第8章 沥青及防水材料

1、l 第一节第一节 沥青材料沥青材料l 第二节第二节 沥青基防水材料沥青基防水材料l 第三节第三节 新型防水材料新型防水材料是由高分子碳氢化合物及其非金是由高分子碳氢化合物及其非金属（氧、氮、碳等）衍生物组成的极其复属（氧、氮、碳等）衍生物组成的极其复杂的混合物，在常温下呈黑色或黑褐色的杂的混合物，在常温下呈黑色或黑褐色的固体、半固体或液体状态。固体、半固体或液体状态。 是一种有机的胶结材料，具有优越的是一种有机的胶结材料，具有优越的粘性、塑性、耐腐蚀及憎水性等。粘性、塑性、耐腐蚀及憎水性等。地沥青：分天然沥青、石油沥青地沥青：分天然沥青、石油沥青 焦油沥青：分煤沥青、木沥青、焦油沥青：分煤沥青

2、、木沥青、 页岩沥青等。页岩沥青等。1 1、石油沥青的定义、石油沥青的定义 石油原油经蒸馏等提炼出各种轻质油石油原油经蒸馏等提炼出各种轻质油（如汽油、柴油等）及润滑油以后的（如汽油、柴油等）及润滑油以后的残余物，或再经加工而得到的主要由残余物，或再经加工而得到的主要由烃类及其衍生物所组成的产品。烃类及其衍生物所组成的产品。 在常温下呈固体、半固体或粘性液体，在常温下呈固体、半固体或粘性液体，颜色为褐色或黑褐色。颜色为褐色或黑褐色。2、石油沥青的组成与结构2、石油沥青的组成与结构石油沥青的组分 是沥青中分子量、密度最是沥青中分子量、密度最小的组分，含量小的组分，含量45-60%45-60%，呈淡

3、，呈淡黄色至红褐色的油状液体。赋黄色至红褐色的油状液体。赋予石油沥青以流动性。可溶于予石油沥青以流动性。可溶于石油醚、二硫化碳、三氯甲烷、石油醚、二硫化碳、三氯甲烷、苯、四氯化碳和丙酮等有机溶苯、四氯化碳和丙酮等有机溶剂，但不溶于酒精。剂，但不溶于酒精。-三组分三组分2、石油沥青的组成与结构 也称沥青脂胶，分子量比也称沥青脂胶，分子量比油分大，含量油分大，含量15-30%15-30%，呈黄，呈黄色至黑褐色粘稠状半流体。色至黑褐色粘稠状半流体。多属中性树脂，赋予沥青以多属中性树脂，赋予沥青以粘结性、塑性和流动性。可粘结性、塑性和流动性。可溶于三氯甲烷、苯、汽油等溶于三氯甲烷、苯、汽油等有机溶剂。

4、有机溶剂。-三组分三组分 2、石油沥青的组成与结构 分子量比树脂更大，含量分子量比树脂更大，含量5-5-30%30%，呈深褐色、黑色固态无，呈深褐色、黑色固态无定形体（固体粉末）。决定石定形体（固体粉末）。决定石油沥青温度敏感性、粘性。可油沥青温度敏感性、粘性。可溶于三氯甲烷、二硫化碳等有溶于三氯甲烷、二硫化碳等有机溶剂，染色力强，对光的敏机溶剂，染色力强，对光的敏感性强，感光后不溶。感性强，感光后不溶。-三组分三组分 2、石油沥青的组成与结构-四组分四组分(色谱法色谱法)沥青正庚烷沉淀 溶液 不溶物 沥青 沥青质沉淀 硅胶氧化铝色谱柱正庚烷冲洗 甲苯冲洗 甲苯/乙醇冲洗 饱和分 芳香分 胶质

