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1、第第 5 章章沥沥 青青 材材 料料第一节第一节 沥青沥青1 1 石油沥青石油沥青v石油沥青是由许多高分子碳氢化合物及其非石油沥青是由许多高分子碳氢化合物及其非金属（主要为氧、硫、氮等）衍生物组成的金属（主要为氧、硫、氮等）衍生物组成的极其复杂的混合物。极其复杂的混合物。是由石油原油经分馏出是由石油原油经分馏出各种轻质油（如汽油、柴油等）及润滑油以各种轻质油（如汽油、柴油等）及润滑油以后的残留物经加工而成的产品。后的残留物经加工而成的产品。1.1 1.1 石油沥青的化学组分石油沥青的化学组分v将沥青中化学成分及性质极为接近，并且与将沥青中化学成分及性质极为接近，并且与物理力学性质有一定关系的成
2、分，划分为若物理力学性质有一定关系的成分，划分为若干个组，这些组就称为干个组，这些组就称为“化学组分化学组分”。沥青中各组分的主要特性（三组分法）沥青中各组分的主要特性（三组分法）（）油分（）油分v油分为淡黄色至红褐色的油状液体，是沥青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最小的组分，密度介于中分子量最小和密度最小的组分，密度介于0.71.0cm3之间。在之间。在170较长时间加较长时间加热，油分可以挥发。油分能溶于石油醚、热，油分可以挥发。油分能溶于石油醚、44二硫化碳、三氯甲烷、苯、四氧化碳和丙酮二硫化碳、三氯甲烷、苯、四氧化碳和丙酮等有机溶剂中，但不溶于酒精。等有机溶剂
3、中，但不溶于酒精。v油分赋予沥青以流动性。油分赋予沥青以流动性。()树脂树脂v为黄色至黑褐色粘稠状物质，分子量为黄色至黑褐色粘稠状物质，分子量60060010001000，密度为，密度为1.01.01.1g1.1gcmcm3 3。树脂中绝大部。树脂中绝大部分属于中性树脂。中性树脂能溶于三氯甲烷、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，它赋予沥青以良好的汽油和苯等有机溶剂，它赋予沥青以良好的粘结性、塑性和可流动性。粘结性、塑性和可流动性。v树脂含量增加，石油沥青的延度和粘结力等树脂含量增加，石油沥青的延度和粘结力等品质愈好。品质愈好。（）沥青质（）沥青质v沥青质为深褐色至黑色
4、固态无定形物质（固沥青质为深褐色至黑色固态无定形物质（固体粉末），分子量体粉末），分子量10001000以上，密度大于以上，密度大于1 g1 gcmcm3 3，不溶于酒精、正戊烷，但溶于三氯甲烷不溶于酒精、正戊烷，但溶于三氯甲烷和二硫化碳，染色力强，对光的敏感性强，和二硫化碳，染色力强，对光的敏感性强，感光后就不能溶解。感光后就不能溶解。v沥青质是决定石油沥青温度敏感性、粘性的沥青质是决定石油沥青温度敏感性、粘性的重要组成部分，其含量愈多，则软化点愈高，重要组成部分，其含量愈多，则软化点愈高，粘性愈大，即愈硬脆。粘性愈大，即愈硬脆。v石油沥青中还含石油沥青中还含23的沥青碳和似碳物，是石的沥青
5、碳和似碳物，是石油沥青中分子量最大的。它降低石油沥青的粘结油沥青中分子量最大的。它降低石油沥青的粘结力。力。v石油沥青中还含有蜡，它会降低石油沥青的粘结石油沥青中还含有蜡，它会降低石油沥青的粘结性和塑性，同时对温度特别敏感（即温度稳定性性和塑性，同时对温度特别敏感（即温度稳定性差）。所以蜡是石油沥青的有害成分。差）。所以蜡是石油沥青的有害成分。1.2 1.2 石油沥青的胶体结构石油沥青的胶体结构v油分、树脂和地沥青质是石油沥青的三大油分、树脂和地沥青质是石油沥青的三大组分，组分，其中油分和树脂可以互相溶解，树其中油分和树脂可以互相溶解，树脂能浸润沥青质，并在沥青质的超细颗粒脂能浸润沥青质，并在
6、沥青质的超细颗粒表面形成树脂薄膜。表面形成树脂薄膜。v石油沥青的结构是以沥青质为核心，周围石油沥青的结构是以沥青质为核心，周围吸附部分树脂和油分的互溶物形成吸附部分树脂和油分的互溶物形成胶团胶团，无数胶团分散在油分中而形成胶体结构。无数胶团分散在油分中而形成胶体结构。v根据沥青中各组分的相对比例不同，根据沥青中各组分的相对比例不同，胶体胶体结构可分为溶胶型、凝胶型和溶凝胶型三结构可分为溶胶型、凝胶型和溶凝胶型三种类型。种类型。v（1 1）溶胶结构）溶胶结构v沥青质含量较少，胶团间完全没有引力或引沥青质含量较少，胶团间完全没有引力或引力很小，在外力作用下随时间发展的变形特力很小，在外力作用下随时
