第九章防水材料课件.ppt
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- 第九 防水材料 课件
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1、第九章第九章 防水材料防水材料防水材料:指能防止水等对建筑物和构筑物的渗透、渗漏和侵 蚀的材料。柔性防水材料:防水材料具有一定的柔韧性、弹 性、塑性。刚性防水材料:由水泥砂浆、防水砂浆、防水砼组 成的防水层。沥青是一种有机胶结材料,常温下呈黑色至褐色的固体、半固体或粘稠液体,具有良好的粘结性、塑性、不透水性及耐化学侵蚀性,但会老化,广泛应用于建筑工程中,是建筑工程中的防潮、防腐、防水材料,也应用于道路路面及桥梁工程。第一节第一节 沥青沥青一、石油沥青一、石油沥青 石油沥青是石油经蒸馏提炼出各种轻质油品(汽油、煤油等)石油沥青是石油经蒸馏提炼出各种轻质油品(汽油、煤油等)及润滑油以后的残留物,经
2、再加工得到的褐色或黑褐色的粘稠及润滑油以后的残留物,经再加工得到的褐色或黑褐色的粘稠状液体或固体状物质,略有松香味,能溶于多种有机溶剂,如状液体或固体状物质,略有松香味,能溶于多种有机溶剂,如三氯甲烷、四氯化碳等。三氯甲烷、四氯化碳等。1.1.石油沥青的分类石油沥青的分类按按原油原油成分成分分分石蜡基沥青石蜡基沥青:因原油中含有大量烷烃,沥青中含蜡量一般大于5%,甚至高达10%以上。蜡常温下以结晶形式存在,降低沥青的粘接力和塑性。环烷基沥青环烷基沥青:也称沥青基沥青。含有较多的环烷烃和芳香烃,含蜡量一般小于2%,沥青的粘接力和塑性较好。中间基沥青中间基沥青:也称混合基沥青。性质介于石蜡基和环烷
3、基沥青之间。按按石油石油加工加工方法方法分分残留沥青残留沥青蒸馏沥青蒸馏沥青氧化沥青氧化沥青裂解沥青裂解沥青调和沥青调和沥青按按用用途途分分道路石油沥青道路石油沥青建筑石油沥青建筑石油沥青普通石油沥青普通石油沥青2 2、石油沥青的组分、石油沥青的组分 石油沥青的成分比较复杂。它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。分子结构分子结构2nn abcdC HO S N化学成份化学成份(质量分数)(质量分数)碳:8087%氢:1015%其它非金属元素:氧、硫、氮等3%微量元素:镍、钒、铁、钙、镁、钠等 组分:在研究石油沥青时,将化学成分相近和物理性质相似而具有特征的部分划分若
4、干组,即组分。各组分的含量多少会直接影响沥青的性质。石油沥青的组分及其主要特性石油沥青的组分及其主要特性组分组分状态状态颜色颜色密度(密度(g/cm3)含量(含量(%)作用作用油分油分粘性液体粘性液体淡黄色至红褐色淡黄色至红褐色小于小于14060使沥青具有流动性使沥青具有流动性树树脂脂酸性酸性粘稠固体粘稠固体红褐色至黑褐色红褐色至黑褐色略大于略大于11530使沥青与矿物的粘附性提高使沥青与矿物的粘附性提高中性中性使沥青具有粘附性和塑性使沥青具有粘附性和塑性地沥青质地沥青质粉末颗粒粉末颗粒深褐色至黑褐色深褐色至黑褐色大于大于11030能提高沥青的粘性和耐热性;能提高沥青的粘性和耐热性;含量提高,
