建筑防水防水材料有机PPT课件.ppt

主讲 程从密电话mail ccm88888888 制作 程从密广州大学土木工程学院 建筑防水第1讲防水材料 GMCC基建工程建设管理人才培训 防水材料现状 论建筑防水材料的新进展 我国防水材料发展建议 国外建筑防水材料和防水施工技术 日本建筑防水材料应用情况调研 教学目标 通过本章的学习 1 了解石油沥青的组成与结构 掌握石油沥青的技术性质 标准及选用 2 了解防水材料的分类 用途及使用现状 3 掌握石油沥青防水卷材 SBS改性沥青卷材及APP改性沥青卷材及合成高分子防水卷材的特点与应用 本章内容 10 1石油沥青10 1 1沥青的分类10 1 2石油沥青的组成与结构10 1 3石油沥青的主要技术性质10 1 4石油沥青的标准及应用10 2防水材料10 2 1防水材料概述10 2 2石油沥青防水卷材10 2 3高聚物改性沥青防水卷材10 2 4合成高分子防水卷材 10 1沥青 沥青的定义沥青是高分子碳氢化合物及其非金属 氧 氮 硫等 衍生物组成的极其复杂的混合物 沥青的基本特征沥青是一种有机胶凝材料 在常温下呈黑色或黑褐色的固体 半固体成液体状态 能与砂 石 混凝土 木材 金属等材料牢固地粘结 具有良好耐腐蚀性 应用 道路工程 防潮 防水 防腐蚀材料 10 1 1沥青的分类 沥青为何宜做防水材料 沥青是憎水性材料 凡乎完全不溶于水 构造致密 与矿物材料表面有很好的粘结力 能紧密粘附于矿物材料表面 具有一定的塑性 能适应材料或构件的变形 材料与水有关的性质 10 1 2石油沥青的组成与结构 定义 石油沥青是由石油经蒸馏 吹氧 调和等工艺加工得到的残留物 主要为可溶于二硫化碳的碳氢化合物的半固体粘稠状物质 结构 根据石油沥青中各组分的化学组成和相对含量的不同 可以形成溶胶型 凝胶型 溶胶 凝胶型三种不同的胶体结构 化学组分 有三组分和四组分两种分析方法 三组分分析法 三组分分析法是将石油沥青分离为油分 树脂和沥青质三个组分 四组分分析法 四组分分析法是将沥青分离为沥青质 饱和分 芳香分和胶质 通常将石油沥青分为三组分 石油沥青的组众 10 1 3石油沥青的主要技术性质 粘滞性定义 沥青材料在外力作用下沥青粒子产生相互位移的抵抗变形的能力 是沥青材料最为重要的性质 石油沥青粘滞性大小的影响因素组分 石油沥青中地沥青质含量多 同时有适量树脂 而油分含量较少时 粘滞性大 温度影响 较大 在一定温度范围内 温度升高 粘度降低 反之 粘度升高 表示方法固态或半固态粘稠石油沥青 用相对粘度来表示 用针人度仪测定其针入度来衡量 液体石油沥青或较稀的石油沥青 用标准粘度表示 用标准粘度计测定 针入度测定方法在规定温度25 条件下 以规定质量 100g 的标准针 经历规定时间5s贯人试样中的深度 以0 1mm为单位表示 进入针人度测定动画 显然 针人度越大 表示沥青越软 粘度越小 实验多媒体 针入度值表示石油沥青的 A 强度 B 粘性 C 温度敏感性 D 塑性 答案 B 塑性 定义塑性是指石油沥青受到外力作用时 产生不可恢复的变形而不破坏的性质 影响因素组分影响 当石油沥青中油分和地沥青质适量 树脂含量越多 地沥青质表面的沥青膜层越厚 塑性越好 温度影响 当温度升高 沥青的塑性随之增大 沥青具有良好塑性的工程意义用于柔性防水材料塑性较好的沥青防水层能随建筑物变形而变形 一旦产生裂缝时 也可能由于特有的粘塑性而自行愈合 用于道路路面材料沥青的塑性对冲击振动荷载有一定吸收能力 并能减少磨擦时的噪声 表示方法石油沥青的塑性用延度指标表示 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 进入延度测定动画 石油沥青延度值愈大 表示其塑性越好 实验多媒体 在石油沥青的主要技术指标中 用延度表示其特性的指标是 A 粘度B 塑性C 温度稳定性D 大气稳定性 答案 B 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 