第十章防水材料

第十章防水材料 主要授课内容第十章防水材料主要授课内容：沥青材料、其他防水材料防水卷材、防水涂料防水油膏、防水粉西安

引言 第十章防水材料第十章防水材料防水材料是指能够防止雨水、地下水与其他水渗透的重要组成材料。防水是建筑物的一项主要功能，防水材料是实现这一功能的物质基础。防水材料的主要作用是防潮、防漏、防渗，避免水和盐分对建筑物的侵蚀，保护建筑构件。西安

第一节沥青材料 第十章防水材料第一节沥青材料沥青是一种有机胶凝材料，它是由一些极其复杂的高分子碳氢化合物及其非金属（氧、氮、硫等）衍生物所组成的混合物。沥青是憎水性材料，几乎不溶于水，而且本身构造致密，具有良好的防水性、耐腐蚀性，能把砂、石等矿物质材料胶结成为一个整体的能力，形成一定强度的沥青混凝土，因此，被广泛地应用于铺筑路面、防渗墙、地下防潮、防水和屋面防水等工程中。西安

第一节沥青材料 第十章防水材料一、沥青的分类沥青的种类较多，按产源可分为：在工程中，最常用的是石油沥青，其次是煤沥青。西安

碳（80%～87%） 氢（10%～15%）非烃元素，如氧、硫、氮等（＜3%）第一节沥青材料第十章防水材料二、石油沥青的组分1 元素组成石油沥青是由多种碳氢化合物及其非金属（氧、硫、氮）的衍生物组成的混合物。即元素组成与分子量配合可算出沥青的平均分子式；与相对密度、分子量、红外光谱和核磁共振波谱等数据配合可算出沥青的平均化学结构。因此，沥青的元素组成是研究沥青化学结构的重要参数。西安

第一节沥青材料 第十章防水材料西安

第一节沥青材料 第十章防水材料 2 化学组分化学组分分析就是将沥青分离为化学性质相近，而且与其路用性质有一定联系的几个组，这些组就称为“组分”。石油沥青的三组分分析法是将石油沥青分离为：油分、树脂和沥青质3个组分。因我国富产石蜡基中间基沥青，在油分中往往含有蜡，故在分析时还应将油蜡分离。西安

第一节沥青材料 第十章防水材料三组分分析法因其兼用了选择性溶解和选择性吸附的方法，所以又称为溶解——吸附法。该方法分析流程是用正庚烷沉淀沥青质，继将溶于正庚烷中的可溶分用硅胶吸附，在-20℃的条件下，冷冻过滤分离油、蜡。图10-1-1 石油沥青三组分分析原理图解西安

第一节沥青材料 第十章防水材料按三组分分析法所得各组分的性状如表10-1-2。平均分子量西安

沥青的技术性质，不仅取决于它的化学组 分及其化学结构，而且取决于它的胶体结构。 2 粘滞性 4 流变特性 6 耐久性第一节沥青材料第十章防水材料三、石油沥青的技术性质 • 1 物理特征常数 • 3 延性 • 5 粘附性 • 7 安全性西安

密度是沥青在规定温度（15℃）时单 位体积的质量。相对密度是在规定温度下，沥青质量与同体积水质量之比。通常粘稠沥青密度波动在0.96～1.04。密度热胀系数介电常数第一节沥青材料第十章防水材料 1 物理特征常数沥青在温度上升1℃时的长度或体积的变化，分别称为线胀或体胀系数，统称热胀系数（主要取决于热学性质）。特别是含蜡沥青，当温度降低时，蜡由液态转变为固态，比容突然增大，沥青的热胀系数发生突变，因而易导致路面产生开裂。介电常数与沥青使用的耐久性有关；与沥青路面的抗滑性（英国道路研究所）也有很好的相关性。返回西安

（简称粘性）是反映沥青材料内部阻 碍其相对流动的一种特性，是技术性质中与沥青路面力学行为联系最密切的一种性质。在现代交通条件下，为防止路面出现车辙，沥青粘度的选择是首要考虑的参数。通常用粘度表示。粘度是现代沥青等级（标号）划分的主要依据。定义重要性表示方法第一节沥青材料第十章防水材料 2 粘滞性返回西安

当其受到外力的拉伸作用时，所能 承受的塑性变形的总能力，通常是用延度作为条件延性指标来表征。将沥青试样制成8字形标准试件（最小断面1cm2），在规定拉伸速度和规定温度下拉断时的长度（以cm计）。采用延度仪来测度。我国现行试验法（JTJ052M0671-2000）规定，对中、轻交通量道路石油沥青，应试验其温度 T=25℃，拉伸速度条件下的延度。定义实验方法测度第一节沥青材料第十章防水材料 3 延性返回西安

