建筑材料,土木工程材料,第11章沥青
建筑材料简答题
《土木工程材料》简答题1．沥青有哪些组分？石油沥青胶体结构有何特点？溶胶结构和凝胶结构有何区别？答：沥青组分一般可分为三个主要组分：油分、地沥青、树脂石油沥青主要组分之间的相互亲和程度不同：地沥青规油分显示出憎液性，互不相容，但对树脂却显示出亲液性，可以被浸润，而树脂在油分中则显示亲液性，两者可以互溶，这就使得地沥青的微细颗粒通过树脂质的亲和及桥梁作用，形成一种以地沥青质为核心，周围吸附有部分树脂和油分的胶团，这种胶团高度分散在油分中，溶胶结构油分较多，胶团之间相对运动较自由；凝胶结构油分和树脂较少，地沥青质含量较多。
2、试述硅酸盐水要矿物成分及其对水泥性能的泥的主影响？答：硅酸盐水泥熟料中，C3A的水化和凝结硬化速度最快，但水化铝酸钙的强度不高；C3S和C4AF的水化速度较快，凝结硬化速率也较快，C3S的水化产物强度高，C4AF的水化产物强度不高；C2S水化反应速度最慢，凝结硬化速率也慢，强度早期低，后期高。
3、造成硅酸盐水泥体积安定性不良的原因有哪几种？怎样检验？答：造成水泥体积安定性不良，一般是由熟料中所含游离氧化钙（f-ca0）、游离氧化镁（f-mgO）过多或掺入石膏过多等原因所造成。
国家标准规定，由游离的氧化钙过多引起的水泥体积安定性不良可用雷氏法或试饼法检验。
试饼法是用标准稠度的水泥净浆做成试饼，经恒沸3小时后用肉眼观察未发现裂纹，用直尺检验没有弯曲；雷氏法是用雷氏夹中的水泥浆经沸煮三小时后的膨胀值。
4、硅酸盐水泥石腐蚀的类型有哪几种？产生腐蚀的原因是什么？防止腐蚀的措施有哪些？答：腐蚀的类型有：软水侵蚀（溶出性侵蚀）：软水能使水化产物中的Ca(OH)2溶解，并促使水泥石中其它水化产物发生分解；盐类腐蚀：硫酸盐先与水泥石结构中的Ca(OH)2起置换反应生产硫酸钙，硫酸钙再与水化铝酸钙反应生成钙钒石，发生体积膨胀；镁盐与水泥石中的Ca(OH)2反应生成松软无胶凝能力的Mg(OH)2；酸类腐蚀：CO2与水泥石中的Ca(OH)2反应生成CaCO3，再与含碳酸的水反应生成易溶于水的碳酸氢钙，硫酸或盐酸能与水泥石中的Ca(OH)2反应；强碱腐蚀：铝酸盐含量较高的硅酸盐水泥遇到强碱也会产生破坏。
沥青混合料—沥青混合料概述(土木工程材料)
蒋经理
王经理
沥青混合料的分类
沥青玛蹄脂碎石混合料（Stone Mastic Asphalt， SMA）。 是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量的细集料组成的沥青玛蹄脂填充间断级 配的粗集料骨架间隙组成一体的沥青混合料。具有高含量粗集料、高含量矿粉、 较大沥青用量、低含量中间粒径颗粒的组成特点。高含量的粗骨料在混合料中颗 粒面与面直接接触、相互嵌锁构成的骨架直接承受了荷载作用，这种骨架对温度 敏感性小。含量较高的矿粉与沥青形成粘聚力很高的胶凝状物――玛蹄脂，使得 混合料的整体力学性质提高。这两方面的作用使混合料具有足够的竖向与侧向约 束，在车辆荷载的作用下，不产生或只产生微小的永久性变形。
蒋经理
王经理
沥青混合料的结构
压实沥青混合料的组成结构通常按其矿质混合料的组成分为三种结构类型。 （1）悬浮-密实结构:连续型密级配 （2）骨架-空隙结构:连续型开级配 （3）骨架-密实结构:间断型密级配
蒋经理
王经理
沥青混合料的结构
沥青混合料结构组成示意图 a) 悬浮-密实结构；b) 骨架-空隙结构；c) 密实-骨架结构
沥青混合料的分类
