第3章 防水材料.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,建筑工程的防水是保证建筑物发挥正常功能和使用寿命的一项重要措施，关系到建筑物、构筑物的寿命、使用环境及卫生条件的一项重要内容。建筑物中使用防水材料的主要目的是：防潮、防漏按工程防水的部位，可分为屋面、地下结构、厕浴间楼地面、墙板板缝、桥梁隧道、水池水塔等构筑物，等。,一、前言,屋面防水等级和设防要求,建筑防水材料的技术要求:,防水；耐水；不透水性；耐腐蚀；耐候性；弹性（变形性）；拉伸强度；撕裂强度；断裂伸长率使用温度范围；低温冷脆温度；抗老化性能；耐臭氧老化；使用寿命；施工性能；,实现防水功能的技术途径：原料材料制备技术（核心技术）生产技术原理,第一部分沥青防水卷材GB182432000塑性体改性沥青防水卷材GB182442000建筑防水材料老化试验方法GB189612003改性沥青聚乙烯胎防水卷材GB3262005石油沥青纸胎、油纸GBT14686-1993石油沥青玻璃纤维胎油毡GBT17146-1997建筑材料水蒸气透过性能试验方法GBT18378-2001防水沥青与防水卷材术语GBT18840-2002沥青防水卷材用胎基GBT328-2005沥青防水卷材试验方法JC503-1992油毡瓦JC504-1992铝箔面油毡JC505-1992煤沥青纸胎油毡JC840-1999自粘橡胶沥青防水卷材JC898-2002自粘聚合物改性沥青聚酯胎防水卷材JCT84-1996石油沥青玻璃布胎油毡JCT690-1998沥青复合胎柔性防水卷材JCT904-2002塑性体改性沥青JCT905-2002弹性体改性沥青JCT974-2005道桥用改性沥青防水卷材,我国现行建筑防水标准和规范目录,第二部分高分子防水卷材GB1817312000高分子防水材料第1部分片材GB1817322000高分子防水材料第2部分止水带GB1817332000高分子防水材料第3部分遇水膨胀橡胶GB129522003聚氯乙烯防水卷材GB129532003氯化聚乙烯防水卷材JC2061976再生胶油毡JC6841997氯化聚乙烯一橡胶共混防水卷材JCT6451996三元丁橡胶防水卷材第三部分防水涂料GBT16777一1997建筑防水涂料试验方法GBT19250一2003聚氨酯防水涂料JCT7971984（1996）皂液乳化沥青JCT6741997聚氯乙烯弹性防水涂料JCT8521999溶剂型橡胶沥青防水涂料JCT8642000聚合物乳液建筑防水涂料JCT8942001聚合物水泥防水涂料（正在修订中）JCT9022002建筑表面用有机硅防水剂JCT4082005水乳型沥青防水涂料JCT9752005道桥用防水涂料,第四部分密封膏与胶粘剂GBT129541991建筑胶粘剂通用试验方法GBT134772002建筑密封材料试验方法GBT146832003硅酮建筑密封胶JCT5481994壁纸胶粘剂JCT5491994天花板胶粘剂JCT550-1994半硬质聚氯乙烯块状塑料地板胶粘剂JCT2071996建筑防水沥青嵌缝油膏JCT438-1991（1996）水溶性聚乙烯醇缩甲醛胶粘剂JCT483-1992（1996）聚硫建筑密封膏JCT4841992（1996）丙烯酸酯建筑密封膏JCT4851992（1996）建筑用弹性密封剂JCT6361996木地板胶粘剂JCT7981997聚氯乙稀建筑防水接缝材料JCT8632000高分子防水卷材胶粘剂JCT4862001中空玻璃用弹性密封剂JCT8812001混凝土建筑接缝用密封胶JCT8822001幕墙玻璃接缝用密封胶JCT8832001石材用建筑密封胶JCT8842001彩色涂层钢板用建筑密封胶JCT8852001建筑用防霉密封胶JCT8872001干挂石材幕墙用环氧胶粘剂JCT4822003聚氨酯建筑密封膏JCT9142003中空玻璃用丁基热熔密封胶JCT9362004单组分聚氨酯泡沫填缝剂JCT9422004丁苯橡胶防水密封胶粘带JCT5472005陶瓷墙地砖胶粘剂,第五部分刚性防水材料GB18445-2001水泥基渗透结晶型防水材