建筑材料（第2版）-第9章

９.１防水材料概述防水材料是保证房屋建筑能够防止雨水、地下水和其他水分渗透，以保证建筑物能够正常使用的主要建筑材料之一。防水材料质量对建筑物的正常使用寿命起着举足轻重的作用。近年来，随着生产技术的不断改进，新品种新材料层出不穷，传统的沥青防水材料逐渐被淘汰，改性沥青防水卷材得到迅速发展，高分子防水材料使用也越来越多。防水层的构造有多层和单层做法，常见施工方法有热熔法和冷粘法等防水材料按其特性可分为柔性防水材料和刚性防水材料。常用防水材料的分类和主要应用见表９-１。返回９.２沥青９.２.１沥青的品种１.石油沥青石油沥青是一种褐色或黑褐色的有机胶凝材料，在常温下呈固体、半固体或黏性液体状态。它是由许多高分子碳氢化合物及其非金属（如氧、硫、氨等）衍生物组成的复杂混合物。由于其化学成复杂，为便于分析研究，常将其物理、化学性质相近的成分归类为若干组，称为组分，不同的组分对沥青性质的影响不同。石油沥青的组分与结构如下。石油沥青通常由油分、树脂和地沥青质三组分组成。下一页返回９.２沥青（１）油分是沥青中最轻的组分，呈淡黄至红褐色，密度为０．７～１ｇ／ｃｍ３，能溶于丙酮、苯、三氯甲烷等大多数有机溶剂，但不溶于酒精，在石油沥青中，含量为４０％～６０％，油分使沥青具有流动性。（２）树脂为密度略大于１ｇ／ｃｍ３的红褐色至黑褐色黏稠物质，能溶于汽油、三氯甲烷和苯等有机溶剂，在石油沥青中含量为１５％～３０％，它使石油沥青具有塑性与粘结性。（３）地沥青质为密度大于１ｇ／ｃｍ３的黑褐色黑色固体物质，能溶于二硫化碳和三氯甲烷中，在石油沥青中的含量为１０％～３０％，它决定了石油沥青的温度稳定性和黏性，含量越多，石油沥青的软化点越高，脆性越大。上一页下一页返回９.２沥青石油沥青各组分的特征及其对沥青性质的影响见表９-２。此外，石油沥青中常含有一定量的固体石蜡，它会降低沥青的粘结性、塑性、温度稳定性和耐热性。常采用氯盐（ＦｅＣｌ３、ＺｎＣｌ２等）处理或溶剂脱蜡等方法处理石油沥青，使多蜡石油沥青的性质得到改善，从而提高其软化点，降低针入度，使之满足使用要求。当地沥青质含量较少，油分及树脂含量较多时，地沥青质胶团在胶体结构中运动较为自由，形成溶胶型结构。此时的石油沥青具有黏滞性小、流动性大、塑性好，但稳定性较差的特点。当地沥青质含量较高，油分与树脂含量较少时，地沥青质胶团间的吸引力增大，这种凝胶型结构的石油沥青具有弹性、较高的黏性、流动性、温度敏感性较小、塑性较低。上一页下一页返回９.２沥青石油沥青中的各组分是不稳定的。在阳光、空气、水等外界因素作用下，各组分之间会不断演变，油分、树脂会逐渐减少，地沥青质逐渐增多，这一演变过程称为石油沥青的老化。石油沥青老化后，其流动性、塑性变差，脆性增大，从而变硬，易发生脆裂乃至松散，使石油沥青失去防水、防腐效能。２.煤沥青煤沥青是炼焦厂和煤气厂的副产品。煤沥青的大气稳定性与温度稳定性较石油沥青差。当与软化点相同的石油沥青比较时，煤沥青的塑性较差，使用在温度变化较大的环境时，没有石油沥青稳定、耐久。煤沥青中含有酚，防腐性较好，适于地下防水层或作防腐材料用。上一页下一页返回９.２沥青由于煤沥青在技术性能上存在较多的缺点，而且成分不稳定且有毒性，对人体和环境不利，已很少用于建筑、道路和防水工程之中。３.改性沥青普通石油沥青的性能不能全面满足建筑防水工程的要求，通常采取各种措施对沥青进行改性。性能得到不同程度改善后的沥青称为改性沥青。改性沥青可分为橡胶改性沥青、合成树脂类改性沥青、橡胶和树脂改性沥青、再生胶改性沥青和矿物填充料改性沥青等。上一页下一页返回９.２沥青（１）橡胶改性沥青。橡胶改性沥青是在沥青中掺入适量橡胶后使其改性的产品。沥青与橡胶的相溶性较好，混溶后的改性沥青高温变形很小，低温时具有一定塑性。所用的橡胶有天然橡胶、合成橡胶和再生橡胶。使用不同品种橡胶掺入的量与方法不同，形成的改性沥青性能也不同。常见的橡胶改性沥青有氯丁橡胶改性沥青、丁基橡胶改性沥青、再生橡胶改性沥青和ＳＢＳ热塑性弹性体改性沥青。ＳＢＳ热塑性弹性体改性沥青是以丁二烯、苯乙烯为单体，加溶剂、引发剂、活化剂，以阴离子聚合反应生成的共聚物。ＳＢＳ用于沥青的改性，可以明显改善沥青的高温和低温性能。ＳＢＳ改性沥青已是目前世界上应用最广的改性沥青材料之一。上一页下一页返回９.２沥青（２）合成树脂类改性沥青。合成树脂类改性沥青按成分不同有古马隆树脂改性沥青、聚乙烯树脂改性沥青、环氧树脂改性沥青和ＡＰＰ改性沥青。ＡＰＰ为无规聚丙烯均聚物。ＡＰＰ很容易与沥青混溶，并且对改性沥青软化点的提高很明显，耐老化性也很好，具有较好的发展潜力。意大利８５％以上的柔性屋面防水均采用ＡＰＰ改性沥青油毡。（３）橡胶和树脂改性沥青。橡胶和树脂用于沥青改性，使沥青同时具有橡胶和树脂的特性，且树脂比橡胶便宜，两者又有较好的混溶性，故效果较好。