第八章瀝青材料

1、土木工程材料土木工程材料第第8 8章章 瀝青及防水材料瀝青及防水材料目的要求目的要求掌握石油瀝青的技術性質、技術標準與選用掌握石油瀝青的技術性質、技術標準與選用了解防水卷材、防水涂料的種類、特性、常用了解防水卷材、防水涂料的種類、特性、常用品種品種 概述概述n特點特點：瀝青是有機膠結材料，在常溫下呈固體、半固體或粘稠：瀝青是有機膠結材料，在常溫下呈固體、半固體或粘稠液體，顏色為黑色或黑褐色，有良好的防水性、不導電、耐酸、液體，顏色為黑色或黑褐色，有良好的防水性、不導電、耐酸、耐堿、耐腐蝕。耐堿、耐腐蝕。n應用應用：主要作為防水、防潮、防腐蝕材料用于屋面或地下防水：主要作為防水、防潮、防腐蝕材料

2、用于屋面或地下防水工程、防腐蝕工程以及鋪筑道路。工程、防腐蝕工程以及鋪筑道路。n分類分類：根據(jù)產(chǎn)源：根據(jù)產(chǎn)源 天然瀝青天然瀝青 地瀝青地瀝青 石油瀝青石油瀝青 瀝青瀝青 煤瀝青煤瀝青 焦油瀝青焦油瀝青 木瀝青木瀝青 頁巖瀝青頁巖瀝青8.1 8.1 石油瀝青石油瀝青一、石油瀝青的組分與結構一、石油瀝青的組分與結構 一般將石油瀝青劃分為油分、樹脂和地瀝青質三個組分，瀝青的許多性質都一般將石油瀝青劃分為油分、樹脂和地瀝青質三個組分，瀝青的許多性質都是由三大組分的相對含量決定的，三組分的主要特征和作用見下表是由三大組分的相對含量決定的，三組分的主要特征和作用見下表 組分組分 性質與狀態(tài)性質與狀態(tài) 含量

3、含量 作用作用 油分油分淺色液體，可溶于大部分溶淺色液體，可溶于大部分溶劑，密度約劑，密度約0.910.93 40%60% 使瀝青具有流動性使瀝青具有流動性 樹脂樹脂深色粘稠半固體，溫度敏感深色粘稠半固體，溫度敏感性強，密度性強，密度1.0 以上以上 15%30% 使瀝青具有粘性和塑性，使瀝青具有粘性和塑性，還可增加粘附性還可增加粘附性地瀝青質地瀝青質 深色固體顆粒，加熱不熔，深色固體顆粒，加熱不熔，不溶于溶劑不溶于溶劑 10%30% 增加瀝青粘性、穩(wěn)定性增加瀝青粘性、穩(wěn)定性石油瀝青的結構石油瀝青的結構 以地瀝青質為核心，周圍吸附部分樹脂后形成膠團，無數(shù)膠團分散以地瀝青質為核心，周圍吸附部分樹

4、脂后形成膠團，無數(shù)膠團分散在油分中而形成的膠體結構。在油分中而形成的膠體結構。 瀝青三組分結構示意圖瀝青三組分結構示意圖（a）溶膠型結構；（）溶膠型結構；（b）溶凝膠型結構；（）溶凝膠型結構；（c）凝膠型結構）凝膠型結構 二、石油瀝青的技術性質二、石油瀝青的技術性質 n粘滯性粘滯性 指瀝青材料在外力作用下瀝青粒子產(chǎn)生相互位移時指瀝青材料在外力作用下瀝青粒子產(chǎn)生相互位移時抵抗變形的性能，是我國現(xiàn)行標準劃分瀝青牌號的主抵抗變形的性能，是我國現(xiàn)行標準劃分瀝青牌號的主要性能指標。要性能指標。 測定方法：針入度法測定方法：針入度法 表示：針入度表示：針入度 針入度值愈小，針入度值愈小， 表明瀝青的粘性愈

