1、9.9.沥青材料沥青材料 概述概述沥青沥青固体和液体沥青地沥青焦油沥青天然沥青石油沥青煤沥青页岩沥青和主要用，少量的煤沥青。沥青的分类沥青的分类沥沥青青天然沥青 由地表或岩石中直接采集、由地表或岩石中直接采集、提炼加工后得到的沥青提炼加工后得到的沥青石油沥青 由提炼石油的残留物制得的由提炼石油的残留物制得的沥青，其中包含石油中所有沥青，其中包含石油中所有的重组份。的重组份。煤沥青 由煤焦油蒸馏后的残留物制由煤焦油蒸馏后的残留物制取的沥青取的沥青页岩沥青 由页岩焦油蒸馏后的残留物由页岩焦油蒸馏后的残留物制取的沥青制取的沥青 7 7绿豆砂保护层绿豆砂保护层6 6一一防水卷材防水卷材5-5-冷底油结
2、合层冷底油结合层 4 4找平层找平层3 3一一-保温层；保温层；2-2-隔气层隔气层1-1-钢筋混凝土屋面板钢筋混凝土屋面板卷材屋面构造示意图防腐电杆防腐电杆 沥青路面摊铺9.1.9.1.石油沥青和煤沥青石油沥青和煤沥青 石油沥青石油沥青-石油提炼以后的残留物，或再经加石油提炼以后的残留物，或再经加工而得的产品。工而得的产品。在常温下，呈黑色或深褐色、不溶于水的固在常温下，呈黑色或深褐色、不溶于水的固态、半固态或液态。态、半固态或液态。9.1.1.1.9.1.1.1.石油沥青的组分石油沥青的组分 9.1.1.9.1.1.石油沥青的组分与结构石油沥青的组分与结构-是将石油沥青分离为是将石油沥青分
3、离为:油油分分 树树脂脂 沥青质沥青质 性状性状 组分组分外观特征外观特征平均平均分子量分子量碳氢比碳氢比/原子比原子比含量含量/%/%物化特征物化特征油分油分淡黄透明液体淡黄透明液体2002007007000.50.50.70.745456060几乎可溶于大部分有机溶剂，几乎可溶于大部分有机溶剂，具有光学活性，常发现有荧具有光学活性，常发现有荧光，相对密度约光，相对密度约0.9100.9100.9250.925树脂树脂红褐色粘稠红褐色粘稠半固体半固体800800300030000.70.70.80.815153030温度敏感性高，溶点低于温度敏感性高，溶点低于100100，相对密度大于，相对
4、密度大于1.0001.000沥青沥青质质深褐色固体深褐色固体微粒微粒10001000500050000.80.81.O1.O5 53030加热不熔化，分解为硬焦炭，加热不熔化，分解为硬焦炭，使沥青呈黑色，相对密度使沥青呈黑色，相对密度1.1001.1001.5001.500赋予流动性流动性，可以转化为树脂树脂甚至沥青质沥青质。使其具有一定塑性、可流动性塑性、可流动性和粘粘结性结性，含量增加，粘聚力和延伸性增加。决定其粘结力、粘度和温度稳定粘结力、粘度和温度稳定性性，以及沥青的硬度、软化点硬度、软化点等。性状性状 组分组分外观特征外观特征平均相对密度平均相对密度平均分子量平均分子量主要化学结构主
5、要化学结构无无 色色 液液 体体0.890.89625625烷烃、环烷烃烷烃、环烷烃黄色至红色液体黄色至红色液体O.99O.99730730芳香烃、含芳香烃、含S S衍生物衍生物棕色粘稠液体棕色粘稠液体1.091.09970970多环结构，多环结构，含含S S、O O、N N衍生物衍生物深棕色至黑色固态深棕色至黑色固态1.151.1534003400缩合环结构，缩合环结构，含含S S、O O、N N衍生物衍生物9.1.1.1 1.1.物理常数物理常数 2.2.粘滞性粘滞性 3.3.延性延性 4.4.温度敏感性温度敏感性5.5.耐久性耐久性6.6.安全性安全性7.7.其他性质其他性质9.1.2.