配制时采用的原材料品种、配比、制作工艺不同，可以得到多种性能各异的产品，主要有卷材、片材、密封材料、防水材料等。上一页下一页返回９.２沥青（４）再生胶改性沥青。利用再生橡胶粉加入石油沥青中对沥青进行改性，可以制成卷材、片材、密封材料、胶粘剂和涂料等。再生橡胶掺入沥青中以后，可大大提高沥青的气密性、低温柔性、耐光（热）性和耐臭氧性。由于再生橡胶粉是废品加工，原料成分复杂，加工工艺及脱硫工艺不同，所以它的性能随原料成分和工艺而变化，非常不稳定，在２０世纪７０至８０年代曾大量采用过，目前使用量较少。（５）矿物填充料改性沥青。为了提高沥青的能力和耐热性，减小沥青的温度敏感性，经常加入一定数量的粉状或纤维状矿物填充料。常用的矿物填充料有滑石粉、石灰粉、云母粉和硅藻土粉等。上一页下一页返回９.２沥青９.２.２石油沥青的主要技术性质１.黏滞性黏滞性是反映石油沥青在外力作用下抵抗产生相对流动（变形）的能力。液态石油沥青的黏滞性用黏度表示。半固体或固体沥青的黏性用针入度表示。黏度和针入度是沥青划分牌号的主要指标。黏度是沥青在一定温度（２５℃或６０℃）条件下，经规定直径（３．５ｍｍ或１０ｍｍ）的孔，漏下５０ｍＬ所需的秒数，黏度常以符号犆ｄｔ表示。上一页下一页返回９.２沥青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（０．１ｍｍ称１度）来表示。针入度值大，说明沥青流动性大，黏性差。针入度范围在５～２００度之间。按针入度可将石油沥青划分为以下几个牌号：道路石油沥青牌号有２００、１８０、１４０、１００、６０等号；建筑石油沥青牌号有４０、３０、１０等号；普通石油沥青牌号有７５、６５和５５等号。２.塑性塑性是指石油沥青在外力作用下产生变形而不破坏，除去外力后仍能保持变形后的形状不变的性质。上一页下一页返回９.２沥青塑性表示石油沥青开裂后自愈能力及受机械应力作用后变形而不破坏的能力。石油沥青之所以能制造成性能良好的柔性防水材料，很大程度上取决于这种性质。石油沥青的塑性用“延伸度”（亦称延度）或“延伸率”表示。按标准试验方法，制成“８”形标准试件，试件中间最狭小处断面积为１ｃｍ２，在规定温度（一般为２５℃）和规定速度（５ｃｍ／ｍｉｎ）的条件下在延伸仪上进行拉伸，延伸度以试件拉细而断裂时的长度（ｃｍ）表示。石油沥青的延伸度越大，沥青的塑性越好。上一页下一页返回９.２沥青３.温度敏感性温度敏感性是指石油沥青的黏滞性和塑性随温度升降而变化的性能。温度敏感性较小的石油沥青，其黏滞性、塑性随温度的变化较小。作为屋面防水材料时，石油沥青受日照辐射作用可能产生流淌和软化，失去防水作用而不能满足使用要求，因此温度敏感性是沥青材料一个很重要的性质。温度敏感性常用软化点来表示，软化点是沥青材料由固体状态转变为具有一定流动性的膏体时的温度。软化点可通过“环球法”试验测定。不同沥青的软化点不同，大致在２５℃～１００℃之间。软化点高，说明沥青的耐热性能好，但软化点过高，又不易加工；软化点低的沥青易产生变形。上一页下一页返回９.２沥青所以在实际应用时，希望沥青具有高软化点和低脆化点（当温度在非常低的范围时，整个沥青就好像玻璃一样脆硬，一般作“玻璃态”，沥青由玻璃态向高弹态转变的温度即为沥青的脆化点）。为了提高沥青的耐寒性和耐热性，常对沥青进行改性，如在沥青中掺入增塑剂、橡胶、树脂和填料等。４.大气稳定性大气稳定性是指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等因素的长期综合作用下抵抗老化的性能,它反映耐久性。大气稳定性可以用沥青的蒸发质量损失百分率及针入度比的变化来表示,即试样在１６０℃温度加热蒸发５ｈ后质量损失百分率和蒸发前后的针入度比两项指标来表示。蒸发损失率越小,针入度比越大,则表示沥青的大气稳定性越好。上一页下一页返回９.２沥青以上四种性质是石油沥青材料的主要性质。此外，沥青材料受热后会产生易燃气体，与空气混合遇火即发生闪火现象。出现闪火时的温度，叫闪点，也称闪火点，是加热沥青时从防火要求提出的指标。９.２.３石油沥青的技术标准及应用１.技术标准我国石油沥青产品按用途分为道路石油沥青、建筑石油沥青及普通石油沥青等，土木工程常用的是建筑石油沥青、道路石油沥青。石油沥青的牌号主要根据其针入度、延度和软化点等质量指标划分，以针入度值表示。同一品种的石油沥青，牌号越高，则其针入度越大，脆性越小；延度越大，塑性越好；软化点越低，温度敏感性越大。建筑石油沥青、道路石油沥青的技术标准分别列于表９-３中。上一页下一页返回９.２沥青２.应用在选用沥青材料时，应根据工程类别（房屋、道路、防腐）及当地气候条件，所处工作部位（屋面、地下）来选用不同牌号的沥青。道路石油沥青主要用于道路路面或车间地面等工程，一般拌制成沥青混合料（沥青混凝土或沥青砂浆）使用。