沥青及防水材料教学文稿课件

第8章沥青及防水材料湖南都市职业学院建筑工程系授课教师：刘青峰E-mail:ldxhlqf@163.con第8章沥青及防水材料湖南都市职业学院建筑工程系授课教1本章内容8.1

沥青材料

8.1.1石油沥青、煤沥青8.1.2改性沥青8.1.3沥青防水材料8.2防水材料8.2.1合成高分子防水卷材8.2.2合成高分子新型防水涂料8.2.3新型建筑密封材料8.2.4刚性防水材料本章内容8.1沥青材料2学习要求

掌握石油沥青的组成结构、技术性质、分类标准及选用方法，掌握沥青基防水材料，了解橡胶和树脂基防水材料。掌握各种沥青材料和新型防水材料的应用。重点：石油沥青的技术性质及应用、各种防水材料的特点与应用。学习要求掌握石油沥青的组成结构、技术性质、分类标准及选38.1沥青材料

沥青是一种憎水性的有机胶凝材料，它是复杂的高分子碳氢化合物及非金属(氧、硫、氮等)衍生物的混合物。在常温下呈黑色或黑褐色的黏稠状液体、半固体或固体。8.1沥青材料沥青是一种憎水性的有机胶凝材料，它是复杂4沥青及防水材料教学文稿课件5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

分类建筑工程主要应用石油沥青。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6应用制造沥青砂浆、沥青混凝土制造防水卷材、防水涂料、防水油膏、胶粘剂及防锈防腐涂料等。广泛用于路面、屋面、防水、耐腐蚀等工程材料。

应用制造沥青砂浆、沥青混凝土7北京二环主路铺油用上特立尼达湖沥青，北京青年报2002年5月24日这种曾用于机场跑道和高速路的高标准沥青，首次用于道路路面，就是为了增加二环路的舒适度，延长使用年限。这也是目前本市路面沥青表层最高的配置。每吨5000元，总共花费了800多万元，比一般的道路投资多出了一倍第一层为加强新旧路面的结合；第二层可加强路面整体的高温稳定性和抗车辙性能；第三层是从特立尼达和多巴哥进口的天然沥青北京二环主路铺油用上特立尼达湖沥青，北京青年报2002年5月88.1.1石油沥青、煤沥青石油沥青：石油经蒸馏等工序提炼出各种轻质油(如汽油、煤油、柴油等)及润滑油后得到的渣油，或再经加工而得到的物质。煤沥青：由煤干馏得到的煤焦油经再加工而得到的产品，也称煤焦油沥青或柏油。8.1.1石油沥青、煤沥青石油沥青：石油经蒸馏等工序提炼出91．石油沥青的分类(1)按原油的成分分为：石蜡基沥青、沥青基沥青和混合基沥青。(2)按石油加工方法不同分为：残留沥青、蒸馏沥青、氧化沥青、裂化沥青和酸洗沥青。(3)按沥青产品在常温下的稠度分：液体沥青和粘稠沥青。(4)按沥青的用途分为：道路石油沥青、建筑石油沥青、防水防潮石油沥青和普通石油沥青。1．石油沥青的分类(1)按原油的成分分为：102、石油沥青的组成和结构化学组分化学组分分析方法: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，这些组就称为组分。

沥青的组分主要有油分、树脂和地沥青质，各组分含量多少直接关系到沥青的技术性质。我国现行《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）规定有三组分和四组分两种分析法。2、石油沥青的组成和结构化学组分11（1）三组分分析法

按三组分分析法所得各组分的性状列如下表。（1）三组分分析法12石油沥青三组分分析法的各组分性状

性状

组分外观特征平均分子量碳氢比/原子比含量/%物化特征油分淡黄透明液体200～7000.5～0.745～60几乎可溶于大部分有机溶剂，具有光学活性，常发现有荧光，相对密度约0.910～0.925树脂红褐色粘稠半固体800～30000.7～0.815～30温度敏感性高，溶点低于100℃，相对密度大于1.000沥青质深褐色固体微粒1000～50000.8～1.O5～30加热不熔化，分解为硬焦炭，使沥青呈黑色，相对密度1.100～1.500石油沥青三组分分析法的各组分性状性状外观特征平均碳氢比含量13将石油沥青分离为：饱和分、芳香分、胶质和沥青质。石油沥青按四组分分析法所得各组分的性状如下表：性状

组分外观特征平均相对密度平均分子量主要化学结构饱和分无色液体0.89625烷烃、环烷烃芳香分黄色至红色液体O.99730芳香烃、含S衍生物胶质棕色粘稠液体1.09970多环结构，含S、O、N衍生物沥青质深棕色至黑色固态1.153400缩合环结构，含S、O、N衍生物（2）四组分分析法将石油沥青分离为：饱和分、芳香分、胶质和沥青质。性状14

2、石油沥青的组成和结构胶体结构

（1）溶胶型结构（2）溶-凝胶型结构（3）凝胶型结构2、石油沥青的组成和结构胶体结构15

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

沥青胶体结构示意图a)161.物理常数

2.粘滞性

3.延性

4.温度敏感性5.耐久性6.安全性7.其他性质√√√√3．石油沥青的技术性质1.物理常数5.耐久性√√√√3．石油沥青的技术性17密度——在规定温度条件下，单位体积的质量。单位：kg/m3或g/cm3。我国现行试验方法规定测定15℃下沥青密度。相对密度——在规定温度下，沥青质量与同体积水质量之比。我国现行方法规定测定25℃下的相对密度。沥青15℃密度与25℃相对密度之间的换算公式：沥青与水的相对密度（25/25℃）=沥青的密度（15℃）×0.996(1)物理常数密度——在规定温度条件下，单位体积的质量。(1)物理常数18——反映沥青材料内部阻碍沥青粒子产生相对流动的能力，简称为粘性，以绝对粘度表示。沥青的粘度是沥青首要考虑的技术指标之一。沥青绝对粘度的测定方法精密度要求高，操作复杂，不适于作为工程试验，因此，工程中通常采用条件粘度反映沥青的粘性。

条件粘度

针入度（适应粘稠石油沥青）∆液体沥青的粘度（适应液体石油沥青）(2)粘滞性——反映沥青材料内部阻碍沥青粒子产生相对流动的能力，简称为粘19针入度针入度的定义针入度——在规定温度条件下，以规定质量的标准针经过规定的时间贯入沥青试样的深度，单位：0.1mm。常用试验条件：

规定温度：25℃

标准针质量：100g

贯入时间：5s针入度针入度的定义规定温度：25℃20针入度试验仪针入度试验仪21表示方法：P（25℃，100g，5s）。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。标号：一般取针入度的平均值。例如：90号沥青，针入度范围为80～１００（０.１mm）

110号沥青，针入度范围为80～１００（０.１mm）针入度表示方法：P（25℃，100g，5s）。针入度22——是沥青材料当受到外力拉伸作用时，所能承受的塑性变形的总能力，以延度作为条件延性的表征指标。延度——将沥青试样制成8字形标准试件，采用延度仪，在规定拉伸速度和规定温度下拉断时的长度，单位：cm。规定条件为：试验温度有0℃、15℃、25℃三种；拉伸速度有1cm/min、5cm/min两种。(3)延性——是沥青材料当受到外力拉伸作用时，所能承受的塑性变形的总能23沥青延度测定示意图

沥青延度测定示意图

24延度试验样品延度试验样品25延度的表示方法：D（T，v）其中，T为试验温度，v为拉伸速度。测定延度的意义沥青延度与其流变特性、胶体结构和化学组分等有着密切的关系。研究表明：