6、石油沥青的技术性质石油沥青的技术性质)9.1.2.9.1.2.石油沥青的技术性质石油沥青的技术性质反映沥青的反映沥青的软硬、稀稠软硬、稀稠程度。程度。是划分沥青牌号的主指标。是划分沥青牌号的主指标。-用粘滞度粘滞度表示：在规定温度规定温度t(通常为20、25、30或60 )；规定直径规定直径d(为3mm、5mm或10mm)的孔；出出50cm50cm3 3沥青所需的秒数T。规定温度规定温度25。C条件下，条件下，质量质量100g g的标准针，的标准针，规定时间规定时间5s内贯人试样中的深度内贯人试样中的深度(0.1mm)为为1度度)表示。图见表示。图见9.3。温度升高，其粘性降低。温度升高，其粘
7、性降低。石油针入度测定仪数显式 针入度的表征意义针入度的表征意义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。一般取针入度的平均值。一般取针入度的平均值。例如：例如：9090号沥青，号沥青，针入度范围为针入度范围为8080（.mmmm）110110号沥青，号沥青，针入度范围为针入度范围为80801 1（.mmmm）9.1.2.2.9.1.2.2.塑性塑性-当其受到拉伸作用时，能承受的当其受到拉伸作用时，能承受的塑性变形的总能力，用塑性变形的总能力，用表示。表示。把沥青制成把沥青制成字字形标准试样，在规定的拉伸速度形标准试样，在规定的拉伸速度(5cmmin)和规定
8、温度和规定温度(25)下拉断时的伸长长度。下拉断时的伸长长度。见图。见图94。延度测定示意图SY-1.5A型自动控温数显延伸仪 主要技术参 数：1.延伸速度：50.25cm/min 2.最大延伸度：1m1.5m2m 3.工作电压：220V10%4.加热器功率：1-1.2KW9.1.2.3.9.1.2.3.温度敏感性温度敏感性 指石油沥青的粘滞性和塑性随温度升降而变化指石油沥青的粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能，是沥青的重要指标之一。的性能，是沥青的重要指标之一。常用常用来衡量。来衡量。是指沥青由固态转变为具有一定流动是指沥青由固态转变为具有一定流动性膏体的温度，采用性膏体的温度，采用环球法环
9、球法测定测定(见图见图9.5)。.把沥青试样装入规定尺把沥青试样装入规定尺寸寸(16mm，高约，高约6mm)的的铜环内；铜环内；.试样上放置一标准钢球试样上放置一标准钢球(直径直径9.53mm，质量，质量3.5g)，浸入水中或甘油中；浸入水中或甘油中；.升温升温(5min)加热，加热，使沥青软化下垂。使沥青软化下垂。BSY-225石油沥石油沥青软化点测定仪青软化点测定仪 9.1.2.4 9.1.2.4 大气稳定性大气稳定性 石油沥青在热、阳光、氯气和潮湿等因素长期石油沥青在热、阳光、氯气和潮湿等因素长期综合作用下综合作用下抵抗老化抵抗老化的性能。的性能。在大气因素作用下，沥青中的低分子量组分会
10、在大气因素作用下，沥青中的低分子量组分会向高分子量组分转化递变，即：向高分子量组分转化递变，即：“过程过程 即 树脂树脂 即石油沥青会随时间进展变硬变脆，亦即 以“蒸发损失百分率蒸发损失百分率”和“蒸发后针入度比蒸发后针入度比”来评定(P96)：%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.测定沥青试样质量及针入度测定沥青试样质量及针入度.将试样置于烘箱中，将试样置于烘箱中，在在160160下加热蒸发下加热蒸发5h5h；此外，还有石油沥青的此外，还有石油沥青的、等性质。等性质。-石油沥青在三氯乙烯、四氯化碳或苯中溶石油沥青