5、使塑性降低含量提高,使塑性降低 石油沥青的组分一般分为油分、树脂、地沥青质三大组分,此外还有一定的石蜡固体。(1)油分:粘性液体,使沥青具有流动性(2)树脂:半固体,有酸性和中性之分 酸性树脂(沥青酸、沥青酸酐):提高粘接力 中性树脂(含量多):使沥青具有粘性和可塑性。(3)地沥青质:固体粉末,使沥青具有粘性和耐高温性,含量高,沥青变硬、变脆。在三组分中,油分树脂可互溶,树脂可浸润地沥青质。以地沥青质为核心,周围吸附部分树脂和油分,构成胶团,无数胶团均匀的分布在油分中,形成胶体结构。在常温下,随组分不同,呈溶胶结构(液态)、溶胶-凝胶结构(半固态)、凝胶结构(固态)3种结构形式。石油沥青的状态
6、随温度不同也会改变。温度升高,固体沥青中的易熔成分逐渐变为液体,使沥青流动性提高;温度降低时,它又恢复为原来的状态。石油沥青中各组分不稳定,会因环境中的阳光、空气、水等因素作用而变化,油分、树脂减少,地沥青质增多,这一过程称为“老化”。这时,沥青层的塑性降低,脆性增加,变硬,出现脆裂,失去防水、防腐蚀效果。3 3、石油沥青的技术性质、石油沥青的技术性质(1 1)粘滞性)粘滞性 粘滞性是沥青在外力作用下抵抗发生粘性变形的能力。液体沥青是稀稠程度,粘滞性用粘滞度表示;半固体与固体沥青是软硬程度,粘滞性用针入度表示。粘滞度是液态沥青在一定温度下,经规定直径的孔洞漏下50mL所需要的时间(s)。针入度
7、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,每深入0.1mm称为1度。沥青的牌号划分主要是依据针入度的大小确定的。(2 2)塑性)塑性 塑性是指沥青在外力作用下变形的能力。用延伸度表示,简称延度。塑性表示沥青开裂后的自愈能力及受机械力作用后的变形而不破坏的能力。延度的测定方法是将标准延度“8”字试件,在一定温度(25)和一定拉伸速度(50mm/min)下,将试件拉断时延伸的长度,用cm表示,称为延度。延度越大,塑性越好。沥青塑性的大小与它的组分和所处温度紧密相关。沥青的塑性随温度升高(降低)而增大(减小);沥青质含量相同时,树脂和油分的比例将决定沥青的塑性大小,油
8、分、树脂含量愈多,沥青塑性愈大。(3 3)温度稳定性)温度稳定性 温度稳定性是指石油沥青的粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能。沥青没有固定的熔点,当温度升高时,沥青塑性增大,黏性减小,由固体或半固体逐渐软化,变成黏性液体;温度降低时,沥青的黏性增大,塑性减小,由黏流态变为固态。沥青软化点是反映沥青温度敏感性的重要指标,它表示沥青由固态变为黏流态的温度,此温度愈高,说明温度敏感性愈小,既环境温度较高时才会发生这种状态转变。软化点通常用“环球法”测定。就是将熬制脱水后的沥青试样,装入规定尺寸的铜环中,上置规定尺寸的钢球,放在水或甘油中,以5/min的升温速度,加热至沥青软化,下垂达25.4 mm时
9、的温度即为软化点。沥青的软化点大致在50100之间。软化点高,沥青的耐热性好,但软化点过高,又不易加工和施工,冬季易发生脆裂现象;软化点低的沥青,夏季高温时易产生流淌而变形。针入度针入度、延度延度和和软化点软化点称为沥青的称为沥青的三大指标三大指标。(4 4)大气稳定性(抗老化性)大气稳定性(抗老化性)大气稳定性大气稳定性是指沥青长期在阳光、空气、温度等综合作用下,性能稳定的程度。可以用沥青的蒸发损失量及针入度变化来表示。沥青牌号选用时,应考虑软化点要求:选用沥青的软化点应比当地可能出现的最高温度高1520。在此前提下,尽量选用牌号大的沥青,以延长使用年限。老化老化是沥青组分在大气、水分、阳光
