石油沥青是一种褐色或黑褐色的有机胶凝材料，在常温下呈固体、半固体或黏性液体状态。它是由许多高分子碳氢化合物及其非金属（如氧、硫、氨等）衍生物组成的复杂混合物。由于其化学成分复杂，为便于分析研究，常将其物理、化学性质相近的成分归类为若干组，称为组分，不同的组分对沥青性质的影响不同。石油沥青的组分与结构如下。
石油沥青通常由油分、树脂和地沥青质三组分组成。
（1）油分是沥青中最轻的组分，呈淡黄至红褐色，密度为0.7～1 g/cm3，能溶于丙酮、苯、三氯甲烷等大多数有机溶剂，但不溶于酒精，在石油沥青中，含量为40%～60%，油分使沥青具有流动性。
（2）树脂为密度略大于1 g/cm3 的红褐色至黑褐色黏稠物质，能溶于汽油、三氯甲烷和苯等有机溶剂，在石油沥青中含量为15%～30%，它使石油沥青具有塑性与粘结性。
（3）地沥青质为密度大于1 g/cm3 的黑褐色黑色固体物质，能溶于二硫化碳和三氯甲烷中，在石油沥青中的含量为10%～30%，它决定了石油沥青的温度稳定性和黏性，含量越多，石油沥青的软化点越高，脆性越大。
石油沥青各组分的特征及其对沥青性质的影响见表9-2。
表9-2 石油沥青各组分的特征及其对沥青性质的影响
另外，石油沥青中常含有一定量的固体石蜡，它会降低沥青的粘结性、塑性、温度稳定性和耐热性。常采用氯盐（FeCl3、ZnCl2 等）处理或溶剂脱蜡等方法处理石油沥青，使多蜡石油沥青的性质得到改善，从而提高其软化点，降低针入度，使其满足使用要求。
当地沥青质含量较少、油分及树脂含量较多时，地沥青质胶团在胶体结构中运动较为自由，形成溶胶型结构。此时的石油沥青具有黏滞性小、流动性大、塑性好，但稳定性较差的特点。当地沥青质含量较高、油分与树脂含量较少时，地沥青质胶团间的吸引力增大，这种凝胶型结构的石油沥青具有弹性、较高的黏性、流动性、温度敏感性较小、塑性较低。(www.xing528.com)
石油沥青中的各组分是不稳定的。在阳光、空气、水等外界因素作用下，各组分之间会不断演变，油分、树脂会逐渐减少，地沥青质逐渐增多，这一演变过程称为石油沥青的老化。石油沥青老化后，其流动性、塑性变差，脆性增大，从而变硬，易发生脆裂乃至松散，使石油沥青失去防水、防腐效能。
2.煤沥青
煤沥青是炼焦厂和煤气厂的副产品。煤沥青的大气稳定性与温度稳定性较石油沥青差。当与软化点相同的石油沥青比较时，煤沥青的塑性较差，使用在温度变化较大（如屋面、道路面层等）的环境时，没有石油沥青稳定、耐久。煤沥青中含有酚，防腐性较好，适用于地下防水层或作防腐材料用。由于煤沥青在技术性能上存在较多的缺点，而且成分不稳定、有毒性，对人体和环境不利，已很少用于建筑、道路和防水工程之中。
3.改性沥青
普通石油沥青的性能不能全面满足建筑防水工程的要求，通常采取各种措施对沥青进行改性。性能得到不同程度改善后的沥青称为改性沥青。改性沥青可分为橡胶改性沥青、合成树脂类改性沥青、橡胶和树脂改性沥青、再生胶改性沥青和矿物填充料改性沥青等。
（1）橡胶改性沥青。橡胶改性沥青是在沥青中掺入适量橡胶后使其改性的产品。沥青与橡胶的相溶性较好，混溶后的改性沥青高温变形很小，低温时具有一定塑性。所用的橡胶有天然橡胶、合成橡胶和再生橡胶。使用不同品种橡胶掺入的量与方法不同，形成的改性沥青性能也不同。常见的橡胶改性沥青有氯丁橡胶改性沥青、丁基橡胶改性沥青、再生橡胶改性沥青和SBS热塑性弹性体改性沥青。SBS热塑性弹性体改性沥青是以丁二烯、苯乙烯为单体，加溶剂、引发剂、活化剂，以阴离子聚合反应生成的共聚物。SBS用于沥青的改性，可以明显改善沥青的高温和低温性能。SBS改性沥青已是目前世界上应用最广的改性沥青材料之一。
（2）合成树脂类改性沥青。合成树脂类改性沥青按成分不同有古马隆树脂改性沥青、聚乙烯树脂改性沥青、环氧树脂改性沥青和APP改性沥青。APP为无规聚丙烯均聚物。APP很容易与沥青混溶，并且对改性沥青软化点的提高很明显，耐老化性也很好，具有较好的发展潜力。意大利85%以上的柔性屋面防水均采用APP改性沥青油毡。
（3）橡胶和树脂改性沥青。橡胶和树脂用于沥青改性，使沥青同时具有橡胶和树脂的特性，且树脂比橡胶便宜，两者又有较好的混溶性，故效果较好。配制时采用的原材料品种、配合比、制作工艺不同，可以得到多种性能各异的产品，主要有卷材、片材、密封材料、防水材料等。
（4）再生胶改性沥青。利用再生橡胶粉加入石油沥青中对沥青进行改性，可以制成卷材、片材、密封材料、胶粘剂和涂料等。再生橡胶掺入沥青中以后，可大大提高沥青的气密性、低温柔性、耐光（热）性和耐臭氧性。由于再生橡胶粉是废品加工，原料成分复杂，加工工艺及脱硫工艺不同，所以，它的性能随原料成分和工艺而变化，非常不稳定，在20世纪70～80年代曾大量采用过，目前使用量较少。
（5）矿物填充料改性沥青。为了提高沥青的能力和耐热性，减小沥青的温度敏感性，经常加入一定数量的粉状或纤维状矿物填充料。常用的矿物填充料有滑石粉、石灰粉、云母粉和硅藻土粉等。
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