第九章-沥青和沥青混合料1课件.ppt
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- 第九 沥青 混合 课件
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1、沥青的定义:沥青的定义:一系列分子量不等的高分子一系列分子量不等的高分子 聚合聚合物组成的有机混合物质。物组成的有机混合物质。沥青的分类:沥青的分类:地沥青、焦油沥青地沥青、焦油沥青沥青特点:沥青特点:粘结性、塑性、憎水性、不透水性粘结性、塑性、憎水性、不透水性 不导电性、耐蚀性不导电性、耐蚀性沥青的应用:沥青的应用:道路工程、防水工程、防腐工程道路工程、防水工程、防腐工程 生产生产:石油石油渣油渣油沥青沥青再加工再加工轻质油轻质油润滑油润滑油提炼提炼分类:分类:按原油基属:按原油基属:石蜡基石蜡基、环烷基、中间基、环烷基、中间基 按加工方式:直馏、蒸馏、氧化、裂化、酸洗等按加工方式:直馏、蒸
2、馏、氧化、裂化、酸洗等 按状态:粘稠沥青、液体沥青按状态:粘稠沥青、液体沥青 按用途:按用途:道路石油沥青道路石油沥青 建筑石油沥青建筑石油沥青 普通石油沥青普通石油沥青 三组分分析法(溶解三组分分析法(溶解-稀释法)稀释法)油分:黄色液体,赋予沥青流动性。油分:黄色液体,赋予沥青流动性。树脂:褐色粘稠体,赋予沥青塑性和粘结性树脂:褐色粘稠体,赋予沥青塑性和粘结性 地沥青质:黑色固体,赋予沥青温度稳定性地沥青质:黑色固体,赋予沥青温度稳定性 石蜡:有害组丛石蜡:有害组丛 四组分分析法四组分分析法 饱和分、芳香分、胶质、沥青质饱和分、芳香分、胶质、沥青质组丛组丛:沥青中物理力学性质相近的成分沥青
3、中物理力学性质相近的成分结构:结构:结构形式结构形式:胶体结构胶体结构 胶体结构类型胶体结构类型:溶胶型结构溶胶型结构 -油分树脂多油分树脂多,地沥青质少地沥青质少 凝胶型结构凝胶型结构 -油分树脂少油分树脂少,地沥青质多地沥青质多 溶凝胶型结构溶凝胶型结构 -三者适中三者适中 土木工程常用沥青结构土木工程常用沥青结构 胶体结构划分依据胶体结构划分依据:针入度指数针入度指数 指标:指标:粘稠沥青:粘稠沥青:针入度(针入度(0.10.1mmmm),P,P(2525,100g100g,5s5s)液体沥青:粘度(液体沥青:粘度(s s),),C Cd dT T 针入度针入度、粘度、粘度粘性小粘性小1
4、 1、粘性(粘滞性)、粘性(粘滞性)定义:定义:沥青内部阻碍其发生相对流动的性质沥青内部阻碍其发生相对流动的性质影响因素:影响因素:地沥青质地沥青质,油份,油份粘滞性粘滞性 温度温度粘滞性粘滞性 定义:定义:在外力作用下产生变形而不破坏的能力在外力作用下产生变形而不破坏的能力影响因素:影响因素:油分、树脂含量油分、树脂含量塑性塑性 温度温度塑性塑性指标:延度(指标:延度(mmmm)延度大延度大 塑性好塑性好定义:定义:粘性和塑性随温度升降而变化的性能粘性和塑性随温度升降而变化的性能 T Tg g T Tm m 脆化点脆化点 软化点软化点T T 温度温度 玻璃态玻璃态 高弹态高弹态 粘流态粘流态