•

随着沥青胶体结构发育成熟度的提高，含蜡量的增加，以及饱和蜡和芳香蜡的比例增大等，都会使沥青的延度值相对降低。

•

沥青延度越大，其塑性变形越大，有利于低温变形。沥青延度延度的表示方法：D（T，v）沥青延度261）软化点2）针入度指数3）脆点

——高温性能指标——低温性能指标(4)温度敏感性1）软化点——高温性能指标——低温性能指标(4)温度敏感性27

沥青材料是一种非晶质高分子的混合材料，没有固定的熔点。沥青材料在由固态转变为液态的温度阶段是一种粘滞流动状态，在工程施工和使用中为保证沥青不致由于温度升高而产生流动的状态，常常采用软化点来表示沥青的温度敏感性。软化点——人为选定的沥青由固态到液态的转变温度范围中的一个条件粘度。1）软化点沥青材料是一种非晶质高分子的混合材料，没有固定的熔点。28我国现行试验方法要求采用环与球法软化点。如图，该法是将沥青试样注于规定内径的铜环中，环上置一钢球，在规定的加热速度下，沥青试样逐渐软化，直至在钢球荷重作用下滴落到下层金属板时的温度，称为软化点，单位：℃。

•

表示：TR&B•

注意：初始温度5℃

加热速度为5℃/min软化点测定方法我国现行试验方法要求采用环与球法软化点。•注意：初始温度529软化点试验仪软化点试验仪30沥青软化点越高，沥青的温度稳定性越好。针入度是在规定温度下测定沥青的条件粘度，软化点则是沥青达到规定条件粘度时的温度。因此，软化点既是反映沥青材料温度稳定性的一项指标，又是沥青粘度的一种量度。软化点的意义沥青软化点越高，沥青的温度稳定性越好。软化点的意义312）针入度指数沥青的针入度指数——评价沥青技术性质的一个重要指标，既可以反映沥青的感温性，又可以划分沥青的胶体结构。公式针入度指数（PenetrationIndex，简称PI）是P.Ph.普费（Pfeifer）和F.M.范·杜尔马尔（VanDoormaal）等提出的一种评价沥青感温性的指标。研究观点：沥青针入度值的对数（lgP）与温度（T）具有线性关系，表达式为：2）针入度指数沥青的针入度指数——评价沥青技术性质的一个重要32

式中：

A——为直线斜率，称为针入度-温度感应性系数。表示沥青针入度随温度的变化率。如图，A值越高，沥青对温度的敏感性越大。

K——为截距（常数）。

针入度-温度感应性关系图

式中：针入度-温度感应性关系图33

•

根据已知的针入度值P（25℃，100g，5s）和软化点TR&B

•

假设软化点时的针入度值为800（0.1mm）（沥青达到软化点时，针入度一般为600～1000，0.1mm）

•

建立针入度-温度感应性系数A的基本公式：A值的求取公式：•根据已知的针入度值P（25℃，100g，5s）和软化点34存在问题：针入度-温度感应性系数A值为小数，使用不方便，引入PI值的概念。经验公式：A值的求取公式：存在问题：针入度-温度感应性系数A值为小数，使用不方便，引入35•

针入度指数愈大，表示沥青对温度的敏感性愈低。•

划分沥青的胶体结构：PI＜-2者，属溶胶型沥青PI=-2～+2之间者，属溶-凝胶型沥青PI＞+2者，属凝胶型沥青针入度指数的应用•针入度指数愈大，表示沥青对温度的敏感性愈低。PI＜-2者36沥青材料在低温下受到瞬时荷载时常表现为脆性破坏，沥青脆性的测定极为复杂。目前测试方法：采用弗拉斯（Fraass）脆点。拉斯脆点试验原理：将沥青试样在一个标准的金属薄片上摊成薄层，将其置于脆点仪内并使其稍稍弯曲。当以1℃/min的速度降温时，沥青薄膜的温度随之逐渐降低，当降至某一温度时，沥青薄膜在规定弯曲条件下会出现一个或多个裂缝，此时的温度即为沥青的脆点。3）脆点沥青材料在低温下受到瞬时荷载时常表现为脆性破坏，沥青脆性的测37

我们讲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、软化点是评价粘稠石油沥青技术性质最常用的经典指标。

石油沥青的三大技术性质石油沥青的三大技术性质38（5）耐久性影响因素沥青材料在施工时需要加热，工程完成投入使用过程中又要长期经受大气、日照、降水、气温变化等自然因素的作用而影响耐久性。沥青的老化

1）定义：在上述因素的综合作用下会产生不可逆的化学变化，而导致工程性能逐渐劣化的过程称为老化。

2）评价方法：采用蒸发损失试验和薄膜加热试验。（沥青试样在160℃条件下，加热蒸发5h）（5）耐久性影响因素393）评价指标：•

蒸发后沥青延度•

•

（5）耐久性3）评价指标：•蒸发后沥青延度••（5）耐久性40沥青使用时必须加热，由于沥青在加热过程中挥发出的油会与周围的空气组成混合气体，当遇到火焰会发生闪火，此时的温度称为闪点。若继续加热，挥发的油分饱和度增加，与空气组成的混合气体遇火极易燃烧，燃烧时的温度称为燃点。评价指标：闪点。闪点和燃点是保证沥青安全加热和施工的一项重要指标。通常采用克利夫兰开口杯法测定（简称COC法）。（6）安全性沥青使用时必须加热，由于沥青在加热过程中挥发出的油会与周围的41为综合评价沥青的技术性能，还应全面地了解沥青的其他性质，如溶解度、含蜡量、粘附性等。

1）溶解度：指沥青在有机溶剂（三氯乙烯、四氯化碳、苯等）中可溶物的百分含量。可以反映沥青中起粘结作用的有效成分的含量。2）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。3）粘附性：评价石料的化学等级，等级越高，沥青与石料的粘附性越强。（7）其他性质为综合评价沥青的技术性能，还应全面地了解沥青的其他性质，如溶424.石油沥青的技术标准(1)建筑石油沥青技术标准

标号：建筑石油沥青按针入度值划分为40号、30号和10号三个标号。

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。

技术标准：《建筑石油沥青》GB/T494-98的规定，见下表：4.石油沥青的技术标准(1)建筑石油沥青技术标准43试验项目10号30号40号

针入度（25℃，100g,5s）

/0.1mm10～2526～3536～50

延度（25℃，5cm/min）不小于/cm1.52.53.5

软化点（环球法）不小于/℃957560

溶解度（三氯乙烯、四氯化碳、苯）不小于/%99.5

蒸发损失试验（163℃、5h）质量损失不大于/%1

针入度比不小于/%65

闪点（COC）不小于/℃230(1)建筑石油沥青技术标准试验项目10号30号40号

针入度（25℃，100g,5s）44道路石油沥青的质量应符合道路石油沥青技术标准。沥青结合料各个等级的适用范围、适宜的气候分区应如下表。(2)道路石油沥青技术标准道路石油沥青的质量应符合道路石油沥青技术标准。(2)道路石45沥青等级A级沥青各个等级的公路，适用于任何场合和层次B级沥青1.高速公路、一级公路沥青下面层及以下的层次，二级及二级以下公路的各个层次2.用做改性沥青、乳化沥青、改性乳化沥青、稀释沥青的基质沥青C级沥青三级及三级以下公路的各个层次(2)道路石油沥青技术标准沥青等级A级沥青各个等级的公路，适用于任何场合和层次B级沥青46沥青路面温度分区由高温和低温组合而成。第一个数字代表高温分区：采用最近30年内年最热月的平均日最高气温的平均值作为反映高温和重载条件下出现车辙等流动变形的气候因子。第二个数字代表低温分区：采用最近30年内的极端最低气温作为反映路面温缩裂缝的气候因子。数字越小表示气候因素越严重。沥青路面温度沥青路面温度分区由高温和低温组合而成。沥青路面温度47气候区名最热月平均最高气温/℃年极端最低气温/℃备注1-1夏炎热冬严寒>30<-37.0

