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防水材料

發布日期:2018-03-02 瀏覽次數:1307

防水材料             3個課時

【課    題】任務一   瀝青

任務二   防水卷材

【教學目標】1.掌握石油瀝青的組分及作用、石油瀝青技術性能及應用。

2.掌握防水卷材的技術性能及不同種類的特點。

【教學重點】1.瀝青的組分及作用、技術性能及選用。

2.防水卷材技術性能及要求、特點。

【教學難點】1.瀝青細度的技術性能。

2.防水卷材技術性能

【教學方法】講授

【時間分配】共兩課時

1、復習導入:5分鐘

2、講 新 課:85分鐘

3、小    結:10分鐘

【作業布置】

【審    批】

【后    記】

【教學過程】

任務一  瀝  青

瀝青是高分子碳氫化合物及其非金屬(氧、氮、碳等)衍生物組成的極其復雜的混合物,在常溫下呈黑色或黑褐色的固體、半固體或液體狀態。瀝青是一種無機的膠結材料,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。

石油瀝青:石油瀝青是以原油為原料,經過煉油廠常壓蒸餾、減壓蒸餾等提煉后,提取汽油、煤油、柴油、重柴油、潤滑油等產品后得到的渣油,通常這些渣油屬于低標號的慢凝液體瀝青。

8.1.1  石油瀝青

8.1.1.1石油瀝青的組分與結構

油分:液體,40%—60%,提供流動性

樹脂:半固體,15%—30%,提供粘性,塑性

瀝青質:固體,10%—30%,提供溫度穩定性和粘性

注意:三組分是不穩定的,油分,樹脂,瀝青質

外界因素的影響

8.1.1.2石油瀝青的主要技術性質

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、溫度應力、車輪荷載等。在瀝青路面中,瀝青作為粘結材料將礦料粘結起來,形成強度,瀝青的粘滯性決定了路面的力學行為。為防止路面夏天出現車轍,冬天出現開裂,瀝青的粘性選擇是首要考慮的參數。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(標號)的主要依據。測定液體瀝青等材料流動狀態的粘度時,應采用標準粘度計(見瀝青試驗部分),該試驗方法是:在標準粘度計中,液體狀態的瀝青,于規定的溫度條件下,通過規定的流孔直徑,流出50ml體積,所需的時間秒數(s)被稱為瀝青的粘度,并以CT,d表示(T為試驗溫度℃,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。

針入度是在規定溫度(25度)和時間(5秒)條件下,一定重量的標準針(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為試驗溫度,m為標準針(包括連桿及砝碼)的質量,t為貫入時間。按我國現行試驗法,試驗條件為P25℃,100g,5s

,根據需要如采用其它試驗條件時,應在試驗結果中注明。針入度值是度量瀝青稠度的一種指標,通常針入度值較小的瀝青,其稠度較高,粘度亦較高。(祥見實驗部分)

2、塑性:塑性是指在外力作用下,產生變形而不破壞的能力。用延度表示

瀝青的延性

是當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,保持內部結構連續或抵抗開裂的能力。瀝青的延度值是采用延度)測定的,它是將瀝青試樣制成8字形標準試件(最小斷面1cm2),在規定的試驗溫度(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

(祥見實驗部分)

3、溫度敏感性:瀝青物理性能隨溫度變化的性質。瀝青是一種組成和結構非常復雜的非晶質高聚物,它由液態轉變為固態時,沒有敏感的固化點或液化點。對于瀝青的物理性質與溫度之間的關系,通常采用產生硬化與滴落時相對應的某一溫度區域范圍來表示,在此溫度區

間內,瀝青是一種粘滯流動狀態。在工程實際中為保證瀝青不致由于溫度升高而產生流動的狀態,取這一溫度區間的0.8721倍作為反映瀝青物理狀態與溫度之間關系的參數,并稱之為軟化點,軟化點用環球法測定。(祥見實驗部分)

瀝青的針入度、軟化點和延度是劃分瀝青標號的主要依據,稱為瀝青的三大指標

4、大氣穩定性(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,而變脆變硬的現象稱為瀝青的老化。瀝青的大氣穩定性用蒸發前后的減量值及針入度比來表示。大氣穩定性的好壞,反映了瀝青的使用壽命的長短。大氣穩定性好的瀝青,耐老化,使用壽命長。

另:瀝青的閃點與燃點也不可忽視。閃點(也稱閃火點)指瀝青加熱產生的可燃氣體與空氣的混合物;在規定的條件下與火焰接觸,初次產生蘭色閃光時的瀝青溫度。燃點(著火點)指瀝青加熱產生的可燃氣體與空氣的混合物,與火焰接觸能維持燃燒5s以上,此時瀝青的溫度就為燃點。燃點是瀝青可持續燃燒的最底溫度,燃點溫度比閃點溫度高約10度。

