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1、沥青与防水材料,第十章,沥青主要为高分子碳氢化合物及其非金属(氧、硫、氮等)衍生物所组成的混合物，常温下呈固态、半固态或粘稠液态。是土木工程中应用较多的有机胶凝材料。包括： 石油沥青石油蒸馏提炼后的剩余部分 煤焦油沥青煤焦油提炼后或人工煤气生产过程中的剩余部分。质脆，温度敏感性大，有异味，防腐效果好，黏结能力强。 沥青是憎水性材料，几乎不溶于水，且构造致密，具有良好的防水性；能抵抗一般酸、碱、盐类等侵蚀性液体和气体的侵蚀，具有较强的抗腐蚀性；能紧密粘附于矿物材料的表面，具有很好的粘结力；同时，其还具有一定的塑性，能适应基材的变形。 故广泛用于防水、防潮、防腐以及道路工程，水工建筑等。,第一节
2、石油沥青,一、种类： 建筑石油沥青 道路石油沥青 普通石油沥青 二、石油沥青的组成 油分油状液体，分子量最小。赋予沥青流动性 树脂粘稠状液体，分子量中等。赋予沥青塑性和黏结性（酸性树脂对沥青改性具特殊意义） 地沥青无定形固体，分子量最大。赋予沥青粘性、耐热性、硬度 石油沥青的结构胶体结构，P95，FIG.9.1,三、技术性能 （1）粘性(粘滞性)划分沥青牌号的主要性能指标 表示：针入度T 25，100g标准针，5s沉入沥青试样中的深度，每1/10mm为1 影响因素：地沥青含量；温度T （2）塑性 指石油沥青在外力作用时产生变形而不破坏，除去外力后仍保持变形后的形状不变的性质。是石油沥青的主要性
3、能之一。 表示延度。即把试样制成字形标准试模(中间最小截面积为 lcm2)，在规定的拉伸速度(5cm/min)和规定温度(25)下拉断时的伸长长度，以cm为单位。P96，图9.4。 延度值愈大，沥青塑性愈好。,粘滞性又称粘性或稠度，是反映沥青材料内部阻碍其相对流动的一种特性，是沥青材料软硬、稀稠程度的反映。 各种石油沥青的粘滞性变化范围很大，粘滞性的大小与其组分及温度有关。当地沥青质含量较高，同时又有适量树脂，而油分含量较少时，粘滞性较大；在一定温度范围内，当温度升高时，则粘滞性随之降低，反之则增大。 针入度反映石油沥青抵抗剪切变形的能力。针入度值越小，粘度越大。粘稠石油沥青的针入度是在规定温
4、度(25)条件下，以规定重量(100g)的标准针，在规定时间(5s)内贯入试样中的深度表示，单位以1/10mm计。,影响因素：油分和地沥青含量，树脂含量越多,延度越大，塑性越好，温度升高，沥青的塑性随之增大。 （3）温度敏感性防冬天脆硬、夏日流淌 指石油沥青的粘滞性和塑性随温度变化的性能。 表示：软化点。指沥青由固态转变为具有一定流动态的温度。 测定环球法 (P96，图9.5)。 将沥青试样装入规定尺寸(直径约16mm，高约6mm)的铜环内。试样上放置一标准钢球(直径9.53mm，质量3.5g)，浸入水中或甘油中，以规定的升温速度(5/min)加热，使沥青软化下垂。 当沥青下垂量达25.4mm