5、大，瀝青愈硬。表明瀝青的粘性愈大，瀝青愈硬。 n塑性塑性 指瀝青在受外力作用時產(chǎn)生變形而不破壞，除去外指瀝青在受外力作用時產(chǎn)生變形而不破壞，除去外力后，仍保持變形后形狀的性質。力后，仍保持變形后形狀的性質。 測定方法：延度儀測定方法：延度儀將瀝青制成將瀝青制成8字形試件，在規(guī)定的字形試件，在規(guī)定的 條件下拉伸，其斷裂時的延伸長度（條件下拉伸，其斷裂時的延伸長度（cm） 表示：延度表示：延度 延度值愈大，瀝青的塑性愈好。延度值愈大，瀝青的塑性愈好。 (a)延度儀延度儀 (b) 模具模具 延度儀及試樣模具示意圖延度儀及試樣模具示意圖 n溫度穩(wěn)定性溫度穩(wěn)定性 指瀝青的粘性和塑性隨溫度的升降而變化的能

6、力。指瀝青的粘性和塑性隨溫度的升降而變化的能力。測定方法：環(huán)與球法測定方法：環(huán)與球法表示：軟化點（指瀝青受熱時由固態(tài)轉變?yōu)榫哂幸欢鞅硎荆很浕c（指瀝青受熱時由固態(tài)轉變?yōu)榫哂幸欢?動性狀態(tài)時的溫度）動性狀態(tài)時的溫度） 軟化點愈高，溫度穩(wěn)定性愈好，軟化點愈高，溫度穩(wěn)定性愈好， 針入度和延度也愈小。針入度和延度也愈小。 軟軟化化點點試試驗驗n耐久性（大氣穩(wěn)定性）耐久性（大氣穩(wěn)定性） 指石油瀝青在熱、陽光、空氣和水分等因素的長期指石油瀝青在熱、陽光、空氣和水分等因素的長期綜合作用下抵抗老化的性能。綜合作用下抵抗老化的性能。測定方法：測定方法： 蒸發(fā)損失試驗蒸發(fā)損失試驗表示：蒸發(fā)損失和蒸發(fā)后針入度比

7、（蒸發(fā)后針入度與原表示：蒸發(fā)損失和蒸發(fā)后針入度比（蒸發(fā)后針入度與原先針入度比）先針入度比） 前者小而后者大則表示瀝青的大氣穩(wěn)定性好，即老前者小而后者大則表示瀝青的大氣穩(wěn)定性好，即老化慢。化慢。 三、石油瀝青的技術標準與選用三、石油瀝青的技術標準與選用 n石油瀝青的技術標準石油瀝青的技術標準 道路石油瀝青和建筑石油瀝青都是按針入度指標劃分牌號。道路石油瀝青和建筑石油瀝青都是按針入度指標劃分牌號。同一品種石油瀝青材料中，牌號越小，瀝青越硬；牌號越大，瀝同一品種石油瀝青材料中，牌號越小，瀝青越硬；牌號越大，瀝青越軟。同時隨著牌號增大，瀝青的粘度減?。ㄡ樔攵仍龃螅?，青越軟。同時隨著牌號增大，瀝青的粘度

8、減小（針入度增大），塑性增大（延度增大），溫度敏感性增大（軟化點降低）。塑性增大（延度增大），溫度敏感性增大（軟化點降低）。n建筑石油瀝青建筑石油瀝青 3 3個標號個標號4040、3030、1010n道路石油瀝青道路石油瀝青 7 7個標號個標號160160、130130、110110、9090、7070、5050、3030 按照性能分為按照性能分為A、B和和C建筑石油瀝青建筑石油瀝青n 應用：應用： 多用來制作防水卷材、防水涂料、瀝青膠和瀝青嵌縫膏，用多用來制作防水卷材、防水涂料、瀝青膠和瀝青嵌縫膏，用于建筑屋面和地下防水、溝槽防水防腐，以及管道防腐等工程。于建筑屋面和地下防水、溝槽防水防腐，