影响因素温度影响 在相同的温度变化范围内 各种石油沥青的粘滞性和塑性变化的幅度不相同 含蜡量 含蜡量多时 会增大其温度敏感性 因而多蜡沥青不能用于建筑工程 工程意义工程要求沥青随温度变化而产生的粘滞性及塑性变化幅度应较小 即温度敏感性较小 以免沥青高温下流淌 低温下脆裂 改善措施工程上往往加入滑石粉 石灰石粉或其他矿物填料的方法来减小沥青的温度敏感性 表示方法温度敏感性用软化点表示 软化点是指沥青由固态转变为具有一定流动性时的温度 软化点测定 环球法 它是把沥青试样装人规定尺寸的铜环内 试样上放置一标准钢球 浸入水中或甘油中 按规定升温速度从0 开始升温 使沥青软化下垂 当沥青下垂到规定距离距离时的温度 即为沥青软化点 进入软化点测定动画软化点越高 沥青的温度敏感性越小 实验多媒体 重要的一句话 石油沥青各性质间关系石油沥青针人度越小 粘性越大 软化点越高 耐热性越好 但延伸度越小 塑性越差 大气稳定性定义 石油沥青在热 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 以沥青试样在加热蒸发前后的 蒸发损失百分率 和 蒸发后针入度比 来评定 蒸发损失百分率愈小 蒸发后针入度比愈大 则表示沥青大气稳定性愈好 亦即 老化 愈慢 沥青的其他性质除以上四种主要性质外 石油沥青还有溶解度 闪点和燃点等性质 闪点闪点 也称闪火点 是指沥青加热挥发出可燃气体 与火焰接触闪火时的最低温度 燃点燃点 也称着火点 是指沥青加热挥发出的可燃气体和空气混合 与火焰接触能持续燃烧时的最低温度 闪点和燃点的工程意义闪点和燃点的高低表明沥青引起火灾或爆炸的可能性的大小 它关系到运输 储存和加热使用等方面的安全 例建筑石油沥青闪点约230 在熬制时一般温度为185 200 为安全起见 沥青还应与火焰隔离 10 1 4石油沥青的标准及应用 石油沥青的技术标准石油沥青按用途分为建筑石油沥青 道路石油沥青 防水防潮石油沥青和普通石油沥青 石油沥青的牌号主要根据针入度 延度和软化点等指标划分 并以针入度值表示 同一品种的石油沥青材料 牌号越高 则粘性越小 针入度越大 塑性越好 延度越大 温度敏感性越大 软化点越低 建筑石油沥青 普通石油沥青技术标准 重交通道路石油沥青技术要求 中 轻交通道路石油沥青技术要求 随着石油沥青牌号的变小 其 A 针入度变小 软化点降低B 针入度变小 软化点升高C 针入度变大 软化点降低D 针入度变大 软化点升高 答案 B 石油沥青的应用 选用依据 工程类别 房屋 道路 防腐 当地气候条件所处工作部位 屋面 地下 道路石油沥青 主要用于道路路面或车间地面等工程 选用时应注意工程的要求 施工方法环境温度 也可用作密封材料 粘结剂及沥青涂料 一般选用粘性较大和软化点较高的 建筑石油沥青 主要用作制造防水材料 防水涂料和沥青嵌逢膏用于屋面及地下防水 沟槽防水 防腐蚀及管道防腐等工程 选用屋面用石油沥青软化点应比本地区屋面最高温度高20 软化点过低夏季易流淌 软化点过高冬季易硬碎 普通石油沥青普通石油沥青温度敏感性大 针入度较大 粘性较小 塑性较差 在建筑商不宜直接使用 可对普通石油沥青进行处理使其达到要求的软化点和针入度 改善其性能 请比较下列A B两种建筑石油沥青的针入度 延度及软化点测定值 若于南方夏季炎热地区屋面选用何种沥青较合适 请讨论 观察与讨论 讨论 表6 8两种建筑石油沥青的针入度 延度及软化点测定值 讨论 宜用B石油沥青 一般屋面用沥青应比当地屋面可能达到的最高温度高出20 25 亦即比当地最高温度高出50 左右 南方炎热地区气温相当高 A沥青软化点较低 难以满足要求 夏季易流淌 可选B 但B沥青延伸度较小 在严寒地区不宜使用 否则易出现脆裂现象 10 2防水材料 10 2 1防水材料概述定义 防水材料是指具有防止建筑工程结构免受雨水 地下水 生活用水浸蚀的材料 堵水材料还需满足带水操作的施工要求 分类 根据外观形态分类 防水卷材防水涂料密封材料刚性防水材料 根据特性分类 