第七章 瀝青及瀝青混合料

1、第七章 瀝青及瀝青混合料瀝青的定義: 瀝青是一種有機(jī)膠凝材料，它是由復(fù)雜的高分子碳?xì)浠衔锛胺墙饘伲ㄑ酢⒘?、氮等）衍生物所組成的混合物。在常溫下呈固體、半固體或液體狀態(tài)。瀝青的特點(diǎn):1.瀝青結(jié)構(gòu)致密，塑性及粘結(jié)力良好，并具有不導(dǎo)電、不吸水、不透水、耐酸堿腐蝕等性能。 2.瀝青不溶于水，但能溶于多種有機(jī)溶液中。瀝青的應(yīng)用: 主要用于屋面、地下及水下的防水工程，防腐蝕工程，鋪筑道路路面及飛機(jī)場(chǎng)跑道等。7.1 瀝青材料一、瀝青的分類二、石油瀝青石油瀝青的組分和結(jié)構(gòu)1. 石油瀝青的組分2.石油瀝青的結(jié)構(gòu) 1.石油瀝青是一種膠體結(jié)構(gòu)。(1).分散相(膠體顆粒)：吸附部分樹(shù)脂的地瀝青質(zhì)；(2).分散介質(zhì)：

2、溶有樹(shù)脂的油分。 2.根據(jù)瀝青中各組分的化學(xué)組成和相對(duì)含量不同，可分為：溶膠型結(jié)構(gòu) 、凝膠結(jié)構(gòu) 、溶凝膠結(jié)構(gòu)。溶膠型結(jié)構(gòu) 1.地瀝青質(zhì)含量較少，而油分和樹(shù)脂較多。 2.這類瀝青流動(dòng)性和塑性較好，開(kāi)裂后自行愈合能力較強(qiáng)；而對(duì)溫度的敏感性較強(qiáng)。 凝膠型結(jié)構(gòu) 1.地瀝青質(zhì)含量很多，而油分和樹(shù)脂較少。 2.這類瀝青彈性好、粘性較高，流動(dòng)性和塑性較低，開(kāi)裂后自行愈合能力較差，高溫穩(wěn)定性較好，但低溫變形能力較差。 溶凝膠型結(jié)構(gòu) 1.地瀝青質(zhì)含量不如凝膠型瀝青中的多。 2.這類瀝青在高溫時(shí)具有較低的溫度敏感性；低溫時(shí)又具有較好的變形能力。在道路瀝青混凝土中所用的瀝青多屬此類。 1.黏滯性 2.塑性 3.溫度

3、敏感性(溫度穩(wěn)定性) 4.大氣穩(wěn)定性(抗老化性) 5.施工安全性 1.粘稠瀝青在加熱使其軟化時(shí)，從中揮發(fā)出的可燃?xì)怏w與空氣混合，當(dāng)達(dá)到一定濃度后，遇火易發(fā)生閃火甚至燃燒、爆炸等安全事故。為此，必須測(cè)定瀝青加熱閃火和燃燒的溫度，即所謂的閃點(diǎn)和燃點(diǎn)。 2.瀝青的閃點(diǎn)：指加熱瀝青試樣至揮發(fā)出的可燃?xì)怏w與空氣混合，在規(guī)定的條件下與火焰接觸，當(dāng)試驗(yàn)液面最初出現(xiàn)一瞬即滅的藍(lán)色火焰時(shí)的溫度(以表示)。 3.瀝青的燃點(diǎn)：是加熱瀝青試樣至揮發(fā)出的可燃?xì)怏w與空氣混合，在規(guī)定的條件下與火焰接觸能持續(xù)燃燒不少于s時(shí)的試樣溫度(以表示)。 1.石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)石油瀝青是按針入度指標(biāo)來(lái)劃分標(biāo)號(hào)的，同時(shí)每一標(biāo)號(hào)的瀝青還必

