石油沥青的技术性质课件.ppt

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1、石油沥青的技术性质,石油沥青的技术性质石油沥青的技术性质本章教学目标掌握：石油沥青的主要技术性质。 了解：防水卷材、防水涂料和密封材料 的性能及应用。,本章教学目标,掌握：石油沥青的主要技术性质。,了解：防水卷材、防水涂料和密封材料 的性能及应用。,第一节防水材料的基本材料,一、防水材料的基本材料,沥青和合成高分子,二 、沥青材料的定义、特点及分类1、定义 沥青是由高分子碳氢化合物及其非金属（C、N、S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、半固体或液体状态的有机胶凝材料。,2、特点,（1）憎水材料，几乎不溶于水，而且本身构造致密，具有良好防水性能。（2）能抵抗一般酸

2、、碱、盐类等侵蚀性液体的侵蚀，具有较好的抗腐蚀性。（3）与矿物材料表面具有很好的粘结力，能紧密粘附于其表面。（4）具有一定的塑性，能适应其基材的变形。,3、沥青的分类,（1）按产源分,地沥青,焦油沥青,天然沥青,石油沥青,煤沥青,木沥青,泥炭沥青,页岩沥青,（2）按用途分：,道路（石油）沥青,重交通道路石油沥青,普通石油沥青,建筑（石油）沥青,防水防潮石油沥青,中、低交通道路石油沥青,状态,颜色,褐色或黑褐色,常温下呈固态、半固态或粘性液态,由许多高分子碳氢化合物及其非金属衍生物组成的复杂混合物,用途,成分,石油沥青的主要技术性质,在工程中广泛用于防水、防潮、防腐、水工建筑及道路工程。,三、石

3、油沥青,1、组分（组丛） 将沥青中按化学成分和物理力学性质相近的成分划分为若干个组，这些组就称为“组丛”。,2、石油沥青的胶体结构 油分、树脂和地沥青质是石油沥青的三大组分;其中油分和树脂可以互相溶解，树脂能浸润地沥青质，并在地沥青质的超细颗粒表面形成树脂薄膜。 石油沥青的结构:以地沥青质为核心，周围吸附部分树脂和油分的互溶物而构成胶团，无数胶团分散在油分中而形成胶体结构。根据沥青中各组分的相对比例不同，胶体结构可分为:溶胶型、凝胶型和溶凝胶型三种类型。,（1）溶胶结构 地沥青质含量较少，胶团间完全没有引力或引力很小，在外力作用下随时间发展的变形特性与粘性液体一样。直馏沥青的结构多为溶胶结构。

4、 较好的自愈性和低温变形能力，粘性小，流动性大，温度稳定性较差。（2）凝胶结构 凝胶结构地沥青质含量很多，胶团间有引力形成立体网状，地沥青质分散在网格之间，在外力作用下弹性效应明显。氧化沥青多属于凝胶结构。 粘结性好，稳定稳定性较高，但塑性较差。（3）溶一凝胶结构 介于溶胶与凝胶之间，并有较多的树脂，胶团间有一定吸引力，在常温下受力变形的最初阶段呈现出明显的弹性效应，当变形增加到一定数值后，则变为有阻尼的粘性流动。 较好的温度稳定性和低温变形能力 大部分优质道路沥青均配成溶凝胶型结构，具有粘弹性和触变性，故亦称弹性溶胶。,粘滞性,塑性,温度敏感性,大气稳定性,（1）石油沥青的粘滞性,衡量指标,

