9 防水材料（课件）- 《建筑材料》同步教学（电工版）

第 九章 防水材料 概 述 定义 能够防止雨水、地下水及其他水分侵蚀渗透的材料。 建筑防水的做法 构件自防水：防水砂浆、防水混凝土 （刚性防水） 防水层防水：防水卷材、防水涂料 （柔性防水） 防水材料分类 按材质分：沥青类防水材料、改性沥青类防水材料、高分子类防水材料 按外形状分：防水卷材、防水涂料、密封材料（密封膏或密封胶条） 一、沥 青 定义 沥青是一种有机胶凝材料，它是复杂的高分子碳氢化合物及非金属衍生物的混合物。 在常温下呈固体、半固体或黏稠状液体状态。 特点 颜色由黑褐色至黑色，能溶于多种有机溶液中。 憎水性材料，不溶于水，耐水、结构致密、粘结力良好，耐腐蚀性好。 一、沥 青 分类 应用 主要作为防水、防潮、防腐蚀材料，用于屋面或地下防水工程、防腐蚀工程、贮水池、浴池及桥梁等防水防潮层以及铺筑道路。 沥青 天然沥青 煤沥青 石油沥青 地沥青 焦油沥青 木沥青 泥炭沥青 页岩沥青 （一）石油沥青 1.生产 石油沥青是由石油原油或石油衍生物经过蒸馏，提炼出汽油、煤油、柴油、润滑油等轻质油分后的残渣，经加工制成的一种产品 。 2.按用途分类 石油沥青 道路石油沥青 特种石油沥青 建筑石油沥青 普通石油沥青 （一）石油沥青 3.组分 石油沥青化学成分非常复杂，可分为油分、树脂和沥青质三大组分。各组分的特点及作用见下表。 组 分 作 用 油 分 淡黄色透明液体； 赋予沥青流动性。 树 脂 粘稠半固体； 增加沥青粘结力和延伸性。 沥青质 固体粉末； 决定沥青的粘结力、粘度、温度稳定性 （一）石油沥青 4.主要技术性质 黏性（黏滞性） 塑性（延性） 温度敏感性 大气稳定性 其他性能 （1）黏滞性（黏性） 定义： 指沥青在外力作用下抵抗变形的能力，反映沥青材料内部阻碍其相对流动的一种性质。 指标与测试方法 针入度——固体或半固体石油沥青 黏滞度——液体石油沥青 黏度值越小或针入度越大，沥青流动性越大，黏性越差。 标准黏度计法 一定量的液体沥青，在某温度下经一定直径的小孔流出50ml所需的时间，以秒表示。 针入度试验 电脑针入度仪 针入度试验 规定的荷载、时间和温度下进行 P针入度 开始时 5秒后 （2）塑 性 概念 石油沥青在外力作用下产生变形而不破坏，除去外力后，仍保持变形后的形状的性质。也反映了沥青的自愈合性能。 评价指标 延度（延伸度） 测定方法 把沥青试样制成8字型标准试模，在规定拉伸速度（5cm/min）和规定温度（25℃）下拉断时的长度，即为延度，用cm为单位表示。 延度 沥青延度试验 延度试验 沥青样品 模具 厘米刻度 延度仪 在25C下，以5cm/min的速度测量 在25℃下，以5cm/min的速度测量 延度仪 （3）温度敏感性（温度稳定性） 概念 温度稳定性是指石油沥青的粘性和塑性随温度升降而改变的程度。 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， 当温度升高时即成为液体流淌，失去防水能力。因此，温度敏感性是沥青的重要技术性质。 （3）温度稳定性（温度敏感性） 温度稳定性包括耐高温和耐低温的性质。 评价指标 软化点，它是沥青材料受热由固态转变为粘流态时的温度。 测定方法：环球法。 脆化点，是指沥青从高弹态转到玻璃态过程中的某一规定状态的相应温度，该指标主要反映沥青的低温变形能力。 沥青软化点测量 开始时 终止时 钢球 25.4mm 温度计 钢球 沥青 软化点测量试验装置 （3）温度稳定性（温度敏感性） 不同的沥青软化点不同，大致在25一100℃之间。 软化点高，表明沥青的耐热性好，但软化点过高，又不易加工； 软化点低，夏季易产生变形，甚至流淌。 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。 寒冷地区使用的沥青应考虑沥青的脆点。 （4）大气稳定性 概念 石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等大气因素的长期综合作用下抵抗老化的性能，称为大气稳定性。也是沥青材料的耐久性。 沥青的老化 指沥青在上述因素的长期综合作用下，逐渐失去粘性、塑性而变硬变脆的现象。 评价指标 蒸发后的质量损失或蒸发后的针入度比， 蒸发试验 烘箱外观 （5）其他性能 闪点 加热沥青至初次闪火（有蓝色闪光）时的沥青温度。 