流变学是根据应力、应变和 时间来研究物质流动和变形的构成与发展的一般规律的科学。应力时间温度流变学定义影响因素第一节沥青材料第十章防水材料 4 流变特性返回西安

第一节沥青材料 第十章防水材料 5 粘附性沥青与集料的粘附性直接影响沥青路面的使用质量和耐久性，所以粘附性是评价沥青技术性能的一个重要指标。返回西安

大气（氧） 日照（光）温度（热）雨雪（水）环境（氧化剂）交通（应力）沥青在上述因素的综合作用下，产生“不可逆” 的化学变化，导致路用性能的逐渐劣化，即“老化”。第一节沥青材料第十章防水材料 6 耐久性西安

第一节沥青材料 第十章防水材料氧的影响：空气中的氧，在加热的条件下，能促使沥青组分对其吸收，并产生脱氢作用，使沥青的组分发生移行（如芳香酚变成胶质，胶质变成沥青质）．光的影响：水在与光、氧和热共同作用时，起催化剂作用。热的影响：热能加速沥青分子的运动，除了引起沥青的蒸发外，并能促进沥青化学反应的加速，最终导致沥青技术性能降低。尤其是在施工加热（160～180℃）时，由于空气中的氧参与共同作用，使沥青性质产生严重的劣化。返回西安

第一节沥青材料 第十章防水材料 7 安全性沥青材料在使用时必须加热，当加热至一定温度时，沥青材料中挥发的油分蒸汽与周围空气组成混合气体，此混合气体遇火焰则发生闪火。若继续加热，油分蒸汽的饱和度增加，由于此种蒸汽与空气组成的混合气体遇火焰极易燃烧，而引起熔油车间发生火灾或使沥青烧坏的损失。为此，必须测定沥青加热闪火和燃烧的温度，即所谓闪点和燃点。西安

第一节沥青材料 第十章防水材料闪点和燃点是保证沥青加热质量和施工安全的一项重要指标。试验方法将沥青试样盛于标准杯中，按规定加热速度进行加热。当加热到某一温度时，点火器扫拂过沥青试样任何一部分表面，出现一瞬即灭的蓝色火焰状闪光时，此时温度即为闪火点。按规定加热速度继续加热，至达点火器扫拂过沥青试样表面发生燃烧火焰，并持续5s以上，此时的温度即为燃烧点。返回西安

第一节沥青材料 第十章防水材料四、石油沥青的分类与技术标准 1 石油沥青的分类 ⑴道路石油沥青 ⑵建筑石油沥青 ⑶普通石油沥青西安

第一节沥青材料 第十章防水材料（1）粘稠道路石油沥青的技术标准西安

第一节沥青材料 第十章防水材料 (2)道路液体石油沥青的技术标准除粘度的要求外，对不同温度的蒸馏馏分含量及残留物的性质，闪点和含水量等亦提出相应的要求。西安

第一节沥青材料 第十章防水材料 (3)建筑石油沥青的技术标准建筑石油沥青的技术标准见表10-1-7。西安

第一节沥青材料 第十章防水材料 2 石油沥青的选用选用原则根据工程性质（房屋、道路、防腐）及当地气候条件、所处工程部位（层面、地下）来选用。在满足上述要求前提下，尽量选用牌号高的石油沥青，以保证较长的使用年限。因为牌号高的沥青比牌号低的沥青含油分多，其挥发、变质所需时间较长，不易变硬，所以抗老化能力强，耐久性好。西安

第一节沥青材料 第十章防水材料建筑石油沥青多用于建筑屋面工程和地下防水工程、沟槽防水，以及作为建筑防腐蚀材料。道路石油沥青多用来拌制沥青砂浆和沥青混凝土，用于道路路面、车间地坪及地下防水工程。一般屋面用的沥青，软化点应比本地区屋面可能达到的最高温度高20～25℃，以避免夏季流淌，如可选用10号或30号石油沥青。一些不易受温度影响的部位，或气温较低的地区，如地下防水防潮层，可选用60号或100号沥青。西安

