第3章 防水材料(201138).ppt

教学目的与要求 了解 发展趋势 种类 适用范围掌握 基本性能 设计与选材原则难点与重点 设计与选材原则讲授课时安排 6课时 以讲授为主 课堂讨论为辅 章节要求 学习要求 笔记 重点和难点 最新文献阅读课堂思考题 塑料系防水卷材 塑料系防水卷材实现防水功能的途径 原料 主要原料 塑料 辅助材料 改性材料 增塑剂 填充料 抗老化剂等 生产技术 配料 密炼 搅拌 过滤 压延成型 冷却 检验和分卷 应用技术 基层处理剂 基层胶粘剂 卷材接缝胶粘剂 表面着色剂等 塑料系防水卷材特点 塑料改性 纤维 填料 加工用助剂和共混 机理 共混改性 见 共混型及复合型防水卷材 低温柔韧性好 延伸率大机械性能好 不易受机械损伤使用寿命长原材料便宜 易得 转下页 接上页 填料作用举例 在橡胶制品中 加入活性碳酸钙后 补强性能比轻质碳酸钙好 加工小混炼容易 用量可以较高 由于补强效果好 常用于制轮胎的缓冲层 内胎 自行车外胎 胶管 靴鞋等 也可与碳黑并用 在塑料加工中 活性碳酸钙是一种最常用的填料 它能提高制品的耐冲击性能 但补强作用不明显 在聚氯乙烯制品中 活性碳酸钙与塑料有相当好的润湿性和相容性 因此 填充它能减少制品在弯曲时的银纹现象 并赋予制品以较高的光滑表面 在热固性塑料中 活性碳酸钙也是一种起补强作用的填料 塑料系防水卷材 塑料系防水卷材主要品种 途径 聚氯乙稀 PVC 防水卷材氯磺化聚乙烯 CSM 防水卷材氯化聚乙烯 CPE 防水卷材弹性体氯化聚乙烯系列防水卷材上述各品种性能比较 一 聚氯乙烯 PVC 防水卷材 以聚氯乙烯为主体材料 加入适量的增塑剂 改性剂 填充剂 抗氧剂 紫外线吸收剂和其他加工助剂 经过捏合 高速混合 造粒 塑料挤出和压延牵引等工艺加工而制成 特点 1 拉伸强度高 伸长率好 热尺寸变化率低2 抗撕裂强度高 能提高防水层的抗裂性能3 低温柔性好4 耐渗透 耐化学腐蚀 耐老化 使用寿命长5 良好的水汽扩散性6 可焊性好 焊缝牢固可靠7 施工操作简便 安全 情洁 快速8 原料丰富 防水卷材价格合理 易于选用 适用范围 各种工业 民用新建或翻修建筑物 构筑物屋面外露或有保护层的工程防水 以及地下室 隧道 水库 水池 堤坝等土木工程防水 聚氯乙烯防水卷材 我国自行研制生产聚氯乙烯防水卷材已有较长时间 现在主要有三种 生产工艺为压延法 挤出法和涂刮法 年生产能力约1200万平米 二 氯化聚乙烯 CPE 防水卷材 以氯化聚乙烯为主体材料 掺入适当的化学助剂和填充材料 经过配料 密炼 塑化 压延出片 检验 分卷 包装等工序加工制成的弹性防水材料 I型 非增强氯化聚乙烯防水卷材II型 增强氯化聚乙烯防水卷材 适用范围 广泛用于屋面外露 非外露防水工程 地下室外防外贴法或外防内贴法施工的防水工程 以及水池 隧道等防水工程 氯化聚乙烯防水卷材 三 氯磺化聚乙烯 CSM 防水卷材 以氯磺化聚乙烯为主体材料 加入各种填料 增塑剂 稳定剂 硫化剂 促进剂 防老剂等助剂 经过配料 捏合 混炼 压延成型 检验 分卷 包装等工序制成 特点 1 耐老化性能好 使用寿命长2 抗腐蚀性好 耐酸 碱 盐和其它化学品3 耐高低温性好 适用温度广4 难燃性好 离火自熄5 施工方便 适用于冷粘接的各种工法 适用范围 重点工程的单层 外露防水 共混型及复合型防水卷材 共混型及复合型防水卷材实现防水功能的途径原料 主要原料 橡胶 塑料 煤焦油 生产技术 共聚共混 复合 塑炼 混炼 压延成型 复合硫化 应用技术 基层处理剂 基层胶粘剂 卷材接缝胶粘剂 表面着色剂等 塑料共聚 共混改性 利用两种或多种聚合物共混得到一种新的材料是开发应用的简便途径 现在主要塑料品种的大工业生产已经形成 利用适当的技术 使它们取长补短 应是塑科材料学的发展方向 塑料改性的主要方法有 接枝共聚 嵌段共聚 渐变 Gradient 和机械共混等 