在科普Ⅰ中我们提到过沥青类防水材料是我国从50年代至今的建筑防水材料的主导产品，从目前我国新型防水材料总体结构比例上看，以沥青基防水材料为主要产品，占全部防水材料的80%。今天我们就来深入了解沥青，看看它是如何让自己在防水界中保持长期稳固的地位。

沥青的介绍

沥青，沥青源自石油，以其获取方式而被命名，是大自然在亿万年前为人类留下的珍贵礼物，是现代防水事业不可多得的环保材料。天然沥青是地下石油层随地质迁移而曝露于地表层，经过长期挥发与氧化形成的；而石油沥青是通过人工对石油进行提炼后留下的蒸馏残渣。提炼方式不同，石油沥青的性质和标号也各不相同。

沥青湖 石油沥青

沥青的应用历史

作为一种性质优良的防水材料，沥青的应用历史可追溯到公元前1200年，在天然沥青储量丰富的美索不达米亚地区，人们将沥青涂抹于陶器和船体之外，用于装饰和防水，他们还在粘土砖中使用沥青作为天然的粘合剂。在古巴比伦空中花园和中国古长城等古代建筑奇迹中，沥青被作为防水剂、密封剂和粘合剂而广泛使用。尤其是古巴比伦道路遗址中，科学家发现在路面石板和烧过的砖面之间，有着沥青涂抹的痕迹，这种结构可以被称为现代混凝土公路的雏形。

沥青的特性与改性沥青

沥青，天然拥有作为防水材料的6大特性：1.热塑性材料，可以热焊接；2.惰性基团居多，不易老化；3.富含憎水基团；4. 结构致密，水分子无法穿透；5具有天然流动性，有一定的自愈能力；6.具有极强的粘性，是天然的粘合剂。

虽然，沥青作为防水材料有先天的优势，但现代建筑结构复杂，防水要求高，在天然沥青难以招架之时，沥青改性剂应运而生。如SBS沥青改性本质是通过向塑性的沥青中添加橡胶性质的SBS材质，使沥青的稳定性、机械性能和耐老化性能得到大幅提升。APP对沥青的改性作用主要是提高沥青的耐热性能，改善沥青在高温条件下易变形流淌的弱点。

沥青的防水原理

沥青与混凝土是现代防水体系中一对最佳搭档，熔融成液态的改性沥青，将空气挤出，浸润到混凝土表面凹凸不平的孔隙中，使沥青与混凝土凹槽形成牢固的物理铆合，与相互分子间的色散力和化学键合力共同作用，对抗外力的剪切与剥离，它们将在未来几十年中将一直保持这样的姿态，历久弥实。

沥青浸润到混凝土表面凹凸不平的孔隙

在混凝土与沥青卷材紧密结合后，混凝土调皮的本性开始显露。温度、荷载和不均匀沉降，使混凝土表面的裂缝持续发生，对防水层构成威胁。一旦混凝土表面开裂，裂缝将向与之紧密粘接的匀质防水材料层延伸并最终将其拉断，这就是“零延伸断裂原理”。

除混凝土裂缝之外，所有防水材料还有一个共同的“天敌”——材料老化。当沥青材料长时间露在温度、光照、空气下时，使沥青由溶胶型向溶胶-凝胶和凝胶型转化，反映在卷材表面的宏观现象就是变硬，变脆。

沥青变脆

粘接原理、零延伸原理和老化原理，是防水材料结构设计和防水构造系统设计所要遵循的三大科学原理。为了延长防水层的寿命，使之尽可能与建筑同寿命，改性沥青得到了广泛运用。改性沥青片材中会设置一道胎基加强，可以很好地对抗零延伸断裂对防水层的伤害；具有抗拉强度的胎基能够阻止裂缝继续延伸，使防水构造的功能得以存续。而被改性沥青料浸透的胎基，本身也具备了防水功能。