7、间发展的变形特性与粘性液体一样。直馏沥青的结构多为溶性与粘性液体一样。直馏沥青的结构多为溶胶结构。胶结构。v（2 2）凝胶结构凝胶结构v凝胶结构沥青质含量很多，胶团间有引力形成凝胶结构沥青质含量很多，胶团间有引力形成立体网状结构，沥青质分散在网格之间，在外立体网状结构，沥青质分散在网格之间，在外力作用下弹性效应明显。氧化沥青多属于凝胶力作用下弹性效应明显。氧化沥青多属于凝胶结构。结构。v（3 3）溶）溶凝胶结构凝胶结构v介于溶胶与凝胶之间，并有较多的树脂，胶介于溶胶与凝胶之间，并有较多的树脂，胶团间有一定吸引力，在常温下受力变形的最团间有一定吸引力，在常温下受力变形的最初阶段呈现出明显的弹性效
8、应，当变形增加初阶段呈现出明显的弹性效应，当变形增加到一定数值后，则变为有阻尼的粘性流动。到一定数值后，则变为有阻尼的粘性流动。v大部分优质道路沥青均配成溶凝胶型结构，大部分优质道路沥青均配成溶凝胶型结构，具有粘弹性和触变性，故亦称弹性溶胶。具有粘弹性和触变性，故亦称弹性溶胶。1.3 1.3 石油沥青的技术性质石油沥青的技术性质（1 1）粘滞性）粘滞性v石油沥青的粘滞性又称粘性石油沥青的粘滞性又称粘性v粘滞性应以绝对粘度表示，但因其测定方粘滞性应以绝对粘度表示，但因其测定方法较复杂，故工程中常用条件粘度来表示法较复杂，故工程中常用条件粘度来表示粘滞性。粘滞性。v对粘稠（半固体或固体）石油沥青用
9、针入对粘稠（半固体或固体）石油沥青用针入度表示，对液体石油沥青则用粘滞度表示。度表示，对液体石油沥青则用粘滞度表示。v粘稠石油沥青的针入度是在规定温度粘稠石油沥青的针入度是在规定温度（25）条件下，以规定质量（）条件下，以规定质量（100）的标准针，在规定时间（的标准针，在规定时间（s）内贯入内贯入试样中的深度来表示，单位以试样中的深度来表示，单位以1/10mm计算。针入度反映了石油沥青抵抗剪切计算。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，表明粘度变形的能力。针入度值越小，表明粘度越大。越大。v粘度是将一定量的液体沥青，在某温度粘度是将一定量的液体沥青，在某温度下经一定直径的小孔
10、流出下经一定直径的小孔流出50cm3所需的所需的时间，以秒表示。常用符号时间，以秒表示。常用符号“CdtT”表表示粘度，其中为小孔直径（示粘度，其中为小孔直径（mm），），为试样温度，为流出为试样温度，为流出50 cm3沥青的沥青的时间。有时间。有10、mm三种，通三种，通常为常为25或或60。（）塑性（）塑性v塑性指石油沥青在外力作用下产生变形而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，有一定吸收能力，并能减少摩擦时的
11、噪声，故沥青是一种优良的道路路面材料。故沥青是一种优良的道路路面材料。v石油沥青的塑性用延度表示。石油沥青的塑性用延度表示。延度愈大，延度愈大，塑性愈好。延度测定是把沥青制成塑性愈好。延度测定是把沥青制成“”字形标准试件，置于延度仪内字形标准试件，置于延度仪内25水中，水中，以以 5cmmin的速度拉伸，用拉断时的伸长的速度拉伸，用拉断时的伸长度来表示，单位用度来表示，单位用cm计。（计。（P142 图图4-10）（）温度敏感性（）温度敏感性v温度敏感性是指粘滞性和塑性随温度升降而变化温度敏感性是指粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能。由于沥青是一种高分子非晶态热塑性物的性能。由于沥青是一种高分
12、子非晶态热塑性物质，故没有一定的熔点。质，故没有一定的熔点。v沥青的粘滞性和塑性随温度变化而变化。沥青的粘滞性和塑性随温度变化而变化。石油沥石油沥青中地沥青质含量较多时，其温度敏感性较小。青中地沥青质含量较多时，其温度敏感性较小。在工程中使用时往往加入滑石粉、石灰石粉等矿在工程中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，则会产生温度较高（多时，则会产生温度较高（60左右）时发生流左右）时发生流淌，在温度较低时又易变硬开裂。淌，在温度较低时又易变硬开裂。v温度敏感性以软化点表示。温度敏感性以软化点表示。v由于沥青材
