第09章防水素材

第一節(jié)瀝青瀝青是高分子碳?xì)浠衔锛捌浞墙饘伲ㄑ酢⒌⑻嫉龋┭苌锝M成的極其復(fù)雜的混合物，在常溫下呈黑色或黑褐色的固體、半固體或液體狀態(tài)。瀝青是一種無機(jī)的膠結(jié)材料，具有粘性、塑性、耐腐蝕及憎水性等，因此在建筑工程中主要用作防潮、防水、防腐材料，用于屋面、地下、以及其他防水工程、防腐工程以及道路工程。瀝青分類：瀝青主要分為地瀝青和焦油瀝青，地瀝青又分為天然瀝青和石油瀝青，焦油瀝青分為煤瀝青，木瀝青，頁巖瀝青。第一頁，共34頁。第一頁，共34頁。一、石油瀝青石油瀝青是以原油為原料，經(jīng)過煉油廠常壓蒸餾、減壓蒸餾等提煉后，提取汽油、煤油、柴油、重柴油、潤滑油等產(chǎn)品后得到的渣油，通常這些渣油屬于低標(biāo)號的慢凝液體瀝青。第二頁，共34頁。第二頁，共34頁。（一）技術(shù)性質(zhì)1、粘滯性（簡稱粘性），是指瀝青在外力作用下抵抗變形的能力。瀝青在工程使用中可能受到各種力的作用，如重力、溫度應(yīng)力、車輪荷載等。在瀝青路面中，瀝青作為粘結(jié)材料將礦料粘結(jié)起來，形成強(qiáng)度，瀝青的粘滯性決定了路面的力學(xué)行為。為防止路面夏天出現(xiàn)車轍，冬天出現(xiàn)開裂，瀝青的粘性選擇是首要考慮的參數(shù)。瀝青的粘性通常用粘度表示，粘度和針入度是劃分瀝青等級（標(biāo)號）的主要依據(jù)。測定液體瀝青等材料流動狀態(tài)的粘度時，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)粘度計（見瀝青試驗(yàn)部分），該試驗(yàn)方法是：在標(biāo)準(zhǔn)粘度計中，液體狀態(tài)的瀝青，于規(guī)定的溫度條件下，通過規(guī)定的流孔直徑，流出50ml體積，所需的時間秒數(shù)（s）被稱為瀝青的粘度，并以CT,d表示（T為試驗(yàn)溫度℃，d為流孔直徑mm）。在溫度和流孔直徑相同的條件下，流出時間（T）愈長，表示瀝青粘度愈大。第三頁，共34頁。第三頁，共34頁。針入度是在規(guī)定溫度（25度）和時間（5秒）條件下，一定重量的標(biāo)準(zhǔn)針（100g），垂直貫入試樣的深度表示瀝青的針入度值，并以0.1mm為單位（0.1mm=1度）。瀝青的針入度用PT,m,t表示，其中P為針入度，T為試驗(yàn)溫度，m為標(biāo)準(zhǔn)針（包括連桿及砝碼）的質(zhì)量，t為貫入時間。按我國現(xiàn)行試驗(yàn)法，試驗(yàn)條件為P25℃,100g,5s，根據(jù)需要如采用其它試驗(yàn)條件時，應(yīng)在試驗(yàn)結(jié)果中注明。針入度值是度量瀝青稠度的一種指標(biāo)，通常針入度值較小的瀝青，其稠度較高，粘度亦較高。第四頁，共34頁。第四頁，共34頁。2、塑性塑性是指在外力作用下，產(chǎn)生變形而不破壞的能力。用延度表示瀝青的延性是當(dāng)其受到外力拉伸作用時，所能承受塑性變形的總能力。瀝青的延性通常以延度作為條件延性指標(biāo)來表征，瀝青延度值的大小直接反映了工程中瀝青在外力作用下，保持內(nèi)部結(jié)構(gòu)連續(xù)或抵抗開裂的能力。瀝青的延度值是采用延度）測定的，它是將瀝青試樣制成8字形標(biāo)準(zhǔn)試件（最小斷面1cm2），在規(guī)定的試驗(yàn)溫度（通常為25℃或15℃）和拉伸速度（通常為5cm/min）條件下，拉斷時的長度伸長值（以cm計）。在科研中有時需測定瀝青低溫（0℃，4℃）時的延度，其拉伸速度常為1cm/min第五頁，共34頁。第五頁，共34頁。3、溫度敏感性瀝青物理性能隨溫度變化的性質(zhì)。