目前塑料共混改性的研究不仅涉及到热固性和热塑性塑料的各个品种 而且在材料性能方面涉及到电 热 声 光 磁 燃烧 腐蚀和老化等功能 这是塑料材料学非常活跃的一个领域 中国塑料工程学会改性专业委员会于1987年9月在郑州召开第一届塑料改性核术学术报告会 无疑它表现了我国学术界对此研究领域的关注和重视 虽然塑料共混改性在生产工艺已逐步推广应用 并取得了一些成果 但是共混改性技术基本上还停留在实验摸索阶段 对其增韧 增强等机理 即性能的提高与结构之间的关系 还不完全清楚 共混改性机理 共混改性产物不是组份完全相互溶解的均相结构 而是一种两相产物 其中分散相多呈球状微粒均匀分布在连续相中 这种微粒多是微米级 不宜过大 也不宜过小 如果粒子直径过大 结成大块 表示混合不好 两种组份接触的界面少 如果粒子过小 几乎达到分子水平的互溶状态 最终产物的性能可能是两组份的平均值 不显示正协同效应 为什么一个好的共混产物能对性能有较大改进 这是人们早就在寻求答案的问题 并且提出过一些定性的说明 针对橡胶增韧塑料的例子 有的理论认为 在塑料中混进少量的橡胶微粒将起到吸收能量的效果 因而提高了抗冲击强度 裂纹要穿越橡胶粒子 就必须使橡胶粒子变形和破裂而耗散能量 欲通过多重橡胶粒子 则被吸收的能量就更多 另一种解释认为 在冲击作用下 共混产物能产生多重裂纹 吸收较多的冲击能转变为表面能 从而提高了冲击强度 裂纹并不是直接贯串整个材料 而是在橡胶微粒处以界面为起点 裂纹按辐射状发展 在众多的裂纹中只有一条是横贯材料冲击面的 橡胶微粒就象物理交联点一样 靠着界面上好的粘结 从界面 球面 上最弱处产生裂纹 而扩大防裂表面积 以上两种观点都可以从共混物冲击断面的形态找到证据 不管哪一种观点 要求共混物中相界面具有好的粘接性是一致的 塑料的压延成型 压延成型是将加热塑化的热塑性塑料通过三个以上相向转动辊筒的间隙使其成为连续片状材料的一种成型方法 压延成型产品有片材 薄膜 人造革及涂层等制品 适于软化温度较低的热塑性非晶态聚合物 如PVC ABS 改性聚苯乙烯以及Tm不很高的聚烯烃等 其中尤以PVC为最多 按辊筒数目的不同 压延机可分为三辊 四辊 五辊和六辊等多种 按辊筒的排列方式又有L型 倒L型 z型 s型等多种 压延成型目前以倒L型 z型四辊为主 为了使物料受到更多的剪切作用并能更好地塑化 有利于使压延物取得一定的延伸和定向 压延机辊筒间应有一定适宜速比 速比过大会导致包辊 速比过小则会吸辊不好 导致空气夹入或制品出现孔洞 适宜的速比要根据物料性质 制品厚度和辊速等确定 例如四辊压延机 当制品厚度为0 1mm 主辊辊速为45m min时 各辊速比范围应在 膜片由辊筒间压延 传送 最后被引离辊引离下来去后续工序 压延过程中物料受到剪切和拉伸作用 大部分分子链会顺着压延方向取向 导致制品的物理机械性能各向异性 这种现象称为压延效应 其程度随辊筒转速 辊间速比 辊筒余料及物料的表面粘度的增加而增加 随辊筒温度和辊间距的增加而减少 压延物料所需的热量 一部分由加热辊筒供给 一部分由物料与辊筒摩擦以及物料自身剪切作用而产生 产生摩擦热的大小除与速比有关外 也与物料的粘度有关 辊速越大 剪切力越大 摩擦热越大 辊温要视辊速 速比及物料的粘度的大小进行合理控制 以PVC压延薄膜为例 生产过程可分为两个阶段 即供料阶段和压延阶段 其工序可表示如下 配料 混合 塑化 熔融混合均匀 供料斗压延 引离 扩幅 轧花 冷却 卷取 供料阶段是指从配料工序至供料工序这一过程 混合常用高速搅拌机 在一定温度下使树脂充分吸收增塑剂并与其他添加剂混合分散均匀 塑化可在密炼机 开炼机和挤出机中进行 供料可用开炼机或挤出机将塑化的物料以片状或圆柱状经传送带送至压延机第一辊隙处均布 压延阶段是指从压延工序至卷取工序 共混型及复合型防水卷材 共混型及复合型防水卷材主要品种 自粘型彩色三元乙丙复合防水卷材氯化聚乙烯 