13、料从固态至液态有一定的变态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，相应的温度则称为转变到粘流态的起点，相应的温度则称为沥青的软化点。沥青的软化点。v沥青软化点一般采用环球法测定：沥青软化点一般采用环球法测定：v把沥青试样装入规定尺寸（直径把沥青试样装入规定尺寸（直径15.88mm，高高6mm）的的铜环铜环内，试样上放置一标准内，试样上放置一标准钢球钢球（直径（直径9.53mm，质量质量3.5），浸入水），浸入水或甘油中，以规定的速度升温（或甘油中，以规定的速度升温（5min），），当沥青软化下垂至规定距离当
14、沥青软化下垂至规定距离（25.4mm）时的温度即为其软化点，以摄时的温度即为其软化点，以摄氏度（氏度（）计。）计。v另外，沥青的脆点是反映温度敏感性的另另外，沥青的脆点是反映温度敏感性的另一个指标，它是指沥青从高弹态转到玻璃一个指标，它是指沥青从高弹态转到玻璃态过程中的某一规定状态的相应温度，该态过程中的某一规定状态的相应温度，该指标主要反映沥青的低温变形能力。寒冷指标主要反映沥青的低温变形能力。寒冷地区应用的沥青应考虑沥青的脆点。地区应用的沥青应考虑沥青的脆点。v沥青的软化点愈高，脆点愈低，则沥青的沥青的软化点愈高，脆点愈低，则沥青的温度敏感性越小。温度敏感性越小。（）大气稳定性（）大气稳定
15、性v石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等大气石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等大气因素的长期综合作用下抵抗老化的性能，因素的长期综合作用下抵抗老化的性能，称为大气稳定性。也是沥青材料的耐久性。称为大气稳定性。也是沥青材料的耐久性。在大气因素的综合作用下，沥青中各组分在大气因素的综合作用下，沥青中各组分会发生不断递变，低分子化合物将逐步转会发生不断递变，低分子化合物将逐步转变成高分子物质，即油分和树脂逐渐减少，变成高分子物质，即油分和树脂逐渐减少，而沥青质逐渐增多。而沥青质逐渐增多。石油沥青随着时间的石油沥青随着时间的进展，流动性和塑性将逐渐减小，硬脆性进展，流动性和塑性将逐渐减小，硬脆性逐渐增大，直
16、至脆裂。这个过程称为石油逐渐增大，直至脆裂。这个过程称为石油沥青的沥青的“老化老化”。所以大气稳定性即为沥所以大气稳定性即为沥青抵抗老化的性能。青抵抗老化的性能。v石油沥青的大气稳定性以蒸发损失百分率和石油沥青的大气稳定性以蒸发损失百分率和加热前后针入度比来评定。加热前后针入度比来评定。v测定方法：先测定试样的质量及针入度，然测定方法：先测定试样的质量及针入度，然后将试样置于烘箱中，在后将试样置于烘箱中，在160下加热蒸发下加热蒸发h，冷却后再测定质量及针入度。计算出，冷却后再测定质量及针入度。计算出蒸发损失质量占原质量的百分数，称为蒸发蒸发损失质量占原质量的百分数，称为蒸发损失百分率；测得蒸
17、发后针入度占原针入度损失百分率；测得蒸发后针入度占原针入度的百分数，称为蒸发后针入度比。的百分数，称为蒸发后针入度比。蒸发损失蒸发损失百分数愈小和蒸发后针入度比愈大，则表示百分数愈小和蒸发后针入度比愈大，则表示沥青的大气稳定性愈好，即沥青的大气稳定性愈好，即老化老化”愈慢。愈慢。v以上四种性质是石油沥青材料的主要以上四种性质是石油沥青材料的主要性质，性质，前三项（前三项（常称为三大指标常称为三大指标）是划）是划分石油沥青牌号的依据。分石油沥青牌号的依据。此外，为评定此外，为评定沥青的品质和保证施工安全，还应了解沥青的品质和保证施工安全，还应了解石油沥青的石油沥青的溶解度、闪点和燃点溶解度、闪点
18、和燃点等性质。等性质。1.4 1.4 石油沥青的技术标准及应用石油沥青的技术标准及应用（）石油沥青的技术标准（）石油沥青的技术标准v根据我国现行石油沥青标准，在工程建设中根据我国现行石油沥青标准，在工程建设中常用的石油沥青分道路石油沥青、建筑石油常用的石油沥青分道路石油沥青、建筑石油沥青和普通石油沥青等，沥青和普通石油沥青等，各品种按技术性质各品种按技术性质划分牌号。石油沥青的技术指标要求见表。划分牌号。石油沥青的技术指标要求见表。v从表中可以看出，道路石油沥青、建筑石油从表中可以看出，道路石油沥青、建筑石油沥青和普通石油沥青都是按针入度指标来划沥青和普通石油沥青都是按针入度指标来划分牌号的。
