建筑材料教学辅导4(第11章)讲课教案

建筑材料教学辅导4（第11章）

第11章防水材料

1．什么是沥青？沥青为什么广泛用于建筑工程的防水、防潮、防渗及防腐和道路工程？

答：沥青材料是由一些极其复杂的高分子碳氢化合物和这些碳氢化合物的非金属（氧、硫、氮）衍生物所组成的黑色或黑褐色的固体、半固体或液体的混合物。

沥青属于憎水性有机胶凝材料，其结构致密、几乎完全不溶于和不吸水；与混凝土、砂浆、木材、金属、砖、石料等材料有非常好的粘结能力；具有较好的抗腐蚀能力，能抵抗一般酸、碱、盐等的腐蚀；具有良好的电绝缘性。因而广泛用于建筑工程的防水、防潮、防渗及防腐和道路工程。

2．沥青按其在自然界中获得的方式，可分为哪两大类？

答：沥青按其在自然界中获得的方式，可分为地沥青和焦油沥青两大类。

地沥青是天然存在的或由石油精制加工得到的沥青材料，包括天然沥青和石油沥青。天然沥青是石油在自然条件下，长时间经受地球物理因素作用而形成的产物。石油沥青是指石油原油经蒸馏等工艺提炼出各种轻质油及润滑油后的残留物后再进一步加工得到的产物。

焦油沥青是利用各种有机物（烟煤、木材、页岩等）干馏加工得到的焦油，再经分馏加工提炼出各种轻质油后而得到的产品。包括：煤沥青、木沥青、页岩沥青等。

建筑工程中最常用的主要是石油沥青和煤沥青。

3．石油沥青的组分有哪些？各有何影响？

答：石油沥青中的组分有：油分、树脂、沥青质，其含量的变化直接影响着沥青的技术性质。

油分含量的多少直接影响沥青的柔软性、抗裂性及施工难度；中性树脂赋予沥青具有一定的塑性、可流动性和粘结性，其含量增加，沥青的粘结力和延伸性增加；酸性树脂能改善沥青对矿物材料的浸润性，特别是提高了与碳酸盐类岩石的粘附性及增强了沥青的可乳化性；沥青质决定着沥青的粘结力、黏度、温度稳定性和硬度等。沥青质含量增加时，沥青的粘度和粘结力增加，硬度和软化点提高。

4．石油沥青的技术性质有哪些？

答：石油沥青的技术性质：黏滞性（黏性）、塑性、温度敏感性（温度稳定性）、大气稳定性、施工安全性、防水性和溶解度。

5．何谓石油沥青的黏滞性？石油沥青的粘滞性大小与什么因素有关？测定相对黏度的主要方法是什么？

答：石油沥青的黏滞性是反映沥青材料内部阻碍其相对流动的一种特性。以绝对黏度表示，是沥青性质的重要指标之一。

石油沥青的粘滞性大小与组分及温度有关。沥青质含量高，同时有适量的树脂，而油分含量较少时，则黏滞性较大。在一定温度范围内，当温度上升时，则黏滞性随之降低，反之则随之增大。

工程上常用相对黏度（条件黏度）表示。测定相对黏度的主要方法是用针入度仪或标准黏度计。

黏稠石油沥青的相对黏度用针入度仪测定的针入度来表示。针入度值越小，表明石油沥青的黏度越大。

对于液体石油沥青或较稀的石油沥青，其相对黏度可用标准黏度计测定的标准黏度表示。标准黏度值越大，则表明石油沥青的黏度越大。

6．何谓沥青的塑性？石油沥青的塑性大小与什么因素有关？。影响沥青塑性的因素有哪些？石油沥青的塑性用什么表示？

答：塑性是指石油沥青在外力作用下产生变形而不破坏（产生裂缝或断开），除去外力后仍保持变形后的形状不变的性质，又称延展性。塑性是沥青性质的重要指标之一。

石油沥青的塑性大小与组分有关。石油沥青中树脂含量较多，且其他组分含量适当时，则塑性较大。

影响沥青塑性的因素有温度和沥青膜层厚度。温度升高，塑性增大，膜层愈厚，塑性愈高。反之，膜层越薄，则塑性越差。当膜层厚度薄至1µm时，塑性消失，即接近于弹性。在常温下，塑性较好的沥青在产生裂缝时，也可能由于特有的粘塑性而自行愈合。故塑性还反映了沥青开裂后的自愈能力。沥青之所以能用来制造性能良好的柔性防水材料，很大程度取决于沥青的塑性。沥青的塑性对冲击振动有一定的吸收能力，能减少摩擦时的噪声，故沥青也是一种优良的地面材料。

石油沥青的塑性用延度表示。延度越大，塑性越好。

7．何谓温度敏感性？温度敏感性与什么因素有关？工程上用什么方法减小其温度敏感性？沥青的温度敏感性用什么表示？

答：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能，也称温度稳定性。温度敏感性也是沥青性质的重要指标之一。