料JC4761998混凝土膨胀剂JC4741999砂浆、混凝土防水剂JC9002002无机防水堵漏材料JCT311-1997明矾石膨胀水泥JCT312-2000明矾石膨胀水泥化学分析方法JCT984-2005聚合物水泥防水砂浆第六部分防水工程规范GB501082001地下工程防水技术规范GB502082002地下防水工程质量验收规范GB502072002屋面工程质量验收规范GB503452004屋面工程技术规范,第七部分正在制定中的新标准及规范沥青卷材用底涂料沥青玻纤瓦酯毡与玻纤网格布复合增强的改性沥青防水卷材玻纤毡与玻纤网格布复合增强的改性沥青防水卷材玻纤毡与聚乙烯膜复合增强的改性沥青防水卷材屋面用绿色防水卷材建筑防水涂料中有害物质限量防水卷材企业管理规程坡屋面工程技术规范种植屋面防水工程技术规程城市桥梁桥面防水工程技术规程,1.纸胎油毡持续发展2.改性沥青油毡迅速发展3.高分子防水卷材有了新的增长4.防水涂料的应用不断扩大5.中高档建筑密封材料正在起步6.刚性防水和堵漏材料品种繁多,防水材料发展现状,石油沥青纸胎油毡,总体趋势：限制纸胎油毡，大力发展改性沥青油毡；积极推进高分子防水卷材；适当发展防水涂料；努力开发密封材料；注重开发地下止水、堵漏材料和硬质聚氨酯发泡防水保温一体材料；逐步减少低档材料、提高各类中高档材料的比例,防水材料未来发展趋势,在氧化沥青油毡方面：限制纸胎油毡，发展玻纤胎油毡在改性油毡方面：重点发展SBS改性油毡，同时积极创造条件推进APP改性油毡产量的增加，逐步降低或取消再生胶改性沥青油毡。高分子防水片材：重点推广EPDM卷材，积极研制新一代PVC防水卷材，限制CPE基防水卷材，淘汰再生胶防水卷材。防水涂料：宜重点发展聚氨酯和丙烯酸水乳防水涂料和橡胶改性沥青防水涂料。密封材料：宜重点发展硅酮和聚氨酯这两类弹性体密封膏，并适当发展聚硫、丙烯酸等中高档密封膏,橡胶系防水卷材,橡胶系防水卷材实现防水功能的途径：原料：主要原料：橡胶；天然橡胶、合成橡胶；辅助材料：硫化剂（硫化型）*、软化剂、促进剂、补强剂、抗老化剂等。生产技术：密炼、拉片、过滤、挤出（或压延）成型、硫化、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。核心技术：橡胶改性技术橡胶硫化、橡胶与塑料共混,I原料：橡胶分类,I原料：橡胶分类,I原料：橡胶分类,II橡胶改性,硫化、纤维、填料、加工用助剂。硫化是指橡胶的线型大分子链通过化学交联而构成三维网状结构的化学变化过程。随之胶料的物理性能及其他性能部发生根本变化。,硫化反应是美国人(CharlesGoodyear)于1839年发现的。他将琉黄与橡胶混合加热制得性能较好材料。这一发现是橡胶发展史上最重要的里程碑。英国人Hancock最早把这一方法用于工业生产。现在人们认识到这一过程是高聚物大分子链交联形成网络结构，它严格限制了分子链的互相滑动。除了硫黄外，人们又陆续发现了许多化学物质，但是，无论交联剂品种或硫化方法如何变化，硫黄在橡胶工业用交联剂中仍占统治地位，硫化仍然是橡胶工业最重要的环节，因此硫化就成为交联的代表性用语。橡胶硫化是橡胶生产加工过程个的一个非常重要阶段，也是最后的一道工序。这一过程赋予橡胶各种宝贵物理性能。使橡胶成为广泛应用的工程材料，在许多重要部门和现代尖端科技如交通、能源、航天航空及宇宙开发的各个方面都发挥了重要作用。,硫化历程,III橡胶改性：补强与填充改性机理*,填料是橡胶工业的主要原料之一，属粉体材料。填料用量相当大，几乎与橡胶本身用量相当。含有填料的橡胶是一种多相材料。填料能赋与橡胶许多宝贵的性能。例如，大幅度提高橡胶的力学性能，使橡胶具有磁性、导电性、阻燃性、彩色等特殊的性能，使橡胶具有好的加工性能，降低成本等作用。填料性质对于填充聚合物体系的加工性能和成品性能具有决定性的影响。填料的性质包括一次结构的粒度、形态、表面活性等。补强指能使橡胶的拉伸强度、撕裂强度及耐磨耗性同时获得明显提高的作用。目前使用的补强剂通常也使橡胶其他性能发生变化，如硬度的提高、拉伸应力的提高，而且还常常产生一些不良副作用，如应力松弛性能变差、弹性下降、滞后损失增大、压缩永久变形增大等。