第十章_防水材料（课件）- 《建筑材料》同步教学（高教版）

第十章 防水材料 定义——能够防止建筑物遭受雨水、地下水、 其他水及湿气渗透或侵入的各种材料。 要求——具有较高的抗渗性和耐水性； 具有适宜的强度和耐久性； 柔性防水材料要有较好的塑性。 分类——按形态分 按物理特性分 按变形特征分 按原料不同分 防水材料 防水材料的分类 按形态分 液态（涂料） 胶体（膏、砂浆） 固态（卷材、型材） 按物理特性分 柔性 刚性 防水卷材 防水涂料 嵌缝材料 防水混凝土等 防水材料的分类 按变形特征分 普通型 自膨胀型 按原料不同分 沥青类 （沥青基防水材料） 高分子类（塑料基防水材料、橡胶基防水材料等） 金属类 （各种耐腐金属板材） 无机类 （混凝土、砂浆） 无机有机复合类（复合防水材料） 本章介绍 1.沥青 2.防水卷材 3.防水涂料 4.建筑密封材料 第一节 沥青 石油沥青 石油沥青是石油原油经蒸馏等提炼出各种轻质油及润滑油以后的残留物，或再经加工得到的产品。 本节介绍 1.石油沥青的组分 2.沥青的技术性质 3.石油沥青的分类及选用 一、石油沥青的组分 石油沥青的组分 油分——占45%～60%，赋予沥青以流动性 树脂——占15%～30%，赋予沥青以粘结性和塑性 地沥青质——占10%～30%，赋予沥青以温度敏感性和粘性 其他（如蜡等） 另：地沥青质含量越高，石油沥青的软化点越高，粘性越 大，脆性越大。 二、沥青的技术性质 石油沥青的技术性质 （一）粘滞性 （二）塑性 （三）温度敏感性 （四）大气稳定性 可溶物的含量——溶解度 安全性——闪点 （一）粘滞性（粘性） 反映沥青在外力作用下，材料内部阻碍产生相对流动（变形）的能力。 表示方法 固体或半固体的石油沥青： 指标：针入度，用针入度仪测定。 液体或较稀的石油沥青： 指标：标准粘度，用标准粘度计测定。 针入度值越大，沥青流动性大，粘性差。 指标与性质间的关系 （一）粘滞性（粘性） 针入度测定方法 温度在25℃时，以质量(100g)的标准针，经5s沉入沥青试样中的深度，以0.1mm为单位表示。 标准粘度测定方法 在温度20℃、25℃、30℃的沥青试件经过直径3、5、10mm小孔流出50mL沥青所经历的时间（秒数）为标准粘度。 针入度仪 标准粘度仪 （二）塑性 沥青在外力作用下产生变形而不破坏，除去外力后仍能保持变形后形状的性质。 表示方法 指标：延伸度（延度） 关系：延度越大，沥青的塑性越好，抵抗外力而不破坏的能力越好。 （二）塑性 延度测定方法 沥青延度是把沥青试样制成∞字形标准试模（中间最小截面积为1cm2），在规定的拉伸速度（5cm/min）和规定温度（25℃）下拉断时的伸长长度，以cm为单位。 （三）温度敏感性 定义 温度敏感性是指石油沥青的粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能。 变化程度小，则沥青温度敏感性小，反之则温度敏感性大。 指标 软化点——沥青由固态转变为具有一定流动性膏体时的温度。 脆化点——沥青从玻璃态向高弹态转变的温度。主要反映沥青低温变形能力。 实际应用时，希望高软化点和低脆化点。 软化点测定——环球法 将沥青试样装入规定尺寸的铜环中，上置规定尺寸和质量的钢球，再将置球的铜环放在有水或甘油的烧杯中，以（5℃/min）的速率加热至沥青软化下垂达25mm时的温度（℃），即为沥青软化点。 