建筑材料与检测 （第二版）单元10 防水材料

建筑材料与检测北京出版社目录CONTENTS水泥单元五建筑材料的基本性质单元二建筑石材单元三气硬性凝胶材料单元四建筑材料与检测概述单元一混凝土单元六目录CONTENTS建筑木材单元十一墙体材料单元八建筑钢材单元九防水材料单元十建筑砂浆单元七建筑功能材料单元十二单元十防水材料防水材料是指能够防止房屋建筑中的雨水、地下水及其他水渗透的材料，在建筑工程中必不可少，是防止水侵害建筑物和构筑物的功能性基础材料，防水工程的质量在很大程度上取决于防水材料的性能和质量单元描述

沥青防水材料学习任务1任务目标11.了解石油沥青的组成成分和应用。22.掌握石油沥青的技术性质。33.追求品质，工于细节：建筑渗漏的主要原因在设计和施工两大关键环节。防水工程渗漏往往出在节点部位，因此做好各项细部构造处理及有关技术设计是防水之重。建筑品质重在细节，胜在坚持。一、石油沥青的组成成分石油沥青的主要组成成分包括油分、树脂和地沥青质。石油沥青的性质与各组分之间的比例密切相关。液体沥青中油分、树脂多，其流动性好；固体沥青中树脂、地沥青质多，其热稳定性和黏性好。1.油分油分为流动的黏稠状液体，其颜色为无色至浅黄色，密度为0.60～1.00g/cm3，分子量为100～500，是沥青分子中分子量最小的化合物，能溶于二硫化碳、三氯甲烷等大多数有机溶剂，但不溶于酒精。在石油沥青中，油分的含量为40%～60%，油分赋予石油沥青流动性，其含量多时，沥青的流动性增加，软化点降低，温度稳定性差。2.树脂树脂为红褐色至黑褐色的黏稠状半固体，密度为1.00～1.10g/cm3，分子量为650～1000，能溶于大多数有机溶剂，但在酒精和丙酮中的溶解度极低，熔点低于100℃。在石油沥青中，树脂的含量为15%～30%，它使石油沥青具有良好的塑性和黏结性。3.地沥青质地沥青质为深褐色至黑色的硬、脆的无定形不溶性固体，密度为1.10～1.15g/cm3，分子量为2000～6000。地沥青质除不溶于酒精、石油醚和汽油外，易溶于大多数有机溶剂。在石油沥青中，地沥青质的含量为10%～30%。地沥青质是决定石油沥青热稳定性和黏性的重要组分，其含量越多，石油沥青的软化点越高。二、石油沥青的技术性质黏滞性是指石油沥青在外力作用下抵抗变形的性能，反映石油沥青材料内部的胶团阻碍其相对流动的特性，也反映了石油沥青软硬、稀稠的程度。1.黏滞性（黏性）塑性是指石油沥青受外力作用时产生变形而不破坏，除去外力后变形保持不变的性能，是其重要指标之一。2.塑性石油沥青是一种有机非晶态热塑性物质，因此没有固定熔点。3.温度敏感性大气稳定性是指石油沥青在热、阳光、水分和空气等大气因素作用下抵抗老化的能力。4.大气稳定性石油沥青在施工过程中通常需要加热，当加热至一定温度时，石油沥青挥发的有机物蒸气与空气结合成的混合气体遇火源易发生闪火，若温度继续升高，则易燃混合气体极易燃烧进而引发火灾。因此，需测定该混合气体闪点和燃点温度，以保证石油沥青施工安全。5.施工安全性三、石油沥青的应用石油沥青在使用时，应根据当地气候条件、工程性质（房屋、道路）、使用部位（屋面、地下）及施工方法具体选择石油沥青的品种和牌号。在温暖地区，对受日晒或经常受热的部位，为防止受热软化，应选择牌号较小的石油沥青；在寒冷地区，对夏季暴晒、冬季受冻的部位，不仅要考虑受热软化，还要考虑低温脆裂，应选用中等牌号的石油沥青；对一些不易受温度影响的部位，可选用牌号较大的石油沥青。当缺乏所需牌号的石油沥青时，可用不同牌号的石油沥青进行掺配。道路石油沥青黏滞性低、塑性好，主要用来配制沥青混凝土和沥青砂浆，应用于道路路面和工业厂房地面等工程。建筑石油沥青黏滞性较大、耐热性较好、塑性较差，主要用来生产防水卷材、防水涂料、防水密封材料等，广泛应用于建筑防水工程及管道防腐工程。