3、按照矿质混合料的级配类型进行划分 1）连续密级配沥青混凝土混合料：该类沥青混合料的主要特点是级配采用连续密 级配，空隙率比较低。①密级配沥青混凝土混合料（Dense Asphalt Coarse-Graded Mixes, AC)，可适用于任何面层结构；②密级配沥青稳定碎石混合料（Asphalttreated Permeable Base, ATB)与前者的区别是公称最大粒径较大，通常＞26.5mm， 主要适用于基层；③当公称最大粒径≥37.5mm时，也称为大粒径沥青混合料 （Large-Stone Asphalt Mixes，LSAM）。
土木工程材料沥青实验
沥青试验一沥青针入度测定石油沥青的针入度以标准阵在一定的荷载、时间及温度条件下垂直穿入沥青试样的深度来表示，单位为1/10℃。
除非另行规定，标准针，针连杆与附加砝码的总质量为（100±0.05）g,温度为（25±0.1）度，时间为5s。
特定试验可采用的其他条件，如表所示。
表针入度特定试验条件规定温度/℃荷重/N 时间/s0 2 604 2 6046 0.5 5注：特定试验报告中要应注明实验条件1.试验目的建筑工程中使用的沥青，在常温下大都是固体或半固体状态，可以通过测定沥青的针入度来表示沥青的粘滞性，并以针入度为其主要技术指标来评定沥青的牌号。
2.主要仪器设备1)针入度仪（图）。
针连杆质量为（47.5±0.05）g，针和针连杆的总质量为（50±0.05）g；2)标准针。
标准针应由硬化回火的不锈钢制造，针应装在一个黄铜或不锈钢的金属箍中，针露在外面的长度应在40~50 mm，金属箍的直径为（3.20±0.05）mm，长度为（38±1）mm，针应牢固的装在箍里，针尖及针的任何其余部分均不得偏离箍轴1mm以上，针箍及其附件总质量为（2.50±0.05）g，每个箍针上打印单独的标志号码。
3)试样皿。
金属或玻璃的圆柱形平底皿，尺寸如表所示。
表金属或玻璃的圆柱形平地皿尺寸要求针入度直径/mm 深度/mm 针入度<200时35 35针入度200~350时55 70针入度350~500时50 604)恒温水浴。
容量不小于10L，能保持温度在试验温度的±0.1℃范围内。
5)温度计。
液体玻璃温度计，刻度范围0~50℃，分度值为0.1℃。
6)平地玻璃皿。
容量不小于350mL，深度要浸过最大的样品皿。
内设一个不锈钢三角支架，以保证试样皿稳定。
3.实验准备1)加热样品时不断搅拌以防局部过热，直到样品能够流动。
焦油沥青的加热温度不超过软化点60℃，石油沥青不超过软化点90℃。
建材--第11章沥青材料课件
4．大气稳定性
• 大气稳定性是指石油沥青在热、光、氧气和潮湿 等因素长期综合作用下抵抗老化的性能，它反映 沥青的耐久性。
• 在阳光、空气、水等外界因素的综合作用下，石 油沥青中的各组分会发生不断递变，油分、树脂 逐渐减少，沥青质逐渐增多，这一过程称为沥青 的老化。
• 随着时间的进展，石油沥青的流动性和塑性将逐 渐减小，硬脆性逐渐增大，直至脆裂乃至松散， 使沥青失去防水、防腐效能。
油分、树脂、地沥青质
石油沥青的三大组分：
油分、树脂、地沥青质 其中： 油分赋予沥青流动性； 树脂使沥青具有良好的塑性和粘结性； 地沥青质则决定沥青的耐热性、粘性和脆性。
2、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，构成胶团，无数胶团分散在油分中而形成 胶体结构。 • 溶胶结构（地沥青质含量相对较少，油分和树脂 含量相对较高时，胶团外膜较厚，胶团之间相对 运动较自由。）性质：粘性小，流动性大，温度 稳定性差。