5、定义,影响因素,石油沥青的粘滞性,定义,返回,粘滞性又称粘性，反映石油沥青在外力作用下， 抵抗变形的能力。,石油沥青的粘滞性,衡量指标,液态沥青：用粘滞度表示，指液态沥青在一定温度(25或60）下，经规定直径的孔洞（3.5mm或10mm）漏下50mL所需要的时间，用符号Ctd表示。,请观看粘滞度试验,固态或半固态沥青：用针入度表示，指在温度为25的条件下，以质量100g的标准针，经5s沉入沥青中的深度（每深入0.1mm为1）。,粘滞度Ctd ，粘滞性,请观看针入度试验,针入度 ，粘滞性,返回,返回,返回,石油沥青的粘滞性,影响因素,组分：地沥青质含量 ，粘滞性,温度：温度 ，粘滞性,返回,（2

6、）石油沥青的塑性,衡量指标,定义,影响因素,石油沥青的塑性,定义,塑性指石油沥青在外力作用下变形而不破坏， 除去外力后，仍能保持变形后的形状的性质。,返回,衡量指标,用延伸度表示，简称为延度。延伸度是将石油沥青标准试件在规定温度（25）和规定速度（5cm/s）的条件下在延度仪上进行拉伸，以试件拉断时的伸长值（cm）表示。,请观看延伸度试验,延伸度 ，塑性,返回,石油沥青的塑性,返回,影响因素,组分：树脂含量 ，塑性,温度：温度 ，塑性,返回,拉伸速度：拉伸速度 ，塑性,石油沥青的塑性,（3）石油沥青的温度敏感性,衡量指标,定义,影响因素,工程实际,定义,温度敏感性指石油沥青的粘滞性和塑性随温度

7、升降而变化的性能。,返回,温度敏感性小：,粘滞性和塑性随温度的变化大,粘滞性和塑性随温度的变化小,石油沥青的温度敏感性,温度敏感性大：,衡量指标,用软化点表示，指沥青受热由固态转变为具有一定流动性膏体时的温度（）。,请观看软化点试验,软化点 ，温度敏感性,返回,石油沥青的温度敏感性,返回,影响因素,组分：地沥青质含量 ，温度敏感性,石蜡含量：石蜡含量 ，温度敏感性,返回,石油沥青的温度敏感性,返回,工程实际,工程中应用的沥青软化点不能太低，否则夏季易产生变形，甚至流淌；但也不能太高，否则太硬，不易施工，冬季易发生脆裂现象。,石油沥青的温度敏感性,定义,大气稳定性指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿

8、等大气因素长期综合作用下，抵抗老化的性能。,测定方法,沥青的大气稳定性通过测定加热损失、加热前后针入度、软化点等性质的改变值来表示。,返回,沥青的老化指在大气因素的综合作用下，沥青中各组分会发生不断递变，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。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。,（3）石油沥青的大气稳定性,工程实例分析,初步判断是因沥青材料老化及低温所致： 从裂缝的形状来看，沥青老化低温引起的裂缝大多为横向，且裂缝几乎为等距离间距。这与该路面破损情况吻合。该路已修筑多年，沥青老化后变硬、变脆，延伸性下降，低温稳定性变

9、差，容易产生裂缝、松散。在冬天，气温下降，沥青混合料受基层的约束而不能收缩，产生了应力，应力超过沥青混合料的极限抗拉强度，路面便产生开裂。,每到冬天，某沥青路面总会出现一些裂缝，裂缝大多是横向的，且几乎为等距离间距的，在冬天裂缝尤其明显。,4、石油沥青的技术标准及应用 （）石油沥青的技术标准 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为:道路石油沥青、建筑石油沥青和普通石油沥青等，各品种按技术性质划分牌号。不同石油沥青的技术指标要求见下表9-1。 从表9-1可以看出，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；

10、牌号愈大，沥青愈软。同时随着牌号增加，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）。,（2）石油沥青的应用 在选用沥青材料时，应根据工程性质（房屋、道路、防腐）及当地气候条件、所处工程部位（屋面、地下）来选用不同品种和牌号的沥青。 道路石油沥青牌号较多，主要用于道路路面或车间地面等工程，一般拌制成沥青混凝土、沥青拌合料或沥青砂浆等使用。 建筑石油沥青粘性较大，耐热性较好，但塑性较小，主要用作制造油毡、油纸、防水涂料和沥青胶。它们绝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。对于屋面防水工程，应注意防止过分软化。,为避免夏季流淌，屋面用沥青材料