橡胶共混防水卷材氯磺化聚乙烯 丙烯酸防水卷材硫化型橡胶防水卷材焦塑防水卷材CSA彩色聚合物防水卷材 铝箔橡塑防水卷材热熔橡胶防水卷材聚乙烯丙纶双面复合防水卷材丁基橡胶复合片材丁苯橡胶基复合片材聚乙烯薄膜基复合片材上述各品种性能比较 一 自粘型彩色三元乙丙复合防水卷材 面层为三元乙丙橡胶 基层为氯丁胶与再生胶混合物 加入适量的硫化剂等外加剂 经塑练 混炼 压延成片 复合硫化等工艺制成 特点 1 防水 耐候性能优异2 使用寿命长 20年以上 3 价格仅为三元乙丙橡胶的1 34 卷材表面赋以颜色 既可起装饰作用 又可减少太阳光辐射热的吸收5 施工方便 与基层粘接牢固 适用范围 广泛用于屋面 地面 地下室 洞体 冷库以及桥梁等工程的防水 防潮和隔气 自粘型彩色三元乙丙复合防水卷材 二 氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材 以氯化聚乙烯为主要原料 与橡胶 增塑剂 填充剂等辅助材料通过共混混炼 预热炼 压延 卷曲 硫化等工序制成 特点 1 高强度 优异的耐候性 耐油性和耐化学性能2 高弹性 高延伸率 良好的耐低温性能3 质量轻 减少屋顶负载3 对地基沉降 混凝土收缩的适应性强4 施工工艺简便 工效高 适用范围 可冷施工 采用单层粘结防水 广泛用于屋面 地面 地下建筑 水池 卫生间以及隧道 洞体 水库等工程的防水 防潮 防渗和补漏 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施工工艺 清理基层附加层施工 阴阳角 管根 水落口等部位必须先做附加层 可采用自粘性密封胶带或聚氨酯涂膜 涂刷基层胶粘剂卷材粘贴卷材末端的收头处理 用聚氨酯嵌缝膏或单组分氯磺化聚乙烯嵌缝膏封闭严密 保护层施工 A 不上人屋面用滚刷在卷材表面均匀涂刷表面保护涂料 B 上人屋面按设计要求做地面砖等保护 三 氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材 以氯磺化聚乙烯 丙烯酸酯为基科 经混炼压延而成的防水卷材 特点 1 可耐高温100 低温 30 不脆裂2 耐老化 应变性好高3 造价低 施工方便 无污染 适用范围 适用于建筑物屋面 炼钢厂房 化工厂耐酸墙体 桥梁 公路 人行道 运动场跑道 地下室和一般性防腐 管道 伸缩缝及较大工程的防水 防潮 四 橡塑共混卷材 综合性能最佳 是硫化型合成高分子卷材 将树脂为主体材料与合成橡胶以共混改性处理的形式 通过最佳的共混胶种 共混比例 掺入适量硫化剂 促进剂 稳定剂 软化剂 填充料等 经过塑炼 混炼 过滤 压延成型 硫化 硫化处理的作用基本就是能够使工件表面滑动性更好 等工序加工 成为具有 合金 的弹性防水卷材 1 分子结构中氯原子的存在 提高易粘性和冷施工效果2 稳定性好 耐老化 耐酸 耐碱 耐盐 使用寿命长3 综合性能优异 耐高 低温和阻燃4 可以单层施工 冷作业 施工速度快 特点 五 高分子树脂与合成纤维复合防水卷材 以树脂 如聚乙烯树脂 EVA树脂等高分子材料 为主体材料 加入抗老化剂 稳定剂 助粘剂 光屏蔽剂等助剂 与高强度合成纤维无纺布 如丙纶长丝无纺布 采用热融直压工艺制成的复合防水卷材 特点 1 抗渗能力强 抗拉强度高 低温柔性好 线胀系数小 易粘接 摩擦系数大 稳定性好 无毒 变形适应能力强 适用温度范围宽 重量轻 造价低 使用寿命长 2 具有良好的粘贴性能 能与多种材料牢固粘贴 3 复合卷材表面粗糙 可直接埋设在砂土中使用4 冷施工 施工方便 适用范围 广泛用于工业 民用建筑的屋面 地下室防渗 防潮 保温层隔汽 内墙防水装修 水利堤坝 池库 渠道防渗等工程 丙纶长丝无纺布 2010最受经销商青睐的10大防水材料 灌浆材料 地基加固采用水泥基灌浆材料 结构补强采用水泥基加环氧灌浆材料 防水堵漏采用超早强自流平灌浆水泥和聚氨酯 