防水卷材学习任务2任务目标11.熟悉防水卷材的分类及其特点。22.追求细节，专心做事：工匠精神，源自对细节的极致追求。只有真正将产品当成艺术，将质量视为生命，才能为之废寝忘食、尽心竭力地付出，才能把平凡的事业做成“伟大”，成就有价值的人生。1234防水卷材是一种具有一定宽度和厚度的能够卷曲成卷状的带状定型防水材料。防水卷材是建筑防水工程中应用的主要材料，约占整个防水材料的90%。防水卷材要满足建筑防水工程的要求，必须具备以下性能：（1）耐水性。（2）温度稳定性。（3）机械强度、延伸性和抗断裂性。（4）柔韧性。5（5）大气稳定性。一、沥青防水卷材沥青防水卷材是以沥青（石油沥青或煤焦油、煤沥青）为主要防水材料，以原纸、织物、纤维毡、塑料薄膜、金属箔等为胎基（载体），用不同矿物粉料或塑料薄膜等作隔离材料所制成的防水卷材，通常称为油毡，如图10-1所示。胎基是沥青防水卷材的骨架，使卷材具有一定的形状、强度和韧性，从而保证了施工要求中的铺设性和防水层的抗裂性，它对卷材的防水效果有直接影响。沥青防水卷材质量轻、价格低廉、防水性能良好、施工方便、能适应一定的温度变化和基层伸缩变形，多年来在工业与民用建筑的防水工程中得到了广泛应用。目前，我国大多数屋面防水工程仍采用沥青防水卷材。通常根据沥青和胎基的种类对沥青防水卷材进行分类，如石油沥青纸胎油毡、煤沥青纸胎油毡等。图10-1沥青防水卷材1.石油沥青纸胎油纸、油毡凡用低软化点热熔石油沥青浸渍原纸而制成的防水卷材称为石油沥青纸胎油纸（以下简称油纸）；在油纸两面再浸涂软化点较高的石油沥青后，撒上防粘物料即成石油沥青纸胎油毡（以下简称油毡），表面撒石粉作隔离材料的称为粉毡，撒云母片作隔离材料的称为片毡。油纸和油毡均以原纸每平方米质量克数划分标号。石油沥青油纸分为200，350共2个标号；石油沥青油毡分为200，350，500共3个标号；煤沥青油毡分为200，270，350共3个标号。油纸和油毡的幅宽有915mm、1000mm这2种规格，每卷面积为（20±0.3）m2。油纸主要用于建筑防潮和包装，也可用作多叠层防水层的下层或刚性防水层的隔离层。油毡适用面广，但石油沥青纸胎油毡的防水性能差、耐久年限低。纸胎油毡按规定一般只能用于多叠层防水，其中500号粉毡用作“三毡四油”的面层，350号粉毡用作“三毡四油”的里层和下层；也可用“二毡三油”的简易做法来做非永久性建筑（如简易宿舍、简易车间等）的防水层；200号油毡适用于简易防水、临时性建筑防水、建筑防潮及包装等；片毡用于单层防水。2.煤沥青纸胎油毡煤沥青纸胎油毡（以下简称油毡）系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材料。油毡的幅宽有915mm和1000mm这2种规格。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）。油毡的标号分为200号、270号和350号3种。3.其他纤维胎油毡这类油毡是以玻璃纤维布、石棉布、麻布等为胎基，用沥青浸渍涂盖而成的防水卷材。与纸胎油毡相比，其抗拉强度、耐腐蚀性、耐久性都有较大提高。（1）沥青玻璃布油毡。（2）沥青玻纤胎油毡。二、改性沥青防水卷材沥青具有良好的塑性，能加工成良好的柔性防水材料。但沥青的耐热性与耐寒性较差，即高温下强度低，低温下缺乏韧性，表现为高温易流淌，低温易脆裂，这是沥青防水屋面渗漏现象严重、使用寿命短的原因之一。为此，常添加高分子的聚合物对沥青进行改性。