4、須滿足相應(yīng)的延度和軟化點(diǎn)等指標(biāo)的要求。石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2.石油瀝青的選用對(duì)“溫?zé)岬貐^(qū)、易受日曬或受熱嚴(yán)重”的部位：為防止瀝青受熱過(guò)分軟化，應(yīng)選用“標(biāo)號(hào)較小”的瀝青。在“寒冷地區(qū)”、在“夏季受曬，冬季受凍”的部位：不僅要考慮受熱軟化、還要考慮低溫脆裂，故適宜選用“中等標(biāo)號(hào)”的瀝青。對(duì)一些不易受溫度影響的部位(如伸縮縫、瀝青止水井)：可選用“標(biāo)號(hào)較大”的瀝青。當(dāng)缺乏所需標(biāo)號(hào)的瀝青時(shí)，可采用不同標(biāo)號(hào)的瀝青相互摻配使用。2.石油瀝青的選用1.用于屋面防水層的瀝青：要求具有較好的粘結(jié)性、溫度敏感性和大氣穩(wěn)定性，因此，要求瀝青的軟化點(diǎn)應(yīng)高于當(dāng)?shù)貧v年來(lái)達(dá)到的屋面最高氣溫20以上，以保證夏季高溫不流淌。但也

5、不宜過(guò)高，否則冬季低溫時(shí)易發(fā)生硬脆甚至開(kāi)裂。2.用于地下防潮、防水工程的瀝青：要求其粘性大，塑性和韌性好，但對(duì)其軟化點(diǎn)要求不高。 3.瀝青的摻配;.摻配要注意遵循同源原則(即同屬石油瀝青或同屬煤瀝青的才可摻配)。 2.兩種不同牌號(hào)瀝青摻配時(shí)，其摻量計(jì)算如下：三、 煤瀝青 1.煤瀝青的組成上分為：油分、樹(shù)脂和游離碳三個(gè)基本組分 。 2.與石油瀝青相比，煤瀝青具有以下特點(diǎn)： 溫度敏感性大； 大氣穩(wěn)定性差； 塑性差； 與礦質(zhì)骨料表面黏附性好； 有毒、有臭味，防腐能力強(qiáng)。四、乳化瀝青 1.乳化瀝青：是將粘稠瀝青熱融，經(jīng)機(jī)械力的作用，以細(xì)小的微滴狀態(tài)分散于含有乳化劑的水溶液中(必要時(shí)還加入一定的穩(wěn)定劑)

6、，形成水包油狀的瀝青乳液。 2.使用乳化瀝青時(shí)，不需加熱就可以在常溫狀態(tài)下進(jìn)行施工，所以施工較為方便。乳化瀝青廣泛應(yīng)用于道路工程、水利工程、建筑屋面防水工程及鐵道工程等中。 五、改性瀝青改性瀝青的種類 o類改性瀝青 o脂改性瀝青 o塑性橡膠類改性瀝青 o物填充料改性瀝青以改性瀝青為基材可生產(chǎn)以下防水卷材 oSBS改性瀝青防水卷材（寒冷地區(qū)使用） oPP改性瀝青防水卷材（炎熱地區(qū)使用） oPVC改性焦油瀝青防水材料 o再生膠改性瀝青防水卷材7.2 瀝青混合料瀝青混合料1.瀝青混合料由礦質(zhì)混合料（簡(jiǎn)稱礦料）與瀝青結(jié)合料拌和而成的混合料的總稱。其中礦料起骨架作用，瀝青與填料起膠結(jié)和填充作用。2.瀝青

7、混合料主要用于道路路面、水工防滲、建筑防水等工程中。一、瀝青混合料的分類按礦料級(jí)配類型劃分連續(xù)級(jí)配瀝青混合料、間斷級(jí)配瀝青混合料。按混合料密實(shí)度來(lái)劃分密級(jí)配瀝青混合料 、開(kāi)級(jí)配瀝青混合料 、半開(kāi)級(jí)配瀝青混合料。按骨料公稱最大粒徑(DM)來(lái)劃分特粗式瀝青混合料 、粗粒式瀝青混合料 、中粒式瀝青混合料 、細(xì)粒式瀝青混合料 、砂粒式瀝青混合料 。按混合料施工溫度來(lái)劃分熱拌熱鋪瀝青混合料 、冷拌瀝青混合料 。二、 水工瀝青混凝土 1.瀝青混凝土是指瀝青與礦料經(jīng)拌合冷卻凝固的混合物。 2.瀝青混凝土具有良好的抗?jié)B性，良好的柔性及自愈閉合等功能，非常適宜作為需要承受不均勻變形的水工防滲體(防滲心墻、防滲面

