建筑材料(第二版)章 (7)

第7章 建筑防水材料 (3) 温度敏感性(温度稳定性)。温度敏感性是指石油沥青 的黏滞性和塑性随温度升降而变化的性质。温度敏感性越大， 则沥青的温度稳定性越低。温度敏感性大的沥青，在温度降低 时，很快变成脆硬的物体，受外力作用极易产生裂缝以致破坏； 而当温度升高时即成为液体流淌，失去防水能力。因此，温度 敏感性是评价沥青质量的重要性质。 沥青的温度敏感性通常用“软化点”表示。软化点是指沥 青材料由固体状态转变为具有一定流动性膏体的温度。软化点 可通过“环球法”试验测定(见图7-4)。将沥青试样装入规定尺 寸的铜杯中，上置规定尺寸和质量的钢球，放在水或甘油中， 以每分钟升高5℃的速度加热至沥青软化下垂达25.4 mm时的温 度(℃)，即为沥青软化点。
第7章 建筑防水材料 第7章 建筑防水材料
7.1 防水材料的基本材料 7.2 防 水 卷 材 7.3 建筑防水涂料 7.4 防水密封材料 7.5 屋面防水工程对材料的选择及应用 本章小结
第7章 建筑防水材料 7.1 防水材料的基本材料 7.1.1 沥青 1. 石油沥青 石油沥青是由石油原油经蒸馏等炼制工艺提炼出的各种轻 质油(汽油、煤油、柴油等)和润滑油后的残余物经再加工后的 产物。石油沥青的化学成分很复杂，很难把其中的化合物逐个 分离出来，且化学组成与技术性质间没有直接的关系，因此， 为了便于研究，通常将其中的化合物按化学成分和物理性质比 较接近的，划分为若干组分(又称组丛)。
第7章 建筑防水材料 1) 石油沥青的组分 (1) 油分。油分为流动至黏稠的液体，颜色为无色至浅黄 色，有荧光，密度为(0.6～1.00) g/cm3，分子量为100～500， 是沥青分子中分子量最低的化合物，能溶于大多数有机溶剂， 但不溶于酒精。在石油沥青中，油分的含量为40%～60%。油分 使石油沥青具有流动性，在170℃加热较长时间可挥发。油分的 含量越高，沥青的软化点越低，沥青流动性越大，但温度稳定 性差。 (2) 树脂。树脂为红褐色至黑褐色的黏稠半固体，密度为 (1.00～1.10) g/cm3，分子量为650～1000，能溶于大多数有机 溶剂，但在酒精和丙酮中的溶解度极低，熔点低于100℃。在石 油沥青中，树脂的含量为15%～30%，它使石油沥青具有良好的 塑性和黏结性。
第7章 建筑防水材料 图7-3 延度测试示意图
第7章 建筑防水材料 图7-4 软化点测定示意图(单位：mm)
第7章 建筑防水材料 不同的沥青软化点不同，大致在(25～100)℃之间。软化点 高，说明沥青的耐热性好，但软化点过高，又不易加工。软化 点低的沥青，夏季易产生变形，甚至流淌。所以，在实际应用 中，总希望沥青具有高软化点和低脆化点(当温度在非常低的范 围时，整个沥青就好像玻璃一样的脆硬，一般称做“玻璃态”， 沥青由玻璃态向高弹态转变的温度即为沥青的脆化点)。为了提 高沥青的耐寒性和耐热性，常常对沥青进行改性，如在沥青中 掺入增塑剂、橡胶、树脂和填料等。
第7章 建筑防水材料 2) 石油沥青的主要技术性质 (1) 黏滞性。黏滞性是指石油沥青在外力作用下抵抗变形 的性能。黏滞性的大小，反映了胶团之间吸引力的大小，即反 映了胶体结构的致密程度。当地沥青质含量较高，有适量树脂， 但油分含量较少时，黏滞性较大。在一定温度范围内，当温度 升高时，黏滞性随之降低，反之则增大。 表征沥青黏滞性的指标，对于液体沥青是黏滞度，它表示 液体沥青在流动时的内部阻力。测试方法是液体沥青在一定温 度(25℃或60℃)条件下，经规定直径(3.5 mm或10 mm)的孔漏下 50 mL所需的秒数。其测试示意如图7-1所示。黏滞度大时，表 示沥青的稠度大，黏性高。
