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10防水材料 本章主要讲述了石油沥青的主要技术性质 质量标准及应用 介绍了我国目前广泛应用的沥青防水材料 新型高聚物改性沥青防水卷材 合成高分子防水卷材及新型密封材料的性质和应用 本章提要 本章内容 10 1沥青10 2沥青防水制品10 3其他新型防水材料 10 1沥青 沥青是一种有机胶结材料 是有机化合物的复杂混合物 沥青具有良好的粘结性 塑性 不透水性及耐化学侵蚀性 并能抵抗大气的风化作用 在建筑工程上主要用于屋面及地下室防水 车间耐腐蚀地面及道路路面等 此外 还可用来制造防水卷材 防水涂料 油膏 胶结剂及防腐涂料等等 一般用于建筑工程的有石油沥青和煤沥青两种 10 1 1 1主要技术性质 沥青的主要技术性质有粘滞性 塑性 温度稳定性 大气稳定性 另外它的闪点和燃点以及溶解度 水分等对它的应用都有影响 1 粘滞性 粘滞性是沥青在外力作用下抵抗发生形变的性能指标 沥青粘滞性的大小主要由它的组分和温度来确定 一般沥青质含量增大 其粘滞性增大 温度升高 其粘滞性降低 10 1 1石油沥青的主要技术性质及应用 液态沥青的粘滞性用粘滞度表示 半固体或固体沥青的粘滞性用针入度表示 粘滞度是液态沥青在一定温度下 经规定直径的孔洞漏下50mL所需要的时间 s 针入度是指在温度为25 的条件下 以质量100g的标准针 经5s沉入沥青中的深度 每深入0 1mm称为1度 沥青的牌号划分主要是依据针入度的大小确定的 2 塑性 塑性是指沥青在外力作用下 产生变形而不被破坏的能力 沥青塑性的大小与它的组分和所处温度紧密相关 沥青的塑性随温度升高 降低 而增大 减小 沥青质含量相同时 树脂和油分的比例将决定沥青的塑性大小 油分 树脂含量愈多 沥青塑性愈大 沥青的塑性用延伸度来表示 3 温度敏感性 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 随温度的升高 沥青的粘滞性降低 塑性增加 这样变化的程度越大 则表示沥青的温度敏感性越大 常用软化点表示 软化点是指沥青材料由固体状态转变为具有一定流动性膏体时的温度 4 大气稳定性 抗老化性 大气稳定性是指沥青长期在阳光 空气 温度等的综合作用下 性能稳定的程度 沥青在大气因素的长期综合作用下 逐渐失去粘滞性 塑性而变硬变脆的现象称为沥青的老化 大气稳定性可以用沥青的蒸发损失量及针入度变化来表示 5 闪点和燃点 闪点是指沥青达到软化点后再继续加热 则会发生热分解而产生挥发性的气体 当与空气混合 在一定条件下与火焰接触 初次产生蓝色闪光时的沥青温度 燃点又称着火点 当沥青温度达到闪点 温度如再上升 与火接触而产生的火焰能持续燃烧5s以上时 这个开始燃烧的温度即为燃点 各种沥青的最高加热温度都必须低于其闪点和燃点 6 溶解度 沥青的溶解度是指沥青在溶剂中 苯或二硫化碳 溶解的百分率 沥青溶解度是用来确定沥青中有害杂质含量的 沥青中有害物质含量高 主要会降低沥青的粘滞性 一般石油沥青溶解度高达98 以上 而天然沥青因含不溶性矿物质 溶解度低 7 水分水在纯沥青中溶解度在0 001 0 01 之间 