道路石油沥青的牌号较多，选用时应注意不同的工程要求、施工方法和环境温度差别。道路石油沥青还可作密封材料和胶粘剂以及沥青涂料等。此时一般选用黏性较大和软化点较高的石油沥青。上一页下一页返回９.２沥青建筑石油沥青针入度较小（黏性较大）软化点较高（耐热性较好），但延度较小（塑性较小），主要作用为制造防水材料、防水涂料和沥青嵌缝膏。普通石油沥青由于含有较多的蜡，温度敏感性较大，达到液态时的温度与其软化点相差很小。与软化点大体相同的建筑石油沥青相比，其针入度较大（黏度较小）塑性较差，故在建筑工程上不宜直接使用。可以采用吹气氧化法改善其性能，即将沥青加热脱水，加入少量（１％）的氧化锌，再加热（不超过２８０℃）吹气进行处理。上一页返回９.３防水卷材９.３.１沥青基防水卷材沥青基防水卷材是在基胎（如原纸、纤维织物等）上浸涂沥青后，再在表面撒粉状或片状的隔离材料所制成的可卷曲的片状防水材料。１.石油沥青纸胎油毡石油沥青纸胎油毡系用低软化点石油沥青浸渍原纸，然后用高软化点石油沥青涂盖油纸两面，再撒以隔离材料所制成的一种纸胎防水卷材。纸胎石油沥青防水卷材按卷重和物理性能分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型三种类型。纸胎石油沥青防水卷材按所用隔离材料分为粉状面和片状面两个品种，目前已很少采用。下一页返回９.３防水卷材２.石油沥青玻璃纤维胎油毡石油沥青玻璃纤维胎油毡（以下简称玻纤胎油毡），系采用玻璃纤维薄毡为胎体，浸涂石油沥青，并在其表面涂撒矿物粉料或覆盖聚乙烯膜等隔离材料而制成可卷曲的片状防水材料。玻纤胎油毡按单位面积质量分为１５号、２５号，按其力学性能分为Ⅰ型、Ⅱ型两种；幅宽为１０００ｍｍ。９.３.２改性沥青防水卷改性沥青与传统的沥青相比，其适用温度范围更广，具有高温不流淌、低温不脆裂的优点，且可做成４ｍｍ左右的厚度，具有１０～２０年可靠的防水效果。上一页下一页返回９.３防水卷材以合成高分子聚合物改性沥青为涂盖层，纤维毡、纤维织物或塑料薄膜为胎体，粉状、粒状、片状或塑料膜为覆面材料制成可卷曲的片状防水材料，称为高聚物改性沥青防水卷材。１.弹性体改性沥青防水卷材（犛犅犛卷材）ＳＢＳ改性沥青防水卷材，系采用玻纤毡、聚酯毡、玻纤增强聚酯毡为胎体，浸涂ＳＢＳ改性沥青，上表面撒布矿物粒、片料或覆盖聚乙烯膜，下表面撒布细砂或覆盖聚乙烯膜所制成可卷曲的片状防水材料。按可溶物含量及其物理性能分为Ⅰ型和Ⅱ型；卷材使用玻纤胎（Ｇ）或聚酯胎（ＰＹ）、玻纤增强聚酯毡三种胎体，使用矿物粒（片）料（Ｍ）、砂粒（Ｓ）以及聚乙烯膜（ＰＥ）等三种表面材料，卷材按不同胎基，不同上表面材料分为九个品种，见表９-４。上一页下一页返回９.３防水卷材卷材幅宽为１０００ｍｍ，聚酯胎卷材厚度为３ｍｍ、４ｍｍ和５ｍｍ；玻纤胎卷材厚度为３ｍｍ和４ｍｍ；玻纤增强聚酯毡卷材厚度为５ｍｍ；每卷面积为７．５ｍ２、１０ｍ２和１５ｍ２三种。标记方法为：弹性体改性沥青防水卷材、型号、胎基、上表面材料、厚度、标准号。ＳＢＳ卷材适用于工业与民用建筑的屋面及地下防水工程，尤其适用较低气温环境的建筑防水，其物理力学性能应符合表９-５的规定。上一页下一页返回９.３防水卷材２.塑性体改性沥青防水卷材（犃犘犘卷材）ＡＰＰ改性沥青防水卷材系采用聚酯毡或玻纤毡为胎体，浸涂ＡＰＰ（无规聚丙烯）改性沥青，上表面撒布矿物粒、片料或覆盖聚乙烯膜，下表面撒布细砂或覆盖聚乙烯膜所制成的可卷曲片状防水材料。产品按可溶物和物理性能分为Ⅰ型和Ⅱ型两个等级，卷材幅宽为１０００ｍｍ，以１０ｍ２卷材的标称质量作为卷材的标号。ＡＰＰ卷材的品种及其物理力学性能应符合表９-６规定，适用于工业与民用建筑的屋面和地下防水工程，以及道路、桥梁工程的防水，尤其适用于较高气温环境的建筑防水。上一页下一页返回９.３防水卷材９.３.３合成高分子防水卷材以合成树脂、合成橡胶或其共混体为基材，加入助剂和填充料，通过压延、挤出等加工工艺而制成的无胎或加筋的塑性可卷曲的片状防水材料，大多数是宽度１～２ｍ的卷状材料，统称为高分子防水卷材。高分子防水卷材具有耐高、低温性能好，延伸率大，对基层伸缩变形的适应性强的优点，同时耐腐蚀和抗老化，能减少对环境的污染。高分子防水卷材可分为均质片、复合片和点粘片（表９-７）；产品标记内容包括三部分，分别是类型代号、材质和规格。上一页下一页返回９.３防水卷材均质片是指以同一种或一组高分子材料为主要材料，各部位截面材质均匀一致的防水片材，均质片的物理性能见表９-８；复合片是指以高分子复合材料为主要材质，复合织物等为保护或增强层，以改变其尺寸稳定性和力学特性，各部位截面结构一致的防水片材；点粘片指均质片材与织物等保护层多点粘接在一起，粘接点在规定区域内均匀分布，利用粘接点的间距，使其具有切向排水功能的防水片材。上一页下一页返回９.３防水卷材１.