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土木工程材料——8.防水材料


三.建筑屋面防水等级
屋面防水等级 防水耐用年限 设防要求 建筑物类别
Ⅰ 25年 三道或三道以上 特别重要或有特殊要求 Ⅱ 15年 二道 重要或高层 Ⅲ 10年 一道 一般 Ⅳ 5年 一道 非永久性
第一节.防水材料的基本成分
一.石油沥青(petroleum asphalt)
(一).定义—石油沥青是石油原油经蒸馏提炼出各种轻质油(如汽油、煤
(九).石油沥青的改性
沥青材料具有:高温易流淌;低温易脆裂;大气中易老化;耐用年限短的特
点。 为了提高沥青的使用性能,通常在沥青中加入改性材料。聚合物(如合成橡胶、合成 树脂)和矿物填料是最常用的改性材料。
1.矿物填料改性—为了提高沥青的粘结力和耐热性,降低沥青的温度敏感
性,常加入一定数量的粉状(如滑石粉、石灰石粉等) 或纤维状(如石棉等)矿物填料。
小,弹性和粘性较高
(六).石油沥青的技术性能
1.粘(滞)性 ①定义—反映沥青内部阻碍其相对流动的一种特性,是沥青软硬、稀稠程度的反映 ②指标 液态沥青—标准粘度 固态或半固态沥青—针入度(0.1mm).针入度大,粘性小,沥青愈软 2.塑性 ①定义—沥青材料在外力作用下产生变形而不破坏,除去外力后仍保持变形后形状 ②指标—延(伸)度(cm). 延度大,塑性好 3.温度敏感性 ①定义—石油沥青的粘性和塑性随温度升降而变化的性能 ②指标—软化点(℃).软化点高,温度敏感性小;温度稳定性好;耐热性好。
解:由题知
10#与30#、 10#与60乙#均可配制出软化点为85℃的石油沥青,故按上 述两组分别配制。
① 10#与30#掺配
Q30# = (95-85)×100/(95-70) = 40;则 Q10# = 1 - 40 = 60 设 30# 用 1.0吨, 10# 用 x 吨 ;由 Q30# / Q10# = 40/60 = 1/x 得 x = 1.5吨,即10# 用1.5 吨
3.特性— 良好的耐高(低)温性能,较大的弹性和延伸率,耐老化、耐疲劳。 4.用途— 适用于各类建筑防水、防潮工程,尤其适用于寒冷地区及变形频繁部位。 (四).APP(塑性体)改性沥青防水卷材 1.定义— 以APP改性沥青浸渍胎基,并涂盖胎基两面,表面有覆面材料制成的防水
卷材。(分聚脂毡、玻纤毡两种胎基,其中前者最优) 2.标号— 按10m2卷材的标称重量(Kg),划分为 25#、35#、45#三种
2.聚合物改性—合成橡胶(如SBS等)改性,可以提高沥青的变形能力。
—合成树脂(如APP等)改性,可以提高沥青的耐寒、耐热及粘结性
例题
某工地需要使用软化点为85℃的石油沥青5吨,现有10#石油沥青(软化点95℃)3.5 吨, 30#石油沥青(软化点为70℃)1.0吨和60乙#石油沥青(软化点为45℃)3.0吨。试通过 计算确定出三种牌号石油沥青各需用多少吨?