5、(或胶质+ 沥青质）(S)(Ar)( R + At )2、石油沥青的组成与结构-四组分的特性四组分的特性呈黑色或棕色的无定形固体，不溶于正呈黑色或棕色的无定形固体，不溶于正庚烷而溶于苯的复杂芳香物，极性很强，分子量大庚烷而溶于苯的复杂芳香物，极性很强，分子量大(1000),(1000),含量在含量在5-25%5-25%，赋予沥青较高的粘性。，赋予沥青较高的粘性。呈深棕色的固体或半固体，溶于正庚烷的呈深棕色的固体或半固体，溶于正庚烷的复杂芳香物，极性强，粘附力好，分子量稍小复杂芳香物，极性强，粘附力好，分子量稍小(1000), 是沥青质的扩散剂或胶溶剂。是沥青质的扩散剂或胶溶剂。是分子量最低的环

6、是分子量最低的环烷芳香化合物，含量在烷芳香化合物，含量在20-50%，为深棕色的粘稠，为深棕色的粘稠液体，是胶溶沥青质的分散介质。液体，是胶溶沥青质的分散介质。2、石油沥青的组成与结构-四组分的特性四组分的特性由直链和支链脂肪属烃、烷基环烃和由直链和支链脂肪属烃、烷基环烃和烷基芳香烃组成的非极性稠状油类，呈稻草色或烷基芳香烃组成的非极性稠状油类，呈稻草色或白色，含量占白色，含量占5-20%，使胶质，使胶质-沥青质软化沥青质软化(塑化塑化)，保持沥青胶体结构稳定。保持沥青胶体结构稳定。在油分中含有的经冷冻结晶析出的，熔在油分中含有的经冷冻结晶析出的，熔点点25250 0C C的混合组分。有害，蜡

7、在高温融化，降的混合组分。有害，蜡在高温融化，降低沥青粘度，增大温度敏感性；低温时结晶析出，低沥青粘度，增大温度敏感性；低温时结晶析出，降低延性及与石料表面的粘附力。降低延性及与石料表面的粘附力。石油沥青的结构油分油分( (饱和分和芳香分饱和分和芳香分) )多，沥青多，沥青质质( (含量含量10%)树脂地沥青质，使流动性、塑性逐渐减少，硬脆性逐渐增大。 指石油沥青在三氯乙烯、四氯化碳或苯中溶解的百分率。表示石油沥青中有效物质的含量，即纯净程度。 指沥青加热至挥发出的可燃气体与空气的混合物，在规定条件下与火焰接触，初次闪火（有蓝色闪光）时的沥青温度。 加热沥青产生的气体和空气的混合物，与火焰接触

8、能持续燃烧5秒以上时的温度即为燃点。 一般燃点比闪点高100C，取决沥青质多少。有建筑石油沥青、道路石油沥青针入度、延度、软化点，其中针入度是划分牌号的主要依据。牌号越高，针入度越大，延度越大，软化点越低。依据工程所处的气候条件、工程环境及技术要求选用。牌号越大越好。尽量选同产源的沥青进行掺配。T1、T2分为较软、硬沥青的软化点某工程需用软化点为某工程需用软化点为85850 0C C的沥青，现有的沥青，现有1010号号(95(950 0C)C)及及6060号号(45(450 0C)C)两种，应如何掺配以两种，应如何掺配以满足工程需要？满足工程需要？ 6060号沥青用量号沥青用量(%)(%)：

9、1010号沥青用量号沥青用量(%)(%)：100)(1221TTTTQ 较软12100)(QQ较硬802010010012QQ20100459585951001221TTTTQ是将煤焦油蒸馏，去水及各种轻油、中油、重油和蒽油后所得的残渣。 温度敏感性较大 大气稳定性较差 塑性较差，容易变形开裂 有毒性和臭味，防腐能力较好 与矿料表面的粘附力较好。三、改性沥青三、改性沥青 低温下应有一定的弹性和塑性。低温下应有一定的弹性和塑性。 高温下要应有足够的强度和稳定性。高温下要应有足够的强度和稳定性。 在加工和使用时应有抗在加工和使用时应有抗“老化老化”能力。能力。 与各种矿料的表面有较强的粘附力。与各