柔性刚性 具有一定柔韧性和较大延伸率的防水材料 如防水卷材 有机涂料 它们构成柔性防水层 较高强度和无延伸能力的防水材料 如防水砂浆 防水混凝土等 它们构成刚性防水层 定义 是一种可卷曲的片状防水材料 分类 根据组成材料分为沥青防水卷材 高聚物改性沥青防水卷材和高分子防水卷材 性能要求 良好的耐水性 温度稳定性和大气稳定性 必要的机械强度 延伸性 柔韧性和抗断裂能力 趋势 传统的沥青防水卷材性能远不及改性沥青 将逐渐被改性沥青卷材代替 防水卷材 10 2 2石油沥青防水卷材 沥青防水卷材属于传统的防水卷材 是采用原纸 纤维织物 纤维毡等胎体浸涂沥青 表面撒布粉状 粒状或片状材料制成可卷曲的片状防水材料 是我国目前产量最大的防水材料 成本较低 属较低档的防水卷材 因存在污染环境和容易起鼓 老化和渗漏等工程质量问题 最终将被其他高性能的防水材料所取代 主要石油沥青防水卷材 石油沥青油毡牌号是根据 划分的 A 油毡每平方米重量B 原纸每平方米重量C 油毡每卷重量D 涂盖油纸两面沥青的软化点高低 答案 B 防水涂料有害物质 防水涂料有害物质分析及行业标准 高聚物改性防水卷材是在传统沥青防水卷材的基础上 将填充 改性材料等添加剂掺入沥青材料或其他主体材料中 经混炼 压延或挤出成型而成的卷材 高聚物改性沥青防水卷材克服了传统沥青防水卷材的不足 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 常用的该类防水卷材有SBS改性沥青防水卷材和APP改性沥青防水卷材等 10 2 3高聚物改性沥青防水卷材 为什么改性 建筑上使用的石油沥青要满足一定的要求 要求在低温条件下应有弹性和塑性 在高温条件下要有足够的强度和稳定性 在加工和使用过程中具有抗老化能力 还应与各种矿料和结构表面有较强度的粘附力 对构件变形的适应性和耐疲劳性 沥青不能全面满足工程上的多项使用要求 如何改性 常用橡胶 树脂 矿物填料等材料改善沥青性能 橡胶 树脂和矿物填料等称为石油沥青的改性材料 1 橡胶改性沥青橡胶特点 常温下具有显著的高弹性 在外力作用下可产生很大的弹性变形 橡胶改性沥青的优点 它与沥青有较好的混溶性 并能使沥青具有橡胶的很多优点 如高温变形小 低温柔性好等 沥青中掺入一定量橡胶后 可改善其耐热性 耐候性等 1 橡胶改性沥青沥青改性用橡胶 氯丁橡胶 丁基橡胶 再生橡胶等 不同的橡胶改性沥青的性能有差异 氯丁橡胶改性沥青特点 使沥青气密性 低温柔性 耐化学腐蚀性 耐光性 耐臭氧性 耐气候性和耐燃烧性得到大大改善 丁基橡胶改性沥青特点 有优异的耐分解性 有较好的低温抗裂性和耐热性能 多用于道路路面和制作密封材料和涂料 2 树脂改性沥青树脂改性沥青的优点 可以改进沥青的耐寒性 耐热性 粘结性和不透气性 树脂改性沥青的缺点 由于石油沥青中含芳香性化合物较少 因而树脂和石油沥青的相溶性较差 用于改性沥青的树脂品种也较少 SBS改性沥青防水卷材SBS改性沥青防水卷材是用SBS改性沥青浸滞胎基 两面涂以SBS沥青涂盖层 上表面撒以细砂 矿物粒 片 料或覆盖聚乙烯膜 下表面撒以细砂或覆盖聚乙烯膜所制成的一类卷材 该类卷材使用聚酯毡和玻纤毡两种胎基 聚酯毡 长丝聚酯无纺布 机械性能很好 耐水性 耐腐蚀性也很好 是各种胎基中最高级的 玻纤毡耐水性 耐腐蚀性好 价格低 但强度低 无延展性 SBS改性沥青防水卷材的最大特点是低温柔性好 冷热地区均适用 特别适用于寒冷地区 可用于特别重要及一般防水等级的屋面 地下防水工程 特殊结构防水工程 施工可采用热熔法 亦可采用冷粘法 APP改性沥青防水卷材无规聚丙烯APP改性沥青防水卷材属塑性体沥青防水卷材中的一种 它是用APP改性沥青浸渍胎基 玻纤毡 聚酯毡 并涂盖两面 上表面撒以细砂 矿物粒 片 料或覆盖聚乙烯膜 下表面撒以砂或覆盖聚乙烯膜的一类防水卷材 APP改性沥青防水卷材的性能接近SBS改性沥青卷材 其最突出的特点是耐高温性能好 130 高温下不流淌 特别适合高温地区或太阳辐射强烈地区使用 