燃点或着火点 加热沥青，并与火接触能持续燃烧5秒以上时的温度。 闪点和燃点是保证沥青加热质量和施工安全的一项重要指标。 5.石油沥青的分类与技术标准 关于石油沥青的三个标准： NB/SH/T0522-2010:道路石油沥青 GB/T 494-2010:建筑石油沥青 SY1665-88:普通石油沥青 牌号划分方法 三种石油沥青都是按针入度指标来划分牌号的。 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。 品 种 牌 号 主要应用 道路石油沥青 A-200、A-180、 A-140、A-100甲、A-100乙、A-60甲、A-60乙 主要在道路工程中作胶凝材料 建筑石油沥青 40、30、10 主要用于制造油纸、油毡、防水涂料和嵌缝膏等， 使用在防水及防腐工程中 普通石油沥青 75、65、55 含蜡量较高，粘结力差， 一般不用于建筑工程中 25 表8-1 建筑石油沥青的主要指标 指 标 牌 号 40号 30号 10号 针入度 36～50 26～35 10～25 延伸度 不小于 3.5 2.5 1.5 软化点 ＞60 ＞75 ＞95 溶解度 不小于 99 99 99 牌号越高，针入度越大、延度越大、软化点越低。 6.石油沥青的选用 选用原则：根据工程性质与要求、使用部位、环境条件等因素选用，在满足适用条件的前提下，应选用牌号较大的石油沥青，以保证使用寿命。 道路沥青 拌制沥青混凝土、沥青拌和料或沥青砂浆； 密封材料、粘结剂以及沥青涂料。 建筑石油沥青 制造油纸，油毡、防水涂料和沥青胶，绝大部分用于屋面、地下防水、沟槽防水防腐蚀及管道防腐等工程。 普通石油沥青 在建筑上不宜直接使用。 （二）、改性沥青 土木工程中使用的沥青要求： 在低温下应有弹性和塑性； 在高温下要有足够的强度和稳定性； 在加工和使用中具有抗老化能力； 与矿物和结构表面有较强的粘附力； 以及对构件变形的适应性和耐疲劳性。 沥青材料本身难以满足这些性能要求，需采用不同措施对其改性。 （二）、改性沥青 通过掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、或矿物填充剂等改性剂，或采取对沥青轻度氧化加工等措施，使沥青的性能得以改善。 橡胶改性沥青 树脂改性沥青 橡胶和树脂共混改性沥青 矿物填充料改性沥青 1.橡胶改性沥青： 橡胶是沥青的重要改性材料，它和沥青 有较好的混溶性，并能使沥青具有橡胶的很 多优点。如：高温变形性小，低温柔性好。 热塑性丁苯橡胶（SBS）改性沥青 性质： SBS热塑性橡胶兼有橡胶和塑料的特 性，常温下具有橡胶的弹性，在高温 下又能像塑料那样熔融流动，成为可 塑的材料。　 所以采用SBS橡胶改性沥青，其耐高、低 温性能均有较明显提高，制成的卷材弹性 和耐疲劳性也大大提高，是目前应用最成 功和用量最大的一种改性沥青。 掺入量：SBS的掺入量一般为5%～10%。 用途：主要用于制作防水卷材，也可用于制作防水涂料等。 　 二、防水卷材 防水卷材是建筑工程中防水材料的重要品种之一。 防水卷材主要技术性质 抗拉强度 延伸率 抗撕裂强度 不透水性 温度稳定性 二、防水卷材 它主要包括 沥青防水卷材 高聚物改性沥青防水卷材料 合成高分子卷材 （一）沥青基防水卷材 沥青基防水卷材是指以各种石油沥青或煤沥青为防水基材，以原纸、织物、毯等为胎基，用不同矿物粉料、粒料或合成高分子薄膜、金属膜作为隔离材料所制成的可卷曲片状防水材料。 沥青基防水卷材具有原材料广、价格低、施工技术成熟等特点，可以满足建筑物的一般防水要求。 1.纸胎油毡（传统“三毡四油”中的防水卷材） 2.玻璃布胎油毡 3.铝箔面油毡 （二）、高聚物改性沥青防水卷材 在沥青中添加适当的高聚物改性剂，可改善传统沥青防水卷材温度稳定性差、延伸率低的不足， 高聚物改性沥青防水卷材具有高温不流淌、低温不脆裂、拉伸强度高和延伸率较大等优点。 （二）、高聚物改性沥青防水卷材 主要改性沥青防水卷材有： 1.SBS改性沥青防水卷材 最大的特点是低温柔韧性能好，尤其适用于寒冷地区和结构变形频繁的建筑物防水。 