19、分牌号的。v在同一品种的石油沥青，牌号愈小，沥青愈在同一品种的石油沥青，牌号愈小，沥青愈硬；牌号愈大，沥青愈软。硬；牌号愈大，沥青愈软。v随着牌号增加，沥青的粘性减小（针入度增随着牌号增加，沥青的粘性减小（针入度增加），塑性增加（延度增大），而感温性增加），塑性增加（延度增大），而感温性增大（软化点降低）大（软化点降低）vP147P147沥青非常规的其他性能：沥青非常规的其他性能：v 劲度模量、劲度模量诺模图劲度模量、劲度模量诺模图（2 2）石油沥青的应用）石油沥青的应用v在选用沥青材料时，应根据工程性质（房屋、在选用沥青材料时，应根据工程性质（房屋、道路、防腐）及当地气候条件、所处工程部道路
20、、防腐）及当地气候条件、所处工程部位（屋面、地下）来选用不同品种和牌号的位（屋面、地下）来选用不同品种和牌号的沥青。沥青。v道路石油沥青道路石油沥青牌号较多，主要用于道路路面牌号较多，主要用于道路路面或车间地面等工程，一般拌制成沥青混凝土、或车间地面等工程，一般拌制成沥青混凝土、沥青拌合料或沥青砂浆等使用。沥青拌合料或沥青砂浆等使用。v建筑石油沥青建筑石油沥青粘性较大，耐热性较好，但塑粘性较大，耐热性较好，但塑性较小，主要用作制造油毡、油纸、防水涂性较小，主要用作制造油毡、油纸、防水涂料和沥青胶。它们绝大部分用于屋面及地下料和沥青胶。它们绝大部分用于屋面及地下防水沟槽防水、防腐蚀及管道防腐等工
21、程。防水沟槽防水、防腐蚀及管道防腐等工程。对于屋面防水工程，应注意防止过分软化。对于屋面防水工程，应注意防止过分软化。v为避免夏季流淌，屋面用沥青材料的软化为避免夏季流淌，屋面用沥青材料的软化点还应比当地气温下屋面可能达到的最高点还应比当地气温下屋面可能达到的最高温度高温度高20以上。但软化点也不宜选择过以上。但软化点也不宜选择过高，否则冬季低温易发生硬脆甚至开裂。高，否则冬季低温易发生硬脆甚至开裂。对一些不易受温度影响的部位，可选用牌对一些不易受温度影响的部位，可选用牌号较大的沥青。号较大的沥青。v普通石油沥青普通石油沥青含蜡较多，一般含量大于含蜡较多，一般含量大于5，有的高达有的高达20以
22、上（称多蜡石油沥青），以上（称多蜡石油沥青），因而温度稳定性差，故在工程中不单独使因而温度稳定性差，故在工程中不单独使用，只能与其他种类石油沥青掺配使用。用，只能与其他种类石油沥青掺配使用。1.5 1.5 石油沥青的掺配与稀释石油沥青的掺配与稀释v当不能获得合适牌号的沥青时，可采用两种当不能获得合适牌号的沥青时，可采用两种牌号的石油沥青掺配使用。两种石油沥青的牌号的石油沥青掺配使用。两种石油沥青的掺配比例可用下式估算：掺配比例可用下式估算：式中式中 1较软石油沥青用量（）较软石油沥青用量（）2较硬石油沥青用量（）较硬石油沥青用量（）掺配后的石油沥青软化点掺配后的石油沥青软化点 1较软石油沥青软
23、化点较软石油沥青软化点 2较硬石油沥青软化点较硬石油沥青软化点v以掺配比例和其邻近的比例（以掺配比例和其邻近的比例（510）进行）进行试配（混合熬制均匀），测定掺配后沥青的试配（混合熬制均匀），测定掺配后沥青的软化点，绘制软化点，绘制“掺配比掺配比软化点软化点”关系曲关系曲线，即可从曲线上确定出所要求的掺配比例。线，即可从曲线上确定出所要求的掺配比例。2 2 煤沥青煤沥青v煤沥青是炼焦厂或煤气厂的副产品。烟煤在煤沥青是炼焦厂或煤气厂的副产品。烟煤在干馏过程中的挥发物质，经冷凝而成黑色粘干馏过程中的挥发物质，经冷凝而成黑色粘性液体称为性液体称为煤焦油煤焦油，煤焦油经分馏加工提取，煤焦油经分馏加工
24、提取轻油、中油、重油、蒽油以后，所得残渣即轻油、中油、重油、蒽油以后，所得残渣即为为煤沥青煤沥青。2.1 2.1 煤沥青的特性煤沥青的特性v煤沥青的主要组分为油分、脂胶、游离碳等，常含煤沥青的主要组分为油分、脂胶、游离碳等，常含有少量酸、碱物质。由于煤沥青的组分和石油沥青有少量酸、碱物质。由于煤沥青的组分和石油沥青不同，故其性能也不同，不同，故其性能也不同，主要表现在温度敏感性大，主要表现在温度敏感性大，大气稳定性较差，塑性较差。大气稳定性较差，塑性较差。煤沥青中的酸、碱物煤沥青中的酸、碱物质都是表面活性物质，由于含表面活性物质较多，质都是表面活性物质，由于含表面活性物质较多，故与矿料表面的粘
25、附力较好；防腐性好。因含酚、故与矿料表面的粘附力较好；防腐性好。因含酚、蒽等有毒物质，防腐蚀能力较强，故适用于木材的蒽等有毒物质，防腐蚀能力较强，故适用于木材的防腐处理。防腐处理。2.2 2.2 煤沥青与石油沥青的鉴别方法煤沥青与石油沥青的鉴别方法v2.2 2.2 煤沥青与石油沥青的鉴别方法煤沥青与石油沥青的鉴别方法2.3 2.3 煤沥青的应用煤沥青的应用v煤沥青具有很好的防腐能力、良好的粘结煤沥青具有很好的防腐能力、良好的粘结能力。因此可用于配制防腐涂料、胶粘剂、能力。因此可用于配制防腐涂料、胶粘剂、防水涂料，油膏以及制作油毡等。防水涂料，油膏以及制作油毡等。3 3 改性石油沥青改性石油沥青