掺配的原则 掺配的比例其他注意事项第一节沥青材料第十章防水材料 3 石油沥青的掺配西安

第一节沥青材料 第十章防水材料石油沥青的掺配原则当某一牌号的石油沥青不能满足工程技术要求时，可采用两种品牌的石油沥青进行掺配时，为了不使掺配后的沥青胶体结构破坏，应选用表面张力相近和化学性质相似的沥青。试验证明同产源的沥青容易保证掺配后的沥青胶体结构的均匀性。所谓同产源是指同属石油沥青，或同属煤沥青（煤焦油）。返回西安

第一节沥青材料 第十章防水材料 Q1——较软石油沥青用量（%） Q2——较硬石油沥青用量（%） T——掺配后石油沥青软化点（℃） T1——较软石油沥青软化点（℃） T2——较硬石油沥青软化点（℃）沥青的掺配比例以估算的掺配比例和其邻近的比例（±5%～±1０％）进行试配（混合熬制均匀），测定掺配后沥青的软化点，然后绘制掺配比——软化点关系曲线，即可从曲线上确定所要的掺配比例。同样也可采用针入度指标按上法估算及试配。返回西安

第一节沥青材料 第十章防水材料沥青掺配的其他事项当沥青过于粘稠影响使用时，可以加入溶剂进行稀释，但必需采用同一产源的油料作稀释剂，如石油沥青应采用汽油、柴油等轻质油料作稀释溶剂。返回西安

第一节沥青材料 第十章防水材料五、改性沥青即采用各种措施使沥青的性能得到改善的沥青。 1 橡胶沥青（1）氯丁橡胶改性沥青（2）丁基橡胶改性沥青（3）再生橡胶改性沥青（4）热塑性丁苯胶（SBS）改性沥青 2 树脂改性沥青 3 橡胶和树脂改性沥青西安

第一节沥青材料 第十章防水材料 1 橡胶沥青橡胶是沥青的重要改性材料，它和沥青有较好的混溶性，并能使沥青具有橡胶的很多优点。如高温变形性小，低温柔性好。由于橡胶的品种不同，掺入的方法也有所不同，因而各种橡胶沥青的性能也有差异。现将常用的几种分述如下：　西安

第一节沥青材料 第十章防水材料（1）氯丁橡胶改性沥青石油沥青中掺入氯丁橡胶后，可使其气密性、低温柔性、耐化学腐蚀性、耐光、耐臭氧性、耐候性和耐燃性等得到大大改善。溶剂法先将氯丁橡胶溶于一定的溶剂（如甲苯）中形成溶液，然后掺入液态沥青，混合均匀即可。水乳法将橡胶和石油沥青分别制成乳液，然后混合均匀即可使用。西安

第一节沥青材料 第十章防水材料（2）丁基橡胶改性沥青丁基橡胶沥青的配制方法与氯丁橡胶沥青类似，而且较简单一些。将丁基橡胶碾切成小片，于搅拌条件下把小片加到100℃的溶剂中，制成浓溶液，同时将沥青加热脱水熔化成液体状沥青。通常在100℃左右把两种液体按比例混合搅拌均匀进行浓缩15～20min。丁基橡胶在混合物中的含量一般为2%～4%。同样也可以分别将丁基橡胶和沥青制备成乳液，然后再按比例把两种乳液混合即可。西安

再生橡胶掺入沥青之中以后，同样可大大提高沥青的气密性、低温柔性、耐光、热、臭氧性、耐气候性。再生橡胶掺入沥青之中以后，同样可大大提高沥青的气密性、低温柔性、耐光、热、臭氧性、耐气候性。　再生橡胶沥青材料的制备，是先将废旧橡胶加工成1.5mm以下的颗粒，然后与沥青混合，经加热搅拌脱硫，就能得到具有一定弹性、塑性和粘结力良好的再生胶沥青材料。废旧橡胶的掺量视需要而定，一般为3%～15%。　　　再生橡胶沥青可以制成卷材、片材、密封材料、胶粘剂和涂料等。特点制备用途第一节沥青材料第十章防水材料（3）再生橡胶改性沥青西安

SBS热塑性橡胶兼有橡胶和塑料的特 性，常温下具有橡胶的弹性，在高温下又能象塑料那样熔融流动，成为可塑的材料。所以采用SBS橡胶改性沥青，其耐高、低温性能均有较明显提高，制成的卷材弹性和耐疲劳性也大大提高，是目前应用最成功和用量最大的一种改性沥青。 SBS的掺入量一般为5%～10%。主要用于制作防水卷材，也可用于制作防水涂料等。　性质掺入量用途第一节沥青材料第十章防水材料（4）热塑性丁苯胶（SBS）改性沥青西安