1-2夏炎热冬寒-37.O～-21.5

1-3夏炎热冬冷-21.5～-9.0

1-4夏炎热冬温>-9.0

2-l夏热冬严寒20～30<-37.0

2-2夏热冬寒-37.O～-21.5

2-3夏热冬冷-21.5～-9.O

2-4夏热冬温>-9.0

3-1夏凉冬严寒<20<-37.0不存在3-2夏凉冬寒-37.O～-21.5

3-3夏凉冬冷-21.5～-9.0不存在3-4夏凉冬温>-9.0不存在沥青路面温度气候区名最热月平均最高气温/℃年极端最低气温/℃备注1-1夏485.石油沥青的选用选用原则是，根据工程性质（道路、房屋、防腐）、使用部位以及气候条件来选用不同品种和牌号的沥青。在满足主要技术性能要求的前提下，应选用较大牌号的石油沥青，以保证其具有较长的使用年限。5.石油沥青的选用选用原则是，根据工程性质（道路、房屋、防腐49道路石油沥青具有黏滞性小、塑性好等特点，多用于拌制沥青混凝土和沥青砂浆等，用于道路路面或车间地面等工程。道路石油沥青还可用作密封材料、粘结剂及沥青涂料等。在建筑工程中，有时用60号沥青与建筑石油沥青掺配使用。道路石油沥青具有黏滞性小、塑性好等特点，多用于拌制沥青混凝土50建筑石油沥青具有黏滞性较大、塑性较差、温度敏感性较小等特点，主要用作制造防水卷材、防水涂料和沥青胶等，用于屋面及地下防水、沟槽防水、防腐蚀及管道防腐等工程。使用时制成的沥青胶膜较厚，增大了对温度的敏感性。对不受较高温度作用的部位，宜选用牌号较大的沥青。根据要求可选用10号或30号，或将10号与30号，60号掺配使用。严寒地区屋面工程不宜单独使用10号沥青。对于屋面防水工程，应防止沥青因软化而流淌。由于沥青吸热，在夏天高温季节，一般屋面沥青防水层的温度高于当地环境气温25～30℃；为避免夏季流淌，一般屋面用沥青的软化点应高于当地屋面最高温度20℃以上，并适当考虑屋面的坡度。建筑石油沥青具有黏滞性较大、塑性较差、温度敏感性较小等特点，51防水防潮石油沥青针入度均与30号建筑石油沥青相近，但软化点比30号沥青高15～30℃，所以质量优于建筑石油沥青,特别适合用作防水卷材的涂料及屋面与地下防水的粘结材料。3号沥青温度敏感性一般，适用于一般温度下的室内及地下防水工程4号沥青温度敏感性较小，适用于一般地区可行走的缓坡屋面防水5号沥青温度敏感性小，适用于一般地区暴露屋顶或气温较高地区的屋面防水6号沥青温度敏感性最小，适用于一般地区，特别是用于寒冷地区的屋面及其他防水工程。防水防潮石油沥青针入度均与30号建筑石油沥青相近，但软化点比526、煤沥青化学组成和组分煤沥青的组成主要是芳香族碳氢化合物及其氧、硫、碳的衍生物的混合物。煤沥青化学组分的分析方法与石油沥青的方法相似，目前主要将煤沥青分离为：油分、树脂A、树脂B、游离碳C1和游离碳C2等5个组分。技术性质煤沥青与石油沥青相比，在技术性质上有下列差异：（1）温度稳定性较差。（2）气候稳定性较差。（3）与矿质集料的粘附性较好。

（4）防腐能力强，适用于地下防水工程及防腐工程，还可以浸渍油毡。将其用于木材防腐中，有较好的效果。6、煤沥青化学组成和组分53煤沥青和石油沥青简易的鉴别方法通常可用烧热的铁棒去烫，煤沥青发出刺激性臭味，石油沥青有松香味。也可以取一点沥青渣，在少量汽油或煤油中试溶，全溶者为石油沥青，不溶者为煤沥青。煤沥青因含有葸、萘、酚等而有毒性，在贮运和施工中，应遵守有关劳保规定，以防止中毒。煤沥青和石油沥青简易的鉴别方法通常可用烧热的铁棒去烫，煤沥青548.1.2改性沥青在沥青中加入适量的磨细矿物填充料、橡胶、树脂等添加剂制成改性沥青基材料，以满足使用要求。1．基层处理剂(1)冷底子油