26、3.1 3.1 矿物填料改性沥青矿物填料改性沥青v在沥青中加入一定数量的矿物填充料，可在沥青中加入一定数量的矿物填充料，可以提高沥青的粘性和耐热性，减小沥青的以提高沥青的粘性和耐热性，减小沥青的温度敏感性，同时也减少了沥青的耗用量，温度敏感性，同时也减少了沥青的耗用量，主要适用于生产沥青胶。主要适用于生产沥青胶。（）常用矿物填料（）常用矿物填料v矿物填料有粉状和纤维状两种，常用的有矿物填料有粉状和纤维状两种，常用的有滑石粉、石灰石粉、硅藻土、石棉绒和云滑石粉、石灰石粉、硅藻土、石棉绒和云母粉等。母粉等。（）矿物填充料改性机理（）矿物填充料改性机理v由于沥青对矿物填充料的润湿和吸附作用，由于沥青
27、对矿物填充料的润湿和吸附作用，沥青可以单分子状态排列在矿物颗粒（或沥青可以单分子状态排列在矿物颗粒（或纤维）表面，形成结合力牢固的沥青薄膜，纤维）表面，形成结合力牢固的沥青薄膜，称之为称之为“结构沥青结构沥青”。结构沥青具有较高结构沥青具有较高的粘性和耐热性等，但是矿物填充料的掺的粘性和耐热性等，但是矿物填充料的掺入量要适当，一般掺量为入量要适当，一般掺量为2040时，可时，可以形成恰当的结构沥青膜层。以形成恰当的结构沥青膜层。3.2 3.2 树脂改性沥青树脂改性沥青v用树脂改性石油沥青，可以改善沥青的耐用树脂改性石油沥青，可以改善沥青的耐寒性、耐热性、粘结性和不透气性。寒性、耐热性、粘结性和
28、不透气性。在生在生产卷材、密封材料和防水涂料等产品时均产卷材、密封材料和防水涂料等产品时均需应用。常用的树脂有：古马隆树脂，聚需应用。常用的树脂有：古马隆树脂，聚乙烯，聚丙烯，酚醛树脂及天然松香等。乙烯，聚丙烯，酚醛树脂及天然松香等。3.3 3.3 橡胶改性沥青橡胶改性沥青（）氯丁橡胶改性沥青（）氯丁橡胶改性沥青v石油沥青中掺入氯丁橡胶后，可使其气密石油沥青中掺入氯丁橡胶后，可使其气密性、低温柔性、耐化学腐蚀性、耐光、耐性、低温柔性、耐化学腐蚀性、耐光、耐臭氧性、耐候性和耐燃性等得到大大改善。臭氧性、耐候性和耐燃性等得到大大改善。氯丁橡胶掺入的方法有溶剂法和水乳法。氯丁橡胶掺入的方法有溶剂法和
29、水乳法。溶剂法是先将氯丁橡胶溶于一定的溶剂溶剂法是先将氯丁橡胶溶于一定的溶剂（如甲苯）中形成溶液，然后掺入液态沥（如甲苯）中形成溶液，然后掺入液态沥青中并混合均匀即可。水乳法是将橡胶和青中并混合均匀即可。水乳法是将橡胶和石油沥青分别制成乳液，然后混合均匀即石油沥青分别制成乳液，然后混合均匀即可使用。可使用。（2 2）丁基橡胶改性沥青）丁基橡胶改性沥青v丁基橡胶沥青的配制方法与氯丁橡胶沥青类丁基橡胶沥青的配制方法与氯丁橡胶沥青类似。似。（3 3）热塑性丁苯橡胶（）热塑性丁苯橡胶（SBSSBS）改性沥青改性沥青vSBSSBS热塑性橡胶兼有橡胶和塑料的特性，常温热塑性橡胶兼有橡胶和塑料的特性，常温下
30、具有橡胶的弹性，在高温下又能像塑料那下具有橡胶的弹性，在高温下又能像塑料那样熔融流动，成为可塑的材料。所以样熔融流动，成为可塑的材料。所以采用采用SBSSBS橡胶改性沥青，其耐高、低温性能均有较明橡胶改性沥青，其耐高、低温性能均有较明显提高。显提高。（）再生橡胶改性沥青（）再生橡胶改性沥青v再生橡胶掺入石油沥青中，同样可大大提高再生橡胶掺入石油沥青中，同样可大大提高石油沥青的气密性，低温柔性，耐光、热和石油沥青的气密性，低温柔性，耐光、热和臭氧性，以及耐候性，且价格低廉。臭氧性，以及耐候性，且价格低廉。第二节第二节 沥青基防水材料沥青基防水材料1 1 沥青防水卷材沥青防水卷材v凡用原纸或玻璃布
31、、石棉布、棉麻织品等胎凡用原纸或玻璃布、石棉布、棉麻织品等胎料浸渍石油沥青（或焦油沥青）制成的卷状料浸渍石油沥青（或焦油沥青）制成的卷状材料，称为浸渍卷材（有胎卷材）。将石棉、材料，称为浸渍卷材（有胎卷材）。将石棉、橡胶粉等掺入沥青材料中，经碾压制成的卷橡胶粉等掺入沥青材料中，经碾压制成的卷状材料称为辊压卷材（无胎卷材）。这两种状材料称为辊压卷材（无胎卷材）。这两种卷材通称沥青防水卷材。卷材通称沥青防水卷材。1.1 普通原纸胎基油毡和油纸普通原纸胎基油毡和油纸v采用低软化点沥青浸渍原纸所制成的无涂盖采用低软化点沥青浸渍原纸所制成的无涂盖层的纸胎防水卷材叫油纸，当再用高软化点层的纸胎防水卷材叫油