三元乙丙橡胶（ＥＰＤＭ）防水卷材三元乙丙橡胶简称ＥＰＤＭ，是以乙烯、丙烯和双环戊二烯等三种单体共聚合成的三元乙丙橡胶为主体，掺入适量的丁基橡胶、软化剂、补强剂、填充剂、促进剂和硫化剂等，经过配料、密炼、拉片、过滤、热炼、挤出或压延成型、硫化、检验、分卷、包装等工序加工制成可卷曲的高弹性防水材料。由于具有耐老化、使用寿命长、拉伸强度高、延伸率大、对基层伸缩或开裂变形适应性强以及质量轻、可单层施工等特点，造价较高。上一页下一页返回９.３防水卷材２.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树脂和合成橡胶共混为主体，加入适量的硫化剂、促进剂、稳定剂、软化剂和填充剂等，经过素炼、混炼、过滤、压延（或挤出）成型、硫化、检验、分卷、包装等工序加工制成的高弹性防水卷材；兼有塑料和橡胶的特点，不但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的高弹性、高延伸性以及良好的低温柔韧性能。合成高分子卷材除以上两种典型品种外，还有许多其他产品。常见的合成高分子防水卷材的特点和适用范围见表９-９。上一页返回９.４防水涂料９.４.１防水涂料的分类防水涂料一般按涂料的类型和按涂料的成膜物质的主要成分进行分类。按类型区分，防水涂料可分为溶剂型、水乳型和反应型三类；按成膜物质的主要成分，防水涂料分为四类，即合成树脂类、橡胶类、高聚物改性沥青类和沥青类。９.４.２常用的防水涂料及其性能要求１.沥青类防水涂料沥青类防水涂料，其成膜物质中的胶粘结材料是石油沥青。该类涂料有溶剂型和水乳型两种。将石油沥青溶于汽油等有机溶剂而配制的涂料，称为溶剂型沥青涂料。下一页返回９.４防水涂料其实质是一种沥青溶液。将石油沥青分散于水中，形成稳定的水分散体构成的涂料，称为水乳型沥青类防水涂料。溶化的沥青可以在石灰、石棉或黏土中与水分子发生分裂作用（分散作用）制得膏状沥青悬浮体，常见的有石灰乳化沥青、水性石棉沥青和黏土乳化沥青等。沥青膏体成膜较厚，其中石灰、石棉等对涂膜性能有一定改善作用，可作厚质防水涂料使用。其中石灰乳化沥青是以石油沥青（主要用６０号）为基料，以石灰膏（氢氧化钙）为分散剂，以石棉绒为填充料加工而成的一种沥青浆膏（冷沥青悬浮液）。建筑部门用石灰乳化沥青作为膨胀珍珠岩颗粒的胶粘剂，制造保温预制块，或者直接在现场浇制保温层，使保温材料获得较好的防水效果。上一页下一页返回９.４防水涂料水性石棉沥青防水涂料是将溶化沥青加到石棉与水组成的悬浮液中经强烈搅拌制得，配以适当加筋材料（玻璃纤维布、无纺布等），可用于民用建筑及工业厂房的钢筋混凝土屋面防水；地下室、楼层卫生间、厨房防水层等。２.高聚物改性沥青防水涂料橡胶沥青类防水涂料为高聚物改性沥青类的主要代表，其成膜物质中的胶粘材料是沥青和橡胶（再生橡胶或合成橡胶等）。该类涂料有溶剂型和水乳型两种类型，是以橡胶对沥青进行改性作为基础的。用再生橡胶进行改性，以减少沥青的感温性，增加弹性，改善低温下的脆性和抗裂性能；用氯丁橡胶进行改性，使沥青的气密性、耐化学腐蚀性、耐燃性、耐光、耐气候性得到显著改善。上一页下一页返回９.４防水涂料目前，我国属溶剂型橡胶沥青类防水涂料的品种有氯丁橡胶—沥青防水涂料、再生橡胶沥青防水涂料、丁基橡胶沥青防水涂料等；属水乳型橡胶沥青类防水涂料的品种有水乳型再生橡胶沥青防水涂料、水乳型氯丁橡胶沥青防水涂料、丁苯胶乳沥青防水涂料、ＳＢＳ橡胶沥青防水涂料、阳离子水乳型再生胶氯丁胶沥青防水涂料等。下面仅介绍水乳型橡胶沥青类防水涂料的两个主要品种。（１）水乳型再生橡胶沥青防水涂料。水乳型再生橡胶沥青防水涂料是由阴离子型再生胶乳液和沥青乳液混合构成，是再生橡胶和石油沥青的微粒借助于阴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。其适用于工业及民用建筑非保温屋面防水，楼层厕浴、厨房间防水，以沥青珍珠岩为保温层的保温屋面防水等。上一页下一页返回９.４防水涂料（２）水乳型氯丁橡胶沥青防水涂料。水乳型氯丁橡胶沥青防水涂料，又名氯丁胶乳沥青防水涂料，目前国内多是阳离子水乳型产品。它兼有橡胶和沥青的双重优点，与溶剂型同类涂料相比，两者的主要成膜物质均为氯丁橡胶和石油沥青，但阳离子水乳型氯丁橡胶沥青防水涂料以水代替了甲苯等有机溶剂，其成本降低，且具有无毒、无燃爆和施工时无环境污染等特点，可用于工业及民用建筑混凝土屋面防水；地下混凝土工程防潮抗渗、旧屋面防水工程的翻修等。上一页下一页返回９.４防水涂料３.聚氨酯防水涂料聚氨酯防水涂料又名聚氨酯涂膜防水材料，是一种化学反应型涂料，产品按组分可分为单组分（Ｓ）和多组分（Ｍ）两种，按拉伸性能分为Ⅰ、Ⅱ类。一般按产品名称、组分、类和标准号顺序标记。多组分目前有两种：一种是焦油系列双组分聚氨酯涂膜防水材料；另一种是非焦油系列双组分聚氨酯涂膜防水材料。