(2)乳化沥青2．矿物填充料改性沥青——沥青玛蹄脂3．聚合物改性

(1)苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)改性沥青。

(2)无规聚丙烯(APP)改性沥青。4．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。8.1.2改性沥青在沥青中加入适量的磨细矿物填充料、橡胶551．基层处理剂冷底子油乳化沥青1．基层处理剂冷底子油56(1)冷底子油将沥青溶解于有机溶剂中的沥青涂料。它可以用30％～40％的10号或30号石油沥青与60％一70％的稀释剂(汽油、煤油、柴油)按比例配制而成。由于它多在常温下用于防水工程的底层，故称为冷底子油。粘度小，能渗透到混凝土、砂浆、木材等基底的表层内，待溶剂挥发后，会在基底表面形成一层粘结牢固的沥青膜层。作用：使基底表面具有憎水性，并为粘贴同类防水材料创造有利条件。随用随配，若贮存时，应使用密闭容器，以防止溶剂挥发。(1)冷底子油将沥青溶解于有机溶剂中的沥青涂料。它可以用357(2)乳化沥青乳化沥青是将粘稠沥青热融，经过机械的作用，以细小的微滴（粒径约为2～5μm）状态分散于含有乳化—稳定剂的水溶液中，形成水包油状的沥青乳液。乳化沥青的优点1）常温施工、节约能源。2）便于施工、节约沥青3）保护环境、保障健康。4）路面粗糙，减少事故。(2)乳化沥青乳化沥青是将粘稠沥青热融，经过机械的作用，以58乳化沥青的应用一般，针入度为10～30（0.1mm）的石油沥青多用来制备建筑防水用乳化沥青；针入度为100～300（0.1mm）的石油沥青多用来制备路用乳化沥青。近几年阳离子乳化沥青发展很快。在道路工程中，以阳离子乳化沥青为主，可以用于路面的保护层结构、修补路面，也可以用作路面抗滑表层。乳化沥青的应用一般，针入度为10～30（0.1mm）的石油沥592．矿物填充料改性沥青——沥青玛蹄脂沥青与适量的粉状或纤维状矿物质填充料的混合物。目前，以石油沥青玛蹄脂为主，而焦油沥青玛蹄脂已极少使用。沥青胶常用l0号或30号石油沥青配制。掺入填料的目的不仅是为了节省沥青，更主要的是为了提高沥青玛蹄脂的粘结性、耐热性及大气稳定性等。使用纤维状填料还可以提高柔韧性和抗裂性。常用的粉状填料有石灰石粉、滑石粉，常用的纤维状填料有石棉绒和石棉粉等。2．矿物填充料改性沥青——沥青玛蹄脂沥青与适量的粉状或纤维状60(1）沥青玛蹄脂的技术要求1)耐热性：沥青玛蹄脂的耐热性用耐热度来表示。其测定方法是将用2mm厚的沥青玛蹄脂粘合的两张油纸放在45°斜面上，在一定温度下停放5h，沥青玛蹄脂不流淌，油纸不相互滑动时的最高恒温温度即为耐热度。2)粘结性：沥青玛琦脂的粘结性是保证被粘结材料与底层粘结牢固的性质。其测定方法是在两张油纸之间涂2mm厚沥青玛蹄脂，然后慢慢撕开，若油纸与沥青玛蹄脂脱离的面积不超过粘结面积的1／2，则粘结性合格。3)柔韧性：柔韧性是保证沥青玛蹄脂在使用中受到基层变形影响时不致破坏的性质。其测定方法是在油纸上涂2mm厚的沥青玛碲脂，绕规定直径的圆棒，在2s内匀速绕成半圆，然后检查弯曲拱面处，若无裂纹，则为合格。石油沥青玛蹄脂按其耐热度、粘结力和柔韧性划分标号，并用耐热度来表示。(1）沥青玛蹄脂的技术要求1)耐热性：沥青玛蹄脂的耐热性用耐61(2）沥青玛蹄脂的应用主要用于粘贴防水卷材，也可用于防水涂层、沥青砂浆防水层的底层及接头密封等。选用时应根据屋面坡度及历年室外最高气温等条件来选择，以保证夏季不流淌，冬季不开裂。分热用和冷用两种。热用即将沥青加热脱水后与一定量填料热拌后，趁热施工；冷用即将沥青熔化脱水后，加入25％～30％的溶剂，再掺入10％一30％的填料，拌匀后即可在常温下施工。(2）沥青玛蹄脂的应用主要用于粘贴防水卷材，也可用于防水涂层622．聚合物改性提高沥青的强度、低温柔韧性、塑性、耐热性、粘结性、不透气性和抗老化性主要用于生产防水卷材、密封材料和防水涂料。用于沥青改性的合成树脂主要有SBS、APP等。2．聚合物改性提高沥青的强度、低温柔韧性、塑性、耐热性、粘结63(1)苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)改性沥青SBS改性的沥青具有热不黏冷不脆、塑性好、抗老化性能高等优良性能目前应用最成功和用量最大的改性沥青。掺用15％的SBS，在常温下能充分显示出橡胶的弹性，延伸率可达200％，热塑性范围可扩大到一25～+100℃，而且在一50℃下仍具有防水功能，是目前沥青改性中使用量极大，也是比较成功的一种高分子改性材料。主要用于防水卷材，也可应用于密封材料。(1)苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)改性沥青SBS改性的沥64(2)无规聚丙烯(APP)改性沥青使改性沥青的软化点提高，从而降低了温度敏感性。良好的弹塑性、低温柔韧性、耐冲击性和抗老化等性能。化学稳定性、耐水性大大提高。主要用于防水卷材。(2)无规聚丙烯(APP)改性沥青使改性沥青的软化点提高，从653．其他改性橡胶是沥青的主要改性材料。(1)再生橡胶改性沥青。(2)橡胶和树脂共混改性沥青。3．其他改性橡胶是沥青的主要改性材料。66(1)再生橡胶改性沥青具有一定的弹性、塑性，良好的粘结力、气密性、低温柔韧性和抗老化等性能，而且价格低廉。可用于防水卷材、片材、密封材料、胶粘剂和涂料等。制备方法，将废旧橡胶加工成直径为1.5mm或更小颗粒，然后与沥青混合，经加热脱硫而成。此外还可使用丁基橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶等改性材料。(1)再生橡胶改性沥青具有一定的弹性、塑性，良好的粘结力、气67(2)橡胶和树脂共混改性沥青用橡胶和树脂两种改性材料同时改善沥青的性质，使其同时具有橡胶和树脂的特性。由于橡胶和树脂的混溶性较好，故改性效果良好。橡胶和树脂共混改性沥青的原料品种、配比、制作工艺不同，其性能也不相同。可用于防水卷材、片材、密封材料和涂料等。(2)橡胶和树脂共混改性沥青用橡胶和树脂两种改性材料同时改善688．1．3沥青防水材料1．沥青防水涂料2．建筑防水沥青嵌缝油膏3．沥青卷材4．沥青混合料及沥青砂浆8．1．3沥青防水材料1．沥青防水涂料691．沥青防水涂料(1)沥青基防水涂料(2)溶剂型氯丁胶改性沥青防水涂料(3)水乳型氯丁胶乳沥青防水涂料(4)再生橡胶沥青涂料1．沥青防水涂料(1)沥青基防水涂料70(1)沥青基防水涂料以石油沥青为基料，掺加无机填料和助剂而制成的低档防水涂料。按其类型可分为溶剂型和水乳型，按其使用目的可制成薄质型和厚质型。溶剂型沥青基防水涂料：未改性石油沥青用有机溶剂(溶剂油)充分溶解而成，如：冷底子油。通常为薄质型。一般主要作为SBS、APP改性沥青防水卷材的基层处理剂，混凝土基面防潮、防渗或低等级建筑防水工程。水乳型沥青基防水涂料将未改性的石油沥青为基料，以水为分散介质，加入无机填料、分散剂等有关助剂，在机械强力搅拌作用下，制成的水乳型沥青乳液防水涂料，如：乳化沥青。厚质有水性石灰乳化沥青防水涂料、水性石棉沥青防水涂料、膨润土沥青乳液防水涂料等。该类材料可在潮湿基层上施工，多数用于Ⅲ级和Ⅳ级防水等级的工业与民用建筑的屋面防水、地下混凝土的防水防潮以及卫生间的防水等。(1)沥青基防水涂料以石油沥青为基料，掺加无机填料和助剂而制71(2)溶剂型氯丁胶改性沥青防水涂料以石油沥青为基料，氯丁橡胶为改性材料，加入适量的无机填料、增塑剂和剂等，经溶解、混合而成的溶剂型防水涂料。特点①对温度敏感性小，在—5℃以上温度均可施工，可在低温贮存；②为冷施工涂料，施工方便快捷，涂膜无接头，形成无缝防水层；③涂膜具有优良的耐候性、耐蚀性，较高弹性、粘结性，低温不脆裂、高温不流淌等特性；(2)溶剂型氯丁胶改性沥青防水涂料以石油沥青为基料，氯丁橡胶72适用范围广泛适用工民建的屋面、地下室、卫生间等防水、防潮工程，也适用于旧建筑防水维修及管道防腐。因涂料中含有低沸点的芳烃溶剂，施工现场应具备良好通风条件，严禁吸烟或有明火，施工者应注意劳动保护并应配备消防器材。此外还有溶剂型丁基胶沥青防水涂料、溶剂型SBS改性沥青防水涂料。适用范围广泛适用工民建的屋面、地下室、卫生间等防水、防潮工程73(3）水乳型氯丁胶乳沥青防水涂料是石油沥青为基料，以水为分散介质，以氯丁胶乳为改性剂，再加入填料和助剂混合而成。