环球法软化点仪 指标与性质间的关系 软化点越低，温度敏感性越高。 （四）大气稳定性 定义 是指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等大气综合因素长期作用下抵抗老化的性能。 什么是老化？ 在热、阳光、氧气和水分等因素的长期作用下，石油沥青中低分子组分向高分子组分转化，即沥青中油分和树脂相对含量减少，地沥青质逐渐增多，从而使石油沥青的塑性降低，粘度提高，逐渐变得脆硬，直至脆裂，失去使用功能，这个过程称为老化。 （四）大气稳定性 指标 蒸发损失和针入度比 蒸发损失率越小，针入度比越大，沥青的大气稳定性越好。 测定方法 将沥青试样灌于平底金属皿内，放入烘箱内在160℃温度加热蒸发5小时的质量损失百分率和蒸发前后的针入度比两项指标来表示。 三、石油沥青的分类及选用 （一）石油沥青的分类 根据我国现行石油沥青标准，将工程建设 中常用的石油沥青分为三大类： 建筑石油沥青 道路石油沥青 普通石油沥青 石油沥青的三个标准 石油沥青按用途分 三、石油沥青的分类及选用 （一）石油沥青的分类 牌号划分方法：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、闪点、蒸发损失、蒸发后针入度 比等。 常用牌号 建筑石油沥青有（40）、30、10三个牌号； 道路石油沥青有200、180、140、100甲、100乙、60甲、60乙七个牌号； 普通石油沥青有75、65、55三个牌号。 牌号与性能的关系 使用年限越长 三、石油沥青的分类及选用 （二）石油沥青的选用 石油沥青的选用：根据工程类别、气候条件、工作部位，选用不同牌号的沥青。 第二节 防水卷材 防水卷材概述 定义——最常用的可卷曲的片状柔性防水材料。 类型——按主要防水组成材料分为 沥青防水卷材 高聚物改性防水卷材 合成高分子防水卷材 防水卷材概述 防水卷材必须具备的性能： 耐水性 温度稳定性 机械强度 延伸性 抗断裂性 柔韧性 大气稳定性 （一）石油沥青纸胎油毡 用低软化点石油沥青浸渍原纸，无涂撒隔离材料的纸胎卷材——油纸； 用高软化点石油沥青涂盖油纸两面，撒以隔离材料制成的纸胎卷材——油毡。 油纸和油毡按原纸的质量(g/m2)划分标号。油纸分为200和350标号。油毡分为200、350和500三个标号，煤沥青油毡只有350号。 一、沥青防水卷材 一、沥青防水卷材 （二）石油沥青玻璃布油毡 以玻璃纤维布为胎基涂盖石油沥青，在两面撒布粉状隔离材料制成的一种以无机纤维为基材的沥青防水卷材。 柔度优于纸胎油毡、耐腐性能好 适用于铺设地下防水、防腐层，并可用于铺设平屋面作防水层及除热管道以外的金属管道的防腐保护层。 （三）石油沥青玻璃纤维胎油毡 根据油毡每10m2标称质量（kg）分为15号、25号、35号3种标号。 以玻璃纤维薄毡为胎基，浸涂石油沥青，在其表面涂撒（矿物材料或覆盖聚乙烯膜等）隔离材料所制成的一种以无机纤维为基材的沥青防水卷材。 优点：均匀性和耐湿性能较好，耐火性高，较轻，保险期较稳定，抗拉强度好。 适用于铺设屋面、地下、水利等工程多层防水和管道防腐保护层（热管道除外）；两面撒粉或撒砂的油毡，可用作油毡屋面的下层或上层；彩砂面玻纤胎油毡适用于防水屋面层和不再作表面处理的斜屋面。 一、沥青防水卷材 （四）铝箔面油毡 油毡幅宽为1000mm，按油毡每卷标称质量（kg）分为30号、40号2种标号。 