• 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。用以限制有害的不溶物（如沥 青碳或似碳物）含量。不溶物会降低沥青的粘结 性。
• 闪点：沥青在规定条件下，加热到石油沥青的蒸 气与火焰接触发生蓝色闪光时的最低温度，称为 闪点。
• 闪点的高低，关系到运输、贮存和加热使用等方 面的安全。
• 燃点：如温度再上升与火接触而产生火焰，能持 续燃烧5S以上，这个开始燃烧的温度即为燃点。 施工现场在熬制沥青时应特别注意加热熔化最 高温度不能超过闪点温度，闪点是安全施工的指 标。而且，沥青加热温度过高、加热时间过长， 也会促使沥青老化。
• 凝胶结构（地沥青质含量较多，油分和树脂含量 较少时，胶团外膜较薄，胶团之间相对运动较困 难。）性质：弹性和粘结性较高，温度稳定性较 好，但塑性较差。
柯国军主编《土木工程材料》部分作业参考答案
第一章土木工程材料的基本性质P24：评注一般来说，孔隙率增大，材料的体积密度降低、保温性能提高、抗渗性降低、抗冻性降低、耐腐蚀性降低、耐久性降低、吸水性提高。
若是开口孔隙和连通孔隙增加，会使材料的吸水性、吸湿性和吸声性显著增强，而使材料的抗渗性、抗冻性、耐腐蚀性等耐久性能显著下降。
若是封闭的细小气孔增加，则对材料的吸水、吸湿、吸声无明显的影响；但对抗渗性、抗冻性则有影响。
在一定的范围内，增加细小封闭气孔．特别是球形气孔，会使材料的抗渗性、抗冻性提高。
在孔隙率一定的情况下，含大孔、开口孔隙及连通孔隙多的材料，其保温性较含细小、封闭气孔的材料稍差。
题1.7、答：材料的耐久性是泛指材料在使用条件下，受各种内在或外来自然因素及有害介质的作用．能长久地保持其使用性能的性质。
材料在建筑物中．除要受到各种外力的作用外。
还经常要受到环境中许多自然因素的破坏作用．这些破坏作用包括物理、化学、机械及生物的作用。
物理作用有：干湿变化、温度变化及冻融变化等．这些作用将使材料发生体积的胀缩或导致内部裂缝的扩展．时间长久之后即会使材料逐渐破坏。
在寒冷地区，冻融变化对材料起着显著的破坏作用。
在高温环境下．经常处于高温状态的建筑物或构筑物．所选用的建筑材料要具有耐热性能。
在民用和公共建筑中．考虑到安全防火要求，须选用具有抗火性能的难燃或不燃的材料。
化学作用包括大气、环境水以及使用条件下酸、碱、盐等液体或有害气体对材料的侵蚀作用；机械作用包括使用荷载的持续作用以及交变荷载引起的材料疲劳、冲击、磨损、磨耗等；生物作用包括菌类、昆虫等的作用而使材料腐朽、蛀蚀而破坏。
砖、石料、混凝土等矿物材料，多是由于物理作用而破坏，也可能同时会受到化学作用的破坏。
金属材料则主要是由于化学作用而引起的腐蚀。
木材等有机质材料常因生物作用而遇到破坏。
沥青材料、高分子材料在阳光、空气和热的作用下，会逐渐老化而使材料变脆或开裂。
材料的耐久性指标是根据工程所处的环境条件来决定的。
土木工程材料——沥青
中南大学土木建筑学院
第一节 石油沥青与煤沥青
1. 石油沥青 ① 标准、选用与掺配 a. 掺配
I. 计算方法：插值法
P1=（T-T2）/（T1-T2）×100%； P2=100-P1
II. 根据计算结果上下波动5%~10%,通过试验绘 制曲线；
III. 根据曲线确定实际掺配比例
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第一节 石油沥青与煤沥青
1. 煤沥青