聚氨酯涂膜防水材料有透明、彩色和黑色等品类，并兼有耐磨、装饰及阻燃等性能。由于它的防水延伸及温度适应性能优异，施工简便，故在中高级公用建筑的卫生间、水池等防水工程及地下室和有保护层的屋面防水工程中得到广泛应用。按《聚氨酯防水涂料》（ＧＢ／Ｔ１９２５０—２０１３）的规定，其物理力学性能应满足表９-１０的要求。上一页下一页返回９.４防水涂料４.硅橡胶防水涂料硅橡胶防水涂料是以硅橡胶乳液及其他乳液的复合物为主要基料，掺入无机填料及各种助剂配制而成的乳液型防水涂料，该涂料兼有涂膜防水和浸透性防水材料两者的优良性能，具有良好的防水性、渗透性、成膜性、弹性、粘结性和耐高低温性。硅橡胶防水涂料是以水为分散介质的水乳型涂料，失水固化后形成网状结构的高聚物，适用于各种屋面防水工程、地下工程、输水和贮水构筑物、卫生间等的防水、防潮。上一页返回９.５建筑密封材料９.５.１建筑密封材料的种类及性能建筑密封材料分为不定型密封材料和定型密封材料两大类。前者指膏糊状材料，如腻子、塑性密封膏、弹性和弹塑性密封膏或嵌缝膏；后者是根据密封工程的要求制成带、条、垫形状的密封材料，各种建筑密封膏的种类及性能比较见表９-１１。９.５.２常用密封材料１.沥青嵌缝油膏建筑防水沥青嵌缝油膏（简称油膏）是以石油沥青为基料，加入改性材料及填充料混合制成的冷用膏状材料，适用于各种混凝土屋面板、墙板等建筑构件节点的防水密封，使用时应注意储存、操作时远离明火。下一页返回９.５建筑密封材料２.聚氨酯密封膏聚氨酯密封膏是以聚氨基甲酸酯聚合物为主要成分的双组分反应固化型的建筑密封材料。聚氨酯密封膏按流变性分为两种类型———Ｎ型（非下垂型）和Ｌ型（自流平型）。聚氨酯建筑密封膏具有延伸率大、弹性高、粘结性好、耐低温、耐酸碱及使用年限长等优点，被广泛用于各种装配式建筑屋面板、墙、楼地面、阳台、卫生间等部位的接缝、施工缝的密封，给水排水管道、储水池等工程的接缝密封，混凝土裂缝的修补和玻璃及金属材料的嵌缝。上一页下一页返回９.５建筑密封材料３.聚氯乙烯接缝膏聚氯乙烯接缝膏是以煤焦油和聚氯乙烯（ＰＶＣ）树脂粉为基料，按一定比例加入增塑剂、稳定剂及填充料（滑石粉、石英粉）等，在１４０℃温度下塑化而成的膏状密封材料，简称ＰＶＣ接缝膏。ＰＶＣ接缝膏有良好的粘结性、防水性、弹塑性，耐热、耐寒、耐腐蚀和抗老化性能也较好。这种密封材料可以热用，也可以冷用。热用时，将聚氯乙烯接缝膏用慢火加热，加热温度不得超过１４０℃，达到塑化状态后，应立即浇灌于清洁、干燥的缝隙或接头等部位；冷用时，加溶剂稀释，适用于各种屋面嵌缝或表面涂布作为防水层和水渠、管道等接缝。上一页下一页返回９.５建筑密封材料４.丙烯酸酯密封膏丙烯酸酯建筑密封膏是以丙烯酸酯乳液为基料，掺入增塑剂、分散剂、碳酸钙等配制而成的建筑密封膏。这种密封膏弹性好，能适应一般基层伸缩变形的需要，耐候性能优异，其使用年限在１５年以上，耐高温性能好，粘结强度高，耐水、耐酸碱，并有良好的着色性，适用于混凝土、金属、木材、天然石料、砖、瓦、玻璃之间的密封防水。５.硅酮密封膏硅酮建筑密封膏是由有机聚硅氧烷为主剂，加入硫化剂、促进剂、增强填充料和颜料等组成的。硅酮建筑密封膏分单组分与双组分，两种密封膏的组成主剂相同，而硫化剂及其固化机理不同。上一页下一页返回９.５建筑密封材料高模量硅酮建筑密封膏，主要用于建筑物的结构型密封部位，如高层建筑物大型玻璃幕墙、隔热玻璃粘结密封、建筑物门窗和框架周边密封。中模量硅酮建筑密封膏除了具有极大伸缩性的接触不能使用之外，在其他场合都可以用。低模量硅酮建筑密封膏主要用于建筑物的非结构型密封部位，如预制混凝土墙板、大理石板、花岗石的外墙接缝、卫生间的接缝防水密封等。上一页返回９.６防水材料的应用９.６.１地下室防水材料的选择当设计最高水位高于地下室地面时，必须对地下室的外墙和底板做防水处理。地下室的防水方案有材料防水和自防水两种。材料防水是在地下室的外墙和底板表面敷设防水材料，借材料的高效防水特性阻止水的渗入，常用各类防水卷材、涂料和防水砂浆等。卷材防水构造适用于受侵蚀性介质或受震动作用的地下工程，常采用高聚物改性沥青防水卷材或合成高分子防水卷材，铺设在地下室混凝土结构主体的迎水面上，铺设位置自底板垫层至墙体顶端的基面上，同时应在外围形成封闭的防水层。有机防水涂料主要包括合成橡胶类、合成树脂类和橡胶沥青类，适宜做在主体结构的迎水面。下一页返回９.６防水材料的应用刚性防水材料不适用于变形较大或受振动部位，适宜做在主体结构的背水面，具体见表９-１２。９.６.２屋面防水材料的选择根据建筑物的类别和被防要求等，将屋面防水分成两个等级，并按《屋面工程质量验收规范》（ＧＢ５０２０７—２０１２）选用防水材料，见表９-１３、表９-１４。上一页下一页返回９.６防水材料的应用９.６.３防水施工方法防水卷材采用粘结的方法铺贴于基层上。