5、时的温度()，即为沥青软化点。软化点越高，表明沥青的耐热性越好，即温度稳定性越好。,沥青软化点不能太低，不然夏季易融化发软；也不能太高，否则不易施工，且品质太硬，冬季易脆裂。 影响因素：地沥青质含量、蜡含量。地沥青质增多，温度敏感性降低，工程中常加入滑石粉、石灰石粉或其他矿物填料以减小沥青的温度敏感性。沥青中含蜡量高时，温度敏感性大。 （4） 大气稳定性 指石油沥青在热、阳光，氧气和潮湿等因素长期综合作用下抵抗老化的性能。 在大气因素的综合作用下，沥青中的油分树脂地沥青质，故随时间推移逐渐变硬变脆而老化。 其他性能：溶解度、蒸发损失、蒸发后针入度比、闪点等。,四、沥青的选用和掺配 1.选用原则
6、：以工程需要和气候条件，在满足使用要求前提下，尽量选用较大牌号。延长使用年限。 2.使用要求：P98上 3.沥青的掺配： Q1=(T2-T) /(T2-T1) 100% Q2=100 - Q1P98上 Q1较软沥青用量，% Q2 较硬沥青用量，% T 配制沥青的软化点， T1 较软沥青软化点， T2较硬沥青软化点，,五、沥青改性 1.改性的必要性改善温度敏感性 2.主要的改性措施： （1）氧化改性 250300，通过氧化、聚合，使沥青分子变大，黏度和软化点提高 （2）非金属矿物改性 （3）聚合物（高分子材料）改性 橡胶改性 高分子树脂改性 SBS改性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯聚合物改性 JC/T9
7、05-2002 APP改性无规聚丙烯 JC/T904-2002,第二节 建筑防水材料,一、防水材料的分类 定型防水材料防水卷材 沥青基普通沥青油毡 改性沥青油毡 高分子基塑料基 橡胶基 无定型防水材料防水涂料 涂料沥青基（含改性沥青基） 高分子基,二、防水进展： 1. 材料：从传统沥青防水材料改性沥青、高分子防水材料发展 2.防水技术：从单一材料复合材料发展； 多层油毡防水单层屋面； 由热施工冷施工 三、定型防水材料防水卷材 1.普通沥青油毡 胎基纸胎、玻纤胎、铝箔面防水材料 优缺点,2.改性沥青油毡（高聚物改性沥青油毡） SBS改性沥青油毡弹性改性沥青油毡，耐低温性能好 P134， APP改
8、性沥青油毡塑性沥青油毡，耐高温性能好 P135， 3.高分子防水卷材 橡胶系_三元乙丙橡胶防水卷材 塑料系PVC防水卷材 复合（结构、成分）防水卷材 橡塑卷材成分共混氯化聚乙烯-橡胶共混防水卷材 三元乙丙结构复合,四、无定型防水材料（防水涂料） 涂料防水的特点：复杂防水部位施工简便，但膜层薄 防水涂料的种类： 按材料分 普通沥青防水涂料 改性沥青防水涂料 有机物改性氯丁胶乳沥青等 无机矿物改性石棉、膨润土、石灰 高聚物（高分子）防水涂料 按介质分 乳液型 溶剂型 反应型,常用防水涂料： 1.冷底子油由有机溶剂溶解沥青制成，常温使用，防水打底用。 优缺点 沥青胶掺入矿物填料及纤维制成，用做胶粘剂
9、、嵌缝、接头补漏等。 2.防水涂料,五、嵌缝密封材料 1.PVC胶泥和改性沥青油膏 2.聚氨酯密封膏 3.聚硫密封膏 4.硅酮密封膏,1. 聚氨酯密封膏 以聚氨酯为主要组分，包括单组分和双组分两种。 单组分是通过预聚体的端异氰酸酯基和大气中水分反应固化；双组分以异氰酸为甲组分(预聚体)，含活泼氢的化合物为乙组分(固化剂)，按比例混合均匀，在常温下固化而成。 预聚体为带苯环的链式结构，与固化剂调和后，能进一步交联成无规体型结构。故聚氨酯密封膏弹性大，粘结力强，防水性能优良。又因为大多数不饱和双键存在于苯环中，故密封膏的耐油性、耐候性、耐磨性及耐久性都很好，与混凝土的粘结性好，且无需打底。 用途：
