第十章 防水材料-沥青检测.ppt

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 难点与重点 沥青防水材料 教学目的与要求 概述 定义防水材料 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 沥青类防水材料 改性沥青类防水材料 高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 国内外一直以沥青防水材料为主 近年来 出现了改性沥青材料 并向沥青橡胶和树脂基防水材料发展 概述 建筑屋面防水等级 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 沥青 地沥青 焦油沥青 天然沥青 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 石油沥青 石油经各种炼制工艺加工而得的沥青产品 煤沥青 煤经干馏所得的煤焦油 经再加工后得到煤沥青 页岩沥青 页岩炼油工业的副产品 应用 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 浴池及桥梁等防水防潮层 土木工程建筑主要应用石油沥青 煤沥青 天然沥青 天然沥青 沥青湖就是露出地面的天然沥青矿床 地下的石油有时会冒出地表面 这被称为 油苗 油苗是一种寻找石油的重要标志 一 石油沥青 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 石油沥青 道路石油沥青 建筑石油沥青 普通石油沥青 沥青路面 一 石油沥青的组分与结构 1 组分化学组成 70 85 碳 10 15 氢 5 氧 氮和硫 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 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 石油沥青的组分与其性质的关系 胶体结构 1 溶胶型结构 2 溶 凝胶型结构 3 凝胶型结构 a b c 沥青胶体结构示意图a 溶胶型结构 b 溶 凝胶型结构 c 凝胶型结构 按沥青质含量少适中多 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 b 溶 凝胶结构 c 凝胶结构沥青胶体结构 状态 颜色 褐色或黑褐色 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 用途 成分 组分 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 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 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的能力 是沥青软硬 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 针入度 适应粘稠石油沥青 粘滞度 适应液体石油沥青 针入度 1 针入度的定义针入度 在规定温度 25 条件下 以规定质量 100g 的标准针经过规定的时间 5s 贯入沥青试样的深度 单位 0 1mm 1 10mm 常用试验条件 规定温度 25 标准针质量 100g贯入时间 5s 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 针入度的测定 针入度 针入度仪 2 表征意义沥青的针入度值愈大 表示沥青的粘度愈小 针入度是目前我国粘稠石油沥青的分级指标 针入度 粘滞性 影响因素 组分 地沥青质含量 粘滞性 温度 温度 粘滞性 2 塑性 延性 概念塑性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 也反映了沥青的自愈合性能 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试件在规定温度 25 和规定速度 5cm s 的条件下在延度仪上进行拉伸 以试件拉断时的伸长值 cm 表示 延伸度试验 延伸度 塑性 延度的测定 延伸度 断裂 粘稠石油沥青 字试模成型 沥青 字试模的拉伸中变形 粘稠石油沥青在规定下拉断的cm数 影响因素 组分 树脂含量 塑性 温度 温度 塑性 石油沥青的塑性 定义 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 返回 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小 3 石油沥青的温度敏感性 温度敏感性大 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膏体时的温度 软化点 温度敏感性 影响因素 组分 地沥青质含量 温度敏感性 石蜡含量 石蜡含量 温度敏感性 返回 沥青软化点测量 软化点的测定 软化点 采用 环球法 软化点 沥青流淌接触下底板时的温度 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 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 3 石油沥青的温度敏感性 定义 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 抵抗老化的性能 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值来表示 沥青的老化 指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 4 大气稳定性 大气稳定性评价 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 表征这三项性质的三大指标为 针入度 延度 软化点是评价石油沥青技术性质最常用的经典指标 5 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 牌号越大 粘性越小 针入度越大 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30号和10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 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 牌号越高 针入度越大 延度越大 软化点越低 三 石油沥青的技术标准 解 石油沥青按针入度指标来划分牌号 牌号数字约为针入度的平均值 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 牌号愈高 其粘性愈小 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 评注 严格地讲 石油沥青的牌号是按沥青的针入度 延度和软化点指标来划分的 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 二 改性沥青 土木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能 满足工程使用的需要 沥青改性的方法 1 矿物填充料改性 在沥青中加入一定数量的矿物填充料 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 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 橡胶和树脂共混改性沥青等 沥青胶沥青胶是在熔 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 第二节沥青防水材料 防水材料 沥青防水材料 改性沥青防水材料 合成高分子防水材料 新型防水材料 防水涂料 防水卷材 密封防水材料 防水涂料 防水卷材 密封防水材料 10 2 10 3 一 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 纸胎油毡 传统 三毡四油 中的防水卷材 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 使基层表面与水隔绝 起到防水和防潮作用的物质 冷底子油冷底子油是用汽油 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 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 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 塑性和耐候性均较好 应用 广泛用于一般屋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 第三节新型防水材料一 新型防水卷材 一 改性沥青防水卷材 1 SBS改性沥青防水卷材 寒冷地区使用 2 APP改性沥青防水卷材 炎热地区使用 高聚物改性沥青防水卷材克服了沥青防水卷材温度稳定性差 延伸率小的缺点 具有高温不流淌 低温不脆裂 拉伸强度高 延伸率较大等优良性能 SBS改性沥青防水卷材 SBS改性沥青防水卷材 弹性体SBS改性沥青防水卷材 APP施工 石油沥青纸胎油毡与SBS改性沥青防水卷材的比较石油沥青纸胎油毡与SBS改性沥青防水卷材两种卷材 在高温下 85 前者表面变软发粘 而在低温下前者较脆易裂 请分析产生这种现象的原因石油沥青纸胎油毡是我国传统防水材料 其价格较低 目前在我国屋面工程中仍占主导地位 但其温度稳定性及防水层使用年限等不如SBS改性沥青防水卷材等新型防水材料 新型防