传统的石油沥青纸胎油毡用热沥青胶进行铺贴施工，但沥青胶在熬制和施工过程中会产生有毒气体，对操作者和环境都非常有害，且易发生火灾和烫伤。按粘贴方法的不同，新型防水卷材的粘贴方法分为：（１）冷粘法；（２）自粘法；（３）热熔法；（４）热风焊接法；（５）冷热结合粘贴法。上一页下一页返回９.６防水材料的应用具体采用何种施工方法，则因防水卷材而异。合成高分子防水卷材可冷粘、热熔或热风焊，而自粘法施工则要求卷材有自黏性。冷热结合的方法适用于燃料缺乏的地区。按粘贴面积的不同，新型防水卷材的粘贴方法分为：（１）满粘法；（２）空铺法；（３）条粘法；（４）点粘法。上一页下一页返回９.６防水材料的应用在工程施工中，防水卷材大都采用满粘法施工，卷材和基层形成一个防水整体，紧密粘结，适用于气候干燥、常年受大风影响的地区，如沿海多台风和北方冬天风大的地区，也适用于无重物覆盖、不上人，以及基层不易伸缩变形或整体现浇混凝土基层，同时适用于弹性和延伸性好的防水卷材。空铺法、条粘法、点粘法可以使基层和防水卷材最大限度脱开，防水层不易拉断破坏，有利于排除基层潮气，比满粘法成本低，适用于有重物覆盖或能上人的屋面、已结露的潮湿表面等防水工程。上一页返回９.７防水材料试验９.７.１沥青针入度试验１.适用范围本方法适用于测定沥青针入度，测定的针入度值越大，表示沥青越软，稠度越小，粘结力越差。其标准试验条件为温度２５℃，荷重１００ｇ，贯入时间５ｓ，以０．１ｍｍ计。２.仪器和用品（１）针入度仪：能保证针和针连杆在无明显摩擦下垂直运动，并能指示针贯入深度准确至０．１ｍｍ的仪器均可使用。针和针连杆组合件总质量为５０ｇ±０．０５ｇ，另附５０ｇ±０．０５ｇ砝码一只，试验时总质量为１００ｇ±０．０５ｇ。当采用其他试验条件时，应在试验结果中注明。下一页返回９.７防水材料试验仪器设有放置平底玻璃保温皿的平台，并有调节水平的装置，针连杆应与平台相垂直。仪器设有针连杆制动按钮，使针连杆可自由下落。仪器还设有可自由转动与调节距离的悬臂，其端部有一面小镜或聚光灯泡，借以观察针尖与试样表面接触情况。当为自动针入度仪时，各项要求与此项相同，温度采用温度传感器测定，针入度值采用位移计测定，并能自动显示或记录，且应对自动装置的准确性经常校验。为提高测试精密度，不同温度的针入度试验宜采用自动针入度仪进行（图９-１）。上一页下一页返回９.７防水材料试验（２）标准针：由硬化回火的不锈钢制成，洛氏硬度５４～６０ＨＲＣ，表面粗糙度０．２～０．３μｍ，针及针杆总质量２．５ｇ±０．０５ｇ，针杆上应打印有号码标志，针应设有固定用装置盒（筒），以免碰撞针尖，每根针必须附有计量部门的检验单，并定期进行检验，其尺寸及形状如图９-２所示。（３）盛样皿：金属制，圆柱形平底。小盛样皿的内径５５ｍｍ，深３５ｍｍ（适用于针度小于２００）；大盛样皿内径７０ｍｍ，深４５ｍｍ（适用于针入度２００～３５０）；对针入度大于３５０的试样需使用特殊盛样皿，其深度不小于６０ｍｍ，试样体积不少于１２５ｍＬ。上一页下一页返回９.７防水材料试验（４）恒温水槽：容量不少于１０Ｌ，控温的准确度为０．１℃。水槽中应设有一带孔的搁架，位于水面下不得少于１００ｍｍ，距水槽底不得少于５０ｍｍ处。（５）平底玻璃皿：容量不少于１Ｌ，深度不少于８０ｍｍ。内设有一不锈钢三脚支架，能使盛样皿稳定。（６）温度计：０℃～５０℃，分度为０．１℃。（７）秒表：分度为０．１ｓ。（８）盛样皿盖：平板玻璃，直径不小于盛样皿开口尺寸。（９）溶剂：三氯乙烯等。（１０）其他：电炉或砂浴、石棉网、金属锅或瓷把坩埚等。上一页下一页返回９.７防水材料试验３.试验准备（１）按规定的方法准备试样。（２）按试验要求将恒温水槽调节到要求的试验温度２５℃，或１５℃、３０℃（５℃）等，保持稳定。（３）将试样注入盛样皿中，试样高度应超过预计针入度值１０ｍｍ，并盖上盛样皿，以防落入灰尘。盛有试样的盛样皿在１５～３０℃室温中冷却１～１．５ｈ（小盛样皿）、１．５～２ｈ（大盛样皿）或２～２．５ｈ（特殊盛样皿）后移入保持规定试验温度±０．１℃的恒温水槽中１～１．５ｈ（小盛样皿）、１．５～２ｈ（大试样皿）或２～２．５ｈ（特殊盛样皿）。上一页下一页返回９.７防水材料试验（４）调整针入度仪使之水平。检查针连杆和导轨，以确认无水和其他外来物，无明显摩擦。用三氯乙烯或其他溶剂清洗标准针并拭干。将标准针插入针连杆，用螺栓固紧。按试验条件，加上附加砝码。４.试验步骤（１）取出达到恒温的盛样皿，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少于１０ｍｍ。上一页下一页返回９.７防水材料试验（２）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。拉下刻度盘的拉杆，使其与针连杆顶端轻轻接触，调节刻度盘或深度指示器的指针指示为零。