2.APP改性沥青防水卷材 具有优良的综合性质，尤其是耐热性能好，非常适宜用于高温地区或阳光辐射强烈地区 （三）、合成高分子防水卷材 合成高分子防水卷材是以合成橡胶、合成树脂或两者的共混体为基础，加入适量的助剂和填充料等，经过特定工序所制成的防水卷材。 该类防水卷材具有强度高、延伸率大、弹性高、高低温特性好等特点，防水性能优异特点，而且彻底改变了沥青基防水卷材施工条件差、污染环境等缺点，是值得大力推广的新型高档防水卷材。 （三）、合成高分子防水卷材 根据主体材料的不同，合成高分子防水卷材一般可分为橡胶型、塑料型和橡塑共混型防水材料三大类，各类又分别有若干品种。下面介绍一些常用的合成高分子防水卷材。 1、三元乙丙（EPDM）橡胶防水卷材 2、聚氯乙烯（PVC）防水卷材 3、氯化聚乙烯—橡胶共混防水卷材 卷材贮存 ①防水卷材应贮存在阴凉通风的室内， 严禁接近火源； ②油毡必须直立堆放，高度不宜超过两层， 不得横放、斜放； ③应按标号、品种分类堆放。 三、防水涂料 防水涂料是在常温下呈流态或半流态，经涂布后通过溶剂的挥发、水分的蒸发或各组分的化学反应，形成具有一定弹性的连续薄膜，使基层表面与水隔绝，并能抵抗一定的水压力，从而起到防水和防潮作用。 防水涂料实质上是一种特殊涂料。 原材料的选择——主要采用憎水性强、耐水性好的有机高分子材料。 三、防水涂料 1、防水涂料的分类 根据成膜物质的主要成分： 沥青类防水涂料 （厚质涂料） 高聚物改性沥青类防水涂料 （薄质涂料） 合成高分子类防水涂料 （薄质涂料） 根据液态类型： 溶剂型 水乳型 反应型 溶剂型、乳液型和反应型防水涂料的性能特点 项目 溶剂型防水涂料 水乳型防水涂料 反应型防水涂料 成膜 机理 通过溶剂的挥发、高分 子材料的分子链接触、 缠结等过程成膜 通过水分子的蒸发，乳胶 颗粒靠近、接触、变形 等过程成膜 通过预聚体与固化剂发 生化学反应成膜 干燥 速度 干燥快，涂膜薄而致密 干燥较慢，一次成膜致密 性较低 可一次形成致密的较厚 的涂膜，几乎无收缩 贮存 稳定性 贮存稳定性较好，应密 封贮存 贮存期一般不宜超过半年 各组分应分开密封存放 安全性 易燃、易爆、有毒，生 产、运输和使用中应注 意安全使用、注意防火 无毒，不燃，生产使用比 较安全 有异味，生产、运输和 使用过程中应注意防火 施工 情况 施工时应通风良好、保证人身安全 施工较安全，操作简单， 可在较为潮湿的找平层 上施工，不宜低于5℃ 施工时需现场按照规定 配方进行配料，搅拌均 匀，以保证施工质量 2.防水涂料的特点： （1）常温下呈液态，特别适宜在立面、阴阳角、穿结构层管道、不规则屋面、节点等细部构造处进行防水施工，固化后能形成完整的防水膜。 （2）属于冷施工，可刷涂、喷涂，操作简便、速度快，环境污染小。 （3）温度适应性强，在-30℃～80℃条件下均可使用。 （4）涂膜防水层自重轻，特别适宜于轻型薄壳屋面的防水。 （5）涂膜防水层可通过加贴增强材料来提高抗拉强度。 （6）容易修补，发生渗漏时可在原防水涂层的基础上修补。 3、常用的防水涂料 （1）沥青类防水涂料 （2）高聚物改性沥青防水涂料 （3）合成高分子防水涂料 （1）沥青类防水涂料 沥青基防水涂料的成膜物质是石油沥青，一般分为溶剂型和水乳型两种。 溶剂型沥青涂料 将石油沥青直接溶解于汽油等有机溶剂后制得的溶液。沥青溶液施工后所形成的涂膜很薄，一般不单独作防水涂料使用，只作沥青类油毡施工时的基层处理剂。 （1）沥青类防水涂料 水乳型沥青防水涂料 即水性沥青防水涂料，系以乳化沥青为基料的防水涂料，是借助于乳化剂作用，在机械强力搅拌下，将熔化的沥青微粒均匀地分散于溶剂中，使其形成稳定的悬浮体。这类涂料对沥青基本上没有改性或改性作用不大。 用途 可涂刷或喷涂在表面上作为防潮或防水层； 用于拌制冷用沥青砂浆或混凝土。 （2）高聚物改性沥青防水涂料 原理 沥青防水涂料通过适当的高聚物改性可以显著提高其柔韧性、抗裂性、流动性、耐高低温、耐久性等性能。 常见的有氯丁橡胶改性沥青涂料、SBS改性沥青涂料、APP改性沥青涂料、再生橡胶改性沥青涂料、PVC改性煤焦油涂料。 氯丁橡胶防水涂料 SBS改性沥青防水涂料 PVC水性防水涂料 溶剂型 水乳型\单组份 水乳型\单组份 （3）合成高分子类防水涂料 以多种高分子聚合材料为主要成膜物质，添加其他辅料而配成的多组分或单组分防水涂料。具有优良的高弹性和绝佳的防水性能。 Chapter 9 THE END $$