10、等作用下,随着时间的延长而变化的过程。组分的演变:油分变成树脂,速度慢;树脂变成地沥青质,速度快。结果:油分、树脂逐渐减少,地沥青质逐渐增多。性能:沥青塑性降低变硬、变脆。(5 5)闪点和燃点)闪点和燃点 闪点闪点是指沥青达到软化点后再继续加热,则会发生热分解而产生挥发性的气体,当与空气混合,在一定条件下与火焰接触,初次产生蓝色闪光时的沥青温度。燃点燃点又称着火点。当沥青温度达到闪点,温度如再上升,与火接触而产生的火焰能持续燃烧5s以上时,这个开始燃烧的温度即为燃点。各种沥青的最高加热温度都必须低于其闪点和燃点低于其闪点和燃点。(6 6)溶解度)溶解度 沥青的沥青的溶解度溶解度是指沥青在溶剂中
11、(苯或二硫化碳)溶解的百分率。沥青溶解度是用来确定沥青中有害杂质含量的。沥青中有害物质含量高,主要会降低沥青的粘滞性。一般石油沥青溶解度高达98%以上,而天然沥青因含不溶性矿物质,溶解度低。(7 7)含水量)含水量 水在纯沥青中溶解度在0.001%-0.01%之间。沥青吸收的水分取决于所含能溶于水的盐分的多少,沥青含盐分越多,水作用时间越长,水分就越大。由于沥青中含有水分,施工前要进行加热熬制。在加热过程中,应加快搅拌,促使水分蒸发,并降低加热温度,而且锅内沥青不能装得过多。4 4、沥青的标准及应用、沥青的标准及应用 石油沥青的牌号主要是根据针入度及延度和软化点指标划分的,并以针入度值表示。石
12、油沥青的质量指标石油沥青的质量指标 牌号愈大,沥青愈软,针入度愈大,延度愈大,而软化点愈低。在施工现场,应掌握沥青质量、牌号的简便鉴别方法,一边正确使用。通常情况下,建筑石油沥青具有良好的防水性、粘结性、耐热性和温度稳定性,但粘度大、延伸变形能力较差,主要用于建筑屋面工程和防水工程,并用来制造防水卷材,配制沥青胶和沥青涂料;道路石油沥青粘性差,塑性好,容易浸透和乳化,但弹性、耐热性和温度稳定性差,多用来拌制沥青砂浆和沥青混凝土,用来修筑路面和各种防渗、防护工程,还可用来配制填缝材料、粘结剂和防水材料;普通石油沥青性能较差,一般很少使用,可作为建筑石油沥青的掺配材料。沥青简易鉴别方法沥青简易鉴别
13、方法5 5、石油沥青的掺配、石油沥青的掺配 在实际应用中,若一种牌号沥青不能满足软化点的要求,可使用两种或三种沥青掺配使用。经过试配,测定掺配后沥青的软化点,最终掺量以试配结果(掺量软化点曲线)来确定满足要求软化点的配比。如用三种沥青进行掺配,可先计算两种的掺量,然后再与第三种沥青进行掺配。二、煤沥青二、煤沥青 煤沥青(俗称煤沥青(俗称柏油柏油)是炼焦或生产煤气的副产品。烟煤干馏时所挥发的物质冷凝得到的黑色粘稠物质称煤焦油,煤焦油经分馏加工,提取出各种油质后的残渣即为煤沥青。煤沥青可分为硬煤沥青与软煤沥青两种。硬煤沥青硬煤沥青是从煤焦油中蒸馏出轻油、中油、重油及蒽油之后的残留物,蒸馏温度高于2
14、70C,常温下一般呈硬的固体。软煤沥青软煤沥青是从煤焦油中蒸馏出水分、轻油及部分中油后得到的产品,蒸馏温度低于270。路用煤沥青多为700以上的高温煤焦油加工而得,具有一定的温度稳定性。煤沥青与石油沥青的区别煤沥青与石油沥青的区别 煤沥青与石油沥青都是一种复杂的高分子碳氢化合物,它们的外观相似,具有共同点,但由于组分不同,它们之间存在着很大区别。性质石油沥青煤沥青密度(g/cm3)燃烧锤击颜色溶解温度稳定性大气稳定性防水性抗腐蚀性近于1.0烟少、无色、有松香味、无毒韧性较好呈辉亮褐色易溶于煤油与汽油中,呈棕黑色较好较高较好差 1.251.28烟多、黄色、臭味大、有毒韧性差,较脆浓黑色难溶于煤油