1）特点防水涂膜耐候性、耐高温和低温性好，使用寿命长；施工安全，冷施工，可采用刮涂、滚刷或喷涂等方法，操作方便；产品无毒、无味、不污染环境；耐酸、碱性能好，有良好的抗渗透性、气密性和抗裂性；产品为阳离于型，对施工基面含水量要求不十分严格，具有成膜快、强度高特点；可制成同类系列产品，应用范围广。(3）水乳型氯丁胶乳沥青防水涂料是石油沥青为基料，以水为分散74适用范围用于屋面、厕浴间、天沟、防水层和屋面隔汽层；地下室防水、防渗隔离层；斜沟、天沟、建筑物间连接缝等非平面防水层；高速公路、桥涵洞、桥梁等。适用范围用于屋面、厕浴间、天沟、防水层和屋面隔汽层；地下室防75其他水乳型改性沥青防水涂料水乳型阳离子丁苯胶乳改性沥青防水涂料，除具有水乳型橡胶改性沥青防水涂料通常性能之外，还具有耐温高的特点。水乳型SBS改性沥青防水涂料是以石油沥青为基料，以SBS为改性剂，加入多种辅助材料制成的水乳型防水涂料。产品适用于建筑、市政工程的防潮，特别适用于屋面维修工程。FYT-1型阳离子氯丁胶乳沥青桥面防水涂料以石油沥青为基料，氯丁胶乳等聚合物为改性剂，以水等助剂为分散剂，专用于高速公路桥面(桥梁)、城市立交桥和铁路桥梁及桥涵等防水工程的专用防水涂料。其他水乳型改性沥青防水涂料水乳型阳离子丁苯胶乳改性沥青防水涂76其他水乳型改性沥青防水涂料SCA型水性桥梁路面防水涂料是以石油沥青为基料，经乳化，以特殊高分子材料改性的水性涂料。其特点粘结力强，能适应基层适量变形，耐热、耐腐、耐久等。WSA弹性厚质防水涂料是以聚合物改性沥青为基料，采用共混技术，生产成为水乳型、单组分弹性防水涂料。具有比通用聚合物改性涂料更好的延伸性、回弹性、低温柔性和抗老化性，使用寿命可达10年以上。有良好施工性，无毒、不燃，施工中可以一次涂刮数毫米，与建筑表面形成牢固的整体弹性防水层，施工快速。主要用于各种预制、现浇混凝土结构及工业与民用建筑屋面防水，地下室、厕浴间等基层防水、防渗及接缝防水等。其他水乳型改性沥青防水涂料SCA型水性桥梁路面防水涂料是以石77（4）再生橡胶沥青涂料分溶剂型和水乳型两种。溶剂型：以1份石油沥青，掺入0.8份的再生橡胶做为基料，再掺入适当的填料和辅助材料，以汽油等溶剂溶制而成的。防水性、柔韧性、抗冻性及抗老化性均强，但需要较多的溶剂和改性材料，成本较高。水乳型：以再生胶乳液与乳化沥青溶液配制成的一种涂料。具有溶剂型再生橡胶沥青涂料的主要性质，并且可以在潮湿基层上使用，可节约大量溶剂，成本低，但需要增加乳化工艺设备。（4）再生橡胶沥青涂料分溶剂型和水乳型两种。782．建筑防水沥青嵌缝油膏《屋面工程技术规范》(GB50207)局部修订后的改性石油沥青密封材料将按耐热度和低温柔性分为两类，以便适应南北环境温度差异的需求。北方地区宜使用I类产品，南方地区宜使用Ⅱ类产品。建筑防水沥青嵌缝油膏是以石油沥青为基料，加入改性材料(如树脂、橡胶、SBS等高分子聚物)、稀释剂(松焦油、松节重油和机油)及填充料(石棉绒和滑石粉)等混合制成的一种用于建筑防水接缝的冷用膏状材料。2．建筑防水沥青嵌缝油膏《屋面工程技术规范》(GB5020792．建筑防水沥青嵌缝油膏特点可冷施工，操作方便，施工安全，具有优良的粘结性和防水、密封性能，有较好耐老化性，并且价格低廉，尽管与高档密封膏材料在外观、物理性能上比较有一定区别，但在建筑上仍在广泛的应用。适用范围广泛用于一般建筑物上水平面的密封。主要用于各种建筑物的屋面、墙板接缝、水工、地下建筑、混凝土公路路面的接缝防水，伸缩缝、施工缝等的嵌缝密封材料，也适用于建筑物裂缝的维修，并可作屋面防水层。2．建筑防水沥青嵌缝油膏特点803．沥青卷材（1）有胎沥青卷材（2）无胎卷材（3）高聚物改性沥青防水卷材1)SBS改性沥青防水卷材。2)APP改性沥青防水卷材。3．沥青卷材（1）有胎沥青卷材813．沥青卷材沥青卷材是建筑工程中用量较大的沥青制品。按照制造方法，沥青卷材可分为浸渍卷材和辊压卷材。浸渍卷材是有胎卷材，辊压卷材是无胎卷材。3．沥青卷材沥青卷材是建筑工程中用量较大的沥青制品。82（1）有胎沥青卷材1)油纸以熔化的低软化点的沥青浸渍原纸而制得的卷材。原纸是以旧布、棉、麻、纸等为原料制成的纸板。2)油毡用较高软化点的热沥青，涂敷油纸的两面，然后撒布一层滑石粉或云母片而制得的卷材。油纸和油毡的标号是用纸眙(原纸)每平方米面积的质量(克数)来表示的。油纸分为200号，350号两个标号。油毡分为200、350、500三个标号。煤沥青油毡只有350号。油毡适合用于建筑防潮和多层防水，屋面工程常用350及500号石油沥青油毡。粉毡适用于多层防水层的各层，而片毡只适用于单层防水或多层防水的面层。（1）有胎沥青卷材1)油纸以熔化的低软化点的沥青浸渍原83（1）有胎沥青卷材3）其他胎用材料的卷材以玻璃布，石棉布、麻布、合成纤维布等为胎基代替原纸，经浸渍、涂敷、撒布制得的油毡，分别称为沥青玻璃布油毡、石棉布油毡、麻布油毡、合成纤维布油毡等。此外，还有玻璃毛纱布油毡、玻璃纤维薄毡油毡等。由于这些油毡的胎基材料比原纸抗拉强度高，柔韧性好，吸水率小，耐蚀性和耐久性好，因而提高了油毡的性能。它们的用途与纸胎油毡基本相同。（1）有胎沥青卷材3）其他胎用材料的卷材以玻璃布，石84（2）无胎卷材无胎卷材是将填充料、改性材料等添加剂掺入沥青材料或其他主体材料中，经混炼、压延或挤出成型而成的卷材。沥青再生胶油毡即是10号建筑石油沥青与再生橡胶和填料按比例混炼压延而制成的无胎防水卷材。沥青再生胶油毡具有抗拉强度高，弹性好、低温柔韧性高、抗渗、耐腐蚀等优良特性。广泛应用于建筑物的沉降缝、变形缝以及对延伸性、低温柔性要求高的防水，防腐工程。（2）无胎卷材无胎卷材是将填充料、改性材料等添加剂掺入沥青材85（3）高聚物改性沥青防水卷材以合成高分子聚合物改性沥青为涂盖层，纤维毡、纤维织物或塑料薄膜为胎体，粉状、粒状，片状或薄膜材料为覆面材料制成可卷曲的片状防水材料，称为高聚物改性沥青防水卷材。分弹性体沥青防水卷材、塑性体沥青防水卷材。（3）高聚物改性沥青防水卷材以合成高分子聚合物改性沥青为涂盖861)SBS改性沥青防水卷材用沥青或SBS改性沥青(又称“弹性体沥青”)浸渍胎基，两面涂以SBS改性沥青涂盖层，上表面撒以细砂、矿物粒(片)料或覆盖聚乙烯膜，下表面撒以细砂或覆盖聚乙烯膜所制成的防水卷材。是弹性体防水卷材的一种。分为聚酯胎(PY)和玻纤胎(G)两类。1)SBS改性沥青防水卷材用沥青或SBS改性沥青(又称“弹性87SBS改性沥青防水卷材应用适用于工业与民用建筑的屋面、地下及卫生间等的防水防潮，以及游泳池、隧道、蓄水池等的防水工程尤其适用于寒冷地区和结构变形频繁的建筑物防水。可采用热熔法、自粘法施工，也可用胶粘剂进行冷粘法施工。SBS改性沥青防水卷材应用适用于工业与民用建筑的屋面、地下及882)APP改性沥青防水卷材APP改性沥青防水卷材是用沥青或APP改性沥青(又称“塑性沥青”)浸渍胎基，两面涂以APP改性沥青涂盖层，上表面撒以细砂、矿物粒(片)料或覆盖聚乙烯膜，下表面以细砂或覆盖聚乙烯膜所制成的一种改性沥青防水卷材。是塑性体沥青防水卷材的一种，其胎基材料有玻璃纤维毡和聚酯毡两种。2)APP改性沥青防水卷材APP改性沥青防水卷材是用沥青或A89塑性体沥青防水卷材的技术性质、适用范围与弹性体沥青防水卷材基本相同塑性体沥青防水卷材具有耐热性更好的优点，但低温柔韧性较差。尤其适用于高温或有强烈太阳辐射地区的建筑物防水。可用热熔法、自粘法施工，也可用胶粘剂进行冷粘法施工。塑性体沥青防水卷材的技术性质、适用范围与弹性体沥青防水卷材基904．沥青混合料及沥青砂浆沥青混合料是由矿料与沥青拌和而成的混合料的总称。矿料是用于沥青混合料的粗集料，细集料、填料的总称。主要用于道路路面，也可用于水工建筑物表面或内部的防渗层。沥青混合料按胶结材品种分类石油沥青混合料煤沥青混合料按拌和或铺筑时的温度分类热拌热铺热拌冷铺冷拌冷铺。4．沥青混合料及沥青砂浆沥青混合料是由矿料与沥青拌和而成的混914．沥青混合料及沥青砂浆（1）热拌沥青混合料