11、的软化点还应比当地气温下屋面可能达到的最高温度高20以上。但软化点也不宜选择过高，否则冬季低温易发生硬脆甚至开裂。对一些不易受温度影响的部位，可选用牌号较大的沥青。 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，故在工程中不直单独使用，只能与其他种类石油沥青掺配使用。,5、 石油沥青的掺配与稀释 当不能获得合适牌号的沥青时，可采用两种牌号的石油沥青掺配使用，但不能与煤沥青相掺。两种石油沥青的掺配比例可用下式估算： 式中 1较软石油沥青用量（）； 2较硬石油沥青用量（）； 掺配后的石油沥青软化点（）； 1较软石油沥青软化点（）； 2较硬石油沥青软化

12、点（）。 以估算的掺配比例和其邻近的比例（10）进行试配（混合熬制均匀），测定掺配后沥青的软化点，然后绘制“掺配比一软化点”关系曲线，即可从曲线上确定出所要求的掺配比例。,例 某建筑工程屋面防水，需用软化点为75的石油沥青，但 工地仅有软化点为95和25的两种石油沥青，问应如何掺配？ 解: 掺配时较软石油沥青（软化点为25）用量为： 较硬石油沥青（软化点为95）用量为： Q2=100%-Q1=71.4% 以估算的掺配比例和其邻近的比例（10）进行试配（混合熬制均匀），测定掺配后沥青的软化点，然后绘制“掺配比一软化点”关系曲线，即可从曲线上确定出所要求的掺配比例。,四、煤沥青 煤沥青是炼焦厂或煤

13、气厂的副产品。烟煤在干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，煤焦油经分馏加工提取轻油、中油、重油、蒽油以后，所得残渣即为煤沥青。 1、煤沥青的组分 煤沥青的主要组分为油分、软树脂、硬树脂、游离碳等，常含有少量酸、碱物质。 2、特性 （1）温度敏感性大 （2）大气稳定性较差 （3）塑性较差 （4）防腐性好 含酚、蒽等有毒物质，防腐蚀能力较强。 （5）与矿料表面的粘附力较好 煤沥青中的酸、碱物质都是表面活性物质，含表面活性物质较多。,3、煤沥青与石油沥青的鉴别方法 4、 煤沥青的应用 煤沥青具有很好的防腐能力、良好的粘结能力。因此可用于配制防腐涂料、胶粘剂、防水涂料，油膏以及制作油

14、毡等。,五、 改性石油沥青 1、 矿物填料改性沥青 在沥青中加入一定数量的矿物填充料，可以提高沥青的粘性和耐热性，减小沥青的温度敏感性，同时也减少了沥青的耗用量，主要适用于生产沥青胶。 （）常用矿物填料 矿物填料有粉状和纤维状两种，常用的有滑石粉、石灰石粉、硅藻土、石棉绒和云母粉等。 （）矿物填充料改性机理 由于沥青对矿物填充料的润湿和吸附作用，沥青可以单分子状态排列在矿物颗粒（或纤维）表面，形成结合力牢固的沥青薄膜，称之为“结构沥青”。结构沥青具有较高的粘性和耐热性等，但是矿物填充料的掺入量要适当，一般掺量为时，可以形成恰当的结构沥青膜层。,2、 树脂改性沥青 用树脂改性石油沥青，可以改善沥