丙烯酸盐灌浆材料 禁止使用丙凝等有毒有污染的灌浆材料 防水涂料 禁止使用有污染的煤焦油类防水涂料 密封材料 巩固应用丙烯酸酯密封材料 中档 大力提倡应用聚硫 硅酮 聚氨酯等高档密封材料防水保温材料 巩固应用挤塑型 模塑型聚苯板与砂浆外墙外保温系统 积极推广应用喷涂聚氨酯硬泡体防水保温材料 高聚物改性沥青防水卷材 SBS APP改性沥青防水卷材和自粘橡胶沥青防水卷材合成高分子防水卷材 聚氯乙烯和三元乙丙防水卷材防水剂 提倡M1500水性渗透防水剂和永凝液 DPS 推广应用有机硅防水剂和脂肪酸防水剂防水砂浆 聚合物水泥防水砂浆 提倡聚丙烯纤维 PP 和尼龙纤维及木纤维抗裂防水砂浆膨润土防水材料 积极应用天然防水材料 钠基膨润土防水材料特种防水材料 选择应用金属防水卷材 研究应用文物保护等专用防水涂料 共混型防水卷材的主要特点是什么 从各系列建筑防水功能材料中可以发现哪些材料科学与工程的核心技术 防水工程按其构造做法分类1 结构自防水主要是依靠建筑物构件材料本身的厚度和密实性及构造措施做法 使结构构件不仅具有承重 围护的作用 又可起到防水作用 如防水混凝土 2 防水层防水把防水材料铺贴在建筑物构件的迎水面或者背水和接缝处 起到防水的目的 防水工程按所使用防水材料分为柔性防水 如卷材 涂膜防水 刚性防水 如细石混凝土防水屋面和自防水结构等 二 防水工程材料的设计与选材 不同品种和不同性能的防水材料具有不同适用范围 必须综合考虑各方面因素 遵循设计原则 防排结合 以防为主刚柔结合 以柔适变复合用材 多道设防协调变形 共同工作 材料是基础 设计是前提 施工是关键 管理是保证 适应环境条件选材 屋面应根据历年最高气温 最低气温 屋面坡度和使用条件等因素 宜选择耐热性和柔性相适应的卷材 原因 屋面长期暴露 夏天强光照射 雨水冲刷 冬天干燥 冬夏温差较大选材 三元乙丙橡胶防水卷材 APP改性沥青防水卷材 SBS改性沥青防水卷材 自粘高聚物改性沥青卷材 南方地区宜选 北方地区宜选 环境处于低温施工时 应采用热熔法施工 选择SBS APP改性沥青防水卷材 施工现场严禁明火时 应选择冷粘法施工的防水卷材或防水涂料 基层处于潮湿状态 不宜选水溶性沥青基防水涂料 应选择在潮湿状态可施工的材料 如树脂与纤维复合的卷材 快凝性聚合物水泥防水材料等 基层处于长期潮湿状态 无法干燥的场合 如地下工程防水 一旦出现渗漏难以维修 但有温差变化小的特点 宜选用刚柔结合多道设防 选材 柔性防水材料 耐霉烂 耐腐蚀性好 使用寿命长的柔性防水材料若在垫层上作防水时 应选用耐穿刺性好的材料 如 厚度在3mm以上的玻纤胎或聚酯胎改性沥青防水卷材 因自防水混凝土结构具有承重和防水两种功能 选材应来源广泛 成本低 施工方便 耐久性好 多雨地区 宜选用耐水性强的防水材料 如以玻纤 聚酯为胎基的改性沥青卷材 高分子合成防水卷材和配套粘结性好的粘结剂 或厚质沥青防水涂料等 少雨地区可选性能稍差的材料 地下工程优先采用自防水混凝土结构 根据地区降雨量的多少选材 根据建筑功能选材 上人平屋面 轻步行屋面和运动屋面 防水层直接暴露在外要求面层防水 耐磨和美观 给人一种舒适感觉要求抗紫外线能力强 耐老化性好 彩色面层稳定 宜选用聚氨酯防水涂料 安装有设备等重物屋面 通常在防水层上设有保护层 如铺地砖 石板 混凝土预制块和水泥砂浆等 防水层不直接暴露在外 只要符合建筑等级要求的卷材 涂料均可采用 非上人平屋面 防水层直接暴露 要求抗老化 耐穿刺选材宜为卷材 涂料 卷材与涂料复合使用 种植屋面 种植土层中必须有充足的水分 要求防水层密封性特别好防水层要有一定强度和厚度要求 耐霉烂性好 耐穿刺性强选材宜优先选用聚氯乙烯卷材或聚乙烯卷材 片材 与SBS或APP改性沥青防水卷材复合使用的方案 植被屋面的隔热原理 植被本身的遮阳作用 植物光合作用消耗部分太阳能用于自身蒸腾 植被的基层