(2)常温沥青混合料（3）沥青砂浆4．沥青混合料及沥青砂浆（1）热拌沥青混合料92（1）热拌沥青混合料经人工组配的矿质混合料与粘稠沥青在专门设备中加热拌和而成的。热拌沥青混合料用保温运输工具运送至施工现场，并在热态下进行摊铺和压实。是沥青混合料中最典型的品种，其他各种沥青混合料均由其发展而来。（1）热拌沥青混合料经人工组配的矿质混合料与粘稠沥青在专门设93(2)常温沥青混合料可以采用液体沥青或乳化沥青。为了节约能源、保护环境，我国较少采用液体沥青。采用乳化沥青为结合料，可拌制乳化沥青混凝土混合料或乳化沥青碎石混合料。我国目前经常采用的常温沥青混合料主要是乳化沥青拌制的沥青碎石混合料。(2)常温沥青混合料可以采用液体沥青或乳化沥青。为了节约能94（3）沥青砂浆砂子、矿物粉与热熔状态下的沥青均匀拌合而成的防水材料。与沥青混凝土的主要区别在于不用粗骨料。其他方面与沥青混凝土的要求基本相同。沥青砂浆主要用于铺设沥青混凝土路面、人行道、屋面防水层或有防腐要求的仓库地面等（3）沥青砂浆砂子、矿物粉与热熔状态下的沥青均匀拌合而成的防95沥青路面与水泥混凝土路面混凝土路面：破损以后较难修复噪音大行车的舒适度差沥青路面的发展前景好沥青路面与水泥混凝土路面混凝土路面：96白变黑2002年，武汉市投资7000万元，将以内环线为主的共50公里长的路面“黑化”2003年，北京市全长约48公里的三环路主辅路全面加铺沥青2002年，安徽投资9亿元，将服役了11年的合宁高速公路安徽段“黑化”（全长134公里，我国最早、最长的一条水泥混凝土路面高速公路，曾被交通部评为“全国十大交通重点工程”第三名）2004年，安徽投资5亿元，将服役了8年的全长100km的合巢芜高速公路更换成全沥青混凝土路面。2004年，湖北第一条高速公路——武黄高速70km全部在现有水泥混凝土路面的基础上加铺沥青路面，另有400km的高速公路也将黑化白变黑2002年，武汉市投资7000万元，将以内环线为主的共97沥青的消耗量高速公路每公里约需耗用沥青350吨~400吨（四车道）。近10年来，我国每年进口重交通沥青的费用都在30亿元以上。沥青的消耗量高速公路每公里约需耗用沥青350吨~400吨（四98一、防水卷材

二、防水涂料

三、沥青胶

四、沥青嵌缝油膏

五、沥清膏与沥青砼

沥青防水材料小结一、防水卷材沥青防水材料小结998．2防水材料主要要求：具有较高的抗渗性和耐水性，并具有一定的或适宜的强度、粘结力、耐久性或耐候性、耐高低温性、抗冻性，耐腐蚀性等，对柔性防水材料还应具有较大的伸长率等。应用：主要用于屋面、地下工程，水工建筑、水池、管道、接缝等的防水、防潮处理。同时在水利、公路、桥梁等工程中也广泛应用防水材料。8．2防水材料主要要求：1008．2防水材料8．2．1合成高分子防水卷材8．2．2合成高分子新型防水涂料8．2．3新型建筑密封材料8．2．4刚性防水材料8．2防水材料8．2．1合成高分子防水卷材1018．2．1合成高分子防水卷材以合成橡胶、合成树脂或它们两者的共混体系为基料，加入适量的化学助剂和填充料等，经过橡胶或塑料加工工艺，如经塑炼、混炼、或挤出成型、硫化、定型等工序加工，制成的无胎加筋的或不加筋的弹性或塑性的卷材(片材)，统称为合成高分子防水卷材。8．2．1合成高分子防水卷材以合成橡胶、合成树脂或它们两102主要品种三元乙丙橡胶、聚氯乙烯、氯化聚乙烯，还有橡塑共混、以及丙纶、土工膜类等。主要品种三元乙丙橡胶、聚氯乙烯、氯化聚乙烯，还有橡塑共混、以1038．2．2合成高分子新型防水涂料以合成橡胶或合成树脂为主要成膜物质制成的单组分或多组分的防水涂料。品种：聚氨酯防水涂料、石油沥青聚氨酯防水涂料、硅橡胶防水涂料和丙烯酸酯防水涂料等。比沥青基及改性沥青基防水涂料具有更好的弹性和塑性、耐久性以及耐高低温性能。8．2．2合成高分子新型防水涂料以合成橡胶或合成树脂为主104特点1）防水性能好2）耐低、高温性能好3）操作方便，施工速度快4）易于维修特点1）防水性能好105适用范围广泛适用于工民建的屋面工程防水、地下工程防水，道路、桥梁、涵洞、墙体等各类建筑及维修工程防潮、防渗、防水。适用范围广泛适用于工民建的屋面工程防水、地下工程防水，道路、1068．2．3新型建筑密封材料能承受位移以达到气密、水密目的而嵌入建筑接缝中的材料。按性能分：弹性密封材料、塑性密封材料按使用时的组分分：单组分密封材料、多组分密封材料：按组成材料分：改性沥青密封材料、合成高分子密封材料。建筑密封材料应具有水密性和气密性，良好的粘结性、耐高低温性和耐老化性能，具有一定的弹塑性和拉伸—压缩循环性能。8．2．3新型建筑密封材料能承受位移以达到气密、水密目的107选用应根据被粘结基层的材质、表面状态和性质来选择粘结性良好的密封材料；建筑物中不同部位的接缝，对密封材料的要求不同。如室外的接缝要求密封材料具有较高的耐候性伸缩缝要求密封材料具有较好的弹塑性和拉伸压缩循环性能。选用应根据被粘结基层的材质、表面状态和性质来选择粘结性良好的1081．丙烯酸酯密封膏2．聚氨酯密封膏3．聚硫密封膏4．硅酮密封膏1．丙烯酸酯密封膏1098．2．4刚性防水材料1．防水混凝土2．瓦类防水材料（1）有机瓦多彩沥青油毡瓦UPVC轻屋面瓦（2）无机瓦彩色免烧水泥瓦彩色改性镁质瓦8．2．4刚性防水材料1．防水混凝土1101．防水混凝土分类：普通防水混凝土外加剂混凝土补偿收缩混凝土加入外加剂种类不同，其抗渗压力与适用范围不同。它们各具特点，可根据不同工程要求加以选择。1．防水混凝土分类：1112．瓦类防水材料瓦是我国应用最早的屋面防水材料。如今乡镇住宅仍有使用粘土平瓦、水泥平瓦，宫殿等建筑仍在使用琉璃瓦。瓦类防水材料从材质、形状和品种也在不断发展，能够广泛用于各种坡屋面。新产品的应用，不但提高了屋面防水、保温功能，也美化了建筑和住宅环境。事实证明，坡屋面渗漏率低于平屋面。2．瓦类防水材料瓦是我国应用最早的屋面防水材料。如今乡镇住宅112P306习题：1，2，5，7，8习题P306习题113TheendofthisPart.Thanks!TheendofthisPart.114第8章沥青及防水材料湖南都市职业学院建筑工程系授课教师：刘青峰E-mail:ldxhlqf@163.con第8章沥青及防水材料湖南都市职业学院建筑工程系授课教115本章内容8.1