5、改善:改善:增塑剂、橡胶、树脂、填料增塑剂、橡胶、树脂、填料指标:指标:软化点软化点T Tm m 、脆化点脆化点T Tg g影响因素:影响因素:地沥青质地沥青质、油份树脂、油份树脂 T Tg g 、T Tm m实际要求:软化点高,脆化点低。实际要求:软化点高,脆化点低。针入度指数针入度指数 评价原理:针入度(评价原理:针入度(P)随温度变化()随温度变化(T)而变化)而变化 lgP=AT+K A针入度针入度-温度敏感系数温度敏感系数 A值的计算原理:已知直线上两点,即可求得值的计算原理:已知直线上两点,即可求得斜率值。斜率值。缺陷:缺陷:A值为小数,应用不方便。值为小数,应用不方便。针入度指数
6、(针入度指数(PI)概念的建立)概念的建立 原理:以针入度指数原理:以针入度指数PI表示沥青的温度敏感表示沥青的温度敏感性,假设性,假设20为最佳值,为最佳值,-10为最差值。则:为最差值。则:(20-PI)/(PI+10)可评价温度敏感性)可评价温度敏感性针入度指数的计算:针入度指数的计算:PI=30/(1+50A)-10 针入度指数与沥青胶体结构类型:针入度指数与沥青胶体结构类型:PI2,凝胶结构,凝胶结构 PI-2,溶胶结构,溶胶结构 -2 PI 2,溶凝胶结构,溶凝胶结构土木工程用沥青针入度指数的选择土木工程用沥青针入度指数的选择:道路沥青:道路沥青:通常:通常:-2 PI 路面:路面
7、:-1 PI 1,0.5 PI 1 灌浆材料:灌浆材料:-3 PI 1 胶结剂:胶结剂:-2 PI 5PI越大,高温稳定性越好。低温性能需做改越大,高温稳定性越好。低温性能需做改性处理性处理定义:定义:石油沥青与其他材料界面粘结性能或抗剥石油沥青与其他材料界面粘结性能或抗剥落的能力。落的能力。影响因素:影响因素:沥青的组丛、被粘结材料的表面物理、化沥青的组丛、被粘结材料的表面物理、化学性质学性质评价方法:评价方法:13.2mm骨料,水煮法骨料,水煮法 13.2mm骨料,水浸法骨料,水浸法定义:定义:沥青在光、热、水、气等环境因素作用下抵沥青在光、热、水、气等环境因素作用下抵抗老化的性质。抗老化
8、的性质。老化原因:老化原因:油分油分 树脂树脂地沥青质地沥青质老化结果:老化结果:变硬、变脆、易开裂变硬、变脆、易开裂评价方法:评价方法:蒸发质量损失率、加热前后针入度比、加蒸发质量损失率、加热前后针入度比、加热前后延度变化热前后延度变化定义:定义:石油沥青在加热使用时,不易发生闪火或石油沥青在加热使用时,不易发生闪火或燃火的性质燃火的性质。评价指标:评价指标:闪点:闪点:燃点:燃点:溶胶型结构溶胶型结构粘性粘性软化点软化点延度延度针入度针入度塑性塑性耐热性耐热性油分油分树脂树脂地沥青质地沥青质1 1、分类、分类道路、建筑、普通石油沥青道路、建筑、普通石油沥青2 2、标号、标号 按按针入度针入
9、度划分,并保证其他性能划分,并保证其他性能标号标号粘性粘性软化点软化点延度延度针入度针入度塑性塑性耐热性耐热性3 3、选用依据、选用依据:工程性质、施工方法、环境温度工程性质、施工方法、环境温度4 4、应用:、应用:道路石油沥青道路石油沥青 拌制混凝土、用于路面拌制混凝土、用于路面 和地坪,或防水防潮工程和地坪,或防水防潮工程建筑石油沥青建筑石油沥青 建筑防水、防腐建筑防水、防腐普通石油沥青普通石油沥青 性能较差,少用性能较差,少用u1 1、改性的目的、改性的目的改善性能,延长使用寿命改善性能,延长使用寿命u屋面防水屋面防水:高温不流淌,抗老化,抗低温脆断。:高温不流淌,抗老化,抗低温脆断。u