另外 APP改性沥青防水卷材热熔性非常好 特别适合热熔法施工 也可用冷粘法施工 合成高分子防水卷材是随着合成高分子材料的发展而出现的以合成橡胶 合成树脂或两者共混体系为基料 加入适量化学助剂 经塑炼 混炼 压延或挤出成型 硫化 定型等工序加工制成的可卷取的无胎防水卷材 拉伸强度和抗撕裂强度高 断裂伸长率极大 耐热性和低温柔性好 耐腐蚀 耐老化 适宜冷粘施工 性能优异 是目前大力发展的新型高档防水卷材 级防水构造必须有一道合成高分子防水卷材 合成高分子防水卷材很多 最具有代表性的有合成橡胶类的三元乙丙橡胶防水卷材 合成树脂的聚氯乙烯防水卷材和氯化聚乙烯 橡胶共混防水卷材 10 2 4合成高分子防水卷材 三元乙丙 EPDM 橡胶防水卷材三元乙丙橡胶防水卷材就是以三元乙丙橡胶为主要原料 掺入适量的丁基橡胶 硫化剂 促进剂 软化剂 填充料等 经过密炼 拉片 过滤 压延或挤出成型 成型 硫化等工序加工制成防水卷材 三元乙丙橡胶防水卷材具有以下显著特点 A 耐老化性能最好 使用寿命长 30 50年以上 B 拉伸强度高 7 0MPa以上 断裂伸长率极大 450 以上 对粘结基层变形开裂的适应跟踪能力极强 C 耐高低温性能好 其中脆性温度在 40 以下 三元乙丙橡胶防水卷材是目前性能最优的防水卷材 广泛适用于防水要求高 耐用年限长的工业与民用建筑的防水工程 特别适用于屋面工程作单层外露防水 聚氯乙烯 PVC 塑料防水卷材聚氯乙烯防水卷材是以聚氯乙烯树脂为主要原料 掺加填充料和适量的改性剂 增塑剂及其他助剂 经混炼 压延或挤出成型而成的防水卷材 PVC防水卷材根据其基料的组成及特性分为S型和P型 S型是以煤焦油与聚氯乙烯树脂混溶料为基料的柔性卷材 P型是以增塑聚氯乙烯为基料的塑性卷材 在卷材的实际生产中 S型卷材的PVC树脂掺有较多的废旧塑料 因此S型卷材性能远低于P型卷材 以P型产品为代表的PVC卷材的突出特点是拉伸强度高 断裂伸长率也较大 与三元乙丙橡胶防水卷材相比 PVC防水卷材性能稍逊 但其优势是原材料丰富 价格比合成橡胶便宜 氯化聚乙烯 橡胶共混防水卷材氯化聚乙烯 橡胶共混防水卷材是以氯化聚乙烯 聚乙烯的氯化产物 树脂和合成橡胶共混物为主体 加入各种适量的助剂和填料 经混炼 压延或挤出等工序制成的防水卷材 氯化聚乙烯 橡胶共混防水卷材兼有塑料和橡胶的特点 它不仅具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 从物理性能来看 氯化聚乙烯 橡胶共混防水卷材的性能指标已接近三元乙丙橡胶防水卷材 其适用范围和施工方法与三元乙丙橡胶防水卷材基本相同 由于原材料丰富 价格上较三元乙丙橡胶防水卷材有优势 夏季中午铺设沥青防水卷材某住宅楼面于8月份施工 铺贴沥青防水卷材全是白天施工 以后卷材出现鼓化 渗漏 请分析原因 案例分析 分析答案 分析 夏季中午炎热 屋顶受太阳辐射 温度较高 此时铺贴沥青防水卷材基层中的水气会蒸发 集中于铺贴的卷材内表面 并会是卷材鼓泡 此外 高温时沥青防水卷材软化 卷材膨胀 当温度降低后卷材产生收缩 导致短裂 还需指出的是 沥青中还含有对人体有害的挥发物 在强烈阳光照射下 会使操作工人得皮炎等疾病 故铺贴沥青防水卷材应尽量避开炎热中午 东北某城市高档高层住宅小区楼群屋面需铺设防水卷材 有以下几种材料可选用 请选择 材料的综合选用 石油沥青纸胎油毡 玻纤毡胎APP改性沥青防水卷材 三元乙丙橡胶防水卷材 聚氯乙烯防水卷材 分析 是传统的防水卷材 具有价格低廉的优点 但低温柔性较差 温度敏感性较强 且易老化 是低档的防水卷材 最终将被新型高档的防水卷材所取代 不宜用于高档高层建筑 分析 属于塑性体沥青防水卷材 老化期在20年以上 耐紫外线能力比其他改性沥青防水卷材都强 最适宜用在强烈阳光照射的地方使用 而在寒冷的东北地区使用效果则不是最好 分析 宜优先选用 因其耐老化性好 使用寿命可达30 50年以上 拉伸强度较高 对粘结基层变形开裂的适应跟踪能力较强 耐高温及低温性