沥青与防水材料.pptx
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1、(二)石油沥青的组分(二)石油沥青的组分 石油沥青是由多种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。因为沥青的化学组成复杂,对组成进行分析很困难,且其化学组成也不能反映出沥青性质的差异,所以一般不作沥青的化学分析。通常将沥青划分为若干组份。(1)油分4060%(2)(2)树脂 15153030 (3)(3)沥青质 1030%(4)沥青碳 23%(5)石蜡第1页/共52页(三).石油沥青的技术性质 1粘滞性 石油沥青的粘滞性又称粘性或稠度,它是反映沥青材料内部阻碍其相对流动的一种特性。是沥青材料软硬、稀稠程度的反映。各种石油沥青的粘滞性变化范围很大,粘滞性的大小与其
2、组分及温度有关。当地沥青质含量较高,同时又有适量树脂,而油分含量较少时,则粘滞性较大;在一定温度范围内,当温度升高时,则粘滞性随之降低,反之则增大。粘滞性用针入度表示。针入度越小,粘滞性越大。针入度的测定方法:在规定温度(25)条件下,以规定重量(100g)的标准针,在规定时间(5s)内贯入试样中的深度表示,单位以1/10mm计。第2页/共52页对于较稀的沥青,则用粘滞度表示:在某温度下经一定直径的小孔流出50cm3所需的时间,以秒表示。常用符号“CdtT”表示粘滞度。其中:d为小孔直径(mm),t为试样温度,T为流出50cm3沥青所需的时间(秒),d有10、5、3(mm)三种,t通常为25或
3、60。第3页/共52页2 2塑性 石油沥青的塑性用延伸度表示。测定时把沥青制成“8”字形标准试件,置于延伸度仪内25水中,以5cmmin的速度拉伸,用拉断时的伸长度来表示,单位用cm计。第4页/共52页 沥青塑性实验第5页/共52页3 3温度敏感性(温度稳定性性)沥青的温度敏感性用软化点表示。采用“环与球”法测定。它是把沥青试样装入规定尺寸(直径15.88mm,高6mm)的铜环内,试样上放置一标准钢球(直径9.5mm,重3.5g),浸入水或甘油中,用规定的速度升温(5min)加热,当沥青软化下垂至规定距离(25.4mm)时的温度称软化点,以摄氏度()计。第6页/共52页沥青软化点实验第7页/共
4、52页4 4大气稳定性(抗老化)大气稳定性是指石油沥青在热、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。在大气因素的综合作用下,沥青中各组丛会发生不断递变,低分子化合物将逐步转变成高分子物质,即油分和树脂逐渐减少,而地沥青质逐渐增多。因此,石油沥青随着时间的进展,流动性和塑性将逐渐减小,硬脆性逐渐增大,直至脆裂。这个过程称为石油沥青的“老化”。所以大气稳定性也称抗老化。第8页/共52页 5.沥青防水性憎水、致密、粘结力好、塑性好、价廉、抗老化6.耐腐蚀10HNO320HCI50H2SO425NaOH可溶于四氯化碳CCI4第9页/共52页(四).石油沥青的技术
5、标准及选用 1石油沥青的分类与技术标准 根据我国现行石油沥青标准,在工程建设中常用的石油沥青分道路石油沥青,建筑石油沥青,防水防潮石油沥青和普通石油沥青等四种,各品种按技术性质划分牌号。道路石油沥青、建筑石油沥青和普通石油沥青都是按针入度指标来划分牌号的。在同一品种石油沥青材料中,牌号愈小,沥青愈硬;牌号愈大,沥青愈软。牌号增加,沥青的粘性减小(针入度增加),塑性增加(延度增大),而温度敏感性增大(软化点降低)。第10页/共52页2 2石油沥青的选用(1)(1)屋面:重点是软化点当地屋面最高气温20 20 C C例:泉州夏季气象温度36 36 C C,屋面 50 50 C;C;选择软化点:50
6、:50202070 70 C C(2)(2)地下防水工程:重点是塑性、抗裂,一般选择3030、6060,加玻纤布(3 3)道路交通:二级公路以下和一般道路石油沥青路面或车间地面,一般选用中轻交通量石油沥青。拌制成沥青混凝土 、沥青拌合料或沥青砂浆等使用。第11页/共52页对于高速公路、一级公路和主干道则选用重交通量石油沥青例:泉州城市主干道安吉路,采样用AH-110普通石油沥青含蜡较多,其一般含量大于5,有的高达20以上(称多蜡石油沥青),因而温度敏感性大,故在工程中不宜单独使用,只能与其它种类石油沥青掺配使用。第12页/共52页3.3.石油沥青的掺配两种沥青掺配的比例可用下式估算:v较软沥青
7、较硬沥青100100Q Q1 1 式中:T T0 0 要求沥青软化点;T1 T1 较软沥青软化点;T2 T2 较硬沥青软化点;Q1 Q1 较软沥青用量;Q2 Q2 较硬沥青用量;第13页/共52页 二 煤沥青 煤沥青是生产焦炭和煤气的副产物。烟煤在于馏过程中的挥发物质,经冷凝而成黑色粘性液体称为煤焦油,再经分馏加工提取轻油、中油、重油及葸油之后所得残渣即为煤沥青。根据蒸馏程度不同,煤沥青分为低温沥青、中温沥青和高温沥青三种。土木工程中所采用的煤沥青多为粘稠或半固体的低温沥青。第14页/共52页煤沥青的特点:1 1 温度敏感性较大 其组分中所含可溶性树脂多,由固态或粘稠态转变为粘流态(或液态)的