10、路面工程路面工程:高温抗剪强度高、不拥包、推移、抗:高温抗剪强度高、不拥包、推移、抗车辙等永久变形;抗低温开裂;抗老化;较强的车辙等永久变形;抗低温开裂;抗老化;较强的粘附性、抗疲劳应力、抗滑等。粘附性、抗疲劳应力、抗滑等。四、沥青的改性及应用四、沥青的改性及应用u 2、常用的改性剂常用的改性剂u 高聚物高聚物如树脂类、橡胶类和树脂如树脂类、橡胶类和树脂橡胶合金共橡胶合金共聚物。聚物。u 微填料微填料炭黑、高钙粉煤灰、或火山灰、页岩粉炭黑、高钙粉煤灰、或火山灰、页岩粉等,采用的微填料应经活化、芳化等预处理,否则反等,采用的微填料应经活化、芳化等预处理,否则反而会劣化沥青性能。而会劣化沥青性能。
11、u 纤维类纤维类聚乙烯纤维、聚酯纤维等人工合成纤维聚乙烯纤维、聚酯纤维等人工合成纤维和矿质石棉纤维等。和矿质石棉纤维等。u 硫磷硫磷改性剂改性剂硫在沥青中能提高沥青的高温抗变硫在沥青中能提高沥青的高温抗变形能力,具有所谓形能力,具有所谓“硫桥硫桥”作用,掺加低剂量(作用,掺加低剂量(0.50.51.0%1.0%)即有明显效果。)即有明显效果。树脂树脂 耐寒性、耐热性、粘性耐寒性、耐热性、粘性 沥青沥青 橡胶橡胶 高温变形性高温变形性 低温柔顺性低温柔顺性 填料填料 粘性、耐热性、温度稳定性粘性、耐热性、温度稳定性 3 3、改性沥青的效果、改性沥青的效果我国房屋建筑防水现状我国房屋建筑防水现状防
12、水措施防水措施卷材卷材涂料涂料应用率应用率,%,%60601010项目项目工程部位工程部位防水措施防水措施屋屋面面浴浴厕厕卷卷材材涂涂料料刚性刚性屋面屋面渗漏率渗漏率,%,%35353939313144443939屋面防水等级屋面防水等级等级等级建筑种类建筑种类防水年限防水年限特殊重要民用建筑特殊重要民用建筑特殊防水工业建筑特殊防水工业建筑2525重要工民建重要工民建,高层建筑高层建筑1515一般工业与民用建筑一般工业与民用建筑1010非永久性建筑非永久性建筑5 51999年全国销售量年全国销售量 沥青沥青防水卷材:防水卷材:万平方米万平方米改性沥青改性沥青防水卷材:防水卷材:5600万平方米
13、万平方米 高分子高分子防水卷材:防水卷材:3100万平方米万平方米 应用一应用一 防水卷材防水卷材一、沥青一、沥青 防水卷材防水卷材油毡:油毡:防水防水 高软化点沥青,高软化点沥青,胎体胎体 油纸、玻璃纤维布,油纸、玻璃纤维布,防粘隔离防粘隔离 滑石粉、云母片。滑石粉、云母片。优点:优点:防水性能较好、资源丰富、价格低廉。防水性能较好、资源丰富、价格低廉。缺点:缺点:低温脆裂、高温流淌,低温脆裂、高温流淌,抗拉强度低,延伸率小,抗拉强度低,延伸率小,热施工毒气大,耐久性差。热施工毒气大,耐久性差。主要品种主要品种 国内销售量比例国内销售量比例SBSSBS改性沥青防水卷材改性沥青防水卷材 8 8
14、APPAPP改性沥青防水卷材改性沥青防水卷材 2 21 1、SBSSBS改性沥青防水卷材改性沥青防水卷材防水防水 苯乙烯苯乙烯丁二烯嵌段共聚物丁二烯嵌段共聚物(SBS)SBS)橡胶改性石油沥青橡胶改性石油沥青胎体胎体 沥青浸渍聚脂纤维无纺布,沥青浸渍聚脂纤维无纺布,防粘隔离防粘隔离 细沙、矿物粒片、聚乙烯膜细沙、矿物粒片、聚乙烯膜优点:优点:9090高温不流淌、高温不流淌、-20-20低温不脆裂、低温不脆裂、抗拉强度高抗拉强度高(600N)(600N)、延伸率大、延伸率大(30%)(30%)、优异的弹性、常温施工。优异的弹性、常温施工。2 2、APPAPP改性沥青防水卷材改性沥青防水卷材防水防