沥青材料

8.1.1石油沥青、煤沥青8.1.2改性沥青8.1.3沥青防水材料8.2防水材料8.2.1合成高分子防水卷材8.2.2合成高分子新型防水涂料8.2.3新型建筑密封材料8.2.4刚性防水材料本章内容8.1沥青材料116学习要求

掌握石油沥青的组成结构、技术性质、分类标准及选用方法，掌握沥青基防水材料，了解橡胶和树脂基防水材料。掌握各种沥青材料和新型防水材料的应用。重点：石油沥青的技术性质及应用、各种防水材料的特点与应用。学习要求掌握石油沥青的组成结构、技术性质、分类标准及选1178.1沥青材料

沥青是一种憎水性的有机胶凝材料，它是复杂的高分子碳氢化合物及非金属(氧、硫、氮等)衍生物的混合物。在常温下呈黑色或黑褐色的黏稠状液体、半固体或固体。8.1沥青材料沥青是一种憎水性的有机胶凝材料，它是复杂118沥青及防水材料教学文稿课件119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

分类建筑工程主要应用石油沥青。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120应用制造沥青砂浆、沥青混凝土制造防水卷材、防水涂料、防水油膏、胶粘剂及防锈防腐涂料等。广泛用于路面、屋面、防水、耐腐蚀等工程材料。

应用制造沥青砂浆、沥青混凝土121北京二环主路铺油用上特立尼达湖沥青，北京青年报2002年5月24日这种曾用于机场跑道和高速路的高标准沥青，首次用于道路路面，就是为了增加二环路的舒适度，延长使用年限。这也是目前本市路面沥青表层最高的配置。每吨5000元，总共花费了800多万元，比一般的道路投资多出了一倍第一层为加强新旧路面的结合；第二层可加强路面整体的高温稳定性和抗车辙性能；第三层是从特立尼达和多巴哥进口的天然沥青北京二环主路铺油用上特立尼达湖沥青，北京青年报2002年5月1228.1.1石油沥青、煤沥青石油沥青：石油经蒸馏等工序提炼出各种轻质油(如汽油、煤油、柴油等)及润滑油后得到的渣油，或再经加工而得到的物质。煤沥青：由煤干馏得到的煤焦油经再加工而得到的产品，也称煤焦油沥青或柏油。8.1.1石油沥青、煤沥青石油沥青：石油经蒸馏等工序提炼出1231．石油沥青的分类(1)按原油的成分分为：石蜡基沥青、沥青基沥青和混合基沥青。(2)按石油加工方法不同分为：残留沥青、蒸馏沥青、氧化沥青、裂化沥青和酸洗沥青。(3)按沥青产品在常温下的稠度分：液体沥青和粘稠沥青。(4)按沥青的用途分为：道路石油沥青、建筑石油沥青、防水防潮石油沥青和普通石油沥青。1．石油沥青的分类(1)按原油的成分分为：1242、石油沥青的组成和结构化学组分化学组分分析方法: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，这些组就称为组分。

沥青的组分主要有油分、树脂和地沥青质，各组分含量多少直接关系到沥青的技术性质。我国现行《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）规定有三组分和四组分两种分析法。2、石油沥青的组成和结构化学组分125（1）三组分分析法

按三组分分析法所得各组分的性状列如下表。（1）三组分分析法126石油沥青三组分分析法的各组分性状

性状

组分外观特征平均分子量碳氢比/原子比含量/%物化特征油分淡黄透明液体200～7000.5～0.745～60几乎可溶于大部分有机溶剂，具有光学活性，常发现有荧光，相对密度约0.910～0.925树脂红褐色粘稠半固体800～30000.7～0.815～30温度敏感性高，溶点低于100℃，相对密度大于1.000沥青质深褐色固体微粒1000～50000.8～1.O5～30加热不熔化，分解为硬焦炭，使沥青呈黑色，相对密度1.100～1.500石油沥青三组分分析法的各组分性状性状外观特征平均碳氢比含量127将石油沥青分离为：饱和分、芳香分、胶质和沥青质。石油沥青按四组分分析法所得各组分的性状如下表：性状

组分外观特征平均相对密度平均分子量主要化学结构饱和分无色液体0.89625烷烃、环烷烃芳香分黄色至红色液体O.99730芳香烃、含S衍生物胶质棕色粘稠液体1.09970多环结构，含S、O、N衍生物沥青质深棕色至黑色固态1.153400缩合环结构，含S、O、N衍生物（2）四组分分析法将石油沥青分离为：饱和分、芳香分、胶质和沥青质。性状128

2、石油沥青的组成和结构胶体结构

（1）溶胶型结构（2）溶-凝胶型结构（3）凝胶型结构2、石油沥青的组成和结构胶体结构129

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

沥青胶体结构示意图a)1301.物理常数

2.粘滞性

3.延性

4.温度敏感性5.耐久性6.安全性7.其他性质√√√√3．石油沥青的技术性质1.物理常数5.耐久性√√√√3．石油沥青的技术性131密度——在规定温度条件下，单位体积的质量。单位：kg/m3或g/cm3。我国现行试验方法规定测定15℃下沥青密度。相对密度——在规定温度下，沥青质量与同体积水质量之比。我国现行方法规定测定25℃下的相对密度。沥青15℃密度与25℃相对密度之间的换算公式：沥青与水的相对密度（25/25℃）=沥青的密度（15℃）×0.996(1)物理常数密度——在规定温度条件下，单位体积的质量。(1)物理常数132——反映沥青材料内部阻碍沥青粒子产生相对流动的能力，简称为粘性，以绝对粘度表示。沥青的粘度是沥青首要考虑的技术指标之一。沥青绝对粘度的测定方法精密度要求高，操作复杂，不适于作为工程试验，因此，工程中通常采用条件粘度反映沥青的粘性。

条件粘度

针入度（适应粘稠石油沥青）∆液体沥青的粘度（适应液体石油沥青）(2)粘滞性——反映沥青材料内部阻碍沥青粒子产生相对流动的能力，简称为粘133针入度针入度的定义针入度——在规定温度条件下，以规定质量的标准针经过规定的时间贯入沥青试样的深度，单位：0.1mm。常用试验条件：

规定温度：25℃

标准针质量：100g

贯入时间：5s针入度针入度的定义规定温度：25℃134针入度试验仪针入度试验仪135表示方法：P（25℃，100g，5s）。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。标号：一般取针入度的平均值。例如：90号沥青，针入度范围为80～１００（０.１mm）