瀝青是一種組成和結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的非晶質(zhì)高聚物，它由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)時，沒有敏感的固化點(diǎn)或液化點(diǎn)。對于瀝青的物理性質(zhì)與溫度之間的關(guān)系，通常采用產(chǎn)生硬化與滴落時相對應(yīng)的某一溫度區(qū)域范圍來表示，在此溫度區(qū)間內(nèi)，瀝青是一種粘滯流動狀態(tài)。在工程實(shí)際中為保證瀝青不致由于溫度升高而產(chǎn)生流動的狀態(tài)，取這一溫度區(qū)間的0.8721倍作為反映瀝青物理狀態(tài)與溫度之間關(guān)系的參數(shù)，并稱之為軟化點(diǎn)，軟化點(diǎn)用環(huán)球法測定。瀝青的針入度、軟化點(diǎn)和延度是劃分瀝青標(biāo)號的主要依據(jù)，稱為瀝青的三大指標(biāo)第六頁，共34頁。第六頁，共34頁。4、大氣穩(wěn)定性（也稱抗老化性）指瀝青長期在陽光，空氣，溫度等的綜合作用下，性能穩(wěn)定的程度。瀝青在上述的這些因素綜合作用下，逐漸失去粘性、塑性，而變脆變硬的現(xiàn)象稱為瀝青的老化。瀝青的大氣穩(wěn)定性用蒸發(fā)前后的減量值及針入度比來表示。大氣穩(wěn)定性的好壞，反映了瀝青的使用壽命的長短。大氣穩(wěn)定性好的瀝青，耐老化，使用壽命長。第七頁，共34頁。第七頁，共34頁。另：瀝青的閃點(diǎn)與燃點(diǎn)也不可忽視。閃點(diǎn)（也稱閃火點(diǎn)）指瀝青加熱產(chǎn)生的可燃?xì)怏w與空氣的混合物；在規(guī)定的條件下與火焰接觸，初次產(chǎn)生蘭色閃光時的瀝青溫度。燃點(diǎn)（著火點(diǎn)）指瀝青加熱產(chǎn)生的可燃?xì)怏w與空氣的混合物，與火焰接觸能維持燃燒5s以上，此時瀝青的溫度就為燃點(diǎn)。燃點(diǎn)是瀝青可持續(xù)燃燒的最底溫度，燃點(diǎn)溫度比閃點(diǎn)溫度高約10度。第八頁，共34頁。第八頁，共34頁。二）石油瀝青的標(biāo)準(zhǔn)與選用石油瀝青牌號主要以針入度指標(biāo)的范圍及延度和軟化點(diǎn)指標(biāo)劃分的。其中對建筑石油瀝青，按（國家標(biāo)準(zhǔn)）瀝青針入度值劃分30號和10號兩個牌號。道路石油瀝青按石油部部版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定分為七個牌號。普通石油瀝青按瀝青部版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定劃分為三個牌號:石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第九頁，共34頁。第九頁，共34頁。由標(biāo)準(zhǔn)中可以看出，石油瀝青牌號愈大，針入度愈大（粘性愈?。?，延度值愈大（塑性愈大），軟化點(diǎn)愈低（溫度敏感性愈大）。因此在選用石油瀝青時，在滿足使用要求的前提下應(yīng)盡量選用較大牌號的瀝青，可以保證較長的使用年限。建筑瀝青多用于屋面和地下防水工程以及作為建筑防腐材料。道路瀝青多用于拌制瀝青沙漿和瀝青混凝土，用于道路路面及廠房地面等。普通石油瀝青含蠟量高，性能較差，在建筑中一般不單獨(dú)使用，可與其他瀝青摻配使用。第十頁，共34頁。第十頁，共34頁。二、煤瀝青煤瀝青是煤干餾得到的煤焦油，經(jīng)再提煉加工得到的產(chǎn)品，也稱煤焦油瀝青或柏油。1、煤瀝青分為低溫、中溫、高溫煤瀝青三大類。建筑中主要使用半固體的低溫煤瀝青。