11、在三氯乙烯、四氯化碳或苯中溶解的百分率。解的百分率。也称也称，加热时沥青产生的气体和空，加热时沥青产生的气体和空气的混合物，当遇火焰会发生闪光，即初次产生蓝色闪气的混合物，当遇火焰会发生闪光，即初次产生蓝色闪光时的沥青温度光时的沥青温度-为为。9.1.3.9.1.3.石油沥青的技术标准石油沥青的技术标准 道路石油沥青道路石油沥青 建筑石油沥青建筑石油沥青 防水防潮石油沥青防水防潮石油沥青 普通石油沥青普通石油沥青 主要根据主要根据、和和等指标划分，等指标划分，并以并以表示。不同品种沥青的技术标准表示。不同品种沥青的技术标准列列于表于表(9.2)。延度值愈大延度值愈大(塑性愈大塑性愈大)，软化点
12、愈低，软化点愈低(温度敏感性愈大温度敏感性愈大)。石油沥青的技术标准石油沥青的技术标准建筑石油沥青技术标准建筑石油沥青技术标准 按针入度值划分为按针入度值划分为4040号、号、3030号和号和1010号三号三个标号。个标号。与道路石油沥青相比，针入度较小，延与道路石油沥青相比，针入度较小，延度较小，软化点较高。度较小，软化点较高。建筑石油沥青技术标准建筑石油沥青技术标准 试验项目试验项目1010号号3030号号4040号号 针入度（针入度（2525，100g,5s100g,5s）/0.1mm/0.1mm101025252626353536365050 延度（延度（2525，5cm/min5cm
13、/min）不小于不小于 /cm/cm1.51.52.52.53.53.5 软化点（环球法）软化点（环球法）不小于不小于 /959575756060 溶解度（三氯乙烯、四氯化碳、苯）溶解度（三氯乙烯、四氯化碳、苯）不小于不小于 /%/%99.599.5 蒸发损失蒸发损失试验试验（163163、5h5h）质量损失质量损失不大于不大于 /%/%1 1 针入度比针入度比不小于不小于 /%/%6565 闪点（闪点（COCCOC）不小于不小于 /2302309.1.4.9.1.4.石油沥青的选用石油沥青的选用 据(房屋、道路或防腐)；(屋面、地下)等，合理选用不同品种和牌号的沥青。在满足使用要求的前提下，
14、一般尽量选用较在满足使用要求的前提下，一般尽量选用较大牌号的石油沥青，大牌号的石油沥青，粘性大，耐热性较好，但塑性较差，粘性大，耐热性较好，但塑性较差，制作防水卷材、防水涂料、沥青胶和沥青制作防水卷材、防水涂料、沥青胶和沥青嵌缝膏，屋面和地下防水、沟槽防水防腐，以及管道防嵌缝膏，屋面和地下防水、沟槽防水防腐，以及管道防腐等工程；腐等工程；，用于道路路面，车间地坪及地下防水工，用于道路路面，车间地坪及地下防水工程。程。，软化点应比当地最高气温高出软化点应比当地最高气温高出50左右。即比当地最高气温高出左右。即比当地最高气温高出50左右。左右。即：一般地区可选用即：一般地区可选用30号号的石油沥青
