知识单元一：防水材料

1、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、防水混凝土防水层防水：防水卷材、防水涂料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）概 述建筑屋面防水等级一、沥青材料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（氧、硫、氮等）衍生物的混合物。在常温下呈固体、半固体或液体状态。 特点颜色由黑褐色至黑色，能溶于多种有机溶液中。具有结构致密、粘结力良好，不导电、不吸水，耐酸、耐碱、耐腐蚀等性能。一、沥青材料分类应用主要作为防水、防潮、防腐蚀材

2、料，用于屋面或地下防水工程、防腐蚀工程、铺筑道路以及贮水池、浴池及桥梁等防水防潮层。 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常压或减压蒸馏，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、树脂和地沥青质三大组分。各组分的特点及作用见下表。（一）石油沥青4.主要技术性质（1）粘滞性 反映沥青内部阻碍其相对流动的特性。 指标：针入度 P（25、50g、5s）单位

3、：1/10mm 影响因素：温度；组分。（2）塑性 沥青在外力作用下产生变形的性质。 指标：延度 （cm） 影响因素：温度；沥青膜层的厚度（3）温度敏感性 沥青粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能。 指标：软化点 （） 影响因素：地沥青质的含量；含蜡量。（一）石油沥青 （4）大其稳定性 反映沥青在热、阳光、氧气和潮湿等因素长期综合作用下抵抗老化的性能。 指标：质量蒸发损失百分率和蒸发后的针入度（5）施工安全性 指标：闪点、燃点（6）防水性 （7）溶解度 沥青在三氯乙烯、四氯化碳或苯中溶解的百分率，以表示石油沥青中有效物质的含量，即纯净程度。（一）石油沥青5.牌号及应用石油沥青按其针入度、延度和软化

4、点划分牌号；牌号越高，针入度越大、延度越大、软化点越低。工程实例分析工程实例分析 初步判断是因沥青材料老化及低温所致： 从裂缝的形状来看，沥青老化低温引起的裂缝大多为横向，且裂缝几乎为等距离间距。这与该路面破损情况吻合。该路已修筑多年，沥青老化后变硬、变脆，延伸性下降，低温稳定性变差，容易产生裂缝、松散。在冬天，气温下降，沥青混合料受基层的约束而不能收缩，产生了应力，应力超过沥青混合料的极限抗拉强度，路面便产生开裂。每到冬天，某沥青路面总会每到冬天，某沥青路面总会出现一些裂缝，裂缝大多是横出现一些裂缝，裂缝大多是横向的，且几乎为等距离间距的，向的，且几乎为等距离间距的，在冬天裂缝尤其明显。在冬

5、天裂缝尤其明显。（二）焦油沥青焦油沥青俗称柏油，它是在隔绝空气的情况下，干馏各种固体或液体燃料及其他有机材料所得的副产品。这一类沥青包括煤焦油蒸馏后的残余物即煤焦油沥青，木焦油蒸馏后的残余物即木焦沥青。这类沥青具有良好的防腐性能，具有特强的粘结性能，主要用于铺筑路面、制取染料、配制胶粘剂、制作涂料、嵌缝油膏和油毡等。（三）改性沥青橡胶改性沥青树脂改性沥青高聚物改性沥青矿物填充料改性沥青二、沥青防水卷材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（一）沥青防水卷材纸胎石油沥青防水卷材（简称油毡）是用低软化点石油沥青浸渍原纸，然后再用高软化点石油沥青涂盖油纸两面，再涂