用树脂改性石油沥青，可以改进沥青的耐寒性、耐热性、粘结性和不透气性。由于石油中的沥青中含芳香性化合物很少，故树脂和石油沥青的相溶性较差。用树脂改性石油沥青，可以改进沥青的耐寒性、耐热性、粘结性和不透气性。由于石油中的沥青中含芳香性化合物很少，故树脂和石油沥青的相溶性较差。常用的树脂有：古马隆脂、聚乙烯、聚丙烯、酚醛树脂及天然松香等。树脂加入沥青的方法常用热熔法。先将沥青加热熔化脱水，加入树脂，并不断搅拌、保温，即可得到均匀的树脂沥青。特点常用树脂方法第一节沥青材料第十章防水材料 2 树脂改性沥青西安

同时用橡胶和树脂来改善石油沥青的性质，可使沥青兼具橡胶和树脂的特性。由于树脂比橡胶便宜，橡胶和树脂又有较好的混溶性，故能取得满意的综合效果。同时用橡胶和树脂来改善石油沥青的性质，可使沥青兼具橡胶和树脂的特性。由于树脂比橡胶便宜，橡胶和树脂又有较好的混溶性，故能取得满意的综合效果。　　　橡胶、树脂和石油沥青在加热熔融状态下，沥青与高分子聚合物之间发生相互侵入的扩散，沥青分子填充在聚合物大分子的间隙内，同时聚合物分子的某些链节扩散进入沥青分子中，从而形成凝聚网状混合结构，而获得较优良的性能。特点原理第一节沥青材料第十章防水材料 3 橡胶和树脂改性沥青西安

第二节　其他防水材料 第十章防水材料一、橡胶型防水材料橡胶是有机高分子化合物的一种，具有高聚物的特征与基本性质，是一种弹性体。第二节其他防水材料天然橡胶主要由橡胶树的浆汁中取得。密度0.91～0.93g/cm3，130～140C软化，常温下弹性很大。天然橡胶易老化失去弹性，一般用作橡胶制品的原料。西安

第二节　其他防水材料 第十章防水材料二、树脂型防水材料以合成树脂为主要成分的防水材料，称为树脂型防水材料。如氯化聚乙烯防水卷材、聚氯乙稀防水卷材等。合成树脂的有关知识已在第九章中介绍。西安

第三节　防水卷材 第十章防水材料第三节防水卷材防水卷材是工程防水材料的重要品种之一，在防水材料的应用中处于主导地位，在建筑防水工程的实践中起着重要作用，是一种面广量大的防水材料。和橡胶、树脂等合成高分子防水卷材发展，油毡的胎体也从纸胎向玻璃纤维胎或聚酯胎方向发展，防水层的构造有多层向单层方向发展，施工方法由热熔法向冷贴法方向发展。西安

第三节　防水卷材 第十章防水材料一、防水卷材的技术性能指标 1 抗拉强度 2 延伸率 3 抗撕裂强度 4 不透水性 5 其它技术性能西安

抗拉强度是指当建筑物防水基层产生变形或开裂时，防水卷材所能抵抗的最大应力。抗拉强度是指当建筑物防水基层产生变形或开裂时，防水卷材所能抵抗的最大应力。将防水卷材制作成哑铃状，垂直夹在拉力试验机上以一定的速率拉伸至防水卷材被拉断，以此来计算出防水卷材的抗拉强度。 1 抗拉强度定义试验方法 2 延伸率第三节　防水卷材第十章防水材料延伸率是指防水卷材在一定的应变速率下拉断时所产生的最大相对变形率。返回西安

当基层产生局部变形或有其它外力作用时，防水卷材常常受到纵向撕扯，防水卷材抵抗纵向撕扯的能力是抗撕裂强度。当基层产生局部变形或有其它外力作用时，防水卷材常常受到纵向撕扯，防水卷材抵抗纵向撕扯的能力是抗撕裂强度。先将试样加工形状，由于其中交角为90，称为直角撕裂强度，将试样垂直装在拉力试验机上以一定的速率拉至断裂，计算撕裂强度。 3 抗撕裂强度定义试验计算 4 不透水性定义测量方法原理第三节　防水卷材第十章防水材料反映卷材抵抗压力水渗透的性质。通常用动水压法测量。当防水卷材的一侧受到0.3MPa的水压力时，防水卷材另一侧无渗水现象即为透水性合格。返回西安