32、纸，当再用高软化点沥青涂盖油纸的两面，并撒布隔离材料后，沥青涂盖油纸的两面，并撒布隔离材料后，则称为油毡。则称为油毡。v按原纸按原纸1m2的质量克数，油毡分为的质量克数，油毡分为200、350和和500三种标号，油纸分为三种标号，油纸分为200和和350两种标号。两种标号。1.2 1.2 新型有胎沥青防水卷材新型有胎沥青防水卷材v新型有胎沥青防水卷材主要有麻布油毡、石棉新型有胎沥青防水卷材主要有麻布油毡、石棉布油毡、玻璃纤维布油毡、合成纤维布油毡等。布油毡、玻璃纤维布油毡、合成纤维布油毡等。这些油毡的制法与纸胎油毡相同，但抗拉强度、这些油毡的制法与纸胎油毡相同，但抗拉强度、耐久性等都比纸胎油毡
33、好得多，适用于防水性、耐久性等都比纸胎油毡好得多，适用于防水性、耐久性和防腐性要求较高的工程。耐久性和防腐性要求较高的工程。vSBS改性沥青柔性油毡改性沥青柔性油毡是近年来生产的一种是近年来生产的一种弹性体沥青防水卷材，它以聚酯纤维无纺布弹性体沥青防水卷材，它以聚酯纤维无纺布为胎体，以为胎体，以SBS橡胶改性沥青为面层，以塑橡胶改性沥青为面层，以塑料薄膜为隔离层，油毡表面带有砂粒。它的料薄膜为隔离层，油毡表面带有砂粒。它的耐撕裂强度比玻璃纤维胎油毡大耐撕裂强度比玻璃纤维胎油毡大1517倍，倍，耐刺穿性大耐刺穿性大1519倍，可用氯丁粘合剂进行倍，可用氯丁粘合剂进行冷粘贴施工，也可用汽油喷灯进行
34、热熔施工，冷粘贴施工，也可用汽油喷灯进行热熔施工，是目前性能最佳的油毡之一。是目前性能最佳的油毡之一。2 沥青基防水涂料沥青基防水涂料(1)乳化沥青乳化沥青v乳化沥青是沥青以微粒（粒径乳化沥青是沥青以微粒（粒径m左右）左右）分散在有乳化剂的水中而成的乳胶体。分散在有乳化剂的水中而成的乳胶体。配配制时，首先在水中加入少量乳化剂，再将制时，首先在水中加入少量乳化剂，再将沥青热熔后缓缓倒入，同时高速搅拌，使沥青热熔后缓缓倒入，同时高速搅拌，使沥青分散成微小颗粒，均匀分布在溶有乳沥青分散成微小颗粒，均匀分布在溶有乳化剂的水中。由于乳化剂分子一端强烈吸化剂的水中。由于乳化剂分子一端强烈吸附在沥青微小颗粒
35、表面，另一端则与水分附在沥青微小颗粒表面，另一端则与水分子很好地结合，产生有益的桥梁作用，使子很好地结合，产生有益的桥梁作用，使乳液获得稳定。乳液获得稳定。v乳化剂是一种表面活性剂。工程中所用的阴离乳化剂是一种表面活性剂。工程中所用的阴离子乳化剂有钠皂或肥皂、洗衣粉等。阳离子乳子乳化剂有钠皂或肥皂、洗衣粉等。阳离子乳化剂有双甲基十八烷溴胺和三甲基十六烷溴胺化剂有双甲基十八烷溴胺和三甲基十六烷溴胺等。非离子乳化剂有聚乙烯醇，平平加（烷基等。非离子乳化剂有聚乙烯醇，平平加（烷基苯酚环氧乙烷缩合物）等。矿物胶体乳化剂有苯酚环氧乙烷缩合物）等。矿物胶体乳化剂有石灰膏及膨润土等。石灰膏及膨润土等。v乳化
36、沥青涂刷于基材表面，或与砂、石材料拌乳化沥青涂刷于基材表面，或与砂、石材料拌和成型后，其中水分逐渐散失，沥青微粒靠拢和成型后，其中水分逐渐散失，沥青微粒靠拢而将乳化剂薄膜挤破，从而相互团聚而粘结，而将乳化剂薄膜挤破，从而相互团聚而粘结，这个过程称乳化沥青成膜。这个过程称乳化沥青成膜。v乳化沥青可涂刷或喷涂在材料表面作为防潮或乳化沥青可涂刷或喷涂在材料表面作为防潮或防水层，也可粘贴玻璃纤维毡片（或布）作屋防水层，也可粘贴玻璃纤维毡片（或布）作屋面防水层，或用于拌制冷用沥青砂浆和沥青混面防水层，或用于拌制冷用沥青砂浆和沥青混凝土。凝土。(2)橡胶沥青防水涂料橡胶沥青防水涂料v橡胶沥青防水涂料是以沥
37、青为基料，加入改橡胶沥青防水涂料是以沥青为基料，加入改性材料橡胶和稀释剂及其他助剂等制成的粘性材料橡胶和稀释剂及其他助剂等制成的粘稠液体。稠液体。v橡胶沥青防水涂料的特点是耐水性强。由于橡胶沥青防水涂料的特点是耐水性强。由于橡胶的加入改善了沥青涂膜的性质，故在水橡胶的加入改善了沥青涂膜的性质，故在水的长期作用下，涂膜不脱落，不起皮，抗渗的长期作用下，涂膜不脱落，不起皮，抗渗性好，抗裂性优异，有较好的弹性和延伸性，性好，抗裂性优异，有较好的弹性和延伸性，尤其是低温下的抗裂性能更好，故适用于基尤其是低温下的抗裂性能更好，故适用于基层易开裂的屋面防水层。又因其耐化学腐蚀层易开裂的屋面防水层。又因其耐