8、温度间隔较窄,夏天易软化流捎,冬天易脆裂。2 2 大气稳定性较差 所含挥发性成分和化学稳定性差的成分较多,在热、阳光、氧气等长期综合作用下,煤沥青的组成变化较大易硬脆。3 3 塑性较差 所含游离碳较多,容易因变形而开裂。4 4 粘附力较强 因为含表面活性物质较多。5 5 防腐性好 含酚、蒽(enen),毒性较大、臭气大。第15页/共52页三、改性石油沥青 改性沥青是掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂(改性剂),或采取对沥青轻度氧化加工等措施,使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青混合料。第16页/共52页&矿物填料改性沥青 v在沥青中加入一定数量的矿物填充料,可
9、以提高沥青的粘性和耐热性,减小沥青的温度敏感性,主要适用于生产沥青胶。v矿物填料有粉状和纤维状两种,常用的填料有滑石粉、石灰石粉、硅藻土、石棉绒、云母粉、磨细砂、粉煤灰、水泥、商岭土、白垩粉等。第17页/共52页 掺入沥青中的矿物填料能被沥青包裹而形成稳定的混合物的前提是:沥青能润湿矿物填料;沥青与矿物填料之间具有较强的吸附力,不为水所剥离 。第18页/共52页&橡胶改性沥青 橡胶是石油沥青的重要改性材料,它与石油沥青有很好的混溶性,能使沥青兼具橡胶的很多优点,如高温变形性小,低温柔性好,克服了沥青热淌冷脆的缺点,提高了其强度、延伸率和耐老化性等。&氯丁橡胶改性沥 石油沥青中掺人氯丁橡胶后,可
10、使其气密性、低温柔性、耐化学腐蚀性、耐光、耐臭氧性、耐候性和耐燃性等得到大大改。氯丁橡胶掺入的方法有溶剂法和水乳法。第19页/共52页&丁基橡胶改性沥 丁基橡胶沥青的配制方法与氯丁橡胶沥青类似,且稍简单些。将丁基橡胶碾切成小片,在搅拌时把小片加热到100100C C的溶剂中(不得超过110110t)t),制成浓溶液。同时将沥青加热脱水熔化成液体状沥青。通常在100100左右把两种液体按比例混合搅拌均匀并进行浓缩15-2015-20minmin。丁基橡胶在混合物中的含量一般为2 24 4。也可以将丁基橡胶和石油沥青分别制备成乳液,然后再按比例把两种乳液混合即成。丁基橡胶沥青具有优异的耐分解性,并
11、有较好的低温抗裂性能,多用于道路路面工程和制作密封材料及涂料。第20页/共52页&热塑性丁苯橡胶(SBS)SBS)改性沥青 SBSSBS(苯乙烯、丁二烯)热塑性橡胶兼有橡胶和塑料的特性,常温下具有橡胶的弹性,在高温下又能像塑料那样熔融流动,成为可塑的材料。所以采用SBSSBS橡胶改性沥青其耐高、低沮性能均有较明显提高,制成的巷材弹性和耐疲劳性也大大提高,是目前应用矗成功和用量最大的一种改性沥青。SBSSBS的掺入量一般为5%-105%-10,此类改性沥青主要用于制作防水卷材,也可用于制作防水涂料等。第21页/共52页&再生橡胶改性沥青 再生橡胶掺人石油沥青中,同样可大大提高石油沥青的气密性、低
12、温柔性、耐火性、耐热性、粘结性和不透气性。在生产卷材、密封材料和防水涂料等产品时均需应用。第22页/共52页&橡胶和树脂共混改性沥青v 同时用橡胶和树脂来改善石油沥青的性质,可使沥青兼具橡胶和树脂的特性。由于树脂比橡胶便宜,橡胶和树脂又有较好的混溶性,故能取得较满意的综合效果。v 在加热熔融状态下,沥青与高分子聚合物之间会发生相互侵入和扩散,沥青分子填充在聚合物大分子的间隙内,同时聚合物分子的某些链节扩散进入沥青分子中,从而形成凝聚网状混合结构,由此而获得较优良的性能。这种改性沥青可用于生产卷材、片材、密封材料和防水涂料等。第23页/共52页沥青混合料是沥青混凝土混合料和沥青碎石混合料的总称。
13、沥青混凝土棍合料是由适当比例的粗骨料、细骨料及填料与沥青在严格控制条件下拌和,压实后剩余空隙宰小于1010的混合料,简称沥青混凝土;沥青碎石琨合料是由适当比例的粗骨料细骨料及少量填料(或不加填料)与沥青拌和、压实后剩余空隙率在1010以上的混合料,简称沥青碎石。沥青混合料主要用于道路工程铺筑路面。四、沥青混合料 第24页/共52页第25页/共52页五、防水涂料v 防水涂料是一种流态或半流态物质,涂布在基层表面,固化成膜后形成有一定厚度和弹性的连续薄膜使基层表面与水隔绝起到防水、防潮作用。防水涂料特别适合于各种结构复杂的屋面、面积相对狭小的厕浴间;地下工程等的防水施工,以及屋面渗漏维修。所形成的
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