第三节　防水卷材 第十章防水材料 5 其它技术性能防水卷材还有外观质量、吸水性、耐热度、低温柔韧性和耐老化性等性能指标。　　　防水卷材的外观质量包括质地的均匀性，有无裂纹、孔眼、褶皱、扭曲、卷边、裂口、等缺陷，单位面积防水卷材的质量和撒布材料是否均匀等。对于胎基防水卷材还需检测单位面积的涂盖材料的质量。耐热度是指防水卷材不起泡、不发粘所能承受的最高使用温度。由于防水卷材在高温下加速了卷材内部某些成分的裂解、聚合或转变，从而引起卷材性能的变化，可以通过卷材在一定温度下保持一定时间后的抗拉强度、抗撕裂强度和延伸率等指标的变化情况来反映卷材的耐老化性能。西安

第三节　防水卷材 第十章防水材料二、沥青基防水卷材沥青基防水卷材是指以各种石油沥青或煤沥青为防水基材，以原纸、织物、毯等为胎基，用不同矿物粉料、粒料或合成高分子薄膜、金属膜作为隔离材料所制成的可卷曲片装防水材料。沥青基防水卷材具有原材料广、价格低、施工技术成熟等特点，可以满足建筑物的一般防水要求，是目前用量最大的防水卷材品种。 1 石油沥青纸胎油毡、油纸 2 煤沥青纸胎油毡 3 石油沥青玻璃布油毡 4 其它石油沥青油毡西安

第三节　防水卷材 第十章防水材料 1 石油沥青纸胎油毡、油纸沥青防水卷材最具代表性的是石油沥青纸胎油毡，简称油毡，是防水卷材中历史最早的品种。定义油毡是用低软化点的石油沥青浸渍原纸，再用高软化点的石油沥青涂盖油纸的两面，并涂撒隔离材料制成的一种防水卷材。表面撒石粉作为隔离材料的油毡称为粉毡，撒云母作为隔离材料的称为片毡。分类按其原纸纸胎每1m2质量克数分为200、350和500号3个标号。返回西安

第三节　防水卷材 第十章防水材料 2 煤沥青纸胎油毡定义以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，再涂以隔离材料所制成的一种纸胎防水卷材。分类及适用范围按原纸纸胎每1m2质量克数，煤沥青纸胎油毡分为200号、270号和350号三种。200号煤沥青纸胎油毡适于简易防水、建筑防潮和包装等；270号和350号煤沥青纸胎油毡适于建筑防水、建筑防潮和包装，与煤焦油聚氯乙稀涂料配套可用于屋面多层防水；350号煤沥青纸胎油毡可用于一般地下防水工程。返回西安

第三节　防水卷材 第十章防水材料 3 石油沥青玻璃布油毡定义采用石油沥青涂盖材料浸涂玻璃纤维织布的两面，再涂以隔离材料所制成的一种以无机材料为胎体的沥青防水卷材。特点抗拉强度高于500号纸胎石油沥青油毡，柔韧性较好，耐磨、耐腐蚀性较强，吸水率低，耐热性也要比低胎石油沥青油毡提高一倍以上。适用范围适于地下防水层、防腐层、屋面防水层及金属管道（热管道除外）的防腐保护等。返回西安

第三节　防水卷材 第十章防水材料 4 其它石油沥青油毡 ⑴石油沥青麻布油毡定义采用麻织品为底胎，先浸渍低软化点石油沥青，然后涂以含有矿物质填充料底高软化点石油沥青，再撒布一层矿物质石粉而制成。特点及适用范围抗拉强度高，抗酸碱性强，柔韧性好，但耐热度较低。适于要求比较严格的防水层及地下防水工程，尤其适应于要求具有高强度的多层防水层及基层结构有变形和结构复杂的防水工程和工业管道的包扎等。　西安

第三节　防水卷材 第十章防水材料 ⑵ 铝箔面油毡定义及使用采用玻纤毡为胎基，浸涂氧化沥青，在其表面用压纹铝箔贴面，底面撒以细颗粒矿物料或覆盖聚乙烯膜所制成的一种具有热反射和装饰功能的防水卷材，用于单层或多层防水工程的面层。 ⑶带孔油毡定义及使用采用按照规定的孔径和孔距打了孔的胎基制成的一种特殊用途的防水卷材和直接在油毡上按照规定打上孔的沥青防水卷材。适于屋面叠层防水工程的底层，在防水层屋面基层之间形成点粘结状态，使潮湿基材的水份在变成水蒸气时通过屋面预留的排气通道逸出，避免防水层起鼓和开裂。返回西安

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