建筑材料第9章沥青材料.ppt

第九章 沥青材料沥青的特点与分类9.2 石油沥青9.3 沥青基防水材料9.4 沥青混合料 9.1第一页，编辑于星期日：二点 五分。9.1.1 沥青的特点及用途防潮防水防腐材料胶凝材料，路面桥面材料沥青材料的主要特点：是复杂的有机材料，由一系列分子量不等的高分子聚合物组成;主要成分是碳氢化合物及其非金属衍生物；常温下呈固体、半固体及液体状态，颜色为褐色至黑色；能溶于多种有机溶剂，如汽油、柴油、煤油、苯、醚、丙酮等；不导电、不吸水、不透水、耐酸、耐碱和耐腐蚀；与混凝土、石料、钢材、木材等有良好的粘结性；是良好的胶凝材料、防水材料、防腐材料。沥青在土木工程上的主要用途第二页，编辑于星期日：二点 五分。焦油沥青地沥青石油沥青：由石油蒸馏后的残余物加工而得。煤沥青：由煤焦油蒸馏后的残余物加工而得。页岩沥青：油页岩炼油后的副产品。木沥青：木焦油蒸馏后的残余物加工而得。沥 青9.1.2 沥青的分类1.按产源不同分类天然沥青：由沥青湖或含沥青的砂岩、砂等提炼而得。第三页，编辑于星期日：二点 五分。中间基沥青：又称混合基沥青，其烃类成分和沥青性质介于石蜡基沥青和环烷基沥青之间。环烷基沥青：含较多的环烷烃和芳香烃，其芳香性高，含蜡量 一般小于2%，沥青的粘结性和塑性均较好。沥 青9.1.2 沥青的分类2.按原油基属分类石蜡基沥青：含大量烷烃，石蜡含量较高，一般可达5%10%。因蜡在常温下以结晶体存在，故其粘结性和塑性较差。第四页，编辑于星期日：二点 五分。直馏沥青蒸馏沥青沥 青9.1.2 沥青的分类3.按加工方法分类氧化沥青裂化沥青酸洗沥青加工方法不同对沥青的技术性能有决定性影响。一般来说，氧化深度较大的沥青、石蜡被萃取拨出较多的沥青，性能更好。第五页，编辑于星期日：二点 五分。建筑石油沥青：由原油蒸馏后的重油经氧化而制成的。主要用于建筑工程中屋面及地下防水结构的胶结料、涂料以及制造油毡、油纸和防腐绝缘材料等。普通石油沥青：（又称多蜡沥青）是由石蜡基原油减压、蒸馏后的残渣经空气氧化而得的。其蜡含量高，粘度低，塑性差，在建筑上很少单独使用，一般可与建筑石油沥青掺配或经改性处理后使用。沥 青9.1.2 沥青的分类4.按用途分类道路石油沥青：由石油蒸馏的残余物或由残余物氧化而得的，主要适用于铺筑道路及制作屋面防水层的粘结剂，或制作防水纸及绝缘材料。第六页，编辑于星期日：二点 五分。第九章 沥青材料9.1 沥青的特点与分类石油沥青9.3 沥青基防水材料9.4 沥青混合料 9.2第七页，编辑于星期日：二点 五分。9.2.1 概述石油沥青是由石油原油经蒸馏提炼出各种轻质油（汽油、柴油、煤油等）及润滑油后，其残留物再经加工而得到的产品。第八页，编辑于星期日：二点 五分。9.2.2 石油沥青的组成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）衍生物组成的复杂混合物。沥青组成十分复杂，目前尚无准确界定。为研究方便，一般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分，划分为若干个组分进行分析。常用的分析方式有“三组分分析法”和“四组分分析法”。“三组分”油分、树脂、沥青质。“四组分”饱和分、芳香分、胶质、沥青质。第九页，编辑于星期日：二点 五分。9.2.2 石油沥青的组成淡黄色至红褐色油状液体；沥青中分子量最小和密度最小的组；密度介于0.71.0cm3之间。在1700较长时间加热，油分可以挥发；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，但不溶于酒精。油分赋予沥青以流动性，影响沥青的柔软性、热稳定性、抗裂性及施工难易程度。