6、或撒以粉状或片状隔离材料制成。油毡分为200号、350号和500号三种标号；每一标号又分粉毡和片毡两种。 定义及分类定义及分类200号适用于简易防水防水、临时性建筑防水、建筑防潮及包装等；350号和500号粉毡适用于多层、叠层防水，片毡适用于单层防水。应用应用为了克服纸胎沥青油毡耐久性差、抗拉强度低等缺点，可用玻璃布等代替纸胎。玻璃布胎油毡的抗拉强度、耐久性等均优于纸胎油毡，柔韧性好、耐腐蚀性强，适用于耐久性、耐蚀性、耐水性要求高的工程。发展发展油毡油毡（二）高聚物改性沥青防水卷材高聚物改性沥青防水卷材是以纤维织物或塑料薄膜为胎体，以合成高分子聚合物改性沥青为涂盖层，以粉状、粒状、片状或薄膜材

7、料为防粘隔离层制成的防水卷材。定义定义高聚物改性沥青防水卷材克服了沥青防水卷材温度稳定性差、延伸率小的缺点，具有高温不流淌、低温不脆裂、拉伸强度高、延伸率较大等优良性能。常见的改性沥青防水卷材有SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物）、APP(无规聚丙烯)等。特性及品种特性及品种SBS改性沥青防水卷材改性沥青防水卷材SBS改性沥青防水卷材改性沥青防水卷材弹性体弹性体SBS改性沥青防水卷材改性沥青防水卷材（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料，加入适量的化学助剂和填充料等，经特定工序制成的。定义定义 合成高分子防水材料具有拉伸强度和抗撕裂强度高、断裂伸

8、长率大、耐热性和低温柔性好、耐腐蚀、耐老化等一系列优异的性能，是新型高档防水材料。常见的有三元乙丙橡胶防水卷材、聚氯乙烯防水卷材、氯化聚乙烯防水卷材、氯化聚乙烯-橡胶共混防水卷材等。特性及品种特性及品种氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材氯化聚乙烯防水卷材氯化聚乙烯防水卷材三、沥青涂料1.沥青玛蹄脂沥青玛蹄脂系在沥青中加入适量的粉状或纤维状填充料配制而成的一种胶结材料。它具有良好的耐热性、粘结力和柔韧性。其应用范围很广，普遍用于粘结防水卷材等。2.冷底子油由30号或10号建筑石油沥青或软化点为5070的焦油沥青加入溶剂（轻柴油、蒽油、煤油、汽油或苯等，但在焦油沥青冷底子油中，只

9、能使用蒽油或苯）制成的溶液。冷底子油的流动性好，便于涂刷。它主要用于涂刷在水泥砂浆或混凝土基层，也可用于金属配件的基层处理，提高沥青类防水卷材与基层的粘结性能。 防水涂料是指常温下呈黏稠状态，涂布在结构物表面，经溶剂或水分挥发，或各组分间的化学反应，形成具有一定弹性的连续、坚韧的薄膜，使基层表面与水隔绝，起到防水和防潮作用的物质。定义定义防水涂料按成膜物质的主要成分分为沥青类、高聚物改性沥青类和合成高分子三类；按涂料的介质分为溶剂型、水乳型和反应型三类。分类分类单组分聚胺脂防水涂料单组分聚胺脂防水涂料硅橡胶防水涂料硅橡胶防水涂料四、改性沥青防水材料改性沥青防水卷材1.SBS改性沥青防水卷材（寒

10、冷地区使用）2.APP改性沥青防水卷材（炎热地区使用）3.PVC改性焦油沥青防水材料4.再生胶改性沥青防水卷材五、合成高分子防水卷材1.三元乙丙橡胶防水卷材2.氯化聚乙烯防水卷材3.聚氯乙烯防水卷材例例9-19-1试述石油沥青的三大组分及其特性。石油沥青的组试述石油沥青的三大组分及其特性。石油沥青的组分与其性质有何关系？分与其性质有何关系？解解石油沥青的三大组分及其特性如下：石油沥青的三大组分及其特性如下：（1 1）油分。油分为淡黄色至红褐色的油状液体，是沥）油分。油分为淡黄色至红褐色的油状液体，是沥青中分子量最小和密度最小的组分，密度介于青中分子量最小和密度最小的组分，密度介于0.70.71