3.用途— 适用于各类建筑防水工程,和水池、堤坝等防水抗渗工程。 (四).三元乙丙(EPDM)防水卷材 1.定义— 以三元乙丙橡胶为主体,掺入适量的硫化剂、促进剂、软化剂、填充料
等,经密炼、拉片、过滤、压延或挤出成型,硫化、分卷包装而成的防水卷材 2.特性— 良好的耐候性和耐腐蚀性、耐臭氧性和耐热性;重量轻、拉伸强度高、 断裂伸长率大、低温柔性好、使用寿命长(20年以上)及耐酸碱腐蚀 性。
(注:软化点是指沥青由固态转变为液态时的温度) 土木工程必须选用软化点高(即温度敏感性小,或温度稳定性好)的沥青
4.大气稳定性 ①定义—石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等因素长期作用下抵抗老化的性能 ②老化— 低分子量组分向高分子量组分转化,即:油分→树脂→地沥青质
针入度试验 软化点试验
延度试验
(七).石油沥青的技术标准
好,耐腐蚀,耐老化等一系列优异性能,属高档防水卷材;②一般为单 层铺设,也可与其它卷材复合使用,冷粘法或自粘法施工;③适用于防 水等级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级屋面。
(三).聚氯乙烯(PVC)防水卷材 1.定义— 以聚氯乙烯树脂为主要原料,掺加填充料和适量的改性剂、增强剂及其
他助剂,经混炼、压延或挤出成型,分卷包装而成的防水卷材。 2.特性— 良好的耐热性和耐腐蚀性、耐细菌性和尺寸稳定性。
(三).组成— 石油沥青是由许多高分子碳氢(C-H)化合物及其非金属
(O、N、S)衍生物组成的复杂混合物。
(四).组分(丛)— 石油沥青化学组成复杂,对组成进行分析很困难。通
常从使用的角度出发,将沥青中化学成分和物理力学性 质相近的成分划分为若干个组。
石油沥青各组分的特性
组 分
油 分 树 脂 地沥青质
油、柴油等)及润滑油以后的残留物,或再经加工而得的产品
(二).特点— ①石油沥青是一种有机胶凝材料,在常温下呈固体、半固体
或粘性液体,颜色为褐色或黑褐色; ②石油沥青具有良好的粘性、塑性、耐腐蚀性和憎水性; ③石油沥青在土木工程中主要用作防潮、防水、防腐蚀材 料,用于屋面、地下防水工程及其它防水工程和防腐工 程,还大量用于道路工程。
③由上述计算知
10# 共需用 1.5 + 2.0 = 3.5 吨; 30# 需用 1.0吨; 60乙# 需用0.5 吨 合计共 3.5 + 1.0 + 0.5 = 5.0 吨
二.煤沥青(coal tar)
(一).定义—煤沥青(又称煤焦油、或柏油),是生产焦炭或煤气的副产物。 (二).特性—与石油沥青相比,煤沥青有如下特点 1.大气稳定性差 2.温度敏感性大 3.塑性较差 4.有毒性和臭味,防腐能力较好 5.与矿料表面粘附力较好
② 10# 与 60乙#掺配
Q60乙# = (95-85)×100/(95-45) = 20;则 Q10# = 1 - 20 = 80 10# 与 60乙# 共需 5 - 1.0 - 1.5 = 2.5吨 设60乙# 用 y 吨,则10# 需2.5-y 吨;由Q10# /Q60乙# = 80/20 =(2.5-y) /y 得 y = 0.5吨,即60乙# 用0.5 吨, 10# 用2.5-0.5 = 2.0 吨
(一).定义— 用原纸、纤维织物、纤维毡等胎体浸涂沥青,表面撒布粉状、粒状或片
状材料制成可卷曲的片状防水卷材。属有胎卷材。
(二).特性— ①较好的防水性能;②低温柔性差,温度敏感性大,在大气作用下易老
化,防水耐用年限较短,属低档防水卷材;③一般为叠层铺设(两毡三 油、三毡四油),热(沥青胶)粘贴施工;④适用于防水等级Ⅲ、Ⅳ级屋面
3.防水卷材必须具备的性能
① ② ③ ④ ⑤ 耐水性 温度稳定性 机械强度、延伸性和抗断裂性 柔韧性 大气稳定性
3.防水卷材的发展趋势