38、化学腐蚀性好，故也可作木材、金属管道等的防腐涂性好，故也可作木材、金属管道等的防腐涂层。层。(3)水性沥青基薄质防水涂料水性沥青基薄质防水涂料v以化学乳化剂配制的乳化沥青为基料，掺以化学乳化剂配制的乳化沥青为基料，掺入氯丁胶乳或再生橡胶等形成的防水涂料。入氯丁胶乳或再生橡胶等形成的防水涂料。3 沥青胶与冷底子油沥青胶与冷底子油3.1 沥青胶沥青胶v沥青胶又称沥青玛瑅脂，它是在熔（溶）沥青胶又称沥青玛瑅脂，它是在熔（溶）化的沥青中加入粉状或纤维状的填充料经化的沥青中加入粉状或纤维状的填充料经均匀混合而成。均匀混合而成。填充料粉状的如滑石粉、填充料粉状的如滑石粉、石灰石粉、白云石粉等，纤维状的如石
39、棉石灰石粉、白云石粉等，纤维状的如石棉屑、木纤维等。沥青胶的常用配合比为沥屑、木纤维等。沥青胶的常用配合比为沥青青7090%，矿粉，矿粉1030。如采用的沥。如采用的沥青粘性较低，矿粉可多掺一些。一般矿粉青粘性较低，矿粉可多掺一些。一般矿粉越多，沥青胶的耐热性越好，粘结力越大，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。但柔韧性降低，施工流动性也变差。沥青胶有热用和冷用的两种，一般工地施沥青胶有热用和冷用的两种，一般工地施工是热用。配制热用沥青胶时，先将矿粉工是热用。配制热用沥青胶时，先将矿粉加热到加热到100110，然后慢慢地加入已熔，然后慢慢地加入已熔化的沥青中，
40、继续加热并搅拌均匀即成。化的沥青中，继续加热并搅拌均匀即成。热用沥青胶用于粘结和涂抹石油沥青油毡。热用沥青胶用于粘结和涂抹石油沥青油毡。冷用时需加入稀释剂将其稀释后于常温下冷用时需加入稀释剂将其稀释后于常温下施工应用，它可以涂刷成均匀的薄层。施工应用，它可以涂刷成均匀的薄层。3.2 冷底子油冷底子油v冷底子油是用汽油、煤油、柴油、工业苯冷底子油是用汽油、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等有机溶剂与沥青材料溶合制得的沥青涂料。料。它的粘度小，能渗入到混凝土、砂浆、它的粘度小，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，木材等材料的毛细孔隙中，待溶剂挥发后，便
41、与基材牢固结合，使基面具有一定的憎便与基材牢固结合，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。冷底子油常随配随材料，故名冷底子油。冷底子油常随配随用，通常是采用用，通常是采用3040的的30号或号或10号石号石油沥青，与油沥青，与6070%的有机溶剂（多用汽的有机溶剂（多用汽油）配制而成油）配制而成。4 4 建筑防水沥青嵌缝油膏建筑防水沥青嵌缝油膏v建筑防水沥青嵌缝油膏是以石油沥青为基建筑防水沥青嵌缝油膏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
42、、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。膏状物，为最早使用的冷用嵌缝材料。沥沥青嵌缝油膏的主要特点是炎夏不易流淌，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、塑寒冬不易脆裂，粘结力较强，延伸性、塑性和耐候性均较好，因此广泛用于一般屋性和耐候性均较好，因此广泛用于一般屋面板和墙板的接缝处，也可用作各种构筑面板和墙板的接缝处，也可用作各种构筑物的伸缩缝、沉降缝等的嵌填密封材料。物的伸缩缝、沉降缝等
43、的嵌填密封材料。v例例5-1 某建筑工程屋面防水，需用软化点为某建筑工程屋面防水，需用软化点为75的的石油沥青，但石油沥青，但 工地仅有软化点为工地仅有软化点为95和和25的两种的两种石油沥青，问应如何掺配？石油沥青，问应如何掺配？v解解v掺配时较软石油沥青（软化点为掺配时较软石油沥青（软化点为25）用量为：）用量为：v v较硬石油沥青（软化点为较硬石油沥青（软化点为95）用量为：）用量为：v Q2=100%-Q1=71.4%v以估算的掺配比例和其邻近的比例（以估算的掺配比例和其邻近的比例（10）进行试配（混合熬制均匀），测定掺配后沥青的软进行试配（混合熬制均匀），测定掺配后沥青的软化点，然后
44、绘制化点，然后绘制“掺配比一软化点掺配比一软化点”关系曲线，即关系曲线，即可从曲线上确定出所要求的掺配比例。可从曲线上确定出所要求的掺配比例。v例例5-2 某工地需要使用软化点为某工地需要使用软化点为 85的石的石油沥青油沥青5，现有，现有10号石油沥青号石油沥青3.5，30号号石油沥青石油沥青1和和60乙石油沥青。试通过乙石油沥青。试通过计算确定出三种牌号沥青各需用多少吨？计算确定出三种牌号沥青各需用多少吨？v解解v查表知查表知10号石油沥青的软化点为号石油沥青的软化点为 95v 30号石油沥青的软化点为号石油沥青的软化点为 70v查表知查表知60乙石油沥青的软化点为乙石油沥青的软化点为 5