15、水 无规聚丙烯无规聚丙烯(APP)(APP)改性石油沥青改性石油沥青胎体胎体 沥青浸渍的聚脂纤维无纺布,沥青浸渍的聚脂纤维无纺布,防粘隔离防粘隔离 细沙、矿物粒片、聚乙烯膜细沙、矿物粒片、聚乙烯膜优点:优点:-10-10低温不脆裂、低温不脆裂、120120高温不流淌高温不流淌 抗拉强度高抗拉强度高(600N)(600N)、延伸率大、延伸率大(30%)(30%)、优良的耐老化性、常温施工。优良的耐老化性、常温施工。1999年全国销售量年全国销售量三元乙丙橡胶三元乙丙橡胶防水卷材:防水卷材:400万平方米万平方米氯化聚乙烯氯化聚乙烯防水卷材:防水卷材:800万平方米万平方米聚乙烯丙纶复合聚乙烯丙纶
16、复合防水卷材:防水卷材:750万平方米万平方米聚氯乙烯聚氯乙烯防水卷材:防水卷材:300万平方米万平方米橡塑共混橡塑共混防水卷材:防水卷材:400万平方米万平方米1 1、聚氯乙烯、聚氯乙烯(PVC)(PVC)防水卷材防水卷材 产品:产品:以增塑聚氯乙烯为基料的塑性卷材以增塑聚氯乙烯为基料的塑性卷材 特性:特性:强度高强度高(10(10MPaMPa)延伸率大延伸率大(200%)(200%)耐低温耐低温(-20)(-20)、耐老化。、耐老化。2 2、三元乙丙橡胶防水卷材、三元乙丙橡胶防水卷材产品:产品:以三元乙丙橡胶为主的防水片材以三元乙丙橡胶为主的防水片材特性:特性:耐老化、高温、耐低温耐老化、
17、高温、耐低温(-30)(-30),抗拉强度较高抗拉强度较高(2.2(2.2MPaMPa)、延伸率大延伸率大(200%)(200%)。应用应用:耐日光、耐腐蚀的屋面或地下工程:耐日光、耐腐蚀的屋面或地下工程 3 3、氯化聚乙烯、氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材橡胶共混防水卷材产品:产品:以氯化聚乙烯以氯化聚乙烯橡胶共混、橡胶共混、无织物增强的硫化型防水卷材无织物增强的硫化型防水卷材特性:特性:较高的强度较高的强度(6-7(6-7MPaMPa)、耐老化,、耐老化,高延伸率高延伸率(250-400%)(250-400%)、高弹性、高弹性、低温柔顺性。低温柔顺性。应用二应用二 防水涂料防水涂料 应用:应用:
18、复杂表面复杂表面 缺点:缺点:膜层厚度难保持均匀一致膜层厚度难保持均匀一致一、沥青基防水涂料一、沥青基防水涂料 冷底子油:冷底子油:沥青沥青+汽油汽油 乳化沥青乳化沥青:水水+乳化剂乳化剂+沥青沥青 应用:应用:沥青类防水施工打底沥青类防水施工打底 使亲水基层具有憎水表面,利于亲水材料使亲水基层具有憎水表面,利于亲水材料与憎水材料结合。与憎水材料结合。u乳化沥青乳化沥青将粘稠沥青加热至流动态,高速将粘稠沥青加热至流动态,高速搅拌,形成微滴,分散在有搅拌,形成微滴,分散在有乳化剂乳化剂+稳定剂稳定剂的的水中,形成均匀稳定的乳状液。水中,形成均匀稳定的乳状液。应用应用u 建筑屋面、混凝土地下室和卫
19、生间防水。建筑屋面、混凝土地下室和卫生间防水。道路工程中,用于修筑路面,拌制沥青混凝土道路工程中,用于修筑路面,拌制沥青混凝土或沥青碎石,拌制加固土。或沥青碎石,拌制加固土。二、聚合物改性沥青防水涂料二、聚合物改性沥青防水涂料 特性特性:柔韧性、抗裂性、拉伸强度、:柔韧性、抗裂性、拉伸强度、耐高低温性能、使用寿命好耐高低温性能、使用寿命好 产品产品:再生橡胶改性、:再生橡胶改性、SBSSBS橡胶改性、橡胶改性、水乳型氯丁橡胶沥青防水涂料水乳型氯丁橡胶沥青防水涂料三、合成高分子防水涂料三、合成高分子防水涂料 成膜物质成膜物质:合成橡胶、合成树脂:合成橡胶、合成树脂 特性特性:高弹性、高耐久、耐高
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