以玻纤毡为胎基，浸涂氧化沥青，表面用压纹铝箔帖面，底面撒以细颗粒矿物材料或覆盖聚乙烯膜而制成的具有热反射和装饰功能的防水卷材。 该类油毡具有较高的不透水性，可防止水蒸汽透过衬里和沥青。油毡表面涂层均匀，无裂纹和折痕。 可用作层面和地下防水层，屋面防蒸发的隔离层，地下仓库的防水、防潮层，也可用于隧道、地基和桥梁工程的防水。 30号油毡适用于多层防水工程的面层，40号油毡适用于单层或多层防水面层。 一、沥青防水卷材 二、改性沥青防水卷材 为了改善沥青材料的性能，提高沥青在低温条件下的弹性和塑性，在高温条件下的强度和热稳定性，在加工和使用时的抗老化能力，提高沥青的粘附力，以适应结构的变形等，常对沥青进行改性。 改善了沥青的针入度指数 提高了沥青油毡的弹性延伸 耐高温性能好、提高了低温柔性（低温不脆裂、高温不流淌） 耐老化性能提高 按改性聚合物的种类 改性沥青油毡 弹性ＳＢＳ改性沥青油毡 塑性ＡＰＰ改性沥青油毡 其他改性沥青油毡 丁苯橡胶（ＳＢＲ）改性沥青油毡 三元乙丙（ＥＰＤＭ）改性沥青油毡 ＳＢＳ胶粉改性沥青油毡 再生胶改性沥青油毡 ＰＶＣ改性焦油沥青耐低温油毡 橡塑共混改性油毡等 SBS（苯乙烯－丁二烯－苯乙烯）是对沥青进行改性 处理效果最为优异的高分子材料。 定义——以聚酯毡或玻纤毡为胎基，苯乙烯（SBS） 热塑性弹性体作改性剂，两面覆以隔离材料制成的 建筑防水卷材，简称SBS卷材。 标号——弹性体改性沥青防水卷材以10m2卷材的标称重量（Kg）作为卷材的标号。 （一）弹性体改性沥青防水卷材（SBS卷材） 性能——延伸率高、低温柔性突出、耐疲劳性能优异。 延伸率高，可达150%，卸载后能恢复原状，对结构变形有很高的适应性，能明显提高防水层的抗裂性能，而普通沥青的延伸率仅为3%左右； 有效使用温度范围广，特别是低温柔性突出，适合在寒冷地区应用； 耐疲劳性能优异，疲劳循环试验达１万次以上仍无异常。 应用——广泛适用于各类建筑的屋面及地下防水、防潮工程，尤其适用于寒冷地区和结构变形频繁的建筑防水。 （一）弹性体改性沥青防水卷材（SBS卷材） APP是生产有规聚丙烯（IPP）时的副产品，其不结晶，呈蜡状低聚物，无明显熔点。APP改性主要是用机械混合的方法掺入沥青中，在高温条件下将其溶解，APP加入量较多，一般为25%～30%。 定义——以聚酯毡或玻纤毡为胎基，无规聚丙烯（APP）或聚烯烃类聚合物作改性剂，两面覆以隔离材料制成的建筑防水卷材，简称APP卷材。 标号——塑性体改性沥青防水卷材以10m2卷材的标称重量（Kg）作为卷材的标号。 （二）塑性体改性沥青防水卷材（APP卷材） 性能——低温柔性较好、延伸率高、耐热度好、不透水、具有良好的弹塑性、耐老化性能好。 APP可大幅度提高沥青的软化点，使其低温柔性明显改 善，但其低温柔度较SBS沥青油毡相对较差； 抗拉强度大，延伸率高，具有良好的弹塑性和耐高、低温性能，耐热度好； 耐老化性能好，有效使用年限在20年以上。 应用——广泛适用于各类建筑的防水、防潮工程，尤其适用于高温或有强烈太阳幅射地区的建筑防水。 （二）塑性体改性沥青防水卷材（APP卷材） 总结：SBS卷材与APP卷材的异同 相同点： 胎基为聚酯毡或玻纤毡； 表面隔离材料为细砂或矿物粒（片）料或聚乙烯膜； 标号是以10m2卷材的标称重量（Kg）作为卷材的标号。 不同点： 改性剂：SBS卷材是一种弹性体改性沥青防水卷材，APP卷材是一种塑性体改性沥青防水卷材。 