10、用作混凝土屋面和墙面的水平或垂直接缝的密封材料，也用于公路及机场跑道补缝、接缝，玻璃、金属材料的嵌缝，特别适用于游泳池工程。,2.聚硫橡胶密封膏 是以液态聚硫橡胶为基料，加入硫化剂、增塑剂、填充料等拌制而成的密封材料。 特点 聚硫橡胶分子的主链上结合有硫原子，构成ss及ss饱和键，因而具有良好的耐油性、耐溶剂性、耐老化性耐冲击性、耐水性以及良好的低温挠屈性和粘结性，适应温度范围宽 (-40 80)，抗紫外线及抗冰雪能力强。 用途 聚硫密封膏无溶剂无毒，使用安全可靠，适用于混凝土屋面板、墙板、地面板等接缝的密封以及贮水池、地下室、冷库、游泳池接缝密封，还可用于金属幕墙、金属门窗框、汽车车身等的密
11、封防水、防尘，属优质密封材料。,3. 硅酮密封膏 也称有机硅橡胶密封膏，是以聚硅氧烷为主要成分的室温固化型密封材料。包括单组分和双组分两类， 单组分密封膏是以硅氧烷聚合物为主体，加入硫化剂、填料及其他添加剂，在隔绝空气的条件下，装入不透水的密闭容器中，施工时挤出填充在接缝中，密封膏吸收空气中的水分，即可水解交联固化，形成橡胶弹性体。单组分应用较多。 双组分密封膏则是把主剂(与单组分相同)，填料、助剂等作为甲组分，固化剂(常用正硅酸锡)作为乙组分分装于不同的容器。使用时，两组分桉一定比例混合搅拌均匀嵌填在接缝中，两组分交联固化形成橡胶状弹性体。,特点：外观为白、黑、棕、银灰及透明的膏状体，可长期
12、贮存，性能稳定，耐热、耐寒、耐候及耐老化性能优异，粘结性好，耐拉伸压缩疲劳性强，耐水性好，工作温度- 50 150。 种类与用途 按固化剂的不同分为高模量、中模量及低模量三类。高模量密封膏主要用于建筑物结构性密封，如玻璃幕墙、隔热玻璃及门、窗密封；中模量密封膏除伸缩极大的接缝部位外，其他部位都可以使用；低模量密封膏用于建筑物的非结构密封，如混凝土与金属框架的粘结密封、厕浴间、高速公路的接缝、水泥板、石材等外墙接缝。,5.聚氯乙烯胶泥聚氯乙烯胶泥是以煤焦油为基料，加入少量的聚氯乙烯树脂粉、增塑剂、稳定剂、填料等在140下熟化而成的热施工的粘稠体常用品种有802和703两种。 PVC胶泥自重轻，价
13、格较低、具有良好的弹性、耐热性、耐寒性，耐老化性、粘结性、耐腐蚀性和抗老化性，能在-2080的条件下使用，能很好地适应伸缩和结构局部变形，除热用外，也可以冷用，冷用时需加溶剂稀释。适用于各种屋面的嵌缝密封及墙板、水渠、地下工程伸缩缝的密封防水和维修，还适用于生产硫酸、盐酸、硝酸、氢氧化钠等有腐蚀性气体的车间的屋面防水密封。,3. 丙烯酸类密封膏 丙烯酸类密封膏是以丙烯酸类树脂掺入填料、增塑剂、分散剂等配制而成，分溶剂型和水乳型两种。目前应用的以水乳型为主。 丙烯酸类密封膏具有优良的抗紫外线性能。耐老化性及低温柔性，延伸性很好，在-3480温度范围内具有良好的性能，可在表面润湿的混凝土基层上施工，井保持良好的粘结性，无毒、无味不燃不污染环墙其价格和件能均属中等。 主要用于屋面、墙板、门、窗嵌缝。由于其耐水性不够好，故不宜用于长期浸水的工程如水池、污水厂、灌溉系统、堤坝等水下接缝。,作业,P10 1. 2. 3 .5 书面作业； 4 思考题。,
