防水材料--沥青

防水材料--沥青

防水材料是指能防止雨水、地下水和其他水分渗透作用的材料，广泛应用于建筑物的屋面、地下室、卫生间、墙面、地面以及水利、桥梁、道路、隧道等工程。建筑防水工程按所用材料不同分为刚性防水和柔性防水，刚性防水常采用涂抹防水砂浆、浇筑掺外加剂的混凝土等做法，柔性防水常采用铺设防水卷材、涂敷防水涂料等做法。

沥青是一种憎水性有机胶凝材料，在常温下呈黑色或黑褐色的固态、半固态和黏稠状液态，能溶于四氯化碳、二硫化碳、苯及其他有机溶剂。沥青具有良好的黏结性、不透水性、电绝缘性和耐腐蚀性，能抵抗一般酸、碱、盐等侵蚀性物质的侵蚀。

沥青是应用最广泛的防水材料，也是目前建筑防水材料的主体。沥青按产源不同分为地沥青（石油沥青、天然沥青）和焦油沥青（煤沥青、页岩沥青等）。建筑工程中主要应用石油沥青，也使用少量的煤沥青和天然沥青。

一、石油沥青

石油沥青是石油原油提炼出汽油、煤油、柴油和润滑油以后的残留物，或将残留物再加工而得到的产品。

1.石油沥青的组分与结构

1)组分

石油沥青是由许多高分子碳氢化合物及其衍生物组成的复杂混合物，主要组成是碳和氢。由于石油沥青的化学组成比较复杂，常将石油沥青中化学成分及物理、力学性质相近的物质划分为若干组，称

为“组分”。石油沥青中各组分含量的多少，与沥青的性质有直接关系。沥青中各组分的主要特性如下：

(1)油分。油分是石油沥青中最轻的组分，密度为（0.7~1)g/cm3,常温下为淡黄色液体，能溶于有机溶剂（如丙酮、苯、三氯甲烷等）,但不溶于酒精。油分在石油沥青中的含量为40%~60%,赋予石油沥青流动性。

(2)树脂。树脂为密度大于1g/cm3的黄色至黑褐色黏稠状半固体，能溶于汽油。树脂在石油沥青中的含量为15%~30%,赋予沥青塑性和流动性。

(3)地沥青质。地沥青质是石油沥青中最重的组分，密度大于1g/cm3,常温下为深褐色至黑色的固体粉末，能溶于二硫化碳和三氯甲烷，但不溶于汽油和酒精。地沥青质在石油沥青中的含量约为10%~30%,其含量越多，石油沥青的温度敏感性越小，黏性越大，也愈脆硬。

此外石油沥青中还含有一定量的固体石蜡，它会降低沥青的黏性和塑性，同时对温度特别敏感（即温度敏感性大）,是石油沥青中的有害成分。

石油沥青中各组分是不稳定的。在阳光、热、氧气、水等外界因素作用下，密度小的组分会逐渐转化为密度大的组分，油分、树脂的含量会逐渐减少，地沥青质的含量逐渐增多，这一过程称为沥青的老化。沥青老化后流动性、塑性降低，脆性增加，易发生脆裂甚至松散，使沥青失去防水、防腐作用。

2)石油沥青的结构

胶体理论认为油分、树脂和地沥青质是石油沥青的三大主要组分。油分和树脂可以互相溶解，树脂能浸润地沥青质，而在地沥青质的超细颗粒表面形成树脂膜。所以，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，形成胶团，无数胶团分散在油分中形成胶体结构。在沥青胶体中，从地沥青质到油分是均匀逐步递变的，并无明显界面。根据石油沥青中各组分的相对含量，其胶体结构可分为三种类型：溶胶型结构、凝胶型结构和溶凝胶型结构。

(1)溶胶型结构。当油分和树脂较多时，胶团外膜较厚，胶团之间相对运动较自由，这种胶体结构的石油沥青称为溶胶型石油沥青。溶胶型石油沥青的特点是，流动性和塑性较好，开裂后自行愈合能力较强，但对温度的稳定性较差，温度过高会流淌。

(2)凝胶型结构。当油分和树脂含量较少时，胶团外膜较薄，胶团靠近聚集，相互吸引力增大，胶团间相互移动比较困难，这种胶体结构的石油沥青称为凝胶型石油沥青。凝胶型石油沥青的特点是，弹性和黏性较高，温度敏感性较小，开裂后自行愈合能力较差，流动性和塑性较低。

(3)溶一凝胶型结构。当地沥青质不如凝胶型石油沥青中的多，而胶团间靠得又较近，相互间有一定的吸引力，形成一种介于溶胶型和凝胶型两者之间的结构，即溶一凝胶型结构。溶一凝胶型结构石油沥青的性质也介于溶胶型和凝胶型二者之间。这类沥青在高温时具有较低的感温性，低温时又具有较好的变形能力，大多数优质的石油沥青都属于这种结构类型。