9、以及管道防腐等工程。n 標號選用：標號選用： 一般屋面用的瀝青，軟化點應比當?shù)匚菝婵赡苓_到的最高溫一般屋面用的瀝青，軟化點應比當?shù)匚菝婵赡苓_到的最高溫度高度高20C以上，亦即比當?shù)刈罡邭鉁馗叱鲆陨?，亦即比當?shù)刈罡邭鉁馗叱?0C 左右。一般地左右。一般地區(qū)可選用區(qū)可選用30號的石油瀝青，夏季炎熱地區(qū)宜選用號的石油瀝青，夏季炎熱地區(qū)宜選用10號石油瀝青。號石油瀝青。但嚴寒地區(qū)一般不宜使用但嚴寒地區(qū)一般不宜使用10號石油瀝青，以防冬季出現(xiàn)脆裂現(xiàn)號石油瀝青，以防冬季出現(xiàn)脆裂現(xiàn)象。象。 道路石油瀝青道路石油瀝青n標號選用：標號選用： 氣候條件氣候條件 炎熱炎熱 稠度較高瀝青稠度較高瀝青 交通性質交通性質

10、 繁重的交通繁重的交通 瀝青混合料的類型瀝青混合料的類型 細粒式或砂粒式的混合料細粒式或砂粒式的混合料n等級選用：等級選用：瀝青等級瀝青等級適用范圍適用范圍A級瀝青級瀝青各個等級的公路，適用于任何場合和層次各個等級的公路，適用于任何場合和層次B級瀝青級瀝青（1）高速公路、一級公路瀝青下面層及以下的層次，二級及）高速公路、一級公路瀝青下面層及以下的層次，二級及二級以下公路的各個層次二級以下公路的各個層次（2）用作改性瀝青、乳化瀝青、改性乳化瀝青、稀釋瀝青的）用作改性瀝青、乳化瀝青、改性乳化瀝青、稀釋瀝青的基質瀝青基質瀝青C級瀝青級瀝青三級及三級以下的公路各個層次三級及三級以下的公路各個層次8.2

11、 防水卷材防水卷材 防水卷材要滿足建筑防水工程的要求，必須具備以下防水卷材要滿足建筑防水工程的要求，必須具備以下性能性能：良好的耐水性和高溫穩(wěn)定性；良好的耐水性和高溫穩(wěn)定性；能在一定荷載、應力或在一定變形條件下不斷裂，即能在一定荷載、應力或在一定變形條件下不斷裂，即具有良好的機械強度、延伸性和抗斷裂性能；具有良好的機械強度、延伸性和抗斷裂性能；在低溫下保持良好的柔韌性；在低溫下保持良好的柔韌性；優(yōu)良的抗大氣穩(wěn)定性。優(yōu)良的抗大氣穩(wěn)定性。 種類種類：根據(jù)其主要防水組成材料可分為：根據(jù)其主要防水組成材料可分為瀝青防水卷材瀝青防水卷材高聚物改性瀝青防水卷材高聚物改性瀝青防水卷材合成高分子防水卷材合成高

12、分子防水卷材 一、瀝青防水卷材一、瀝青防水卷材n瀝青防水卷材是用原紙、纖瀝青防水卷材是用原紙、纖維織物或纖維氈等胎體浸涂維織物或纖維氈等胎體浸涂瀝青，表面撒布粉狀、粒狀瀝青，表面撒布粉狀、粒狀或片狀材料制成可卷曲的片或片狀材料制成可卷曲的片狀防水材料。狀防水材料。n瀝青防水卷材僅適用于屋面瀝青防水卷材僅適用于屋面防水等級為防水等級為級（一般的工級（一般的工業(yè)與民用建筑，防水耐用年業(yè)與民用建筑，防水耐用年限為限為10年）和年）和級（非永久級（非永久性的建筑，防水耐用年限為性的建筑，防水耐用年限為5年）的屋面防水工程。年）的屋面防水工程。 卷材名稱卷材名稱 特特 點點 適用范圍適用范圍石油瀝青紙?zhí)?/p>

