性愈小（针入度越大），塑性愈大（即延度越大），小（针入度越大），塑性愈大（即延度越大），温度稳定性愈低（即软化点愈低）。温度稳定性愈低（即软化点愈低）。 评注评注严格地讲，石油沥青的牌号是按沥青的严格地讲，石油沥青的牌号是按沥青的针针入度、延度和软化点入度、延度和软化点指标来划分的。指标来划分的。 怎样划分石油沥青的牌号？牌号大小与沥青怎样划分石油沥青的牌号？牌号大小与沥青主要技术性质之间的关系怎样？主要技术性质之间的关系怎样？二、二、土木

19、工程中应用的沥青有下述要求：高温下具有足够的强度和稳定性；低温下具有良好的弹性和塑性；良好的抗老化性能；与各种矿料和结构表面具有良好的粘附力；对构件变形的适应性和耐疲劳性。沥青材料本身难以满足这些性能要求，需用其他材料改性。沥青改性的目的：使沥青具有良好的综合性沥青改性的目的：使沥青具有良好的综合性能，满足工程使用的需要能，满足工程使用的需要（1）矿物填充料改性：在沥青中加入一定数量的矿物填充矿物填充料料，相应提高沥青的粘性和耐热性，并增强沥青抗老化性能；（2）聚合物改性：在沥青中加入聚合物聚合物，提高沥青的强度、塑性、抗老化性能等；（3）其他改性：1）再生橡胶改性沥青； 2）橡胶和树脂共混改

20、性沥青等。沥青胶是在熔（溶）化的沥青中加入粉状或纤维状的填充料经均匀混合而成的胶黏剂。属于矿物填充料改性沥青，又称沥青玛蹄脂用于粘结和涂抹石油沥青油毡。防水材料防水材料沥青防水材料沥青防水材料改性沥青防水材料改性沥青防水材料合成高分子防水材料合成高分子防水材料新型防水材料新型防水材料防水涂料防水涂料防水卷材防水卷材密封防水材料密封防水材料防水涂料防水涂料防水卷材防水卷材密封防水材料密封防水材料10.210.3一一 、沥青防水卷材、沥青防水卷材纸胎石油沥青防水卷材（简称油毡）是用低软化点石油沥青浸渍原纸，然后再用高软化点石油沥青涂盖油纸两面，再涂或撒以粉状或片状隔离材料制成。定义及分类定义及分类

21、纸胎油毡（传统“三毡四油”中的防水卷材）油毡油毡 沥青基防水涂料 防水涂料是指常温下呈黏稠状态，涂布在结防水涂料是指常温下呈黏稠状态，涂布在结构物表面，经溶剂或水分挥发，或各组分间的化构物表面，经溶剂或水分挥发，或各组分间的化学反应，形成具有一定弹性的连续、坚韧的薄膜，学反应，形成具有一定弹性的连续、坚韧的薄膜，使基层表面与水隔绝，起到防水和防潮作用的物使基层表面与水隔绝，起到防水和防潮作用的物质。质。 冷底子油是用汽油、煤油、柴油、工业苯等有机溶剂与沥青材料溶合制得的沥青涂料。 它能渗入到混凝土、砂浆、木材等材料的毛细孔隙中，待溶剂挥发后，便与基材牢固结合，使基面具有一定的憎水性，为粘结同类防水材料创造了有利条件。 因它多在常温下用作防水工程的打底材料，故名冷底子油。3. 建筑防水沥青嵌缝油膏 定义：定义：是以石油沥青为基料，再加入改性材料（废橡胶粉和硫化鱼油）、稀释剂（松焦油、松节重油和机油）及填充料（石棉纺和滑石粉）等，经混拌制成膏状物，为最早使用的冷用嵌缝材料。 特点：特点：沥青嵌缝油膏的主要特点是炎夏不易流淌，寒冬不易脆裂，粘结力较强，延伸性、塑性和耐