45、0（1 1）1010号石油沥青和号石油沥青和3030号石油沥青掺配：号石油沥青掺配：v3030号石油沥青掺量为：号石油沥青掺量为：v1010号石油沥青掺量为号石油沥青掺量为vQ Q2 2=100%-Q=100%-Q1 1=100%=100%40%=60%40%=60%v设掺配设掺配1 13030号石油沥青，需号石油沥青，需x x1 1t10t10号石油沥青，号石油沥青，v60%x=40%1 x=0.67 t60%x=40%1 x=0.67 tv则用则用3030号石油沥青号石油沥青1 1 和和1010号石油沥青号石油沥青0.67 0.67，可配制可配制1.67t1.67t软化点为软化点为 858
46、5的石油沥青。尚需要用的石油沥青。尚需要用1010号石油沥青和号石油沥青和6060号乙石油沥青配制号乙石油沥青配制 5-1.67=3.33t5-1.67=3.33t软化点为软化点为 8585的石油沥青。的石油沥青。（2 2）1010号石油沥青和号石油沥青和6060号乙石油沥青掺配号乙石油沥青掺配v6060号乙石油沥青掺量为号乙石油沥青掺量为v1010号石油沥青掺量为号石油沥青掺量为vQ Q2 2=100%-Q=100%-Q1 1=100%=100%22.2%=77.8%22.2%=77.8%v则配制则配制3.33t3.33t软化点为软化点为 8585的石油沥青的石油沥青,v6060乙石油沥青需
47、要量为：乙石油沥青需要量为：3.33t22.2%=0.74t3.33t22.2%=0.74tv1010号石油沥青需要量为号石油沥青需要量为:3.33t77.8%=2.59t:3.33t77.8%=2.59tv1010号石油沥青合计需要量为：号石油沥青合计需要量为：v0.67+2.59=3.26t0.67+2.59=3.26tv故配制故配制5t5t软化点为软化点为 8585的石油沥青，需的石油沥青，需1010号石油沥号石油沥青青3.26 t,303.26 t,30号石油沥青号石油沥青1t,601t,60乙石油沥青乙石油沥青0.74t0.74t。v由于由于1010号石油沥青的软化点为号石油沥青的软
48、化点为 9595，3030号石油沥青的软化点为号石油沥青的软化点为 7070，6060乙石油沥青的软化点为乙石油沥青的软化点为 5050，故配制，故配制软化点为软化点为 8585的石油沥青，只能采取的石油沥青，只能采取1010号石油沥青与号石油沥青与3030号石油沥青掺配和号石油沥青掺配和1010号石油沥青与号石油沥青与6060乙石油沥青掺配两种方乙石油沥青掺配两种方式。式。v例例5-3 试述石油沥青的三大组分及其特性。石油沥试述石油沥青的三大组分及其特性。石油沥青的组分与其性质有何关系？青的组分与其性质有何关系？v解：石油沥青的三大组分及其特性如下：解：石油沥青的三大组分及其特性如下：v（1
49、）油分。油分为淡黄色至红褐色的油状液体，是）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最小的组分，密度介于沥青中分子量最小和密度最小的组分，密度介于0.71.0cm3之间。在之间。在170较长时间加热，油分较长时间加热，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，但不溶于烷、苯、四氧化碳和丙酮等有机溶剂中，但不溶于酒精。油分的多少决定了沥青的流动性。酒精。油分的多少决定了沥青的流动性。v()树脂（沥青脂胶）。沥青脂胶为黄色至黑褐色树脂（沥青脂胶）。沥青脂胶为黄色至黑褐色粘稠状物质（半固体），
50、分子量比油分大（粘稠状物质（半固体），分子量比油分大（6001000），密度为），密度为1.01.1gcm3。沥青脂胶中绝大。沥青脂胶中绝大部分属于中性树脂。中性树脂含量增加，石油沥青部分属于中性树脂。中性树脂含量增加，石油沥青的延度和粘结力等品质愈好。的延度和粘结力等品质愈好。v（）地沥青质（沥青质）。地沥青质为深褐色至黑色固态（）地沥青质（沥青质）。地沥青质为深褐色至黑色固态无定形物质（固体粉末），分子量比树脂更大（无定形物质（固体粉末），分子量比树脂更大（1000以上），以上），密度大于密度大于1 gcm3，不溶于酒精、正戊烷，但溶于三氯甲烷，不溶于酒精、正戊烷，但溶于三氯甲烷和二硫化碳