① 性能特点
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第二节 沥青混合料
1. 分类
我①国目按前最主大要粒按径矿分料类的公称最大粒径区分沥青混 合料a. 粗粒式沥青混合料 沥青b混. 凝中土粒混式合沥青料混：合A料C（方孔筛）/LH（圆孔筛） +公称c. 最细大粒粒式径沥青混合料
d. 砂粒式沥青混合料
沥青碎石混合料：AM（方孔筛）/LS（圆孔筛） +公称最大粒径
1. 分类
① 按矿质混合料级配类型
a. 连续级配沥青混合料 b. 间断级配沥青混合料
③ 按混合料密实度分类
a. 密级配沥青混凝土混合料
I. Ⅰ型沥青混凝土混合料： 剩余空隙率3％～6％； II. Ⅱ型沥青混凝土混合料： 剩余空隙率4％～10％；
b. 开级配沥青混凝土混合料 剩余空隙率大于15％ c. 半开级配沥青混合料：剩余空隙率10％～15％
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第二节 沥青混合料
1. 改性沥青
土木工程材料沥青及沥青混合料讲课文档
(3 ) 骨架一密实结构
❖ 间断型密级配的沥青混合料既有一定数量的粗集料形成骨架结 构，又有足够的细集料填充到粗骨料之间的空隙中去。 特点：较高的粘聚力和内摩阻角，结构的密实度、强度、稳 定性都比较好。理想型。
第二十六页，共37页。
三、 沥青混合料的技术性质 1、高温稳定性
❖ 定义：在外界各种因素的长期作用下，能基本保持原有性能而不出 现剥落和松散等损坏的的性质。
❖ 沥青路面的使用寿命与沥青含量有很大关系。 当沥青用量较最终 使用量少0.5％的混合料能使路面使用寿命减少一半以上。
❖ 我国现行规范来用空隙率、饱和度（即沥青填隙率）和残留稳定 度等指标来表征沥青混合料的耐久性。
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二、煤焦油
与石油沥青相比，煤沥青有如下特点：
（1）由固态或粘稠态转变为粘流态（或液态）的温度间隔较小，夏天 易软化流淌，而冬天易脆裂，即温度敏感性较大。
（2）含挥发性成分和化学稳定性差的成分较多，在热、阳光、氧 气等的长期综合作用下，煤沥青的组成变化较大，易硬脆，大 气稳定性较差。
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4、抗滑性
沥青混合料路面的抗滑性与矿质集料的微表面性 质、混合料的级配组成以及沥青用量等因素有关。
抗滑措施：选择硬质有棱角的矿料，骨料的颗粒适当 大些，沥青用量少些，严格控制沥青中含蜡量。
沥青用量超过最佳用量的0.5％，即可使抗滑系 数明显降低。
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5、施工和易性
第二十四页，共37页。
(2 ) 骨架一间隙结构
❖ 是指矿质集料属于连续型开级配的混合料结构，矿质集料中粗集 科较多，粗集料互相靠拢可形成矿质骨架，细集料较少。 特点：空隙率大，耐久性差，沥青与矿料的粘聚力差，热稳定性 较好，其强度主要取决于内摩阻角。当沥青路面采用这种形式的沥 青混合料时，沥青面层下必须作下封层。
建筑材料课件：沥青混合料共25页
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的。——孔子
建筑材料课件：沥青混合料