油分第十页，编辑于星期日：二点 五分。9.2.2 石油沥青的组成树脂赋予沥青良好的粘结性、塑性和延展性。树脂含量较高且其它组分适当时，沥青延展性好。树脂黄色至黑褐色粘稠状物质（半固体）；分子量比油分大（6001000）；密度为1.01.1gcm3；能溶于三氯甲烷、汽油和苯等有机溶剂，但在酒精和丙酮中难溶解或溶解度很低。第十一页，编辑于星期日：二点 五分。9.2.2 石油沥青的组成地沥青质是决定沥青温度敏感性、粘性的重要组分。其含量愈多，沥青软化点愈高，粘性愈大，愈硬脆。沥青质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（1000以上）；密度大于1gcm3；不溶于酒精、正戊烷，溶于三氯甲烷和二硫化碳；染色力强，对光的敏感性强，感光后就不能溶解。第十二页，编辑于星期日：二点 五分。性状组分外观特征 平均分子量碳氢比含量/%物化特征油 分 淡黄色透明液体200700 0.50.74560几乎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0.71.0。树 脂 红褐色粘稠半固体8003000 0.70.81530温度敏感性高，熔点低于100，相对密度大于1.01.1。沥青质 深褐色固体微粒10005 000 0.81.0530加热不熔化而碳化，相对密度1.11.5。9.2.2 石油沥青的组成石油沥青三组分分析法的各组分性状第十三页，编辑于星期日：二点 五分。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0.89 625 烷烃、环烷烃。芳香分黄色至红色液体0.99 730 芳香烃、含S衍生物。胶 质 棕色粘稠液体 1.09 970多环结构，含S、O、N衍生物。沥青质 深棕色至 黑色固体 1.15 3 400 缩合环结构，含S、O、N衍生物。9.2.2 石油沥青的组成石油沥青四组分分析法的各组分性状第十四页，编辑于星期日：二点 五分。9.2.3 石油沥青的主要技术性质粘滞性描述沥青的软硬和稀稠程度。1.粘滞性粘滞性粘稠沥青用针入度表示；液体沥青则用粘滞度表示。影响粘滞性的主要因素：沥青组分、温度。建筑石油沥青按针入度划分牌号第十五页，编辑于星期日：二点 五分。9.2.3 石油沥青的主要技术性质2.塑性塑性反映沥青材料的延展性和柔软性，用延度表示。延度：用“”字模在25 水中测试；以5cmmin的速度拉伸，以拉断时的伸长cm数表示。沥青中油分和地沥青质含量适当，树脂含量越多，延度越大。温度升高，塑性增加。脆性指沥青从粘弹性转到弹脆性（玻璃态）过程中的某一规定状态的相应温度，主要反映沥青的低温变形能力。弗拉斯脆点试验第十六页，编辑于星期日：二点 五分。9.2.3 石油沥青的主要技术性质指石油沥青的粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能。用软化点表示。3.温度敏感性软化点：试样装入铜环内，上置一标准钢球，浸入水 或甘油中，以规定速度加温让沥青软化，当 沥青软化下垂至规定距离时的温度即为其软 化点，以 计。第十七页，编辑于星期日：二点 五分。针入度指数PI9.2.3 石油沥青的主要技术性质 3.温度敏感性针入度值的对数：lgP=A*T+K（A为针入度温度敏感性系数，常为小数。）针入度指数越大，表示沥青的温度敏感性越低。第十八页，编辑于星期日：二点 五分。9.2.3 石油沥青的主要技术性质4.粘附性指石油沥青与其它材料（主要指集料）的界面粘结性能和抗剥落性能。水煮法：水浸法：选取粒径为13.219mm，形状接近正方体的规则集料5个，经沥青充分裹覆后，在蒸馏水中沸煮3min，再按沥青膜剥落情况分5个等级来评价沥青与集料的粘附性。