沥青吸收的水分取决于所含能溶于水的盐分的多少 沥青含盐分越多 水作用时间越长 水分就越大 由于沥青中含有水分 施工前要进行加热熬制 在加热过程中 应加快搅拌 促使水分蒸发 并降低加热温度 而且锅内沥青不能装得过多 沥青的主要技术标准以针入度 延伸度 软化点等指标表示 见表10 1 10 1 1 2沥青的技术质量标准 表10 1石油沥青的质量指标 使用沥青 应对其牌号加以鉴别 在施工现场的简易鉴别方法见表10 2 10 1 1 3石油沥青的简易鉴别 表10 2石油沥青牌号简易鉴别方法 建筑石油沥青主要用于屋面 地下防水及沟槽防水 防腐蚀等工程 道路石油沥青主要用于沥青混凝土或沥青砂浆 用于道路路面或工业厂房地面等工程 根据工程需要还可以将建筑石油沥青与道路石油沥青掺和使用 10 1 1 4石油沥青的应用 煤沥青是炼焦或生产煤气的副产品 烟煤干馏时所挥发的物质冷凝为煤焦油 煤焦油经分馏加工 提取出各种油质后的产品即为煤沥青 10 1 2煤沥青的主要技术性质及应用 煤沥青可分为硬煤沥青与软煤沥青两种 硬煤沥青是从煤焦油中蒸馏出轻油 中油 重油及蒽油之后的残留物 常温下一般呈硬的固体 软煤沥青是从煤焦油中蒸馏出水分 轻油及部分中油后得到的产品 10 1 2 1分类 煤沥青的技术指标按国家标准GB2290 80规定 见表10 3 10 1 2 2煤沥青的技术指标 表10 3煤沥青的技术指标 煤沥青与石油沥青都是一种复杂的高分子碳氢化合物 它们的外观相似 具有共同点 但由于组分不同 它们之间存在着很大区别 石油沥青与煤沥青的主要区别见表10 4 10 1 2 3煤沥青与石油沥青的区别 表10 4石油沥青与煤沥青的主要区别 煤沥青的许多性能都不及石油沥青 煤沥青塑性 温度稳定性较差 冬季易脆 夏季易于软化 老化快 加热燃烧时 烟呈黄色 有刺激性臭味 略有毒性 但具有较高的抗微生物侵蚀作用 适用于地下防水工程或作为防腐材料用 10 1 2 4煤沥青的应用 10 2沥青防水制品 目前 所用的防水卷材仍以沥青防水卷材为主 被广泛应用在地下 水工 工业及其他建筑和构筑物中 特别是屋面工程中仍被普遍采用 沥青防水卷材种类较多 其分类方法和品种见表10 5 10 2 1沥青防水卷材 表10 5沥青防水卷材的分类及品种 1 石油沥青油纸 油毡 石油沥青油纸 简称油纸 是用低软化点石油沥青浸渍原纸 生产油毡的专用纸 主要成分为棉纤维 外加20 30 的废纸 而成的一种无涂盖层的防水卷材 油纸按原纸1m2的质量克数分为200 350两个标号 主要用于多层 粘贴式 防水层下层 隔蒸汽层 防潮层等 其技术性能见表10 6 10 2 1 1纸胎卷材 石油沥青油毡 简称油毡 是采用高软化点沥青涂盖油纸的两面 再涂或撒隔离材料所制成的一种纸胎防水材料 涂撒粉状材料 滑石粉 称 粉毡 涂撒片状材料 云母片 称 片毡 油毡的幅宽分为915mm和1000mm两种规格 油毡分为200号 350号和500号三种标号 各等级油毡的技术性能按GB326 89规定 应符合表10 7的各项指标要求 2 煤沥青纸胎油毡 煤沥青纸胎油毡 以下称简油毡 是采用低软化点煤沥青浸渍原纸 然后用高软化点煤沥青涂盖油纸两面 再涂或撒隔离材料所制成的一种纸胎防水卷材 