① 材料从沥青基向橡胶基、树脂基及高聚物改性沥青系列发展 ② 防水层的构造由多层向单层方向发展 ③ 施工方法由热熔法向冷(自)粘贴法方向发展
一.沥青防水卷材(油毡)
(Tg)高于室温。 (六).橡胶(弹性体) —处于高弹态的聚合物称为橡胶。其玻璃化温度(Tg)低于室温
第二节.防水卷材
1.定义 — 呈片状粘贴于要求防水部位的材料,因成卷供应故名卷材 2.分类
按材料组成分 沥青(基)防水卷材(俗称 “油毡”) 高聚物改性沥青防水卷材
合成高分子防水卷材 按有无增强作用的胎体分 — 有胎卷材、无胎卷材
1.石油沥青按用途分
①建筑石油沥青—制作防水卷材、防水涂料和密封膏;用于建筑屋面和地下防水 ②防水防潮石油沥青—适用于寒冷地区的防水防潮工程 ③道路石油沥青—用于道路路面、车间地面和地下防水 ④普通石油沥青—不宜在建筑工程中直接使用
2.石油沥青的牌号—主要根据针入度、延度和软化点等指标划分,并以针入度
颜色
状态
分子量作

无-淡黄 液态 黄-黑褐 半固态 深褐-黑 固态
0.7-1.0 40-60 1.0-1.1 15-30 1.1-1.5 10-30
赋予沥青以流动性 赋予沥青以塑性和粘性 决定沥青耐热性、粘性和脆性
(五).石油沥青的胶体结构
①定义— 以地沥青质为核心,周围吸附部分树脂和油分互溶物而构成胶 团,无数胶团分散在油分中而形成胶体结构。 ②分散相(溶质) — 吸附部分树脂的地沥青质 连续介质(溶剂) — 溶有树脂的油分 溶胶结构 — 流动性和塑性较好,自愈合能力强,温度敏感性高 ③胶体结构 溶–凝胶结构 — 介于二者之间 凝胶结构— 流动性和塑性较低,自愈合能力差,温度敏感性较
第八章.防水材料
一.定义 — 具有防止雨水、地下水与其他水分等侵入建筑物中的材料。
注:建筑物防水处理的部位主要有:屋面、墙面、地面和地下室等。
二.分类
按材料特性分 柔性防水材料 — 防水卷材、防水涂料和密封膏等 刚性防水材料 — 防水砂浆、防水砼等 瓦防水材料 — 烧结瓦、油毡瓦和砼平瓦等
目前:建筑行业主要采用柔性材料和刚性材料相结合的防水方式 沥青防水材料 — 沥青基 按化学性质分 (合成)高分子防水材料 — 橡胶基、树脂基 高聚物改性沥青防水材料 — 用橡胶基、树脂基改性沥青 通常:将橡胶基、树脂基通称为 —(合成)高分子材料、高聚物或聚合物
(八).石油沥青的掺配
1.掺配原则—同属石油沥青或同属煤沥青的才可以掺配 2.掺配估算公式
Q1 =(T2-T)/(T2-T1)×100% Q 2 = 1 - Q1 式中:Q1、Q2 —分别表示较软(软化点低)、较硬(软化点高)沥青用量(%) T1、T2 —分别表示较软(软化点低)、较硬(软化点高)沥青软化点(℃) T — 需要配制沥青的软化点(℃)
3.特性— 与SBS相比,具有更高的耐热性和耐紫外线能力,但低温柔性较差。
三.合成高分子防水卷材
(一).定义— 以合成树脂、合成橡胶或两者的共混体为基料,加入适量的化学助剂和
填充料,经混炼、压延或挤出等工序加工制成的可卷曲的片状防水卷材
(二).特性— ①具有拉伸强度和抗撕裂强度高,断裂伸长率大,耐热性和低温柔性
(三).石油沥青油纸 1.定义— 采用低软化点的石油沥青浸渍原纸制成的无涂盖层的纸胎防水卷材 2.标号— 按原纸 1m2的重量( g ),划分为 200#、350# 两种 3.用途— 适用于建筑防潮和包装,或多层防水的底层 (四).石油沥青油毡 1.定义—用高软化点石油沥青涂盖油纸两面,再撒布隔离材料制成的纸胎防水卷材 2.标号— 按原纸 1m2的重量克数,划分为200#、350#、500#三种(粉毡、片毡) 3.用途— 200#适用于建筑防潮、包装或简易防水; 350# 和500#适用于屋面、地下
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