选取9.513.2mm集料100g，与5.5g沥青在规定温度下拌合，配制成混合料，冷却后浸入80 蒸馏水中保持30min，然后按剥落面积百分率评价其粘附性。第十九页，编辑于星期日：二点 五分。9.2.3 石油沥青的主要技术性质5.大气稳定性指石油沥青在热、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，也是沥青材料的耐久性。蒸发损失百分率蒸发后针入度蒸发前质量蒸发后质量蒸发前质量100蒸发后针入度蒸发前针入度100第二十页，编辑于星期日：二点 五分。9.2.3 石油沥青的主要技术性质施工安全性通过测试沥青闪点和燃点控制。6.施工安全性闪点规定加热条件下沥青与火焰接触初次闪光（火）的温度。燃点规定加热条件下沥青与火焰接触持续燃烧的温度。第二十一页，编辑于星期日：二点 五分。9.2.5 石油沥青的选用1.石油道路沥青石油道路沥青分为：重交通道路沥青中、轻交通道路沥青重交通道路高速公路、一级公路、城市快速路及主干道；中、轻交通道路其它等级公路和城市道路。第二十二页，编辑于星期日：二点 五分。9.2.5 石油沥青的选用2.道路沥青的选用石油沥青在道路工程中主要用作胶凝材料，与各级集料形成沥青混合料铺筑路面。道路石油沥青牌号越大，针入度越大，延展性越好。选择石油沥青重点考虑的技术性质是高温稳定性和低温抗裂性，即避免石油沥青路面出现高温下流淌、低温下脆裂以及拥包、推移、车辙等永久变形。一般来说，南方高温地区宜选用低牌号石油沥青，如AH-50、AH-70、A-60、A-100等；北方寒冷地区宜选用高牌号石油沥青，如AH-90、AH-110、A-140、A-180等。第二十三页，编辑于星期日：二点 五分。9.2.5 石油沥青的选用3.建筑沥青的选用这些石油沥青制品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程。施工时制成的沥青胶膜较厚，加之本身为黑色易吸热，使其温度敏感性很大。选用时必须重点考虑工程环境及使用要求。如屋面防水层，高温季节沥青防水屋面的表面温度常常比当地最高气温高出25 30。故其软化点应比本地区屋面最高温度高20 25，即比当地最高气温高出50 以上。建筑石油沥青主要用作：制造油纸、油毡、防水涂料 沥青嵌缝膏第二十四页，编辑于星期日：二点 五分。9.2.5 石油沥青的选用4.防水防潮沥青的选用防水防潮沥青的最大特点是增加了保持其低温度稳定性的脆性指标。依牌号由低至高，其针入度指数增大，温度敏感性减小，脆性降低。其中3号石油沥青用于一般温度下的室内及地下结构部分的防水，4号适用于一般地区可行走的缓坡屋面防水，5号温度敏感性小，用于一般地区暴露屋顶或气温较高地区的屋面防水，6号温度敏感性最小且质地较软，主要用于寒冷地区的屋面防水及其它防水防潮工程。防水防潮石油沥青主要用作：油毡的涂覆材料 屋面和地下防水结构的粘结材料第二十五页，编辑于星期日：二点 五分。9.2.5 石油沥青的选用5.普通石油沥青的选用普通石油含蜡量较高，又称多蜡石油沥青。这种沥青针入度较大，塑性较差，与其它石油沥青相比，其温度敏感性较大，到达液态时的温度与其软化点相差很小，故这种沥青一般不单独用于建筑工程，有时可少量掺配在其它沥青中使用。第二十六页，编辑于星期日：二点 五分。9.2.6 石油沥青的掺配1.掺配原则使用普通石油沥青时，因蜡含量较高（一般含量大于5，有的高达20以上），其温度敏感性较大。当此类沥青性能不能满足工程要求时，需将其与其它两、三种石油沥青掺配使用。掺配的原则是同源相配。即同属石油沥青或同属煤沥青，非同属不宜掺配。第二十七页，编辑于星期日：二点 五分。