油毡按技术要求分为一等品 B 和合格品 C 按所用隔离材料分为粉状面油毡 F 和片状面油毡 P 两个品种 油毡的标号分为200号 270号和350号三种 各等级各标号油毡的技术性质应符合JC505 92规定 见表10 8 表10 6石油沥青油纸技术性能 表10 7各种标号等级的石油沥青油毡的技术指标 表10 8各标号各等级的煤沥青纸胎油毡的技术指标 玻璃布胎沥青油毡 简称玻璃布油毡 是用石油沥青涂盖材料浸涂玻璃纤维织布的两面 再涂或撒隔离材料所制成的一种以无机纤维为胎体的沥青防水卷材 按油毡幅宽可分为900mm和1000mm两个规格 沥青玻璃布油毡的技术性能应符合表10 9所规定的技术指标 10 2 1 2玻璃布胎沥青油毡 表10 9玻璃布胎沥青油毡技术指标 沥青胶又名玛王帝脂 是在沥青中加入填充料如滑石粉 云母粉 石棉粉 粉煤灰等加工而成 分为冷 热两种 前者称为冷沥青胶或冷玛王帝脂 后者称热沥青胶或热玛王帝脂 两者又均有石油沥青胶及煤沥青胶两类 石油沥青胶适用于粘结石油沥青类卷材 煤沥青胶适用于粘贴煤沥青类卷材 沥青胶的标号 耐热度 技术要求分别见表10 10和表10 11 10 2 2沥青胶 表10 10沥青胶的标号 耐热度 及适用范围 表10 11沥青胶的技术要求 冷底子油属溶剂型沥青涂料 其实质是一种沥青溶液 由于形成涂膜较薄 故一般不单独作防水材料使用 往往仅作某些防水材料的配套材料使用 石油沥青冷底子油是由60号 30号或10号石油沥青 加入溶剂 如柴油 煤油 汽油 蒽油或苯等 配成的溶液 冷底子油可用于涂刷混凝土 砂浆或金属表面 10 2 3冷底子油 冷底子油一般可参考下列配合比 质量比 配制 1 石油沥青 汽油 30 70 2 石油沥青 煤油或轻柴油 40 60 10 2 3 1配合比 在水泥基底上涂刷慢挥发性冷底子油 其中干燥时间为12 48h 涂刷快挥发性冷底子油的干燥时间为5 10h 当加入慢挥发性溶剂时 沥青的温度不得超过140 加入快挥发性溶剂时 则沥青的温度不得超过110 10 2 3 2干燥时间及沥青的加热温度 乳化沥青是一种冷施工的防水涂料 是将石油沥青在乳化剂水溶液作用下 经乳化机 搅拌机 强烈搅拌而成 目前我国生产最多的乳化沥青大致有阴离子型乳化沥青 阳离子型乳化沥青 非离子型乳化沥青和无机型乳化沥青四个类型 其质量指标应符合JC408 91规定 见表10 12 10 2 4乳化沥青 表10 12沥青防水涂料质量指标 JG 1防水冷胶料是油溶性再生橡胶沥青防水胶粘剂 它是以渣油与开司粉加温熬制 掺入一定量的汽油而成 再生橡胶掺入沥青具有良好的粘结性 耐热性 抗裂性 不透水性和抗老化性 用JG 1冷胶结料与中碱玻璃丝布配合使用作防水层 适用于屋面 墙体 地面及地下室等工程 JG 1防水冷胶料的各项技术指标应符合表10 13的要求 10 2 5防水涂料 10 2 5 1JG 1防水冷胶料 表10 13JG 防水冷胶料的技术指标 氯丁橡胶沥青防水涂料可分为溶剂型和水乳型两种 溶剂型氯丁橡胶沥青防水涂料是氯丁橡胶和石油沥青溶于甲基而形成的一种混合胶体溶液 其主要成膜物质是氯丁橡胶和石油沥青 水乳型氯丁橡胶沥青防水涂料是以阳离子型氯丁胶乳与阳离子型沥青乳液混合构成 