（３）开动秒表，在指针正指５ｓ的瞬间，用手紧压按钮，使标准针自动下落贯入试样，经规定时间，停压按钮使针停止移动。（注：当采用自动针入度仪时，计时与标准针落下贯入试样同时开始，至５ｓ时自动停止。）上一页下一页返回９.７防水材料试验（４）拉下刻度盘拉杆与针连杆顶端接触，读取刻度盘指针或位移指示器的读数，准确至０．５℃（０．１ｍｍ）。（５）同一试样平行试验至少３次，各测试点之间及与盛样皿边缘的距离不应少于１０ｍｍ。每次试验后应将盛有盛样皿的平底玻璃皿放入恒温水槽，使平底玻璃皿中水温保持试验温度。每次试验应换一根干净标准针或将标准针取下，用蘸有三氯乙烯溶剂的棉花或布揩净，再用干棉花或布擦干。（６）测定针入度大于２００的沥青试样时，至少用３支标准针，每次试验后将针留在试样中，直至３次平行试验完成后，才能将标准针取出。上一页下一页返回９.７防水材料试验（７）测定针入度指数犘犐时，按同样的方法在１５℃、２５℃、３０℃（５℃）３个或３个以上（必要时增加１０℃、２０℃等）温度条件下分别测定沥青的针入度，但用于仲裁试验的温度条件应为５个。５.结果整理同一试样３次平行试验结果的最大值和最小值之差在下列允许偏差范围内时，计算３次试验结果的平均值，取整数作为针入度试验结果，以０．１ｍｍ为单位，见表９-１５。上一页下一页返回９.７防水材料试验９.７.２防水卷材取样及性能检测试验１.抽样抽样根据相关方协议的要求，可按表９-１６所示进行，不要抽取损坏的卷材。２.试样和试件（１）温度条件。在裁取试样前样品应在２０℃±１０℃放置至少２４ｈ。无争议时可在产品规定的展开温度范围内裁取试样。上一页下一页返回９.７防水材料试验（２）试样。在平面上展开抽取的样品,根据试件需要的长度在整个卷材宽度上裁取试样。若无合适的包装保护,将卷材外面的一层去除。试样用能识别的材料标记卷材的上表面和机器生产方向,若无其他相关标准规定,在裁取试件前试样应在２３℃±２℃放置至少２０h。（３）试件。在裁取试件前检查试样，试样不应有由于抽样或运输造成的折痕，保证试样没有《建筑防水卷材试验方法第２部分：沥青防水卷材外观》（ＧＢ／Ｔ３２８．２—２００７）或《建筑防水卷材试验方法第３部分：高分子防水卷材外观》（ＧＢ／Ｔ３２８．３—２００７）规定的外观缺陷。根据相关标准规定的检测性能和需要的试件数量裁取试件。试件用能识别的方式来标记卷材的上表面和机器生产方向。上一页下一页返回９.７防水材料试验３.抽样报告抽样报告至少包含以下信息：（１）相关标准中产品试验需要的所有数据。（２）涉及的ＧＢ／Ｔ３２８的本部分及偏离。（３）与产品或过程有关的折痕或缺陷。（４）抽样地点和数量。４.厚度测定（１）原理。卷材厚度在卷材宽度方向平均测量１０点，这些值的平均值记录为整卷卷材的厚度，单位为ｍｍ。上一页下一页返回９.７防水材料试验（２）仪器设备。测量装置能测量厚度精确到０．０１ｍｍ，测量面平整，直径１０ｍｍ，施加在卷材表面的压力为２０ｋＰａ。（３）抽样和试件制备。①抽样。按《建筑防水卷材试验方法第１部分：沥青和高分子防水卷材抽样规则》（ＧＢ／Ｔ３２８．１—２００７）抽取未损伤的整卷卷材进行试验。②试件制备。从试样上沿卷材整个宽度方向裁取至少１００ｍｍ宽的一条试件。③试验试件的条件。通常情况常温下进行测量有争议时，试验在２３℃±２℃条件进行，并在该温度放置不少于２０ｈ。上一页下一页返回９.７防水材料试验（４）步骤。保证卷材和测量装置的测量面没有污染，在开始测量前检查测量装置的零点，在所有测量结束后再检查一次。在测量厚度时，测量装置慢慢落下，避免使试件变形，在卷材宽度方向均匀分布１０点测量并记录厚度，最外侧的测量点应距卷材边缘１００ｍｍ。（５）结果表示。①计算。计算按步骤中测量的１０点厚度的平均值，修约到０．１ｍｍ表示。②精确度。试验方法的精确度没有规定。推论厚度测量的精确度不低于０．１ｍｍ。上一页下一页返回９.７防水材料试验５.单位面积质量测定（１）原理。试件从试片上裁取并称重，然后得到单位面积质量平均值。（２）仪器设备。称量装置，能测量试件质量并精确至０．０１ｇ。（３）抽样和试件制备。①抽样。按《建筑防水卷材试验方法第１部位：沥青和高分子防水卷材抽样规则》（ＧＢ／Ｔ３２８．１—２００７）抽取未损伤的整卷卷材进行试验。上一页下一页返回９.７防水材料试验②试件制备。从试样上裁取至少０．４ｍ长，整个卷材宽度宽的试片，从试片上裁取３个正方形或圆形试件，每个面积１００００ｍｍ２±１００ｍｍ２，一个从中心裁取，其余两个和第一个对称，沿试片相对两角的对角线，此时试件距卷材边缘大约１００ｍｍ，避免裁下任何留边。③试验条件。试件应在２３℃±２℃和５０％±５％相对湿度条件下至少放置２０ｈ，试验在２３℃±２℃进行。（４）步骤。用称量装置称量每个试件，记录质量精确到０．１ｇ。（５）结果表示。