煤瀝青和石油瀝青相比，煤瀝青密度較大，塑性較差，溫度敏感性較大，在低溫下易變脆硬、老化快，于礦質(zhì)材料表面結(jié)合緊密，防腐能力強(qiáng)，有毒和臭味等。因此，煤瀝青適用于地下防水工程及防腐工程中。第十一頁，共34頁。第十一頁，共34頁。2、鑒別方法由于煤瀝青和石油瀝青相似，使用時必須加以區(qū)別，方法見表10-3鑒別方法鑒別方法煤瀝青石油瀝青密度>1.1(約為1.25）接近1.0錘擊音清脆，韌性差音啞，富有彈性，韌性好燃燒煙呈黃色，有刺激味煙無色，無刺激性臭味溶液顏色用30-50倍的汽油或煤油溶解后，將溶液滴于濾紙上，斑點(diǎn)分為內(nèi)外兩圈，城內(nèi)黑外棕或黃色溶解方法同左，斑點(diǎn)完全均勻散開，呈棕色。第十二頁，共34頁。第十二頁，共34頁。第二節(jié)瀝青防水制品瀝青的使用方法很多，可以融化后熱用，也可以加熔劑稀釋或使其乳化后冷用，涂刷涂層，可以制成瀝青膠用來粘貼防水卷材，也可以制成瀝青防水制品及配置瀝青混凝土。第十三頁，共34頁。第十三頁，共34頁。一、瀝青防水卷材可以分為有胎的浸漬卷材和無胎的輥壓卷材。（一）浸漬卷材是用原紙、玻璃紙、石棉布、麻布、合成纖維布等為胎，經(jīng)浸漬瀝青后所制得的卷狀材料。其中紙?zhí)r青卷材最為常見。它包括石油瀝青紙?zhí)ビ蜌郑ê喎Q油氈）和石油瀝青油紙（簡稱油紙）油氈是采用低軟化點(diǎn)石油瀝青浸漬原紙，然后用高軟化點(diǎn)石油瀝青覆蓋油紙兩面，再涂或撒隔離材料所制成的一種紙?zhí)ゾ聿?。油氈按所選用的隔離材料分為粉狀油氈和片狀油氈兩個品種，表示為粉氈和片氈。油氈分為200號、350號和500號三個標(biāo)號，并按浸漬材料總量和物理性質(zhì)分為合格品、一等品和優(yōu)等品三個等級。各種標(biāo)號的的油氈物理性能應(yīng)符合表10-4各種油氈的物理性能第十四頁，共34頁。第十四頁，共34頁。油紙分為200號和350號兩個標(biāo)號，適用于建筑防潮和包裝，也可用于多層防水層的下層。各種油紙的物理性能應(yīng)符合表10-4注意：施工時必須先將隔離材料清除掉，以免影響粘貼質(zhì)量。儲存運(yùn)輸時，卷材應(yīng)立放，堆高不超過兩層，并應(yīng)防潮、防曬、防雨淋。第十五頁，共34頁。第十五頁，共34頁。（二）輥壓卷材瀝青再生橡膠油氈是一種常見的輥壓卷材，它是采用再生橡膠、10號石油瀝青和石灰石粉等填料，經(jīng)混煉、壓制而成的，抗拉強(qiáng)度大、彈性好、低溫柔韌性好、不透水性及耐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適用于重要建筑物縫處防水。再生橡膠油氈的物理性能見表10-10再生橡膠的物理性能第十六頁，共34頁。第十六頁，共34頁。二、冷底子油與瀝青膠瀝青膠主要用來粘貼防水材料，為了提高與基層的粘結(jié)力，常在基層上先涂一層冷底子油。（一）冷底子油是用建筑石油瀝青加入汽油、煤油、輕柴油；或者用軟化點(diǎn)為50-70度的煤瀝青加入苯，融合而配制成的瀝青溶液，可以在常溫下涂刷，故稱冷底子油。第十七頁，共34頁。第十七頁，共34頁。冷底子油作用機(jī)理：涂刷在多孔材料表面——滲入材料孔隙——溶劑揮發(fā)——瀝青形成瀝青膜（牢固結(jié)合于基層表面，且具有憎水性）。配制時，常使用30%-40%的石油瀝青和60%-70%的溶劑（汽油或煤油），首先將瀝青加熱至180-200度，脫水后冷卻至130-140度，并加入溶劑量的10%煤油，待溫度降至約70度時，再加入余下的溶劑（汽油）攪拌均勻?yàn)橹埂＠涞鬃佑妥詈檬乾F(xiàn)用現(xiàn)配。若儲藏時，應(yīng)使用密閉容器，以防止溶劑揮發(fā)。第十八頁，共34頁。第十八頁，共34頁。二）瀝青膠（也稱瑪碲脂）瀝青膠是在瀝青中加入適量的礦質(zhì)粉料或加入部分纖維狀填料配置而成的材料。