110号沥青，针入度范围为80～１００（０.１mm）针入度表示方法：P（25℃，100g，5s）。针入度136——是沥青材料当受到外力拉伸作用时，所能承受的塑性变形的总能力，以延度作为条件延性的表征指标。延度——将沥青试样制成8字形标准试件，采用延度仪，在规定拉伸速度和规定温度下拉断时的长度，单位：cm。规定条件为：试验温度有0℃、15℃、25℃三种；拉伸速度有1cm/min、5cm/min两种。(3)延性——是沥青材料当受到外力拉伸作用时，所能承受的塑性变形的总能137沥青延度测定示意图

沥青延度测定示意图

138延度试验样品延度试验样品139延度的表示方法：D（T，v）其中，T为试验温度，v为拉伸速度。测定延度的意义沥青延度与其流变特性、胶体结构和化学组分等有着密切的关系。研究表明：

•

随着沥青胶体结构发育成熟度的提高，含蜡量的增加，以及饱和蜡和芳香蜡的比例增大等，都会使沥青的延度值相对降低。

•

沥青延度越大，其塑性变形越大，有利于低温变形。沥青延度延度的表示方法：D（T，v）沥青延度1401）软化点2）针入度指数3）脆点

——高温性能指标——低温性能指标(4)温度敏感性1）软化点——高温性能指标——低温性能指标(4)温度敏感性141

沥青材料是一种非晶质高分子的混合材料，没有固定的熔点。沥青材料在由固态转变为液态的温度阶段是一种粘滞流动状态，在工程施工和使用中为保证沥青不致由于温度升高而产生流动的状态，常常采用软化点来表示沥青的温度敏感性。软化点——人为选定的沥青由固态到液态的转变温度范围中的一个条件粘度。1）软化点沥青材料是一种非晶质高分子的混合材料，没有固定的熔点。142我国现行试验方法要求采用环与球法软化点。如图，该法是将沥青试样注于规定内径的铜环中，环上置一钢球，在规定的加热速度下，沥青试样逐渐软化，直至在钢球荷重作用下滴落到下层金属板时的温度，称为软化点，单位：℃。

•

表示：TR&B•

注意：初始温度5℃

加热速度为5℃/min软化点测定方法我国现行试验方法要求采用环与球法软化点。•注意：初始温度5143软化点试验仪软化点试验仪144沥青软化点越高，沥青的温度稳定性越好。针入度是在规定温度下测定沥青的条件粘度，软化点则是沥青达到规定条件粘度时的温度。因此，软化点既是反映沥青材料温度稳定性的一项指标，又是沥青粘度的一种量度。软化点的意义沥青软化点越高，沥青的温度稳定性越好。软化点的意义1452）针入度指数沥青的针入度指数——评价沥青技术性质的一个重要指标，既可以反映沥青的感温性，又可以划分沥青的胶体结构。公式针入度指数（PenetrationIndex，简称PI）是P.Ph.普费（Pfeifer）和F.M.范·杜尔马尔（VanDoormaal）等提出的一种评价沥青感温性的指标。研究观点：沥青针入度值的对数（lgP）与温度（T）具有线性关系，表达式为：2）针入度指数沥青的针入度指数——评价沥青技术性质的一个重要146

式中：

A——为直线斜率，称为针入度-温度感应性系数。表示沥青针入度随温度的变化率。如图，A值越高，沥青对温度的敏感性越大。

K——为截距（常数）。

针入度-温度感应性关系图

式中：针入度-温度感应性关系图147

•

根据已知的针入度值P（25℃，100g，5s）和软化点TR&B

•

假设软化点时的针入度值为800（0.1mm）（沥青达到软化点时，针入度一般为600～1000，0.1mm）

•

建立针入度-温度感应性系数A的基本公式：A值的求取公式：•根据已知的针入度值P（25℃，100g，5s）和软化点148存在问题：针入度-温度感应性系数A值为小数，使用不方便，引入PI值的概念。经验公式：A值的求取公式：存在问题：针入度-温度感应性系数A值为小数，使用不方便，引入149•

针入度指数愈大，表示沥青对温度的敏感性愈低。•

划分沥青的胶体结构：PI＜-2者，属溶胶型沥青PI=-2～+2之间者，属溶-凝胶型沥青PI＞+2者，属凝胶型沥青针入度指数的应用•针入度指数愈大，表示沥青对温度的敏感性愈低。PI＜-2者150沥青材料在低温下受到瞬时荷载时常表现为脆性破坏，沥青脆性的测定极为复杂。目前测试方法：采用弗拉斯（Fraass）脆点。拉斯脆点试验原理：将沥青试样在一个标准的金属薄片上摊成薄层，将其置于脆点仪内并使其稍稍弯曲。当以1℃/min的速度降温时，沥青薄膜的温度随之逐渐降低，当降至某一温度时，沥青薄膜在规定弯曲条件下会出现一个或多个裂缝，此时的温度即为沥青的脆点。3）脆点沥青材料在低温下受到瞬时荷载时常表现为脆性破坏，沥青脆性的测151

我们讲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、软化点是评价粘稠石油沥青技术性质最常用的经典指标。

石油沥青的三大技术性质石油沥青的三大技术性质152（5）耐久性影响因素沥青材料在施工时需要加热，工程完成投入使用过程中又要长期经受大气、日照、降水、气温变化等自然因素的作用而影响耐久性。沥青的老化

1）定义：在上述因素的综合作用下会产生不可逆的化学变化，而导致工程性能逐渐劣化的过程称为老化。

2）评价方法：采用蒸发损失试验和薄膜加热试验。（沥青试样在160℃条件下，加热蒸发5h）（5）耐久性影响因素1533）评价指标：•

蒸发后沥青延度•

•

（5）耐久性3）评价指标：•蒸发后沥青延度••（5）耐久性154沥青使用时必须加热，由于沥青在加热过程中挥发出的油会与周围的空气组成混合气体，当遇到火焰会发生闪火，此时的温度称为闪点。若继续加热，挥发的油分饱和度增加，与空气组成的混合气体遇火极易燃烧，燃烧时的温度称为燃点。评价指标：闪点。闪点和燃点是保证沥青安全加热和施工的一项重要指标。通常采用克利夫兰开口杯法测定（简称COC法）。（6）安全性沥青使用时必须加热，由于沥青在加热过程中挥发出的油会与周围的155为综合评价沥青的技术性能，还应全面地了解沥青的其他性质，如溶解度、含蜡量、粘附性等。

1）溶解度：指沥青在有机溶剂（三氯乙烯、四氯化碳、苯等）中可溶物的百分含量。可以反映沥青中起粘结作用的有效成分的含量。2）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。3）粘附性：评价石料的化学等级，等级越高，沥青与石料的粘附性越强。（7）其他性质为综合评价沥青的技术性能，还应全面地了解沥青的其他性质，如溶1564.石油沥青的技术标准(1)建筑石油沥青技术标准

标号：建筑石油沥青按针入度值划分为40号、30号和10号三个标号。

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。

技术标准：《建筑石油沥青》GB/T494-98的规定，见下表：4.石油沥青的技术标准(1)建筑石油沥青技术标准157试验项目10号30号40号

针入度（25℃，100g,5s）

/0.1mm10～2526～3536～50

延度（25℃，5cm/min）不小于/cm1.52.53.5

软化点（环球法）不小于/℃957560

溶解度（三氯乙烯、四氯化碳、苯）不小于/%99.5

蒸发损失试验（163℃、5h）质量损失不大于/%1

针入度比不小于/%65

闪点（COC）不小于/℃230(1)建筑石油沥青技术标准试验项目10号30号40号

针入度（25℃，100g,5s）158