15、，夏季炎热地的石油沥青，夏季炎热地区宜选用区宜选用石油沥青。石油沥青。但严寒地区不宜，以防冬季出现脆裂现象。但严寒地区不宜，以防冬季出现脆裂现象。地下防水防潮层，可选用地下防水防潮层，可选用60号或号或100号石油沥青。号石油沥青。编号编号针入度针入度/0.01mm(25，100g，5s)延度延度/cm(25，5cm/min)软化点软化点环球法环球法/A30572B222.5101 温度敏感性大，达到液态时的温度与其软化点相差很小，且粘度较小，塑性较差，常用石油沥青的简易鉴别方法见表93。9.1.5.9.1.5.沥青的掺配和改性沥青的掺配和改性 施工中，若采用一种牌号的沥青不能满足配施工中，若
16、采用一种牌号的沥青不能满足配制沥青胶所要求的软化点时，可用制沥青胶所要求的软化点时，可用两种两种或或三种三种沥沥青进行掺配。青进行掺配。T2T Q1 100 T2T 1 Q2100 Q1 Q1较软沥青用量，；较软沥青用量，；Q2较硬沥青用量，；较硬沥青用量，；T要求配制沥青的软化点，要求配制沥青的软化点，；T1较软沥青软化点，较软沥青软化点，；T2较硬沥青软化点，较硬沥青软化点，。某防水工程需石油沥青30t，要求软化点不低于80，现有60号和10号石油沥青，测得他们的软化点分别是49和98，问这两种牌号的石油沥青如何掺配？解：软化点为49的石油沥青掺配比例不大于 即30t石油沥青中应掺入不大于
17、3036.711.0t的软化点为49的石油沥青软化点为98的石油沥青掺入不少于3011.0=19t。9.1.5.2.9.1.5.2.氧化改性氧化改性 ，是在高温下向残留沥青或渣油吹入空气，通过氧化作用和聚合作用，使沥青分子变大，提高沥青的粘度和软化点，从而改善沥青的性能。9.1.5.3 9.1.5.3 矿物填充料改性矿物填充料改性 为提高沥青的粘结能力和耐热性，降低沥青的温度敏感性，常在石油沥青中加入一定数量的矿物填充料矿物填充料进行改性。为含水硅酸镁(3MgO.SIO2.H2O)，易被沥青湿润，是很好的矿物填充料。与沥青可形成稳定混合物。为钠钙镁铁的硅酸盐，呈纤维状，掺入后可提高沥青的抗拉强
18、度和热稳定性。9.1.5.4.9.1.5.4.聚合物改性聚合物改性 (包括)同石油沥青具有较好的相溶性，可赋予石油沥青某些橡胶的特性，从而改善石油沥青的性能。丁苯橡胶的一种 使用最普遍聚合物使用最普遍聚合物 聚丙烯（SBS）具有特性-弹性 SBSSBS的优点的优点具有特性-具可塑性 具有熔融流动性具有熔融流动性(2).APP(2).APP改性沥青改性沥青 APP-是聚丙烯(PolyproPylene缩写)的一种。APP改性石油沥青与石油沥青相比，其软化点高，延度大，冷脆点降低，粘度增大，具有优异的和，尤其适用于气温较高的地区。主要用于制造。天津市耀新科技发展有限公司APP桥面专用防水卷材SBS
19、改性沥青防水卷材 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的黑色粘性流体，称为。.将煤焦油进行分馏加工提取.轻油、中油、重油和蒽油后所得的残渣，即为煤沥青。据蒸馏温度不同，煤沥青可分为三种：低温煤沥青；中温煤沥青；高温煤沥青。煤沥青与石油沥青的差别：煤沥青与石油沥青的差别：.煤沥青中含挥发性成分和化学稳定性差的成分较多，在热、阳光、氧气等综合作用下，易硬脆。.受热易软化，冬季易硬脆。.容易因变形而开裂；.，适用于木材的防腐处理；.因含酸、碱等表面活性物质较多，故 黑龙江省伊春市中兴特种防腐材料厂枕木油浸电杆生产设备鉴别方法鉴别方法煤沥青煤沥青石油沥青石油沥青密度密