沥青防水材料介绍

在防水卷材、防水涂料和密封材料中均能看到沥青或改性沥青的身影。

（1）防水卷材：

改性沥青基防水卷材主要包括有沥青纸胎油毡和高聚物改性沥青防水卷材。

沥青纸胎油毡是采用低软化点石油沥青浸渍原纸，然后用高软化点石油沥青涂盖油纸两面，再涂或撒隔离材料所制成的一种纸胎防水卷材。

我国石油沥青油毡是从50年代初开始使用的，到1958年产量达1.9亿m2，到改革开放初期的80年代初，沥育纸胎油毡的产鱿上升到5.3亿m2随着改革开放，石油工业及建筑业的迅速发展，油毡生产企业通过技术改造，提高氧化沥青的生产能力，到1995年，沥青纸胎油毡的产徽己高达12.2亿m2。纸胎油毡传统做法——在热玛蹄脂热熔过程和施工操作中都产生环境污染，近年来因环保原因，一些省市已明文禁止在城区内使用纸胎油毡施工，同时用高聚物改性沥青防水卷材替代了纸胎油毡，因而沥青纸胎油毡的生产量逐年下降。

沥青纸胎油毡

高聚物改性沥青防水卷材土要包括APP. SBS (APAO)作改性材料的高聚物改性沥青防水卷材，以聚酯胎和玻纤胎为主。高聚物改性沥青防水卷材的施工应用，目前大多采用国外常用的火焰枪热熔施工法及冷玛蹄脂粘结。

改性沥青防水卷材在我国是日前发展最快的新型防水材料，我国80年代中期以来陆续从国外引进了十几条生产线，技术装备水平得到很大的提高，生产能力约0. 8亿m2。国内开发研制的改性沥青防水卷材国产生产线达100余条，以每条生产能力200万m2计算，年生产能力约2亿m2;目前我国高聚物改性沥青防水材料的生产能力总共可达2.8亿m2 。

改性沥青防水卷材

我国沥青防水卷材在施工应用过程中，对氧化沥青卷材多用热沥青玛蹄脂或冷沥青玛蹄脂作多层防水的粘结材料，叠层施工，一般采用两毡二油或二毡四油，即两层氧化沥青卷材加二道沥青玛蹄脂，或三层氧化沥青卷材加四道沥青玛蹄脂。

（2）防水涂料：

改性沥青防水涂料主要有抓于胶乳沥青防水涂料、SBS改性沥青防水涂料、水乳再生胶沥青防水涂料、水性PVC煤焦油防水涂料等，以氯丁胶沥青防水涂料使用最为普遍。

氯丁橡胶沥青防水涂料改变了传统沥青低温脆裂，高温流淌的特性，经过改性后，不但具有氯丁橡胶的弹性好，粘接力强，耐老化、防水防腐的优点，同时集合了沥青防水的性能，组合成强度高，成膜快，防水强，耐老化，有弹性抗基层变形能力强，冷作施工方便，不污染环境的一种优质防水涂料。被广泛应用于屋面防水，水池防渗，地下室防潮，沼气池防漏气，放空洞，隧道等建筑，以及80℃以下化工管道防腐蚀等。

SBS 改性沥青防水涂料是以SBS共聚热塑性弹性体作改性剂，对优质的石油沥青进行改性，并加入多种橡胶，合成树脂、表面活性剂，乳化剂、防霉剂等多种辅助材料，经专用设备精制而成的一种高弹性优质防水涂料。产品专用于道路桥梁防水工程，还适用于建筑物屋面、地下、隧道工程防水。

（3）密封材料：

建筑密封也大量采用了沥青基嵌缝膏，沥青嵌缝膏约占建筑密封膏总量的10%以上。目前用量最多的是PVC油膏。

PVC 油膏有良好的耐热、耐寒性能，炎热不流滴、不粘脚，寒冬有弹性；有良好的粘结、延伸性能，适应屋面基层因热涨冷缩、振动、沉降等原因而引起的变化；有良好的抗老化性，有一定的耐酸碱、耐油能力。

PVC 油膏

该产品适用于：1、各种新老坡度的工业厂房与民用建筑屋面工程，并适用于硫酸、盐酸、硝酸、氢氧化钠气体 腐蚀的屋面、仓库防水工程。也可用于水渠、管道等的接缝。2、蔽缝防水：供各种新老混凝土屋面板、墙板、地板、渡槽、水管、天桥梁、堤坝、池罐、车道、地洞、地下室等构配件。构筑物蔽缝防水，能起见缝补缝防缝漏的作用。3、涂膜防渗：涂刷于屋面，可代油毡防水；涂刷干地面、模面、基础、洞库、地罐与管道，可防渗防潮防腐烛。4、公路，桥梁填缝补漏专用。