13、石油瀝青紙?zhí)ビ蜌钟蜌?傳統(tǒng)的防水材料傳統(tǒng)的防水材料,其其低溫柔性差，防水低溫柔性差，防水層耐用年限較短層耐用年限較短,但但價格較低價格較低 三氈四油、三氈四油、二氈三油疊二氈三油疊層鋪設的屋層鋪設的屋面工程面工程玻璃布瀝青油玻璃布瀝青油氈氈 抗拉強度高抗拉強度高,胎體不胎體不易腐爛易腐爛,材料柔韌性材料柔韌性好好,耐久性比紙?zhí)ビ湍途眯员燃執(zhí)ビ蜌痔岣邭痔岣?倍以上倍以上 多用作紙?zhí)ザ嘤米骷執(zhí)ビ蜌值脑鰪娪蜌值脑鰪姼郊訉雍屯桓郊訉雍屯怀霾课坏姆莱霾课坏姆浪畬铀畬硬＠w氈瀝青油玻纖氈瀝青油氈氈 有良好的耐水性、有良好的耐水性、耐腐蝕性和耐久性，耐腐蝕性和耐久性，柔韌性也優(yōu)于紙?zhí)ト犴g性也優(yōu)于紙?zhí)r青油氈瀝

14、青油氈 常用于屋面常用于屋面或地下防水或地下防水工程工程黃麻胎瀝青油黃麻胎瀝青油氈氈 抗拉強度高，耐水抗拉強度高，耐水性好，但胎體材料性好，但胎體材料易腐爛易腐爛 常用作屋面常用作屋面增強附加層增強附加層二、高聚物改性瀝青防水卷材二、高聚物改性瀝青防水卷材 瀝青改性劑：瀝青改性劑：主要有主要有SBS、APP、再生膠或廢膠粉等、再生膠或廢膠粉等nSBS改性石油瀝青性能最佳（延度改性石油瀝青性能最佳（延度2000，冷脆點，冷脆點-38-46 C，耐熱度，耐熱度90 100 C）nAPP改性石油瀝青性能也很好（延度改性石油瀝青性能也很好（延度200400，冷脆點冷脆點-25 C，耐熱度，耐熱度110

15、130 C）n再生膠和廢膠粉改性石油瀝青性能一般（延度再生膠和廢膠粉改性石油瀝青性能一般（延度100200，冷脆點，冷脆點-20 C，耐熱度，耐熱度85 C） 特點：特點： 克服了傳統(tǒng)瀝青防水卷材溫度穩(wěn)定性差、延伸率小的克服了傳統(tǒng)瀝青防水卷材溫度穩(wěn)定性差、延伸率小的不足，具有高溫不流淌、低溫不脆裂、拉伸強度高、延不足，具有高溫不流淌、低溫不脆裂、拉伸強度高、延伸率較大等優(yōu)異性能。伸率較大等優(yōu)異性能。 n高聚物改性瀝青防高聚物改性瀝青防水卷材適用于防水水卷材適用于防水等級為等級為級（特別級（特別重要的民用建筑和重要的民用建筑和對防水有特殊要求對防水有特殊要求的工業(yè)建筑，防水的工業(yè)建筑，防水耐用年

16、限為耐用年限為25年）、年）、級（重要的工業(yè)級（重要的工業(yè)與民用建筑、高層與民用建筑、高層建筑、防水耐用年建筑、防水耐用年限為限為15年）和年）和級級的屋面防水工程。的屋面防水工程。 卷材名稱卷材名稱 特特 點點 適用范圍適用范圍SBS改性瀝青改性瀝青防水卷材防水卷材 耐高、低溫性能有明顯提高，耐高、低溫性能有明顯提高，卷材的彈性和耐疲勞性明顯改卷材的彈性和耐疲勞性明顯改善善 單層鋪設的屋面防單層鋪設的屋面防水工程或復合使用，水工程或復合使用，適于寒冷地區(qū)和結適于寒冷地區(qū)和結構變形頻繁的建筑構變形頻繁的建筑APP改性瀝青改性瀝青防水卷材防水卷材 具有良好的強度、延伸性、具有良好的強度、延伸性、