具有較好的粘性、耐熱性和柔韌性，主要用于粘貼卷材、嵌縫、接頭、補(bǔ)漏及做防水層的底層。瀝青膠分為熱用和冷用兩種。熱用即熱瀝青瑪碲脂，是將70-90%的瀝青加熱至180-200度，使其脫水后，與30-10%的干燥填料熱拌混合均勻后，熱用施工。冷瀝青瑪碲脂是40-50%的瀝青融化脫水后，緩慢加入25-30%的溶劑，再摻入30-10%的填料，混合拌勻制得。并在常溫下使用。冷用瀝青膠比熱用瀝青膠施工方便，涂層薄，節(jié)省瀝青；但是耗費(fèi)溶劑，成本高。根據(jù)使用要求瀝青膠應(yīng)具有良好的黏結(jié)性、耐熱性、和柔韌性，并以耐熱度的大小劃分為不同的標(biāo)號見表10-19瀝青的技術(shù)性能第十九頁，共34頁。第十九頁，共34頁。第二節(jié)瀝青防水制品施工中，若采用一種瀝青不能滿足配置瀝青所須的軟化點(diǎn)時，可采用兩種或三種瀝青進(jìn)行摻配。摻配時，首先按下式估算：P1=(t-t1/t1-t2)×100P2=100-P1式中：P1、P2——分別為高軟化點(diǎn)、低軟化點(diǎn)石油瀝青的用量百分?jǐn)?shù)，100%；t——要求的軟化點(diǎn)，度；t1、t2——分別為高軟化點(diǎn)、低軟化點(diǎn)石油瀝青的軟化點(diǎn)值，度；然后，根據(jù)計算出的配比在+（-）5——10%范圍內(nèi)進(jìn)行試配，并繪出摻配比-軟化點(diǎn)曲線圖，再從圖中曲線上確定出所要求的實(shí)際摻配比例。第二十頁，共34頁。第二十頁，共34頁。三乳化瀝青它是微小的（1-10微米）瀝青顆粒，均勻穩(wěn)定的分散在水中的懸浮體，它是借助乳化劑作用，在機(jī)械強(qiáng)力攪拌下，將融化的瀝青分散而制成的乳化瀝青顆粒。乳化瀝青的特點(diǎn)是：（1）可在常溫下進(jìn)行涂刷或噴涂；（2）可以在較潮濕的基層上施工；（3）具有無毒、無嗅、干燥較快的特點(diǎn)；（4）不使用有機(jī)溶劑，費(fèi)用較低，施工效率高。第二十一頁，共34頁。第二十一頁，共34頁。將乳化瀝青涂刷防水基層后，水分不斷的蒸發(fā)，瀝青微粒不斷靠近，逐漸撕破乳化劑膜層，瀝青微粒凝聚成膜與基層粘結(jié)形成防水層。一般來說，基層愈干燥，環(huán)境溫度愈高，空氣流通，瀝青微粒愈小，乳化瀝青的成膜速度愈快。制作乳化瀝青用的乳化劑有很多種，如石灰膏，動物膠，肥皂，洗衣粉，水玻璃，松香等。選用不同品種的乳化劑，就能得到不同品種的乳化瀝青。乳化瀝青在成膜后應(yīng)具有一定的耐熱性、粘結(jié)性、韌性和防水等性能。乳化瀝青可以作為冷底子油用；可以用來粘貼卷材，構(gòu)成多層防水層；也可以作為防潮、防水涂料以及拌制瀝青混凝土，瀝青沙漿鋪設(shè)路面。第二十二頁，共34頁。第二十二頁，共34頁。四瀝青嵌縫油膏它是以石油瀝青為基料，摻入稀釋劑、改性材料及填充料混合配制而成的冷用膏狀材料，主要用于屋面、墻面溝、槽等處的防水層作為封縫材料。使用效果較好的有建筑防水瀝青嵌縫油膏、馬牌建筑油膏、聚氯乙烯膠泥等。油膏按耐熱度和低溫柔性不同，分為701、702、703、801、802、803等六個標(biāo)號，其中技術(shù)性能應(yīng)符合部版標(biāo)準(zhǔn)JC207-76規(guī)定.第二十三頁，共34頁。第二十三頁，共34頁。

返回鍵標(biāo)號（橫向）指標(biāo)名稱（縱向）石油瀝青膠焦油瀝青膠S-60S-65S-70S-75S-80S-85J-55J-60J-65

耐熱度用2mm厚的瀝青膠粘和兩張瀝青油紙，于不低于下列溫度中，在100%（或45度角）的坡度上停放5小時，瀝青膠結(jié)材不應(yīng)流出，油紙不應(yīng)滑動606570758085556065