15、青的耐寒性、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。 常用的树脂有：古马隆树脂，聚乙烯，聚丙烯，酚醛树脂及天然松香等。,3、 橡胶改性沥青 （）氯丁橡胶改性沥青 石油沥青中掺入氯丁橡胶后，可使其气密性、低温柔性、耐化学腐蚀性、耐光、耐臭氧性、耐燃性等得到大大改善。 氯丁橡胶掺入的方法有溶剂法和水乳法。 溶剂法是先将氯丁橡胶溶于一定的溶剂（如甲苯）中形成溶液，然后掺入液态沥青中并混合均匀即可。 水乳法是将橡胶和石油沥青分别制成乳液，然后混合均匀即可使用。,（2）丁基橡胶改性沥青 丁基橡胶沥青的配制方法与氯丁橡胶沥青类似。 （）热塑性丁苯橡胶（SBS）改性沥青 S

16、BS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。所以采用橡胶改性沥青，其耐高、低温性能均有较明显提高。 （）再生橡胶改性沥青 再生橡胶掺入石油沥青中，同样可大大提高石油沥青的气密性，低温柔性，耐光、热和臭氧性，以及耐候性，且价格低廉。,第二节防水卷材,一 、沥青防水卷材,纸胎石油沥青防水卷材（简称油毡）是用低软化点石油沥青浸渍原纸，然后再用高软化点石油沥青涂盖油纸两面，再涂或撒以粉状或片状隔离材料制成。,1、定义,2、分类,（1）标号 油毡分为200号、350号和500号三种标号；每一标号又分粉毡和片毡两种。 （2）胎基 浸渍卷材（有胎

17、卷材）： 凡用原纸或玻璃布、石棉布、棉麻织品等胎料浸渍石油沥青（或焦油沥青）制成的卷状材料。 碾压卷材（无胎卷材）：将石棉、橡胶粉等掺入沥青材料中，经碾压制成的卷状材料。 （3）沥青和胎基 石油沥青纸胎油纸、油毡 煤沥青纸胎油毡 其他纤维胎油毡,200号适用于简易防水防水、临时性建筑防水、建筑防潮及包装等；350号和500号粉毡适用于多层、叠层防水，片毡适用于单层防水。,3、应用,油毡,二、 高聚物改性沥青防水卷材,高聚物改性沥青防水卷材是以纤维织物或塑料薄膜为胎体，以合成高分子聚合物改性沥青为涂盖层，以粉状、粒状、片状或薄膜材料为防粘隔离层制成的防水卷材。,定义,高聚物改性沥青防水卷材克服了

18、沥青防水卷材温度稳定性差、延伸率小的缺点，具有高温不流淌、低温不脆裂、拉伸强度高、延伸率较大等优良性能。常见的改性沥青防水卷材有SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物）、APP(无规聚丙烯)等。,特性及品种,SBS改性沥青防水卷材,SBS改性沥青防水卷材,弹性体SBS改性沥青防水卷材,1、SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯）改性SBS改性剂 SBS即苯乙烯-丁二烯苯乙烯嵌段共聚物，为热塑性弹性体。是改性沥青的首选改性剂。它与沥青有较好的相容性，并形成非常微细的分散体系，具有较好的贮存稳定性，并兼有较好的高温性能和低温性能，在较宽的温度范围内具有较好的弹性，SBS应用最为广泛。 可使卷材兼有橡胶和塑料

19、的双重特性。在常温下，具有橡胶状弹性，在高温下又像塑料那样具有熔融流动特性，是塑料、沥青等脆性材料的增韧剂。经过SBS改性的沥青作防水卷材的浸渍涂盖层，可提高卷材的弹性和耐疲劳性，延长了卷材的使用寿命。将SBS改性沥青防水卷材加热到90，2h后，卷材表面仍不起泡，不流淌；当温度降低到-75时，卷材仍然具有一定的柔软性，-50以下仍然有防水功能，所以其优异的耐高、低温性能特别适合于在严寒地区使用，也可用于高温地区。拉伸强度高、伸长率大、自重轻、耐老化、施工方法简单、既可以用热熔施工，又可用冷粘结施工。SBS改性沥青 用SBS改性的沥青具有热不粘冷不脆、塑性好、抗老化性能高；强度高、高伸长性、优良