17、耐熱性、耐紫外線照射及耐老耐熱性、耐紫外線照射及耐老化性能化性能 單層鋪設，適于紫單層鋪設，適于紫外線輻射強烈及炎外線輻射強烈及炎熱地區(qū)屋面使用熱地區(qū)屋面使用PVC改性焦油改性焦油瀝青防水瀝青防水卷材卷材 有良好的耐熱及耐低溫性能，有良好的耐熱及耐低溫性能，最低開卷溫度最低開卷溫度-180C 有利于在冬季負溫有利于在冬季負溫度下施工度下施工再生膠改性瀝再生膠改性瀝青防水卷青防水卷材材 有一定的延伸性，且低溫柔有一定的延伸性，且低溫柔性較好，有一定的防腐蝕能力，性較好，有一定的防腐蝕能力，價格低廉屬低檔防水卷材價格低廉屬低檔防水卷材 變形較大或檔次較變形較大或檔次較低的防水工程低的防水工程廢橡膠

18、粉改性廢橡膠粉改性瀝青防水瀝青防水卷材卷材 比普通石油瀝青紙?zhí)ビ蜌值谋绕胀ㄊ蜑r青紙?zhí)ビ蜌值目估瓘姸?、低溫柔性均明顯改抗拉強度、低溫柔性均明顯改善善 疊層使用于一般屋疊層使用于一般屋面防水工程，宜在面防水工程，宜在寒冷地區(qū)使用寒冷地區(qū)使用三、合成高分子防水卷材三、合成高分子防水卷材 n合成高分子防水卷材是以合成橡膠、合成樹脂或兩者合成高分子防水卷材是以合成橡膠、合成樹脂或兩者的共混體為基礎，加入適量的助劑和填充料等，經(jīng)過的共混體為基礎，加入適量的助劑和填充料等，經(jīng)過特定工序所制成的防水卷材。特定工序所制成的防水卷材。n合成高分子防水卷材具有拉伸強度和抗撕裂強度高、合成高分子防水卷材具有拉伸強度

19、和抗撕裂強度高、斷裂伸長率、耐熱性和低溫柔性好、耐腐蝕、耐老化斷裂伸長率、耐熱性和低溫柔性好、耐腐蝕、耐老化等一系列優(yōu)異的性能，是新型高檔防水卷材。目前多等一系列優(yōu)異的性能，是新型高檔防水卷材。目前多用于高級賓館、大廈、游泳池、廠房等要求有良好防用于高級賓館、大廈、游泳池、廠房等要求有良好防水性的屋面、地下等防水工程。水性的屋面、地下等防水工程。n品種有橡膠系列（三元乙丙橡膠、丁基橡膠等）防水品種有橡膠系列（三元乙丙橡膠、丁基橡膠等）防水卷材、塑料系列（聚乙烯、聚氯乙烯等）和橡膠塑料卷材、塑料系列（聚乙烯、聚氯乙烯等）和橡膠塑料共混系列防水卷材三大類。共混系列防水卷材三大類。 n根據(jù)國家標準根

20、據(jù)國家標準屋面工程技屋面工程技術規(guī)范術規(guī)范的規(guī)的規(guī)定，合成高分定，合成高分子防水卷材適子防水卷材適用于防水等級用于防水等級為為級、級、級和級和級的屋面防水級的屋面防水工程。工程。 卷材名稱卷材名稱 特點特點 適用范圍適用范圍 三元乙丙三元乙丙橡膠防水橡膠防水卷材卷材 耐紫外、臭氧、濕和熱性能好；耐耐紫外、臭氧、濕和熱性能好；耐化學腐蝕；彈性和拉伸強度大，對粘化學腐蝕；彈性和拉伸強度大，對粘結基層變形開裂的適應能力極強。壽結基層變形開裂的適應能力極強。壽命長，但價格高命長，但價格高 防水要求高，耐防水要求高，耐用年限長的工業(yè)用年限長的工業(yè)與民用建筑與民用建筑 聚氯乙烯聚氯乙烯防水卷材防水卷材 具