是氯丁橡胶及石油沥青的微粒借助于阳离子型表面活性剂的作用 稳定分散在水中而形成的一种乳状液 10 2 5 2氯丁橡胶沥青防水涂料 它具有橡胶和沥青双重优点 有较好的耐水性 耐腐蚀性 成膜快 涂膜致密完整 延伸性好 抗基层变形性能较强 能适应多种复杂层面 耐候性能好 能在常温及较低温度条件下施工 可用于工业与民用建筑混凝土屋面防水层 防腐蚀地坪的隔离层 旧油毡屋面维修 以及厨房 水池 厕所 地下室的抗渗防潮等 溶剂型氯丁橡胶沥青防水涂料主要技术性能见表10 14 水乳型参见表10 12 表10 14溶剂型氯丁橡胶沥青防水涂料技术性能 它是以石油沥青为基料 加入橡胶改性材料及填充料等经混合加工而成的一种冷用膏状材料 具有优良的防水防潮性能 适用于嵌填建筑物的缝隙及各种构件的防水等 该油膏粘结性能好 延伸率高 当基层结构变形时 能随之伸缩 嵌缝防水性能不受影响 其技术性能见表10 15 10 2 6嵌缝防水材料 10 2 6 1改性沥青防水嵌缝油膏 表10 15改性沥青防水嵌缝油膏技术性能 它是以石油沥青为基料 废橡胶粉改性 按一定比例加入松焦油 重松节油 石棉 滑石粉等填充料制成的一种弹塑性冷施工嵌缝防水材料 它具有粘结力强 耐高低温性能好 老化缓慢等特性 适用于各种混凝土屋面及地下工程防水防渗防漏和大型轻型板块 墙板接缝防水等 其性能见表10 16 10 2 6 2橡胶沥青嵌缝防水油膏 表10 16橡胶沥青嵌缝防水油膏技术性能 桐油沥青防水油膏是以桐油 沥青 机油 松焦油经高温热炼后 掺入粉状和纤维状填充料配制而成 可和混凝土 金属 木材 陶瓷等粘结牢固 施工操作方便 长期不变 适用于屋面 墙体及地下工程的防水嵌缝 其技术性能见表10 17 10 2 6 3桐油沥青防水油膏 表10 17桐油沥青防水油膏的技术性能 10 3其他新型防水材料 高聚物改性沥青防水卷材是指以合成高分子聚合物改性沥青为涂盖层 纤维织物或纤维毡为胎体 粉状 粒状 片状或薄膜材料为防粘隔离层制成的可卷曲的片状防水材料 高聚物改性沥青防水卷材克服了沥青防水卷材的温度稳定性差 延伸率小 难于适应基层开裂及伸缩的缺点 具有高温不流淌 低温不脆裂 拉伸强度较高 延伸率较大等优异性能 10 3 1高聚物改性沥青防水卷材 弹性体改性沥青防水卷材 SBS 是以玻纤毡或聚酯毡为胎基 以苯乙烯 丁二烯 苯乙烯 SBS 热塑性弹性体作改性剂 两面覆以隔离材料所制成的建筑防水卷材 简称SBS卷材 SBS卷材按胎基分为聚酯胎 PY 和玻纤胎 G 两类 按上表面隔离材料分为聚乙烯膜 PE 细砂 S 与矿物粒 片 料 M 三种 按物理力学性能分为 型和 型 卷材按不同胎基 不同上表面材料分为6个品种 见表10 18 10 3 1 1弹性体改性沥青防水卷材 SBS SBS卷材宽1000mm 聚酯胎卷材厚度为3mm和4mm 玻纤胎卷材厚度为2mm 3mm和4mm 每卷面积为15m2 10m2 7 5m2三种 SBS卷材适用于工业与民用建筑的屋面及地下防水工程 尤其适用于较低气温环境的建筑防水 SBS卷材的物理力学性能应符合表10 19的规定 表10 18SBS卷材品种 GB18242 2000 表10 