石油沥青中沥青质含量较多时，在一定程度上能够减少其温度敏感性（即提高温度稳定性），沥青中含蜡量较多时，则会增大温度敏感性。建筑工程上要求选用温度敏感性较小的沥青材料，因而在工程使用时往往加入滑石粉、石灰石粉或其他矿物填料来减小其温度敏感性。

沥青的温度敏感性用软化点表示。采用“环球法”测定，软化点越高，则温度敏感性越小。

8．何谓大气稳定性？什么是石油沥青的老化？石油沥青的大气稳定性用什么表示？

答：大气稳定性是指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等因素的长期综合作用下抵抗老化的性能。

在阳光、空气和热等的综合作用下，沥青各组分会不断递变，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，而沥青质逐渐增多，从而使沥青流动性和塑性逐渐减小，硬脆性逐渐增大，直至脆裂，这个过程称为石油沥青的老化。

石油沥青的大气稳定性以沥青试样在160℃下加热蒸发5小时后质量蒸发损失百分率和蒸发后的针入度比表示。蒸发损失百分率越小，蒸发后针入度比值愈大，则表示沥青的大气稳定性愈好，即老化愈慢。

9．什么是沥青的闪点和燃点？为什么必须测定沥青的闪点和燃点？

答：闪点是指加热沥青至挥发出的可燃气体和空气的混合物，在规定条件下与火焰接触，初次闪火（有蓝色闪光）时的沥青温度（℃）。

燃点是指加热沥青产生的气体和空气的混合物，与火焰接触能持续燃烧5s以上时，此时沥青的温度（℃）。燃点温度比闪点温度约高10℃。沥青质含量越多，闪点和燃点相差越大。液体沥青由于油分较多，闪点和燃点相差很小。

闪点和燃点的高低表明沥青引起火灾或爆炸的可能性大小，它关系到运输、贮存和加热使用等方面的安全。所以必须测定沥青的闪点和燃点。

10．沥青为什么广泛用作建筑工程的防潮、防水、抗渗材料？

答：石油沥青是憎水性材料，几乎完全不溶于水，且本身构造致密；它与矿物材料表面有很好的粘结力，能紧密粘附于矿物材料表面。同时，他又具有一定的塑性，能适应材料或构件的变形。所以沥青具有良好的防水性。故广泛用作建筑工程的防潮、防水、抗渗材料。

11．何谓沥青的溶解度？

答：溶解度是指石油沥青在三氯乙烯、四氯化碳或苯中溶解的百分率，以表示石油沥青中有效物质的含量，即纯净程度。

12．石油沥青主要划分为哪三大类？三种石油沥青都是按什么指标来划分牌号的？

答：石油沥青主要划分为三大类：道路石油沥青、建筑石油沥青和普通石油沥青。各品种按技术性质划分为多种牌号。

三种石油沥青都是按针入度指标来划分牌号的，而每个牌号还应保证相应的延度和软化点。以及溶解度、蒸发损失、蒸发后针入度比、闪点等。

13．根据什么条件选择石油沥青？为什么在满足使用要求的前提下，尽量选用较大牌号的石油沥青？

答：应根据工程性质（房屋、道路、防腐）及当地气候条件，所处工作环境（屋面、地下）来选择不同牌号的沥青。在满足使用要求的前提下，尽量选用较大牌号的石油沥青，以保证在正常使用条件下，石油沥青有较长的使用年限。

14．道路石油沥青的用途是什么？如何选择道路石油沥青？

答：道路石油沥青主要在道路工程中作胶凝材料，用来与碎石等矿质材料共同配制成沥青混凝土、沥青砂浆等沥青拌合物用于道路路面或车间地面等工程。

在道路工程中选用沥青时，要根据交通量和气候特点来选择。南方地区宜选用高粘度的石油沥青，以保证在夏季沥青路面具有足够的稳定性；而北方寒冷地区宜选用低黏度的石油沥青，以保证沥青路面在低温下仍具有一定的变形能力，减少低温开裂。

15．建筑石油沥青主要用途是什么？如何选择建筑石油沥青？

答：建筑石油沥青主要用作制造油纸，油毡，防水涂料和沥青嵌缝膏。他们绝大部分用于屋面及地下防水、沟槽防水防腐及管道防腐等工程。

为避免夏季流淌，一般屋面用沥青材料的软化点还应比本地区屋面最高温度高20℃以上，低了夏季易流淌，过高冬季低温易硬脆甚至开裂。用于地下防潮、防水工程时，一般对软化点要求不高，但其塑性要好，黏性要大，使沥青层能与建筑物粘结牢固，并能适应建筑物的变形而保持防水层完整，不遭破坏。在建筑工程中一般不宜直接使用普通石油沥青。

16．为什么要对对沥青改性？有哪些改性措施？

答：建筑上使用的沥青必需具有一定的物理性质和黏附性。即在低温条件下应有弹性和塑性；在高温条件下要有足够的强度和稳定性；在加工和使用条件下具有抗”老化”能力；还应与各种矿物料和结构表面有较强的粘附力；对构件变形的适应性和耐疲劳性等等。通常，石油加工厂制备的沥青不一定能全面满足这些要求，如只控制了耐热性（软化点），其他方