上一页下一页返回９.７防水材料试验①计算。计算卷材单位面积质量犿，单位为千克每平方米（ｋｇ／ｍ２），取三个试样质量的平均值。②精确度。试验方法的精确度没有规定，推论单位面积质量的精确度不低于１０ｇ／ｍ２。（６）试验报告。６.拉伸性能检测（１）原理。试件以恒定的速度拉伸至断裂。连续记录试验中拉力和对应的长度变化。（２）仪器设备。拉伸试验机有连续记录力和对应距离的装置，能按下面规定的速度均匀移动夹具。上一页下一页返回９.７防水材料试验拉伸试验机有足够的量程（至少２０００Ｎ）和夹具移动速度１００ｍｍ／ｍｉｎ±１０ｍｍ／ｍｉｎ，夹具宽度不小于５０ｍｍ。拉伸试验机的夹具能随着试件拉力的增加而保持或增加夹具的夹持力，对于厚度不超过３ｍｍ的产品能夹住试件使其在夹具中的滑移不超过１ｍｍ，更厚的产品不超过２ｍｍ。这种夹持方法不应在夹具内外产生过早的破坏。为防止从夹具中的滑移超过极限值，允许用冷却的夹具，同时实际的试件伸长用引伸计测量。力值测量至少应符合《拉力、压力和万能试验机检定规程》（ＪＪＧ１３９—２０１４）的相关规定。上一页下一页返回９.７防水材料试验（３）抽样。抽样按《建筑防水卷材试验方法第１部分沥青和高分子防水卷材抽样规则》（ＧＢ／Ｔ３２８．１—２００７）进行。（４）试件制备。整个拉伸试验应制备两组试件，一组纵向５个试件，一组横向５个试件。试件在试样上距边缘１００ｍｍ以上任意裁取，用模板或用裁刀，矩形试件宽为５０ｍｍ±０．５ｍｍ，长为２００ｍｍ＋２×夹持长度，长度方向为试验方向。表面的非持久层应去除。试件在试验前在２３℃±２℃和相对湿度３０％～７０％的条件下至少放置２０ｈ。上一页下一页返回９.７防水材料试验（５）步骤。将试件紧紧地夹在拉伸试验机的夹具中，注意试件长度方向的中线与试验机夹具中心在一条线上。夹具间距离为２００ｍｍ±２ｍｍ。为防止试件从夹具中滑移，应作标记。当用引伸计时，试验前应设置标距间距离为１８０ｍｍ±２ｍｍ。为防止试件产生任何松弛，推荐加载不超过５Ｎ的力。试验在２３℃±２℃进行，夹具移动的恒定速度为１００ｍｍ／ｍｉｎ±１０ｍｍ／ｍｉｎ。连续记录拉力和对应的夹具（或引伸计）间距离。上一页下一页返回９.７防水材料试验（６）结果表示、计算。记录得到的拉力和距离，或数据记录，最大的拉力和对应的由夹具（或引伸计）间距离与起始距离的百分率计算的延伸率。去除任何在夹具１０ｍｍ以内断裂或在试验机夹具中滑移超过极限值的试件的试验结果，用备用件重测，最大拉力单位为Ｎ／５０ｍｍ，对应的延伸率用百分率表示，作为试件同一方向结果。分别记录每个方向５个试件的拉力值和延伸率，计算平均值。拉力的平均值修约到５Ｎ，延伸率的平均值修约到１％。同时，对于复合增强的卷材在应力应变图上有两个或更多的峰值，拉力和延伸率应记录两个最大值。上一页下一页返回９.７防水材料试验（７）试验报告。７.低温柔性性能检测（１）相关术语。①柔性：沥青防水卷材试件在规定温度下弯曲无裂缝的能力。②弯温度：沥青防水卷材绕规定的棒弯曲无裂缝的最低温度。③沥青防水卷材涂盖层的裂纹扩展到胎体或完全贯穿无增强卷材。（２）原理。从试样裁取的试件上表面和下表面分别绕浸在冷冻液中的机械弯曲装置上弯曲１８０°，弯曲后，检查试件涂盖层存在的裂纹。上一页下一页返回９.７防水材料试验（３）仪器和用品。试验装置的操作示意和方法：该装置由两个直径２０ｍｍ±０．１ｍｍ不旋转的圆筒，一个直径３０ｍｍ±０．１ｍｍ的圆筒或半圆筒弯曲轴组成（可以根据产品规定采用其他直径的弯曲轴，如２０ｍｍ、５０ｍｍ）。该轴在两个圆筒中间能向上移动，两个圆筒间的距离可以调节，即圆筒和弯曲轴间的距离能调节为卷材的厚度。整个装置浸入能控制温度在－４０℃～＋２０℃、精度０．５℃温度条件的冷冻液中。冷冻液用下列任一混合物：①丙烯乙二醇／水溶液（体积比１∶１）低至－２５℃；②低于－２０℃的乙醇／水混合物（体积比２∶１）。上一页下一页返回９.７防水材料试验用一支测量精度０．５℃的半导体温度计检查试验温度，放入试验液体中与试验试件在同一水平面。试件在试验液体中的位置应平放且完全浸入，用可移动的装置支撑，该支撑装置应至少能放一组五个试件。试验时，弯曲轴从下面顶着试件以３６０ｍｍ／ｍｉｎ的速度升起，这样试件能弯曲１８０°，电动控制系统能保证在每个试验过程和试验温度的移动速度保持在３６０ｍｍ／ｍｉｎ±４０ｍｍ／ｍｉｎ。裂缝通过自测检查，在试验过程中不应有任何人为的影响。为了准确评价，试件移动路径是在试验结束时，试件应露出冷冻液，移动部分通过设置适当的极限开关控制限定位置。上一页下一页返回９.７防水材料试验（４）抽样。抽样按《建筑防水卷材试验方法第１部分：沥青和高分子防水卷材抽样规则》（ＧＢ／Ｔ３２８．１—２００７）的规定进行。（５）试件制备。用于低温柔性或冷弯温度测定试验的矩形试件尺寸（１５０±１）ｍｍ×（２５±１）ｍｍ，试件从试样宽度方向