11、.01.0cmcm3 3之间。在之间。在170170较长时间加热，油分可以挥发。较长时间加热，油分可以挥发。油分能溶于石油醚、二硫化碳、三氯甲烷、苯、四氧化油分能溶于石油醚、二硫化碳、三氯甲烷、苯、四氧化碳和丙酮等有机溶剂中，但不溶于酒精。油分的多少决碳和丙酮等有机溶剂中，但不溶于酒精。油分的多少决定了沥青的流动性。定了沥青的流动性。( () )树脂（沥青脂胶）。沥青脂胶树脂（沥青脂胶）。沥青脂胶为黄色至黑褐色粘稠状物质（半固为黄色至黑褐色粘稠状物质（半固体），分子量比油分大（体），分子量比油分大（60060010001000），密度为），密度为1.01.01.1g1.1gcmcm3 3。沥青

12、脂胶中绝大部分属于中性树脂。沥青脂胶中绝大部分属于中性树脂。中性树脂含量增加，石油沥青的延中性树脂含量增加，石油沥青的延度和粘结力等品质愈好。度和粘结力等品质愈好。 （）地沥青质（沥青质）。地沥（）地沥青质（沥青质）。地沥青质为深褐色至黑色固态无定形物青质为深褐色至黑色固态无定形物质（固体粉末），分子量比树脂更质（固体粉末），分子量比树脂更大（大（10001000以上），密度大于以上），密度大于1 g1 gcmcm3 3，不溶于酒精、正戊烷，但溶于，不溶于酒精、正戊烷，但溶于三氯甲烷和二硫化碳，染色力强，三氯甲烷和二硫化碳，染色力强，对光的敏感性强，感光后就不能溶对光的敏感性强，感光后就不能溶

13、解。地沥青质是决定石油沥青温度解。地沥青质是决定石油沥青温度敏感性、粘性的重要组成部分。敏感性、粘性的重要组成部分。 石油沥青的组分与其性质的关系石油沥青的组分与其性质的关系为：油分赋予沥青以流动性。沥为：油分赋予沥青以流动性。沥青脂胶使石油沥青具有良好的塑青脂胶使石油沥青具有良好的塑性和粘结性。地沥青质含量愈多，性和粘结性。地沥青质含量愈多，则软化点愈高，粘性愈大，即愈则软化点愈高，粘性愈大，即愈硬脆。硬脆。 例例9-2 9-2 石油沥青的主要技术性质是什么？各石油沥青的主要技术性质是什么？各用什么指标表示？用什么指标表示？解解石油沥青的主要技术性质有：石油沥青的主要技术性质有：（1 1）粘

14、滞性）粘滞性 石油沥青的粘滞性又称粘性。石油沥青的粘滞性又称粘性。 粘滞性粘滞性应以绝对粘度表示，但因其测定方法较复杂，应以绝对粘度表示，但因其测定方法较复杂，故工程中常用相对粘度（条件粘度）来表示故工程中常用相对粘度（条件粘度）来表示粘滞性，对使用粘稠（半固体或固体）的石粘滞性，对使用粘稠（半固体或固体）的石油沥青用针入度表示，对液体石油沥青则用油沥青用针入度表示，对液体石油沥青则用粘滞度表示。粘滞度表示。 （）塑性（）塑性塑性指石油沥青在外力作用下产生变形塑性指石油沥青在外力作用下产生变形而不破坏，除去外力后，仍能保持变形而不破坏，除去外力后，仍能保持变形后的形状的性质。后的形状的性质。