20、度1.1(约为1.25）接近1.0锤击锤击音清脆，韧性差音哑，富有弹性，韧性好燃烧燃烧烟呈黄色，有刺激味 烟无色，无刺激性臭味溶液颜色溶液颜色用30-50倍的汽油或煤油溶解后，将溶液滴于滤纸上，斑点分为内外两圈，城内黑外棕或黄色溶解方法同左，斑点完全均匀散开，呈棕色。煤沥青与石油沥青的鉴别方法9.2.9.2.沥青基防水材料沥青基防水材料 9.2.1.9.2.1.冷底子油与沥青胶冷底子油与沥青胶 是用有机溶剂(汽油、柴油、煤油、苯等)与沥青溶合后制得的一种。在常温下使用，作为防水工程的底层,。具有良好的流动性。涂刷在混凝土、砂浆或木材等基面上，渗入快，待溶剂挥发后，便与基面牢固结合。冷底子油形成
21、的涂膜较薄，施工时在基层上先涂刷一道冷底子油，再刷沥青防水涂料或铺油毡。3.3.冷底子油的配合比及配制方法冷底子油的配合比及配制方法 冷底子油随配随用，参考的(质量比)如下 石油沥青：汽油30：70 石油沥青：煤油或轻柴油40：60 是先将沥青加热熔化脱水后，待冷却至70时再缓慢加入溶剂，搅拌均匀即成。是将沥青打碎成小块后，按质量比加入溶剂中，不停地搅拌至沥青全部溶化为止。4.4.使用要求使用要求 冷底子油应涂刷于干燥的基面上，水泥砂浆找平层的含水率10。9.3.1.2 9.3.1.2 沥青胶沥青胶 在沥青中掺入适量的矿物质粉料(滑石粉、石灰石粉和石棉等)或再掺入部分纤维状填料配制而成的材料。
22、与纯沥青相比，具有较好的粘性、耐热性、柔韧性和抗老化性，主要用于粘贴卷材、嵌缝、接头、补漏及做防水层的底层。3.3.沥青胶的类型沥青胶的类型(1).(1).热沥青胶热沥青胶 粘结效果好，是普遍使用的一种胶结材料。因需现场加热，易造成环境污染；可常温下使用，施工方便但耗费溶剂成本高。4.4.配制方法与使用要求配制方法与使用要求 将沥青加热至180一200，再加入2030已预热的干燥填料(滑石粉、石灰石粉等），热拌混合均匀，热用施工。是将约50的沥青熔化脱水后，缓慢加入2530的溶剂(如绿油、柴油等)，再掺入1030的填料，混合拌匀而制成。5.5.沥青胶的标号沥青胶的标号 以耐热度表示，分为：S6
23、0、S65、S70、S75、S80、S85六个标号。见表(9.6)。石油沥青胶的质量要求6.6.沥青胶的使用要求沥青胶的使用要求 在工程中，按(1).施工时注意原则，即所采用的沥青应与被粘贴的卷材的沥青种类一致。(2).炎热地区用10号或3030号的建筑石油沥青配制。(3).地下防水用60号或100号沥青。(4).若采用一种沥青不能满足配制沥青胶所要求的软化点，可采用两种或三种沥青进行掺配。7.7.施工时应注意事项施工时应注意事项.基层清洁干燥基层清洁干燥，并应涂刷12遍冷底子油。.粘贴油毡时，厚度厚度应控制在12mm；薄了，油毡不能很好地粘牢；厚了，油毡容易产生流淌现象。.直接用沥青胶做构筑
24、物防水层时，一般应涂刷23遍以上，要求涂刷均匀，没有凹凸不平、起鼓或脱落现象。9.2.29.2.2沥青防水卷材沥青防水卷材.是我国目前产量最大的防水材料，成本较低，属低档防水材料。9.2.2.19.2.2.1石油沥青纸胎油毡、油纸石油沥青纸胎油毡、油纸 .石油沥青油纸概念石油沥青油纸概念 是采用低软化点石油沥青所制成的一种无涂盖层的纸胎防水卷材。按原纸1m2的质量克数，油纸分两类 200号 350号。宽幅类型宽幅类型 915mm 1000mm 每卷面积20m20.3m2。油纸适用于建筑防潮和包装，也可用于多层防水层的下层。其性能指标应符合石油沥青纸胎油毡、油纸GB32689的规定(表9.7)。