10、种矿料的表面有较强的粘附力。 对构件变形的适应性和耐疲劳性。对构件变形的适应性和耐疲劳性。橡胶、树脂和矿物填料等橡胶、树脂和矿物填料等1 1、橡胶改性沥青、橡胶改性沥青是弹性体的一种，在常温下具有显是弹性体的一种，在常温下具有显著的高弹性能，在外力作用下会发生变形，著的高弹性能，在外力作用下会发生变形，变形可达百分之数百。当除去外力后，又变形可达百分之数百。当除去外力后，又很快恢复原来的状态，且保持这种性质的很快恢复原来的状态，且保持这种性质的温度区间范围很大。温度区间范围很大。有氯丁橡胶、丁基橡胶、有氯丁橡胶、丁基橡胶、热塑性弹热塑性弹性体（性体（SBSSBS）及）及再生橡胶改性沥青等多种。

11、再生橡胶改性沥青等多种。是热塑性弹性体苯乙烯是热塑性弹性体苯乙烯丁二烯嵌段共聚物，常温下具有橡胶的弹丁二烯嵌段共聚物，常温下具有橡胶的弹性，高温下又能像树脂熔融流动，成为可性，高温下又能像树脂熔融流动，成为可塑的材料。塑的材料。低温柔性好，冷脆点降至低温柔性好，冷脆点降至-40-400 0C C； 弹性、延伸率大，延度可达弹性、延伸率大，延度可达200%200%； 热稳性高，耐热度达热稳性高，耐热度达90-11990-1190 0C C。 耐候性好。耐候性好。2 2、树脂改性沥青、树脂改性沥青可以改进沥青的耐寒、耐热性、粘可以改进沥青的耐寒、耐热性、粘结性和不透气性。结性和不透气性。有古马隆树

12、脂、聚乙烯、乙烯有古马隆树脂、聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯共聚物乙酸乙烯共聚物(EVA)，无规聚丙烯，无规聚丙烯APP等等 。其软化点高，延度大，冷其软化点高，延度大，冷脆点低，粘度大。具有优异的耐热性和抗脆点低，粘度大。具有优异的耐热性和抗老化性。老化性。3 3、矿物填充料改性沥青、矿物填充料改性沥青 滑石粉、石灰石粉、石棉等粉状或滑石粉、石灰石粉、石棉等粉状或纤维状。纤维状。沥青对矿料的润湿和吸附作用沥青对矿料的润湿和吸附作用指沥青成单分子状排列在矿物指沥青成单分子状排列在矿物颗粒颗粒( (或纤维或纤维) )表面，形成结合力牢固的沥表面，形成结合力牢固的沥青薄膜。它具有较高的粘性和耐热性。青薄膜

13、。它具有较高的粘性和耐热性。 沥青中掺入适当的矿物填充料，以形沥青中掺入适当的矿物填充料，以形成恰当的结构沥青膜层。成恰当的结构沥青膜层。一、冷底子油与沥青胶一、冷底子油与沥青胶是用建筑石油沥青加入汽油、是用建筑石油沥青加入汽油、煤油、轻柴油，或者用软化点为煤油、轻柴油，或者用软化点为50-7050-70度度的煤沥青加入苯，经融合而制成的沥青溶的煤沥青加入苯，经融合而制成的沥青溶液，可以在常温下涂刷。液，可以在常温下涂刷。涂刷在多孔材料表面涂刷在多孔材料表面渗入渗入材料孔隙材料孔隙溶剂挥发溶剂挥发形成沥青膜（牢固形成沥青膜（牢固结合于基层表面，且具有憎水性）。结合于基层表面，且具有憎水性）。随

14、用随配。常用配比随用随配。常用配比 快挥发性冷底子油：快挥发性冷底子油： 石油沥青：汽油石油沥青：汽油 = 3070 慢挥发性冷底子油：慢挥发性冷底子油： 石油沥青：煤油或柴油石油沥青：煤油或柴油 = 4060 热配：热配：先将沥青加热脱水，后冷却至一定先将沥青加热脱水，后冷却至一定温度时再缓慢加入溶剂，搅拌均匀为止。温度时再缓慢加入溶剂，搅拌均匀为止。 冷配：冷配：先将沥青打碎成小块后，按质量比先将沥青打碎成小块后，按质量比加入溶剂中，不停搅拌至沥青全部融化为止加入溶剂中，不停搅拌至沥青全部融化为止一、冷底子油与沥青胶一、冷底子油与沥青胶是在沥青中加是在沥青中加入适量的矿质粉料入适量的矿质粉