应用：SBS卷材特别适用于严寒地区和结构变形频繁较高的防水工程，APP卷材特别适用于高温及日晒较强的屋面防水工程。 三、合成高分子防水卷材 定义——以合成橡胶、合成树脂或两者共混体为基料，加入适量化学助剂和填充料，经一定工序加工而成的可卷曲的片状防水材料。 种类—— 性能——拉伸强度高、抗撕裂强度高、断裂伸长率大、耐热性好、低温柔性好、耐磨蚀、耐老化、可冷施工等。 分类 橡胶系防水卷材 塑料系防水卷材 橡胶塑料共混系防水卷材 （一）橡胶系防水卷材 应用 防水要求高、耐用年限长的防水工程。 （二）塑料系防水卷材 应用 聚氯乙烯PVC防水卷材，适用于屋面防水工程、水池及堤坝等防水抗渗工程。 （二）塑料系防水卷材 应用 氯化聚乙烯CPE防水卷材适用于屋面防水、地下防水、防潮隔气、室内墙地面防潮、地下室及卫生间防水。 （三）橡胶塑料共混系防水卷材 应用 屋面工程作单层外露防水； 寒冷地区或变形较大的土木建筑防水工程。 第三节 防水涂料 防水涂料 1.沥青类防水涂料——主要用于Ⅲ、Ⅳ级防水等级的屋面防水工程，以及道路、水利等工程中的辅助型防水工程。 2.高聚物改性沥青防水涂料（略）——适用于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级防水等级的屋面、地面、混凝土地下室和卫生间。 3.合成高分子防水涂料——适用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级防水等级的屋面防水工程，地下室、水池和卫生间的防水工程，重要的道路、水利、化工等工程中的防水工程。 一、沥青类防水涂料 （一）冷底子油 一种常温下的沥青溶液，是用汽油、煤油、柴油、工业苯等有机溶剂与沥青材料按一定比例融合配制而成的一种沥青涂料。 作用：提高与基层的粘结力。 一、沥青类防水涂料 （二）沥青胶——玛蹄脂 是用沥青材料加填充料均匀混合而成。 技术性质：（1）耐热性（沥青胶的标号是以耐热度来划分的）；（2）柔韧性；（3）粘结力。 应用：沥青胶分为热用和冷用，用于粘接沥青卷材、高聚物改性沥青防水卷材等，作沥青防水涂料。 一、沥青类防水涂料 (三)水乳型沥青防水涂料——水性沥青防水涂料 以乳化沥青为基料的防水涂料。通过乳化剂和机械的作用，将熔化的沥青以细小的微粒均匀分散于溶剂中，形成稳定的沥青乳液。 主要特点：可以在潮湿的基础上使用，粘结力很大。 主要优点：可以冷施工，价格便宜，施工机具容易清洗。 二、高聚物改性沥青防水涂料 定义——采用合成高分子聚合物（再生橡胶、合成橡胶、SBS聚合物）对沥青改性制成的水乳型或溶剂型防水涂料。 性能——其低温柔性和抗裂性显著提高；与沥青类防水材料相比，其拉伸强度、耐高低温性能、使用寿命也更好。 常用高聚物改性沥青防水涂料有： 氯丁橡胶沥青防水涂料 水乳型再生橡胶防水涂料 SBS橡胶改性沥青防水涂料  高弹橡胶沥青建筑防水涂料 SBS防水涂料 三、合成高分子防水涂料 定义——以合成橡胶或合成树脂为主要成膜物质制成的单组分或多组分的防水涂料。 高弹性、高耐久性、优良的耐高低温性能。 目前世界上最常用、有发展前途的合成高分子防水涂料——聚氨酯（PU）防水涂料 性能——优异的防水、延伸、温度适应性，耐磨性、阻燃性、装饰性，施工简便。 缺点——不易维修，完全固化前变形能力较差，施工中易受损伤。 属双组分反应型涂料。 建筑防水密封膏 合成高分子止水带（条） $$