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
土木工程材料智慧树知到答案章节测试2023年西安交通工程学院
第一章测试1.建筑材料按化学成分分为金属材料和非金属材料。
（）A:错B:对答案:A2.下列属于无机材料的是（）。
A:植物材料B:黑色金属C:沥青材料D:合成高分子材料答案:B3.土木工程材料按来源分为（）。
A:有机材料B:无机材料C:人造材料D:天然材料答案:CD4.下列属于有机材料的是（）A:砌块B:石灰C:石膏D:沥青E:水泥F:木材G:钢筋答案:DF5.目前，（）是最主要的建筑材料。
A:建筑塑料B:钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土C:铝合金材料D:建筑陶瓷答案:B第二章测试1.材料在水中吸收水分的性质称为（）。
A:渗透性B:吸水性C:吸湿性D:耐水性答案:B2.材料的耐水性一般可用（）来表示。
A:含水率B:软化系数C:渗透系数D:抗冻性答案:B3.弹性材料具有（）的特点。
A:恒定的弹性模量B:不变形C:塑性变形小D:无塑性变形答案:AD4.某些材料虽然在受力初期表现为弹性,达到一定程度后表现出塑性特征，这类材料称为塑性材料。
（）A:错B:对答案:A5.某材料含大量开口孔隙,直接用排水法测定其体积，该材料的质量与所测得的体积之比即为该材料的表观密度。
（）A:对B:错答案:B第三章测试1.为加速水玻璃的硬化，常加入氟硅酸钠作为促硬剂，加入越多效果越好。
（）A:错B:对答案:A2.在水泥中，石膏加入的量越多越好。
（）A:错B:对答案:A3.初凝时间不符合规定的硅酸盐水泥为废品。
（）A:对B:错答案:A4.石灰膏应在储灰坑中存放（）以上才可使用。
A:14B:7C:28D:3答案:A5.石灰硬化的理想条件是（）环境。
A:潮湿B:自然C:干燥D:水中答案:C第四章测试1.以下水泥熟料矿物中早期强度及后期强度都比较高的是（）。
答案:C2.矿渣硅酸盐水泥的代号是P.O。
（）A:错B:对答案:A3.水泥中加入石膏是为了缓凝。
（）A:对B:错答案:A4.普通硅酸盐水泥的初凝时间不得小于45分钟，终凝时间不得大于390分钟。
沥青—沥青分类及应用(土木工程材料)
沥青基本知识
地沥青 asphalt
天然沥青：石油在自然条件下，长时间 经受地球物理因素作用形成的产物。
石油沥青：石油经各种炼制工艺加工而 得的沥青产品 。
焦油沥青 tar
煤沥青：煤经干馏所得的煤焦油，经 再加工后得到煤沥青 。
页岩沥青：页岩炼油工业的副产品 (shale tar)
沥青基本知识
西印度群岛特应用
1.沥青基本知识
由一些极其复杂的高分子的碳氢化合物和这些碳 氢化合物的非金属（氧、硫、氮）的衍生物所组成 的混合物。
在常温下，沥青呈黑色或黑褐色的固态、半固态 或液态。广泛用作路面、屋面、防水、耐腐蚀等工 程材料。土木工程建筑主要应用石油沥青。
沥青基本知识
特立尼达湖沥青是世界上最大的可作 为商业用途的天然沥青矿。据说该矿 最早是在1595年三月由沃尔特·罗利 爵士（Sir Walter Raleigh）发现的。 1617年他再次考察该湖时，在日记中 首次记录了对该湖的描述。他不叫其 为“湖”而称其为“平原”。他加以 解释说：“整个地区遍地都是沥青， 四处横溢，流向大海。”
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11.3.2 沥青防水卷材
11.3.3 高聚物改性沥青防水卷材