橡胶工业用的主要补强剂是炭黑及白炭黑。,炭黑是橡胶工业中最重要的补强性填料。可以毫不夸张地说，没有炭黑工业便没有现代蓬勃发展的橡胶工业。如果没有炭黑的补强，许多非自补强合成橡胶便没有使用价值。炭黑可以使这些橡胶的强度提高约10倍。炭黑耗量约占橡胶耗量的一半。许多无机填料主要来源于矿物，价格较低，它们的应用范围也越来越广泛，在橡胶工业中它们的用量几乎达到了与炭黑相当的程度。特别是近来无机填料表面改性技术的研究与应用，使无机填料的应用领域更加广泛。,填料可起到增大体积、降低成本，改善加工工艺性能。如减少半成品收缩率、提高半成品表面平坦性、提高硫化胶硬度及定伸应力等作用。最常用的填充剂主要是无机填料。如陶土、碳酸钙、滑石粉、硅铝炭黑等。当然，对某一种填料往往是两种作用兼有，其中一种作用为主，例如陶土加到SBR中主要是填充作用，但也有一定的补强作用。橡胶工业习惯把补强作用的炭黑等称为补强剂，把基本无补强作用的无机填料称为填充剂、这是按作用分类。把补强剂及填充剂统称填料。填料按不同方法分类如下：,填料的主要改性方法,填料的表面改性，对填料表面进行设计一般有下述几种方法：(1)亲水基团调节通过物理方法热处理就可以把表面羟基脱掉，控制羟基数量。例如，陶土表面在200处理后性能最好。(2)偶联剂或表面活性剂改性无机填料表面这样使填料表面成为疏水性，提高对橡胶的亲和力、湿润性和相容性。(3)粒子表面接枝聚合物接枝，引发活性点吸附单体聚合接枝。(4)粒子表面离子交换改变表面离子，自然改变了表面的性质。(5)粒子表面聚合物胶囊化用聚合物把填料包一层，但互相无化学作用。这些方法中目前工业上广泛采用的是第二种即用偶联剂及表面活性剂改性无机填料。,橡胶系防水卷材,橡胶成型加工橡胶的加工分为两大类。一类是干胶制品的加工生产，另一类是胶乳制品的生产。干胶制品的原料是固态的弹性体，其生产过程包括素炼、混炼、成形、硫化四个步骤。,1素炼所谓素炼，就是不加入添加剂，仅将纯胶（生胶）在炼胶机上滚炼。目的是使生胶受机械、热、化学三种作用而使分子质量降低，达到适当的可塑度，使之易与添加剂混合均匀。素炼主要用于天然橡胶。具有适当可塑度的一些合成橡胶可以不进行素炼而直接与经过素炼的天然橡胶并用。2混炼混炼是将已经素炼的胶（包括混用合成胶）与添加剂（配合剂）混合均匀的过程。混炼在开放式炼胶机或密炼机中进行。橡胶加工时所需添加剂种类较多，主要有：,硫化剂是使橡胶发生交联反应由线型结构变为适度的网状结构弹性体的物质。硫黄是最古老的硫化剂，也是目前最常用的硫化剂。此外，尚有过氧化物(用于饱和弹性体硫化等)，二元胺及其衍生物(用于氟橡胶硫化等)等多种硫化剂，它们的交联作用“硫化”，又称为非硫的硫化反应。硫化促进剂是使硫化剂活化，加快硫化速度或提高硫化剂使用效率的物质。以上两种是橡胶材料专用的添加剂。增强剂指能提高橡胶制品力学性能的物质，亦称活性填充剂，目前最常用的是炭黑。此外，还有填充剂、防老剂、润滑剂等添加剂,3成型成型是将混炼胶通过压延机、挤出机等制成一定截面的半成品，如胶管、胎面胶、内胎胶坯等。然后将半成品按制品的形状组合起来，或在成形机上定形，得到成型品。4硫化硫化是将成型品置于硫化设备中，在一定温度、压力下，通过硫化剂使橡胶发生交联反应，形成一定的网状结构，获得符合实用强度和弹性的制品的过程，是橡胶加工的关键工序。不同的橡胶种类，所采用的硫化剂或硫化体系有所不同。,橡胶系防水卷材,橡胶系防水卷材主要品种：三元乙丙橡胶（EPDM）防水卷材三元乙丙-丁基橡胶（EPT/LLR）防水卷材氯丁橡胶（CR）防水卷材氯化聚乙烯橡胶（CPER）防水卷材硫化型橡胶油毡再生橡胶防水卷材上述各品种性能比较*,（一）三元乙丙橡胶防水卷材（橡胶类）,由乙烯、丙烯和非共轭二烯烃（双环戊二烯）共聚合成，化学稳定性高,特点,1.耐老化性好，使用寿命长2.耐化学性3.具有优异的耐绝缘性能4.拉伸强度高，伸长率大5.具有优异的耐低温和耐高温性能6.施工方便(单层防水施工法,冷施工),适用范围：广泛适用于各种工业与民用建筑屋面的单层外露防水层，尤其适用于受振动、易变形建筑工程防水（如体育馆、火车站、港口、