8、板等)。水工瀝青混凝土是指用于水利水電工程的瀝青混凝土的統(tǒng)稱。1.水工瀝青 1.配制水工瀝青混凝土所用的瀝青應(yīng)選擇專用水工瀝青(即適合于水電水利工程防滲安全要求的石油瀝青)。 2.一般應(yīng)根據(jù)氣候條件、建筑物的類型、瀝青混凝土的種類、施工方法等，來(lái)選擇適宜標(biāo)號(hào)的水工瀝青。 3.同一工程宜采用同一廠家、同一標(biāo)號(hào)的瀝青；不同廠家、不同標(biāo)號(hào)的瀝青，不得混雜使用。 2.粗骨料 1.粗骨料指粒徑大于2.5mm的礦料。 2.粗骨料以質(zhì)地堅(jiān)固，表面粗糙，粒形近于方圓形為好。且應(yīng)控制針、片狀顆粒含量。 3.瀝青混凝土粗骨料的DM：用于防滲層的，不得超過(guò)壓實(shí)后的瀝青混凝土鋪筑層厚度的1/3且不得大于25mm；用于

9、非防滲層的，不得超過(guò)層厚的1/2且不大于35mm。3.細(xì)骨料 1.細(xì)骨料指粒徑為0.075mm2.5mm的礦料。 2.細(xì)骨料應(yīng)質(zhì)地堅(jiān)硬、清潔、級(jí)配良好。粒徑組成應(yīng)符合設(shè)計(jì)、試驗(yàn)提出的級(jí)配曲線要求。4.填料 1.填料是粒徑小于0.075mm的礦料。 2.填料在瀝青混凝土中既起填充作用，又起增加黏結(jié)力的作用。 5.改性劑 改性劑是為改善瀝青砼某些技術(shù)性能(如黏度、抗裂性等)而摻入瀝青混合料中的外加劑的統(tǒng)稱。 水工瀝青混凝土的性能1.滲透性能 防滲層：工程施工中，只要保證瀝青混凝土的孔隙率不大于3%，瀝青混凝土基本上是不透水的(k10-7cm/s)。 透水層：k10-3cm/s，以保證防滲層的滲透水

10、流能及時(shí)排除。2.柔性 1.柔性指瀝青混凝土在自重或外力作用下，能適應(yīng)變形而不產(chǎn)生裂縫的性能。 2.瀝青混凝土的柔性主要取決于瀝青的性質(zhì)、用量及礦料的級(jí)配等。 3.溫度敏感性要求瀝青混凝土具有較強(qiáng)的低溫變形性(避免低溫開(kāi)裂)和高溫穩(wěn)定性(避免高溫變形流淌)。4.耐久性 1.耐久性是指瀝青混凝土在長(zhǎng)期使用過(guò)程中能抵抗環(huán)境因素作用的性能。 2.瀝青混凝土的耐久性包括水穩(wěn)定性、抗老化性、抗疲勞性等方面。5.施工和易性 1.瀝青混凝土施工和易性是指瀝青混合料在拌合、運(yùn)輸、攤鋪和碾壓等各個(gè)施工環(huán)節(jié)中，與施工條件相適應(yīng)、既保證質(zhì)量又便于施工的一種工作性能。 2.影響瀝青混凝土和易性的主要因素是礦料的級(jí)配，瀝青用量和填料質(zhì)量。 二、水工瀝青混凝土3 瀝青砂漿 1.瀝青砂漿是由瀝青材料、礦物填料和砂混合而成的瀝青混合料。 2.熱用瀝青砂漿：是先將瀝青材料和礦物粉配制成瀝青膠結(jié)物，然后將140160的砂子加入拌勻而成，使用時(shí)的溫度為160180，以便澆筑密實(shí)。 3.冷用瀝青砂漿：是采用液體瀝青或乳化瀝青配制，礦料無(wú)需加熱干燥，具有施工安全、方便的優(yōu)點(diǎn)。 4 瀝青膠 1.瀝青膠是在瀝青中摻入適量的礦質(zhì)粉料或再摻入部分纖維狀填料配制的膠體