《建筑材料》教案 第九章 沥青材料（宣威第一职业技术学校）.doc

第九章 沥青材料 本章提要：本章主要讲述石油沥青的组成、结构、技术性质、技术标准，同时对石油沥青的改性方法和常用的沥青基制品也做了介绍。通过学习，必须了解石油沥青的组成、结构与技术性质的关系，学会正确选用石油沥青，同时要了解石油沥青的常规实验方法，还应了解沥青胶、沥青防水卷材、沥青防水涂料和沥青嵌缝膏的应用。 优点：良好的粘性、塑性、耐腐蚀性和增水性。在建筑工程中主要用做防潮、防水、防腐蚀材料，用于屋面、地下防水工程以及其它防水工程和防腐工程，沥青还大量用于道路工程。 沥青是高分子碳氢化合物及其非金属（氧、氮、硫等）衍生物组成的极其复杂的混合物，在常温下呈现黑色或黑褐色的固体、半固体或液体状态。 沥青按产源不同分类如下： 第一节 石油沥青 一、石油沥青的组分与结构： 石油沥青：是由多种碳氢化合物及其非金属（氧、硫、氮）的衍生物组成的混合物。 1、石油沥青的组分： 一般将石油沥青划分为油分、树脂和地沥青质三个主要组分。 不同组分对石油沥青性能的影响不同。 油分：赋予沥青流动性； 树脂：使沥青具有良好的塑性和粘结性； 地沥青质：决定沥青的耐热性、粘性和脆性，其含量愈多，软化点愈大，愈硬脆。 2、石油沥青的结构： 在沥青中，油分与树脂互溶，树脂浸润地沥青质。 石油沥青的结构：是以地沥青质为核心，周围吸附部分树脂和油分，构成胶团，无数胶团分散在油分中而形成胶体结构。 （1）溶胶型结构：当沥青中地沥青质分子量较小，并且含量很少，同时树脂含量较高，构成胶团。这样使胶团能够完全胶溶而分散在油分的介质中。在此情况下，胶团相距较远，它们之间吸引力很小（甚至没有吸引力），胶团可以在分散介质粘度许可范围之内自由运动，这种胶体结构的沥青，称为溶胶型沥青。 这类沥青的特点是，当对其施加荷载时，几乎没有弹性效应，所以这类沥青也称为“牛顿流沥青”。通常，大部分直馏沥青都属于溶胶型沥青。这类沥青在性能上，具有较好的自愈性和低温时变形能力，但温度感应性较大。 （2）溶—凝胶型结构 ：沥青中地沥青质含量适当，较高含量的树脂。这样形成的胶团数量增多，胶体中胶团的浓度增加，胶团距离相对靠近，它们之间有一定的吸引力。这是一种介乎溶胶与凝胶之间的结构，称为溶—凝胶结构。 这类沥青的特点是，在变形的最初阶段，表现出一定程度的弹性效应，但变形增加至一定数值后，则又表现出一定程度的粘性流动，是一种具有粘—弹特性的伪塑性体。 这类沥青，有时还有触变性。修筑现代高等级沥青路面用的沥青，都应属于这类胶体结构类型。这类沥青的性能，在高温时具有较小的感温性，低温时又具有较好的形变能力。 （3）凝胶型结构：沥青中地沥青质含量很高，并有相当数量树脂来形成胶团。这样，沥青中胶团浓度很大程度的增加，它们之间相互的吸引力增加，使胶团靠得很近，形成空间网络结构。此时，液态油分在胶团的网络中成为“分散相”，连续的胶团成为“分散介质”。这种胶体结构的沥青，称为凝胶型沥青。 这类沥青的特点，是当施加荷载很小时，或在荷载时间很短时，具有明显的弹性变形。有时还具有明显的触变性。这类沥青在性能上，虽具有较小的温度感应性，但低温变形能力较差。 二、石油沥青的技术性质： 1、粘滞性（粘性）： 石油沥青的粘滞性是反映沥青材料内部阻碍其相对流动的一种特性。也可以说，它反映了沥青软硬、稀稠的程度。是划分沥青牌号的主要依据。 工程上，液体石油沥青的粘滞性用粘滞度指标表示，半固体或固体的石油沥青则用针入度指标表示。 粘滞度是在规定的温度t，规定直径d的孔径流出50cm3沥青所需时间秒数T。常用符号“”表示。 　　粘滞度测定示意图见下图。 针入度是在规定温度25℃条件下，以规定质量100g标准试针，在规定时间5s内贯入试样中的深度（1/10mm为1度）表示。 针入度测定示意图见上图。 2、塑性： 塑性：是指石油沥青在外力作用时产生变形而不破坏，除去外力后仍保持变形后的形状不变的性质。 石油沥青的塑性用延度指标表示。延度指标测定的示意图见上图。 延度值愈大，表示沥青塑性愈好。 ３、温度敏感性： 　　温度敏感性：是指石油沥青的粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能。 　　温度敏感性用软化点指标衡量。软化点是指沥青由固态转变为具有一定流动性膏体的温度，可采用环球法测定见上图。 4、大气稳定性： 大气稳定性：是指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等因素长期综合作用下抵抗老化的性能。 石油沥青的大气稳定性以沥青试样在加热蒸发前后的“蒸发损失百分率”和“蒸发后针入度比”来评定。 以上四种性质是石油沥青的主要性质，是鉴定建筑工程中常用石油沥青品质的依据。此外，为全面评定石油沥青质量和保证安全，还需了解石油沥青的溶解度、闪点等性质。 溶解度：指石油沥青在三氯乙烯、四氯化碳或笨中溶解的百分率。用以限制有害的不容物含量。 闪点：也称闪火点，是