常见品种主要有以下几种：1.SBS改性沥青防水卷材SBS改性沥青防水卷材是以聚酯纤维无纺布为胎基，以SBS（苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物）弹性体改性沥青为浸渍涂盖层，以塑料薄膜或矿物细料为隔离层制成的防水卷材。2.APP改性沥青防水卷材APP改性沥青防水卷材是以APP（无规聚丙烯）树脂改性沥青浸涂玻璃纤维或聚酯纤维（布或毡）胎基，上表面撒以细矿物粒料，下表面覆以塑料薄膜制成的防水卷材。3.铝箔塑胶改性沥青防水卷材铝箔塑胶改性沥青防水卷材是以玻璃纤维或聚酯纤维（布或毡）为胎基，用高分子聚合物（合成橡胶或树脂）改性沥青为浸渍涂盖层，以银白色铝箔为上表面反光保护层，以矿物粒料和塑料薄膜为底面隔离层制成的防水卷材。三、高分子防水卷材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材，加入适量的化学助剂、填充料等，经过混炼、压延或挤出成型、硫化、定型等工序加工制成的防水卷材。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。常用的高分子防水卷材有以下几种：三元乙丙橡胶防水卷材以三元乙丙橡胶为基材，掺入适量的丁基橡胶、硫化剂、软化剂、补强剂和填充剂等，经密炼、挤出或压延成型、硫化等工序加工制成，是高弹性防水材料。1.三元乙丙橡胶防水卷材聚氯乙烯防水卷材是以聚氯乙烯为主要原料制成的防水卷材，是我国目前用量较大的一种防水卷材。2.聚氯乙烯防水卷材氯化聚乙烯防水卷材是以氯化聚乙烯为主要原料制成的防水卷材，包括无复合层、用纤维单面复合及织物内增强的氯化聚乙烯防水卷材。这种卷材属于非硫化型高档防水卷材。3.氯化聚乙烯防水卷材氯化聚乙烯—橡胶共混防水卷材以氯化聚乙烯树脂与合成橡胶为基材，加入硫化剂、稳定剂、软化剂及填料等，经塑炼、混炼、过滤、压延或挤出成型及硫化等工序制成。4.氯化聚乙烯—橡胶共混防水卷材氯磺化聚乙烯防水卷材以氯磺化聚乙烯橡胶为基材，加入适量的软化剂、交联剂、填料、着色剂等，经混炼、压延或挤出成型、硫化等工序加工而成。5.氯磺化聚乙烯防水卷材防水涂料学习任务3任务目标11.熟悉防水涂料的分类及其特点。22.精益求精，一丝不苟：所谓“精于工、匠于心、品于行”，要对平凡的工作，对产品质量精心打磨，忍得了寂寞，经得住诱惑，耐得住清贫，才能把工作做到极致。一、溶剂型改性沥青防水涂料溶剂型改性沥青防水涂料是由沥青、溶剂、改性材料、辅助材料所组成的，主要品种有再生橡胶沥青防水涂料、氯丁橡胶沥青防水涂料、丁基橡胶沥青防水涂料等。其耐水性和耐化学侵蚀性好，涂膜光亮平整、丰满度高，主要用于防水、防潮和防腐工程。但由于使用有机溶剂，不仅在配制时易引起火灾，而且施工时要求基层必须干燥；此外，有机溶剂挥发时，还会造成环境污染，加之目前溶剂市场价格不断上扬，因此，除特殊情况外，已较少使用。近年来，大力推广和应用的是水乳型改性沥青防水涂料。二、水乳型改性沥青防水涂料水乳型氯丁橡胶沥青防水涂料是以氯丁橡胶胶乳为改性剂，配以助剂，并与沥青乳液混合所形成的稳定橡胶沥青乳状液。其适用于民用及工业建筑的屋面、厕浴间、厨房防水工程，地下室、水池等防水、防潮工程，旧油毡屋面的维修工程。1.水乳型氯丁橡胶沥青防水涂料水乳型再生橡胶沥青防水涂料是以再生橡胶的水分散体为改性剂，配以助剂，并与沥青乳液混合所形成的稳定再生橡胶沥青乳状液。其适用于4级建筑的屋面、厕浴间厨房防水工程，地下室防潮工程，旧油毡屋面的维修工程。2.水乳型再生橡胶沥青防水涂料三、聚氨酯防水涂料聚氨酯防水涂料有单组分和双组分2类，目前主要应用双组分聚氨酯防水涂料。