(1)SBS改性沥青防水卷材 (2)APP改性沥青防水卷材 (3)其他品种高聚物改性沥青防水卷材
纸胎油毡
SBS防水卷材
玻纤
11.3.4 合成高分子防水片材（卷材）
◇温度敏感性：用软化点表示(温度) ◇大气稳定性（耐久性）：用加热蒸发质量损失百分 率、加热后前针入度比来表示。 石油沥青三大重要技术性质指标：针入度、延度、软 化点，是划分沥青牌号的依据。 （3）石油沥青的技术标准及选用
◇石油沥青的技术标准 ◇石油沥青的选用 ◇石油沥青的掺配与稀释
T2 T Q1 100% T 2 T1 Q 2 100 Q1
★马歇尔稳定度试验
★车辙试验 ◇低温抗裂性 ◇耐久性 ◇抗滑性 ◇施工和易性
11.2 防水涂料
●防水涂料的功能
●防水涂料的分类
11.2.1 防水涂料的基本性能要求
（1）固体含量 （2）耐热度 （3）柔性
（4）不透水性
（5）延伸性
11.2.2 常用防水涂料
(1)沥青基防水涂料 ◇冷底子油 ◇石灰乳化沥青 ◇膨润土沥青乳液
城市主干道
海南环岛高速公路
八达岭高速公路
11. 沥青与防水材料
概述
●沥青
沥青的性能
沥青
沥青的分类
●防水材料 防水材料的分类 防水材料的发展趋势
地沥青
天然沥青 石油沥青
煤沥青 页岩沥青
焦油沥青
防水材料
防水材料
沥青基防水材料 橡胶基防水材料 树脂基防水材料
防水涂料 防水卷材 密封材料
(1)三元乙丙（EPDM）橡胶防水片材（卷材） (2)聚氯乙烯（PVC）防水卷材 (3)氯磺化聚乙烯防水卷材
三元乙丙橡胶
新型覆膜防水卷材
11.4 密封材料
11.4.1 密封材料的基本性能要求
（1）挤出性 （2）抗下垂性 （3）自流平性 （4）密封膏应有适当的固化速度
11.4.2 常用的密封材料
（1）聚氨脂密封膏 （2）聚硫橡胶密封膏 （3）丙烯酸类密封膏 （4）有机硅橡胶密封膏 （5）聚氯乙烯胶泥（ PVC胶泥）
(2)高聚物改性沥青防水涂料
◇再生橡胶改性沥青防水涂料 ◇氯丁橡胶改性沥青防水涂料 ◇SBS 橡胶改性沥青防水涂料 ★聚氨脂防水涂料 ★硅橡胶防水涂料 ★丙烯酸脂防水涂料
硅橡胶防水涂料 聚 合 物 防 水 涂 料 聚 氨 脂 防 水 涂 料
11.3 △ 防水卷材
11.3.1 防水卷材的基本性能要求
11. 沥青与防水材料
要求： 掌握石油沥青的组成、技术性质； 改性石油沥青的种类；沥青混合料 的组成、结构及技术性质 了解防水涂料、防水卷料的种类及 应用。 作业：210页 1、2、3、4 、5 题。
11.1.2 煤沥青
●煤沥青的组成 ●煤沥青的技术性能 ◇温度敏感性较大； ◇大气稳定性较差； ◇塑性较差 ； ◇粘附性较强 ； ◇防腐性好。
11.1.3 改性石油沥青
（1）矿物填料改性沥青
矿物填料：滑石粉、石灰石粉、石棉绒、云母粉、
磨细砂、粉煤灰、水泥、高岭土、白垩粉等。
（2）橡胶改性沥青
11.1 △沥青与沥青混合料
11.1.1 石油沥青
（1）石油沥青的组分 ◇油分 ◇树脂 ◇地沥青质
（2）石油沥青的技术性质 ◇粘滞性（粘度、稠度） ★粘滞性的大小的表示方法：
针入度法：测定较稠的沥青；以针入度表示（0.1mm） 标准粘度法：测定液体沥青或较稀的沥青。CtdT
针入度仪
◇塑性：用延度表示（cm）
◇氯丁橡胶改性沥青 ◇丁基橡胶改性沥青 ◇热塑性丁苯橡胶（SBS）改性沥青 ◇再生橡胶改性沥青 （3）树脂改性沥青 （4）橡胶和树脂共）分类 （2）沥青混合料组成材料及结构 ◇组成材料 ◇组成结构
（3）沥青混合料的技术性质
◇高温稳定性