柔韌性涂在瀝青油紙上的2mm厚的瀝青膠層，在16-20度時，圍繞下列直徑（mm）的圓棒以2s的均衡速度彎曲半周，瀝青膠結(jié)材料不應(yīng)有裂紋101515202530253035粘結(jié)力將兩張瀝青膠貼在一起的瀝青油紙揭開時，若被撕開的面積超過粘貼的1/2時，則認(rèn)為粘結(jié)力不合格，否則即為合格第二十四頁，共34頁。第二十四頁，共34頁。

返回鍵標(biāo)號（橫向）指標(biāo)名稱（縱向）石油瀝青膠焦油瀝青膠S-60S-65S-70S-75S-80S-85J-55J-60J-65

耐熱度用2mm厚的瀝青膠粘和兩張瀝青油紙，于不低于下列溫度中，在100%（或45度角）的坡度上停放5小時，瀝青膠結(jié)材不應(yīng)流出，油紙不應(yīng)滑動606570758085556065

柔韌性涂在瀝青油紙上的2mm厚的瀝青膠層，在16-20度時，圍繞下列直徑（mm）的圓棒以2s的均衡速度彎曲半周，瀝青膠結(jié)材料不應(yīng)有裂紋101515202530253035粘結(jié)力將兩張瀝青膠貼在一起的瀝青油紙揭開時，若被撕開的面積超過粘貼的1/2時，則認(rèn)為粘結(jié)力不合格，否則即為合格第二十五頁，共34頁。第二十五頁，共34頁。

返回鍵項(xiàng)目指標(biāo)名稱標(biāo)號7017027038018028031耐熱度溫度，℃7080下垂值，不大于，mm42粘結(jié)性，不小于，mm153保油性滲油幅度，不大于，mm5滲油張數(shù)，不多于，張44揮發(fā)率，不大于，%2.85施工度，不小于，mm226底溫柔性溫度，℃-10-20-30-10-20-30粘結(jié)狀況合格7浸水后粘界性，不小于，mm15第二十六頁，共34頁。第二十六頁，共34頁。第三節(jié)新型防水材料我國的建筑防水一直沿用石油瀝青防水材料。由于瀝青在低溫下易脆裂，高溫下易流淌，而且老化較快，因此出現(xiàn)一些工程質(zhì)量問題，這對建筑物的使用功能和使用壽命產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。為了改變這種落后面貌，適應(yīng)建筑現(xiàn)代化的需求，近年來我國已研制生產(chǎn)了一皮新型防水材料。第二十七頁，共34頁。第二十七頁，共34頁。一、瀝青基的防水材料為了改善瀝青的性能，常用橡膠、樹脂等對瀝青改性。橡膠、樹脂與瀝青間有很好的互溶性，混熔后使瀝青具有橡膠或樹脂的很多優(yōu)點(diǎn)，如高溫變形小、低溫柔韌好、粘結(jié)力強(qiáng)及不透水性等。可對瀝青改性，使之成為橡膠瀝青，常用的橡膠有氯丁橡膠、丁基橡膠及再生橡膠等。也用樹脂對瀝青改性。使之成為樹脂瀝青，常用的樹脂有古馬隆樹脂、聚乙烯、聚丙烯、聚醋酸乙烯脂等。將魚油硫化后的硫化魚油也是一種很好的瀝青改性材料。改性后的瀝青可制成卷材（如再生油氈）、瀝青防水涂料及油膏等。第二十八頁，共34頁。第二十八頁，共34頁。瀝青基類的防水涂料可分為溶劑型涂料（即指汽油、煤油、甲苯等有機(jī)溶劑，將改性的瀝青稀釋而制得的涂料）和水乳型（以水和乳化劑為稀釋劑的涂料）。實(shí)際上，冷底子油、瀝青膠（溶劑型）和乳化瀝青（水乳型）都屬于防水涂料。溶劑型瀝青防水涂料最常用的是再生橡膠瀝青防水涂料，它是由再生橡膠、瀝青和汽油為主要原料，經(jīng)再生和研磨制漿后制得的，可直接涂于基層形成涂膜防水。此外，還有JC-1冷水膠料、氯丁-1防水涂料、魚油改性瀝青涂料等，均屬此列。第二十九頁，共34頁。第二十九頁，共34頁。水乳型瀝青涂料是將改性材料經(jīng)乳化后制成乳膠，石油瀝青制成乳化瀝青，再將二者按比例進(jìn)行混熔而得。常見的水乳型瀝青涂料JC-2型冷膠料、水性石棉瀝青防水涂料、彈性瀝青防水涂料、氯丁膠乳瀝青防水涂料等。