19SBS弹性体沥青防水卷材物理力学性能 塑性体改性沥青防水卷材 是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 APAO APO 作改性剂 两面覆以隔离材料所制成的建筑防水卷材 统称APP卷材 APP卷材的品种 规格与SBS卷材相同 APP卷材适用于工业与民用建筑的屋面和地下防水工程 以及道路 桥梁等建筑物的防水 尤其适用于较高气温环境的建筑防水 其物理力学性能应符合表10 20的规定 10 3 1 2塑性体改性沥青防水卷材 APP 表10 20APP卷材物理力学性能 GB18243 2000 合成高分子防水卷材是以合成橡胶 合成树脂或它们两者的共混体为基料 加入适量的化学助剂和填充料等 经不同工序加工而成可卷曲的片状防水材料 或把上述材料与合成纤维等复合形成两层或两层以上可卷曲的片状防水材料 合成高分子防水卷材具有拉伸强度高 断裂伸长率大 抗撕裂强度高 耐热性能好 低温柔性好 耐腐蚀 耐老化以及可以冷施工等一系列优异性能 是我国大力发展的新型高档防水卷材 10 3 2合成高分子防水卷材 三元乙丙橡胶防水卷材是以乙烯 丙烯和少量双环戊二烯三种单体共聚合成的以三元乙丙橡胶为主 掺入适量的丁基橡胶 硫化剂 促进剂 软化剂 补强剂和填充料等 经密炼 压延或挤出成型 硫化和分卷包装等工序而制成的一种高弹性的防水卷材 三元乙丙橡胶防水卷材具有优良的耐候性 耐臭氧性和耐热性 还具有抗老化性好 质量轻 抗拉强度高 断裂伸长率大 低温柔韧性好及耐酸碱腐蚀等优点 三元乙丙橡胶防水卷材的主要技术性能见表10 21 10 3 2 1三元乙丙橡胶 EPDM 防水卷材 表10 21三元乙丙橡胶防水卷材的主要技术性能 聚氯乙烯防水卷材是以聚氯乙烯树脂为主要原料 掺加适量的改性剂 增塑剂和填充料等 经混炼 压延或挤出成型 分卷包装等工序制成的柔性防水卷材 聚氯乙烯防水卷材根据基料的组成与特性分为S型和P型 聚氯乙烯防水卷材具有抗拉强度高 断裂伸长率大 低温柔韧性好 使用寿命长及尺寸稳定性 耐热性 耐腐蚀性等较好的特性 聚氯乙烯防水卷材的主要技术性能见表10 22 10 3 2 2聚氯乙烯 PVC 防水卷材 表10 22聚氯乙烯防水卷材的主要技术性能 氯化聚乙烯 橡胶共混防水卷材是以氯化聚乙烯树脂和合成橡胶为主体 加入适量的硫化剂 促进剂 稳定剂 软化剂和填充料 经混炼 过滤 压延或挤出成型 硫化等工序制成的高弹性防水卷材 它不仅具有氯化聚乙烯所特有的高强度和优异的耐臭氧 耐老化性能 而且具有橡胶类材料所特有的高弹性 高延伸性和良好的低温柔性 其主要技术性能见表10 23 10 3 2 3氯化聚乙烯 橡胶共混防水卷材 表10 23氯化聚乙烯 橡胶共混防水卷材的主要技术性能 聚氨酯防水涂料为双组分反应型涂料 其中甲组分为含异氰酸基的聚氨酯预聚物 乙组分由含多羟基或胺基的固化剂与填充料 增韧剂和稀释剂等组成 甲乙组分按一定比例混合后 常温下即能发生交联固化反应 形成均匀而富有弹性 耐水 抗裂的厚质防水涂膜 聚氨酯涂膜防水有透明 彩色 黑色等品类 并兼有耐磨 装饰及阻燃等性能 双组分型聚氨酯防水涂料性能应符合JC500 92规定 见表10 24 10 3 3聚氨酯防水