双组分聚氨酯防水涂料产品的甲组分是聚氨酯预聚体，乙组分是固化剂等多种改性剂组成的液体；它们按一定的比例混合均匀，经过固化反应，形成富有弹性的整体防水膜。聚氨酯防水涂料形成的薄膜与混凝土、大理石、木材、钢材、铝合金等黏结良好，具有优异的耐候性、耐油性、耐碱性、耐臭氧性、耐海水侵蚀性，使用寿命为10～15年，而且强度高、弹性好、延伸率大（可达350%～500%）。聚氨酯防水涂料又分为有焦油型和无焦油型。有焦油型聚氨酯防水涂料是以焦油等填充剂、改性剂组成固化剂的。无焦油型聚氨酯防水涂料的综合性能优于焦油型聚氨酯防水涂料。无焦油型聚氨酯防水涂料色浅，可制成铁红、草绿、银灰等彩色涂料，涂膜反应速度易于控制，属于高档防水涂料，主要用于建筑的屋面、外墙、地下室、卫生间、贮水池及屋顶花园等防水工程。有焦油型聚氨酯防水涂料，因其固化剂中加入了煤焦油，使涂料黏度降低，易于施工，且价格相对较低，使用量超过无焦油型聚氨酯防水涂料。但煤焦油对人体有害，不能用于冷库内壁和饮用水防水工程，其他适用范围同无焦油型聚氨酯防水涂料。防水密封材料学习任务4任务目标11.熟悉密封材料的分类及其特点。22.跳出拘囿，善于思辨：复合型人才包括知识复合、能力复合、思维复合等多方面。当今社会的重大特征是学科交叉，知识融合，技术集成。这一特征决定了每个人都要提高自身的综合素质，个人既要拓展知识面又要不断调整心态，变革自己的思维，不唯书不唯上，做善于思辨的人。一、建筑防水沥青嵌缝油膏建筑防水沥青嵌缝油膏是以石油沥青为基材，加入改性材料及填充料等，混合制成的冷用膏状材料。这种材料具有优良的防水、防潮性能，黏结性好，延伸率高，能适应结构的适当伸缩变形，可用于嵌填建筑物的水平、垂直缝及各种构件的防水，使用很普遍。二、丙烯酸酯建筑密封胶丙烯酸酯建筑密封胶以丙烯酸乳液为胶结剂，掺入少量表面活性剂、增塑剂、改性剂及颜料、填料等，配制成单组分水乳型建筑密封胶。这种密封胶具有优良的耐紫外线性能、耐油性、黏结性、延伸性、耐低温性和耐老化性，并且以水为稀释剂，黏度较小，无污染，无毒，不燃，安全可靠，价格适中，可配成各种颜色，操作方便，干燥速度快，保存期长。但是其固化后有15%～20%的收缩率，应用时应予事先考虑。该密封胶应用范围广泛，可用于墙板、屋面板、门窗、卫生间等的接缝密封防水及裂缝修补。三、聚氨酯建筑密封胶聚氨酯建筑密封胶由多异氰酸酯和聚醚通过加聚反应制成的预聚体为基材，加入固化剂、助剂等，在常温下交联固化后制得，是高弹性建筑用密封胶。这种密封胶能够在常温下固化，并有着优异的弹性、耐热耐寒性和耐久性，与混凝土、木材、金属、塑料等多种材料有着很好的黏结力。聚氨酯建筑密封胶可用于各种装配式建筑的屋面板、楼地板、墙板、阳台、门窗框、卫生间等部位的接缝的密封，也可用于贮水池、引水渠等工程的接缝、伸缩缝的密封，混凝土修补等。四、聚硫建筑密封胶聚硫建筑密封胶以液态聚硫橡胶为基材，和金属过氧化物等硫化剂反应，在常温下形成的弹性体，有单组分和双组分2类。其产品按伸长率和模量分为A类和B类。A类是指高模量、低伸长率的聚硫建筑密封胶；B类是指高伸长率、低模量的聚硫建筑密封胶。这类密封胶具有优良的耐候性、耐油性、耐水性和低温柔性，能适应基层较大的伸缩变形，施工适用期可调整，垂直使用时不流淌，水平使用时有自流平性，属于高档密封材料。该密封胶除用于标准较高的建筑防水密封外，还用于高层建筑的接缝及窗框周边防水、防尘密封，中空玻璃、耐热玻璃周边密封，游泳池、贮水槽、上下管道、冷库等的接缝的密封。