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第7章 建筑防水材料 表征半固体沥青、固体沥青黏滞性的指标是针入度。它是 表征某种特定温度下的相对黏度，可看做是常温下的树脂黏度。 测试方法是在温度为25℃的条件下，以质量100 g的标准针，经 5 s沉入沥青中的深度(每0.1 mm称为1度)来表示。针入度测定 示意图如图7-2所示。针入度值大，说明沥青流动性大，黏滞性 越小。针入度范围在(5～200)度之间。它是很重要的技术指标， 是沥青划分牌号的主要依据。
第7章 建筑防水材料 图7-1 黏度测定示意图
第7章 建筑防水材料 图7-2 针入度测定示意图
第7章 建筑防水材料 (2) 塑性。塑性是指石油沥青在外力作用时产生变形而不 破坏的性能。沥青之所以能被制成性能良好的柔性防水材料， 在很大程度上取决于这种性质。沥青中树脂含量大，其他组分 含量适当，则塑性较高。温度及沥青膜层厚度也影响塑性。温 度升高，塑性增大；膜层增厚，则塑性也增大。在常温下，沥 青的塑性较好，对振动和冲击作用有一定的承受能力，因此常 将沥青铺作路面。 沥青的塑性用延度(延伸度)表示，常用沥青延度仪来测定。 具体测试是将沥青制成8字形试件，试件中间最窄处横断面积为 1 cm2。一般在25℃水中，以每分钟5 cm的速度拉伸，至拉断时 试件的伸长值即为延度，单位为cm。其延度测试见图7-3。延度 越大，说明沥青的塑性越好，变形能力强，在使用中能随建筑 物的变形而变形，且不开裂。
第7章 建筑防水材料 (4) 大气稳定性。大气稳定性是指石油沥青在热、阳光、 水分和空气等大气因素作用下性能稳定的能力，也即沥青的抗 老化性能，是沥青材料的耐久性。在自然气候的作用下，沥青 的化学组成和性能都会发生变化，低分子物质将逐渐转变为大 分子物质，流动性和塑性逐渐减小，硬脆性逐渐增大，直至脆 裂，甚至完全松散而失去黏结力。 石油沥青的大气稳定性常用蒸发损失和针入度变化等试验 结果进行评定。蒸发损失少，蒸发后针入度变化小，则大气稳 定性高，即老化较慢。测定方法是：先测定沥青试样的重量和 针入度，然后将试样置于加热损失专用烘箱内，在160℃下蒸发 5 h，待冷却后再测定其重量及针入度。计算蒸发后损失的重量 占原重量的百分数即为蒸发损失；计算蒸发后针入度占原针入 度的百分数即为蒸发后针入度比。蒸发损失越小，蒸发后针入
第7章 建筑防水材料 (3) 地沥青质。地沥青质为深褐色至黑色的硬、脆的无定 形不溶性固体，密度为(1.10～1.15) g/cm3，分子量为2000～ 6000，除不溶于酒精、石油醚和汽油外，易溶于大多数有机溶 剂。在石油沥青中，地沥青质含量为10%～30%。地沥青质是决 定石油沥青热稳定性和黏性的重要组分，其含量越多，软化点 越高，也越脆硬。地沥青质加热时会分解，逸出气体而成焦炭。 此外，石油沥青中往往还含有一定量的固体石蜡，它是沥 青中的有害物质，会使沥青的黏结性、塑性、耐热性和稳定性 变坏。 石油沥青的性质与各组分之间的比例密切相关。液体沥青 中油分、树脂多，流动性好，而固体沥青中树脂、地沥青质多， 地沥青质越多，热稳定性和黏性越好。