8.1.1.3石油瀝青的技術標準

1、石油瀝青的牌號是據針入度,塑性,軟化點劃分,以針對度值表示

石油瀝青牌號主要以針入度指標的范圍及延度和軟化點指標劃分的。其中對建筑石油瀝青,按(國家標準)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準規定分為七個牌號。普通石油瀝青按瀝青部版標準規定劃分為三個牌號(見表10-2)石油瀝青的技術標準

2、同一品種石油瀝青,牌號↑針入度↑(粘性↓)塑性↑延伸度↑軟化點↓耐熱性↓

由標準中可以看出,石油瀝青牌號愈大,針入度愈大(粘性愈小),延度值愈大(塑性愈大),軟化點愈低(溫度敏感性愈大)。

3、建筑石油瀝青:針入度↓(粘性大),軟化點↑(耐熱性↑)延伸度↓塑性差

8.1.1.4 石油瀝青的應用

①道路:粘性↑軟化點↑→南方,夏季有足夠的穩定性,防車轍

粘性↓→北方,低溫有一定的變形能力,防低溫開裂

②建筑:

軟化點:環境最高氣溫 + 25℃~30℃。

因此在選用石油瀝青時,在滿足使用要求的前提下應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使用,可與其他瀝青摻配使用

8.1.1.5瀝青的摻配使用

較軟瀝青摻量(%)

提示: 高牌量

低軟化點

較硬瀝青摻量=100—較軟瀝青摻量

8.1.2煤瀝青

煤瀝青是煤干餾得到的煤焦油,經再提煉加工得到的產品,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,于礦質材料表面結合緊密,防腐能力強,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。

2、鑒別方法 :由于煤瀝青和石油瀝青相似,使用時必須加以區別,方法見表8-3鑒別方法

8.1.3  改性瀝青

橡膠改性瀝青:高溫變形小,低溫具有一定塑性

合成樹脂改性瀝青:粘性大,耐寒,耐熱,不透氣性↑

橡膠和樹脂改性瀝青,同時具有橡膠,樹脂的特性。

填充料改性瀝青:↑粘性,耐熱性。

任務二   防水卷材

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砼。

性能要求:耐水性,溫度穩定性,大氣穩定性→良好

必要的機械強度,延伸性,柔韌性,抗斷裂能力

分類:瀝青類,高聚物改性,合成高分子類

8.2.1 瀝青防水卷材:

1、石油瀝青紙胎油氈

(1)低軟化點浸漬原紙,高軟化點涂蓋,撒隔離材料

(2)按原紙1m2的質量克數分為200,350,50

(3)按浸漬材料總量和物理性質分為合格品、一等品和優等品三個等級。

2、石油瀝青玻璃布油氈

(1)原紙→玻璃纖維布,粉狀隔離材料。

(2)按物理性能分為優等品(A)一等品(B)和合格品(C)。

3、石油瀝青玻璃纖維胎油氈。

(1)原料→玻璃纖維薄氈,礦物材料或聚乙烯膜為隔離材料

(2)根據油氈每100m2標稱質量(kg)分為15號、25號、35號、三個標號。

(3)按物理性能分為一等品和合格品。

4、鋁箔面油氈

(1)玻璃纖氈為胎基,浸涂氧化瀝青,表面壓紋鋁箔,底面細顆粒或膜。

(2)按每卷標稱質量(kg)分為30、40兩種標號。

(3)按物理性能分為(A)一等品(B)和合格品(C)。

8.2.2  改性瀝青防水卷材

1、彈性體——SBS,較低氣溫   不透水性,拉力,延伸率    縱向橫向

2、塑性體——APP,較高氣溫   耐熱度,低溫柔性    不裂紋

無流淌,滴落時的溫度

3、改性瀝青聚乙烯胎防水卷材  基料--改性瀝青  ,胎體—高密度聚乙烯膜, 上覆料—聚乙烯膜→非外露防水工程

鋁箔→外露防水工程

8.2.3合成高分子防水卷材

特點:抗伸強度和抗撕裂強度高,斷裂伸長率大,耐熱性好和低溫柔性好,耐腐蝕,耐老化等優異性能

分為橡膠類、塑料類、橡膠塑料共混類→  加筋增強

非加筋增強

1、三無乙丙橡膠防水卷材→適用于防水要求高,耐用年限長

高彈性,耐候性,耐老化性,化學穩定性,耐熱性,低溫柔性

2、聚氯乙烯防水卷材

S型:柔性,P型:塑性

3、氯化聚乙烯一橡膠共混防水卷材→寒冷地區、變形大

具有橡膠類和氯化聚乙烯特有的高強度,優異的耐老化性能

以上對比:共混性能>橡膠>塑料

小結:

本章主要講述瀝青的分類、組成、主要性質及應用。應了解煤瀝青和改性瀝青的性能及特點,防水材料發展方向。熟悉掌握石油瀝青的分類、組成、主要性質及應用。掌握常用防水卷材的分類、特性及應用。

通過本章的學習,應掌握常用防水材料主要產品的種類、技術性能和應用范

了解新型材料的特點。

任務三   防水涂料

防水冷膠料是油溶性再生橡膠瀝青防水膠粘劑,它是以渣油與開司粉加溫制,摻入一定量的汽油而成。

    再生橡膠摻入瀝青具有良好的粘結性、耐熱性、抗裂性、不透水性和抗老化性。用JG-1冷膠結料與中堿玻璃絲布配合使用作防水層,適用于屋面、墻體、地面及地下室等工程。

具有防水,粘結雙重作用

分為:瀝青類,高聚物改性,合成高分子類

提示:以分類為基礎,區別其性能

8.3.1瀝青類防水涂料

8.3.1.1冷底子油

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。

冷底子油屬溶劑型瀝青涂料,其實質是一種瀝青溶液。由于形成涂膜較薄,故一般不單獨作防水材料使用,往往僅作某些防水材料的配套材料使用。

冷底子油作用機理:涂刷在多孔材料表面——滲入材料孔隙——溶劑揮發——瀝青形成瀝青膜(牢固結合于基層表面,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)攪拌均勻為止。冷底子油最好是現用現配。若儲藏時,應使用密閉容器,以防止溶劑揮發。

冷底子油可用于涂刷混凝土、砂漿或金屬表面。

配合比

冷底子油一般可參考下列配合比(質量比)配制:

  (1)石油瀝青∶汽油=30∶70

  (2)石油瀝青∶煤油或輕柴油=40∶60

8.3.1.2瀝青膠

瀝青膠是在瀝青中加入適量的礦質粉料或加入部分纖維狀填料配置而成的材料。瀝青膠主要用來粘貼防水材料,為了提高與基層的粘結力,常在基層上先涂一層冷底子油。

瀝青膠分為熱用和冷用兩種。

(1)、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。

(2)、冷用: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。

(3)、比較:瀝青膠比熱用瀝青膠施工方便,涂層薄,節省瀝青;但是耗費溶劑,成本高。根據使用要求瀝青膠應具有良好的黏結性、耐熱性、和柔韌性,并以耐熱度的大小劃分為不同的標號見表10-19瀝青的技術性能

特點: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、補漏及做防水層的底層。

8.3.1.3水乳型瀝青防水涂料

(1)、組成:水乳型瀝青防水材料是一種冷施工的防水涂料,是將石油瀝青在乳化劑水溶液作用下,經乳化機(攪拌機)強烈攪拌而成。乳化瀝青

它是微小的(1-10微米)瀝青顆粒,均勻穩定的分散在水中的懸浮體,它是借助乳化劑作用,在機械強力攪拌下,將融化的瀝青分散而制成的乳化瀝青顆粒。

目前我國生產最多的乳化瀝青大致有離子型(陰離子型乳化瀝青、陽離子型乳化瀝青、兩性離子型)和非離子型乳化瀝青。

(2)、乳化瀝青的特點是:①可在常溫下進行涂刷或噴涂;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;④不使用有機溶劑,費用較低,施工效率高。

(3)、乳化瀝青作用機理:將乳化瀝青涂刷防水基層后,水分不斷的蒸發,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形成防水層。一般來說,基層愈干燥,環境溫度愈高,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具有一定的耐熱性、粘結性、韌性和防水等性能。

(4)、乳化瀝青用途:可以作為冷底子油用;可以用來粘貼卷材,構成多層防水層;也可以作為防潮、防水涂料以及拌制瀝青混凝土,瀝青沙漿鋪設路面。

8.3.2 高聚物改性瀝青防水涂料

小結:

本節主要講述瀝青的分類、組成、主要性質及應用。應了解煤瀝青和改性瀝青的性能及特點,防水材料發展方向。熟悉掌握石油瀝青的分類、組成、主要性質及應用。掌握常用防水卷樹、密封材料、防水涂料的分類、特性及應用。

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