防水材料检测学习任务5任务目标11.能够按要求制备试样。22.能够对防水材料的相关技术指标进行检测。33.能够从总体上判断所检测的材料是否符合应用标准。44.培养良好的试验习惯。55.万众一心，众志成城：大家心往一处想，劲往一处使，一起面对困难，就能够所向披靡，战胜一切困难。一、石油沥青针入度检测1.试样制备石油沥青取样，以20t沥青为一个取样单位。从每个取样单位的5个不同部位，各取大致相同量的洁净试样，共约1kg，作为该批沥青的平均试样。将沥青试样装入金属皿中并在密闭电炉上加热熔化，加热温度不得超过试样估计软化点90℃，充分搅拌，至气泡完全消除为止。将用0.6～0.8mm筛网过滤后的熔化沥青注入试样皿中，试样深度应至少是预计锥入深度的120%，放在15～30℃的室温下冷却1h，再把试样皿浸入（2.5±0.5）℃的恒温水浴中，恒温1h，水浴中水面应高于试样表面10mm以上。至此，试样制备完毕，准备试验。2.检测步骤（1）调整针入度仪使之水平。检查针连杆和导轨，确保上面无水和其他物质，无明显摩擦。用三氯乙烯或其他溶剂清洗标准针，并擦干。将标准针插入针连杆，用螺钉固紧。按试验条件，加上附加砝码。（2）取出达到恒温的试样皿，并移入水温控制在试验温度±0.1℃（可用恒温水槽中的水）的平底玻璃皿中的三脚支架上，试样表面以上的水层深度不小于10mm。（3）将盛有试样的平底玻璃皿置于针入度仪的平台上。慢慢放下针连杆，用适当位置的反光镜或灯光反射观察，使针尖恰好与试样表面接触。将位移计或刻度盘指针复位为零。（4）开始试验，按下释放键，这时计时与标准针落下贯入试样同时开始，至5s时自动停止。读取位移计或刻度盘指针的读数，精确至0.1mm。同一试样至少重复测定3次，各测试点之间和测试点与试样皿边缘的距离不得小于10mm。每次试验前都应将试样和平底玻璃皿放入恒温水浴中，每次测定都要用干净的针。3.检测结果（1）以每一试样的3次测定值的算术平均值，取至整数，作为该试样的针入度值。（2）3次测定值中的最大值与最小值之差，当针入度低于4.9mm时，不应大于0.2mm；当针入度为5.0～14.9mm时，不应大于0.4mm；当针入度为15.0～24.9mm时，不应大于0.6mm；当针入度为25.0～35.0mm时，不应大于0.8mm；当针入度为35.0～50.0mm时，不应大于2.0mm。二、石油沥青软化点检测1.试样制备取样方法与针入度检测的取样方法相同。将沥青软化点测定仪（图10-5）擦拭干净。将试样环置于涂有甘油滑石粉隔离剂的试样底板上，然后将准备好的沥青试样徐徐注入试样环内至略高出环面为止。如估计试样软化点高于120℃，则试样环和试样底板（不用玻璃板）均应预热至80～100℃。试样在室温冷却30min后，用环夹夹着试样杯，并用热刮刀刮除环面上的试样，使其与环面齐平。2.检测步骤（1）试样软化点在80℃以下时采用如下方法：①将装有试样的试样环连同试样底板置于（5±0.5）℃的恒温水槽中至少15min，同时将金属支架、钢球、钢球定位环等亦置于相同水槽中。②往烧杯内注入新煮沸并冷却至5℃的蒸馏水，水面略低于立杆上的深度标记。③从恒温水槽中取出盛有试样的试样环并放置在支架中层板的圆孔中，套上定位环；然后将整个环架放入烧杯中，调整水面至深度标记，并保持水温为（5±0.5）℃。环架上任何部分不得附有气泡。将量程为0～80℃的温度计由上层板中心孔垂直插入，使测温头底部与试样环下面齐平。④将盛有水和环架的烧杯移至放有石棉网的加热炉具上，然后将钢球放在定位环中间的试样中央，立即开动振荡搅拌器，使水微微振荡，并开始加热，使杯中水温在3min后维持（5±0.5）℃/min的上升速度。在加热过程中，应记录每分钟上升的温度值，如温度上升速度超出此范围，则应重做试验。⑤试样受热软化逐渐下坠，至与下层底板表面接触时，立即读取温度，精确至0.5℃。