25、采用低软化点石油沥青，后用高软化点石油沥青，再所制成的一种纸胎防水卷材。按原纸1m2的质量克数，分为三个标号：200号 350号 500号 200号油毡适用于简易防水、临时性建筑防水、建筑防潮及包装；350号和500号油毡适用于屋面、地下、水利等工程的多层防水。7 7绿豆砂保护层绿豆砂保护层6 6一一防水卷材防水卷材5-5-冷底油结合层冷底油结合层 4 4找平层找平层3 3一一-保温层；保温层；2-2-隔气层隔气层1-1-钢筋混凝土屋面板钢筋混凝土屋面板卷材屋面构造示意图9.2.2.29.2.2.2石油沥青玻璃布油毡石油沥青玻璃布油毡 1.1.石油沥青玻璃布油毡石油沥青玻璃布油毡 是用经纺织而
26、成的体，浸涂并在两面涂撒隔离材料所制成的一种防水卷材。优于纸胎油毡。玻璃布油毡幅宽1000mm，每卷面积10mm2 0.3mm2。一等品 按物理性能分为：合格品。2.2.应用工程范围应用工程范围 用于地下防水、防腐层，以及屋面防水层及管道(热管道除外)的防腐保护层。9.2.2.39.2.2.3石油沥青玻璃石油沥青玻璃纤维纤维胎油毡胎油毡 1.1.玻纤胎油毡玻纤胎油毡 采用为胎基，在其表面涂撤以矿物材料或覆盖聚乙烯膜等隔离材料所制成的一种防水卷材。2.2.玻纤胎油毡类型玻纤胎油毡类型 玻纤胎油毡按每10m2标称质量(kg)分三个标号.15号 25号 35号 玻纤胎油毡幅宽为1000mm。15号油
27、毡每卷面积为20m2 0.2m2，25号、35号每卷面积为10m2 0.2m 2。3.3.玻璃纤维胎油毡特点及应用范围玻璃纤维胎油毡特点及应用范围 与玻璃布油毡相比，比玻璃布要均匀得多，用于屋面或地下防水，要比以玻璃布为胎体的油毡具有更大的适应性。沥青玻璃纤维油毡可采用冷粘法施工，也可用热沥青粘结法进行施工9.2.2.49.2.2.4沥青防水卷材沥青防水卷材使用使用简介简介 沥青防水卷材防水层可采用：或 的结构。清理基层 涂刷冷底子油或乳化沥青 刷热沥青胶 铺贴油毡 撒绿豆砂保护层。7 7绿豆砂保护层绿豆砂保护层6 6一一防水卷材防水卷材5-5-冷底油结合层冷底油结合层 4 4找平层找平层3
28、3一一-保温层；保温层；2-2-隔气层隔气层1-1-钢筋混凝土屋面板钢筋混凝土屋面板卷材屋面构造示意图9.2.39.2.3沥青防水涂料沥青防水涂料 指以沥青为基料配制而成的水乳型或溶剂型防水涂料。冷底子油，一般不单独使用。水性沥青基防水涂料，以乳化沥青为基料的防水涂料。以水为分散介质，并借助于乳化剂的作用将沥青微粒(10m)分散成乳液型稳定的分散体系。沥青防水涂料使用原理沥青防水涂料使用原理 当乳化沥青涂刷于材料表面后，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，最后成膜。水性沥青等防水涂料分类详见书：9.2.49.2.4建筑防水沥青嵌缝油膏建筑防水沥青嵌缝油膏 建筑防水沥青嵌缝膏：建筑防水沥青嵌缝膏：以石油沥青为基料，加入改性材料、稀释剂、填料等配制而成的黑色膏状嵌缝材料。应用范围：应用范围：用于防水工程嵌填各种变形缝、分隔缝、墙板板缝，密封细部构造及卷材搭接缝等部位。板缝的油膏嵌缝的做法