15、与汽油中,呈黄绿色较差较低较差(含酚、能溶于水)强 与石油沥青相比,由于组分的不同,由而性能上有以下差异:1.温度稳定性低 2.大气稳定性差 3.塑性差 4.与矿料粘附性好 5.密度比石油沥青大 6.有毒 煤沥青的许多性能都不及石油沥青。煤沥青塑性、温度稳定性较差,冬季易脆,夏季易于软化,老化快。加热燃烧时,烟呈黄色,有刺激性臭味,略有毒性,但具有较高的抗微生物侵蚀作用,适用于地下防水工程或作为防腐材料用。三、改性沥青三、改性沥青 常用的方法和改性沥青的种类:常用的方法和改性沥青的种类:1.橡胶改性沥青 2.树脂改性沥青 3.橡胶和树脂改性沥青 4.矿物填充料改性沥青 改性改性是指对沥青进行氧
16、化、乳化、催化、或者掺入橡胶、树脂等物质,使得沥青的性质发生不同程度的改善,得到的产品称为改性沥青。第二节第二节 防水卷材防水卷材 防水卷材是一种可卷曲的片状制品,按组成材料可分为氧化沥青卷材、高聚物改性沥青卷材、合成高分子卷材三大类。一、沥青防水卷材沥青防水卷材 目前,所用的防水卷材仍以沥青防水卷材为主,被广泛应用在地下、水工、工业及其他建筑和构筑物中,特别是屋面工程中仍被普遍采用。分类方法品种名称按生产工艺分按浸渍材料(沥青)品种分按使用基胎分按面层隔离剂分按用途分 浸渍卷材(有胎)、辊压卷材(无胎)石油沥青油毡、煤沥青油毡、页岩沥青油毡纸胎、布胎粉毡、片毡普通油毡、耐火油毡、耐热油毡、耐
17、腐蚀油毡等(1)石油沥青油纸、油毡石油沥青油纸(简称油纸)是用低软化点石油沥青浸渍原纸(生产油毡的专用纸,主要成分为棉纤维,外加20%30%的废纸)而成的一种无涂盖层的防水卷材。油纸按原纸1m2的质量克数分为200、350两个标号。主要用于多层(粘贴式)防水层下层、隔蒸汽层、防潮层等。石油沥青油毡(简称油毡)是采用高软化点沥青涂盖油纸的两面,再涂或撒隔离材料所制成的一种纸胎防水材料。涂撒粉状材料(滑石粉)称“粉毡”,涂撒片状材料(云母片)称“片毡”。油毡的幅宽分为915mm和1000mm两种规格。油毡按原纸1m2的质量克数分为200号、350号和500号三种标号。由于沥青材料的温度敏感性大、低
18、温柔性差、易老化,因而使用年限较短,其中200号用于简易的防水、临时性建筑防水、防潮剂包装等。350、500号油毡用于、级防水等级的屋面和地下工程的多层防水,可用冷热沥青胶粘接。(2)石油沥青玻璃布油毡 石油沥青玻璃布油毡(简称玻璃布油毡)是用石油沥青涂盖材料浸涂玻璃纤维织布的两面,再涂或撒隔离材料所制成的一种以无机纤维为胎体的沥青防水卷材。具有拉力大及耐霉菌性好的特点,适用于要求强度高及耐霉菌性好的防水工程,柔韧性也比纸胎油毡好,易于在复杂部位粘贴和密封。主要用于铺设地下防水、防潮层金属管道的防腐保护层。(3)石油沥青玻璃纤维油毡 石油沥青玻璃纤维油毡采用玻璃纤维薄毡作为胎基,浸涂石油沥青,
19、表面撒以矿物粉料或覆盖以聚氯乙烯薄膜等隔离材料制成的防水卷材。具有柔性好,耐化学微生物腐蚀,寿命长。用于防水等级为级的屋面工程。(4)铝箔面油毡 铝箔面油毡用玻纤毡为胎基,浸涂氧化沥青,表面用压纹铝箔贴面,底面撒以细颗粒矿物料或覆盖以PE膜制成的防水卷材。具有反射热和紫外线的功能和美观效果,能降低屋面及室内温度,阻隔蒸汽渗透,用于多层防水的面层和隔气层。二、高聚物改性沥青卷材二、高聚物改性沥青卷材高聚物改性沥青防水卷材是指以合成高分子聚合物改性沥青为涂盖层,纤维织物或纤维毡为胎体,粉状、粒状、片状或薄膜材料为防粘隔离层制成的可卷曲的片状防水材料。高聚物改性沥青防水卷材克服了沥青防水卷材的温度稳
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