15、石油沥青的塑性用石油沥青的塑性用延度表示。延度愈大，塑性愈好。延度表示。延度愈大，塑性愈好。（）温度敏感性（）温度敏感性 温度敏感性是指石油沥青的粘滞性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。由于和塑性随温度升降而变化的性能。由于沥青是一种高分子非晶态热塑性物质，沥青是一种高分子非晶态热塑性物质，故没有一定的熔点。故没有一定的熔点。温度敏感性以软化点指标表示。由于沥温度敏感性以软化点指标表示。由于沥青材料从固态至液态有一定的变态间隔，青材料从固态至液态有一定的变态间隔，故规定以其中某一状态作为从固态转变故规定以其中某一状态作为从固态转变到粘流态的起点，相应的温度则称为沥到粘

16、流态的起点，相应的温度则称为沥青的软化点。另外，沥青的脆点是反映青的软化点。另外，沥青的脆点是反映温度敏感性的另一个指标，它是指沥青温度敏感性的另一个指标，它是指沥青从高弹态转到玻璃态过程中的某一规定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状态的相应温度，该指标主要反映沥青的低温变形能力。的低温变形能力。（）大气稳定性（）大气稳定性石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿石油沥青在热、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，也是沥化的性能，称为大气稳定性，也是沥青材料的耐久性。青材料的耐久性。 石油沥青的大石油

17、沥青的大气稳定性以加热蒸发损失百分率和加气稳定性以加热蒸发损失百分率和加热前后针入度比来评定。热前后针入度比来评定。例例9-3 9-3 怎样划分石油沥青的牌号？牌号大小与怎样划分石油沥青的牌号？牌号大小与沥青主要技术性质之间的关系怎样？沥青主要技术性质之间的关系怎样？解解 石油沥青按针入度指标来划分牌号，牌号数字石油沥青按针入度指标来划分牌号，牌号数字约为针入度的平均值。常用的建筑石油沥青和约为针入度的平均值。常用的建筑石油沥青和道路石油沥青的牌号与主要性质之间的关系是：道路石油沥青的牌号与主要性质之间的关系是：牌号愈高，其粘性愈小（针入度越大），塑性牌号愈高，其粘性愈小（针入度越大），塑性愈

18、大（即延度越大），温度稳定性愈低（即软愈大（即延度越大），温度稳定性愈低（即软化点愈低）。化点愈低）。 评注评注 严格地讲，石油沥青的牌号是按沥青的严格地讲，石油沥青的牌号是按沥青的针入度、延度和软化点指标来划分的。针入度、延度和软化点指标来划分的。 例例9-4 9-4 石油沥青的老化与组分有何关石油沥青的老化与组分有何关系？沥青老化过程中性质发生哪些变化？系？沥青老化过程中性质发生哪些变化？沥青老化对工程有何影响？沥青老化对工程有何影响？解解在石油沥青的老化过程中，在温度、在石油沥青的老化过程中，在温度、空气、阳光和水的综合作用下，沥青中空气、阳光和水的综合作用下，沥青中各组分会发生不断递变

19、，低分子化合物各组分会发生不断递变，低分子化合物将逐步转变成高分子物质，即油分和树将逐步转变成高分子物质，即油分和树脂逐渐减少，而沥青质逐渐增多。脂逐渐减少，而沥青质逐渐增多。 在石油沥青的老化过程中，随着时间的进展，在石油沥青的老化过程中，随着时间的进展，由于树脂向地沥青质转变的速度更快，使低分由于树脂向地沥青质转变的速度更快，使低分子量组成减少，地沥青质微粒表面膜层减薄，子量组成减少，地沥青质微粒表面膜层减薄，沥青的流动性和塑性将逐渐减小，硬脆性逐渐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，致使沥青防水层开裂破坏，增大，直至脆裂，致使沥青防水层开裂破坏，或造成路面使用品质下降，产生龟裂破坏，对或造成路面使用品质下降，产生龟裂破坏，对工程产生不良影响。工程产生不良影响。 评注评注 沥青经若干年后，性质变得脆硬、易沥青经若干年后，性质变得脆硬、易于开裂的现象称为于开裂的现象称为“老化老化”。沥青抗老化能力称。沥青抗老化能力称为大气稳定性。为大气