15、料( (石灰石粉、滑石粉石灰石粉、滑石粉) ) 或加入部分纤维状填料或加入部分纤维状填料( (石棉）配置而石棉）配置而成的。其粘性、耐热性和柔韧性较好。成的。其粘性、耐热性和柔韧性较好。用于粘贴卷材、嵌缝、接头、补用于粘贴卷材、嵌缝、接头、补漏及做防水层的底层漏及做防水层的底层。以耐热度表示划分为以耐热度表示划分为S-60S-60、S-65S-65、S-70S-70、S-75S-75、S-80S-80、S-85S-85六个标号六个标号 是将沥青加热至是将沥青加热至180-200180-200度，使度，使其脱水后，与其脱水后，与30-10%30-10%的干燥填料热拌混合的干燥填料热拌混合均匀后，

16、热用施工。其法粘结效果好，普均匀后，热用施工。其法粘结效果好，普遍使用。但现场加热，易污染环境。遍使用。但现场加热，易污染环境。是是40-50%40-50%的沥青融化脱水后，缓的沥青融化脱水后，缓慢加入慢加入25-30%25-30%的溶剂，再掺入的溶剂，再掺入30-10%30-10%的填的填料，混合拌匀制得。其常温下，施工方便，料，混合拌匀制得。其常温下，施工方便，但耗费溶剂，成本高。但耗费溶剂，成本高。二、沥青防水卷材二、沥青防水卷材二、沥青防水卷材二、沥青防水卷材二、沥青防水卷材二、沥青防水卷材绿豆砂绿豆砂冷底子油或乳化沥青冷底子油或乳化沥青混凝土基层混凝土基层三、沥青防水涂料三、沥青防水

17、涂料有有矿物胶矿物胶体乳化剂体乳化剂和和化学乳化剂化学乳化剂细砂细砂稀释涂料稀释涂料底涂料（涂料与水等比混合）底涂料（涂料与水等比混合）混凝土基层混凝土基层四、沥青嵌缝油膏四、沥青嵌缝油膏第三节第三节 新型防水材料新型防水材料l 新型新型一、新型防水卷材一、新型防水卷材l 耐水性；耐水性； 温度敏感性小温度敏感性小 机械强度；机械强度； 柔韧性好柔韧性好 大气稳定性大气稳定性 分沥青防水卷材、高聚物改性沥青分沥青防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材、合成高分子卷材三大类。防水卷材、合成高分子卷材三大类。 以合成橡胶、合成树脂或两者共混体系为以合成橡胶、合成树脂或两者共混体系为基料，加入适量化学助剂

18、，经塑炼、混炼、基料，加入适量化学助剂，经塑炼、混炼、压延或挤出成型、硫化、定型等工序加工制压延或挤出成型、硫化、定型等工序加工制成的可卷取的成的可卷取的。 以以PVC为主料，掺填充料和改性剂、增为主料，掺填充料和改性剂、增塑剂等，经混炼、压延或挤出成型分卷包装而塑剂等，经混炼、压延或挤出成型分卷包装而成的防水卷材。成的防水卷材。 以煤焦油与以煤焦油与PVC混溶料为基料的柔性混溶料为基料的柔性卷材。卷材。 以增塑以增塑PVC为基料的塑性卷材。为基料的塑性卷材。S型型性能远低于性能远低于P型卷材。型卷材。 P型强度高，伸长率也较大，比三元型强度高，伸长率也较大，比三元乙丙橡胶防水卷材性能稍逊，但其原料丰富，乙丙橡胶防水卷材性能稍逊，但其原料丰富，价格便宜。价格便宜。 以以EPDM橡胶为主料，掺丁基橡胶、硫化剂、促进橡胶为主料，掺丁基橡胶、硫化剂、促进剂、软化剂、填充料等，经过密炼、拉片、过滤、压剂、软化剂、填充料等，经过密炼、拉片、过滤、压延或挤出成型、硫化等工序加工制成防水卷材。延或挤出成型、硫化等工序加工制成防水卷材。 耐老化性最好，寿命长耐老化性最好，寿