21、有較高的抗拉和撕裂強度，伸長具有較高的抗拉和撕裂強度，伸長率較大，耐老化性能好，原材料豐富，率較大，耐老化性能好，原材料豐富，價格低，容易粘結價格低，容易粘結 單層鋪設或復合單層鋪設或復合使用于外露或有使用于外露或有保護層的防水工保護層的防水工程程 氯化聚乙氯化聚乙烯防水卷烯防水卷材材 具有良好的耐候、耐臭氧、耐熱老具有良好的耐候、耐臭氧、耐熱老化、耐油、耐化學腐蝕及抗撕裂性能化、耐油、耐化學腐蝕及抗撕裂性能 單層鋪設或復合單層鋪設或復合使用，適合于紫使用，適合于紫外線強的炎熱地外線強的炎熱地區(qū)區(qū) 三元丁橡三元丁橡膠防水卷膠防水卷材材 有較好的耐候、耐油性；抗拉強度有較好的耐候、耐油性；抗拉強

22、度和伸長率較高，耐低溫性能比三元乙和伸長率較高，耐低溫性能比三元乙丙橡膠防水卷材差丙橡膠防水卷材差 單層或復合使用單層或復合使用于要求較高的防于要求較高的防水工程水工程 氯化聚乙氯化聚乙烯烯橡膠橡膠共混防水共混防水卷材卷材 不但具有氯化聚乙烯特有的高強度不但具有氯化聚乙烯特有的高強度和良好的耐候、耐臭氧、耐熱老化性和良好的耐候、耐臭氧、耐熱老化性能，而且具有橡膠所特有的高彈性、能，而且具有橡膠所特有的高彈性、高延伸率以及良好的低溫柔性。高延伸率以及良好的低溫柔性。 單層或復合使用單層或復合使用于寒冷地區(qū)或變于寒冷地區(qū)或變形較大的防水工形較大的防水工程程8.3 8.3 防水涂料防水涂料 種類種類

23、：n按液態(tài)類型按液態(tài)類型分為分為溶劑型溶劑型、水乳型水乳型和和反應型反應型三種。三種。 溶劑型的粘結性好，但污染環(huán)境；溶劑型的粘結性好，但污染環(huán)境； 水乳型價格低，但粘結性差些；水乳型價格低，但粘結性差些； 反應型組分多，施工復雜，污染環(huán)境。反應型組分多，施工復雜，污染環(huán)境。n按成膜物質按成膜物質分為分為瀝青類瀝青類、高聚物改性瀝青類高聚物改性瀝青類和和合成高分子類合成高分子類 一、瀝青類防水涂料一、瀝青類防水涂料 指以瀝青為基料配制而成的水乳型或溶劑型防水涂料。指以瀝青為基料配制而成的水乳型或溶劑型防水涂料。 瀝青類防水卷材使用時常用瀝青膠粘貼，為了提高瀝青類防水卷材使用時常用瀝青膠粘貼，為

24、了提高與基層的粘結力，常在基層表面涂刷一層冷底子油。與基層的粘結力，常在基層表面涂刷一層冷底子油。n冷底子油冷底子油 冷底子油是用建筑石油瀝青加入汽油、煤油、輕柴冷底子油是用建筑石油瀝青加入汽油、煤油、輕柴油溶合而配制成的瀝青溶液。油溶合而配制成的瀝青溶液。 用途：滲入到混凝土、砂漿等材料的毛細孔隙中，待溶用途：滲入到混凝土、砂漿等材料的毛細孔隙中，待溶劑揮發(fā)后，便與基面牢固結合，使基面具有一定的憎劑揮發(fā)后，便與基面牢固結合，使基面具有一定的憎水性，為粘結同類防水材料創(chuàng)造了有利條件。因多在水性，為粘結同類防水材料創(chuàng)造了有利條件。因多在常溫下用于防水工程的底層，故名冷底子油。常溫下用于防水工程的底層，故名冷底子油。 n瀝青膠瀝青膠 由瀝青摻入適量粉狀或纖維狀填充料拌制而成的混由瀝青摻入適量粉狀或纖維狀填充料拌制而成的混合物。合物。 用途：主要用于粘貼防水卷材、嵌縫、補漏及作為瀝用途：主要用于粘貼防水卷材、嵌