20、的耐高低温性能（30105）等特性。是目前应用最成功和用量最大的改性沥青,2、APP（无规聚苯烯）改性APP 改性剂： APP即无规聚丙烯，与沥青材料很容易混溶，对改性沥青软化点的提高作用非常显著，耐老化性能也很好。APP 改性沥青： APP具有优良的化学稳定性和耐水性能，有较好的粘附性，易于碳酸钙之类的添加剂混合，在防水卷材生产中，用作改性剂，与沥青混合可制造改性沥青防水卷材，可提高产品的化学稳定性、耐水性、耐冲击性、耐老化性。使之具有良好的弹塑性、低温柔韧性。特性： 温度适应范围为15130，特别是耐紫外线的能力比其他改性沥青卷材都强，非常适宜在有强烈阳光照射的炎热地区使用。 APP改性沥

21、青复合在具有良好物理性能的聚酯毡或玻纤毡上，使制成的卷材具有良好的拉伸强度和伸长率。 具有良好的憎水性和粘结性，既可冷粘施工，又可热熔施工，无污染，可在混凝土板、塑料板、木板、金属板等材料上施工。,三、 合成高分子防水卷材,合成高分子防水卷材是以合成橡胶、合成树脂或两者的共混体为基料，加入适量的化学助剂和填充料等，经特定工序制成的。,定义,合成高分子防水材料具有拉伸强度和抗撕裂强度高、断裂伸长率大、耐热性和低温柔性好、耐腐蚀、耐老化等一系列优异的性能，是新型高档防水材料。常见的有三元乙丙橡胶防水卷材、聚氯乙烯防水卷材、氯化聚乙烯防水卷材、氯化聚乙烯-橡胶共混防水卷材等。,特性及品种,氯化聚乙烯

22、橡胶共混防水卷材,氯化聚乙烯防水卷材,第三节防水涂料,防水涂料是指常温下呈黏稠状态，涂布在结构物表面，经溶剂或水分挥发，或各组分间的化学反应，形成具有一定弹性的连续、坚韧的薄膜，使基层表面与水隔绝，起到防水和防潮作用的物质。,一、定义,防水涂料按成膜物质的主要成分分为沥青类、高聚物改性沥青类和合成高分子三类； 按涂料的介质分为溶剂型、水乳型和反应型三类。 按涂层外观分为薄质防水涂料和厚质防水涂料。,二、分类,单组分聚胺脂防水涂料,(1)整体性防水好（2）温度适应性强（3）操作方便，施工速度快（4）易于维修,三、特点,1、沥青（1）水乳型沥青防水（2）溶剂型沥青防水涂料2、合成高分子（1）聚氨酯

23、防水涂料（2）丙烯酸酯防水涂料（3）硅橡胶防水涂料3、复合类（1）水泥基高效无机防水涂料（2）溶剂型铝基反光隔热防水涂料（3）水泥基参透结晶型防水涂料（4）聚合物水泥防水涂料,四、常见防水涂料,硅橡胶防水涂料,第四节密封材料,建筑密封材料（又称嵌缝材料）是指能够承受位移以达到气密、水密目的的而嵌入建筑接缝中的材料。,一、定义,（1）密封材料具有良好的粘结性、耐老化性和温度适应性；（2）并具有一定的强度、弹塑性，能够长期经受被粘构件的收缩与振动而不破坏。（3）密封材料能连接和填充建筑上的各种接缝、裂缝和变形缝。,二、特性,1、不定型密封材料（1）改性沥青基嵌缝油膏（2）聚录乙烯建筑防水接缝材料（3）丙烯酸酯防水涂料（4）聚胺脂建筑密封膏（5）聚硫建筑密封胶（6）有机密封胶2、定型密封材料（1）遇水非膨胀型密封材料（2）遇水膨胀型密封材料,三、品种,谢谢大家！,