一级建筑师《建筑材料与构造》:沥青基防水材料
来源:    发布时间: 2018-05-06 04:03   31 次浏览   大小:  16px  14px  12px
一级建筑师《建筑材料与构造》:沥青基防水材料

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  沥青属有机胶凝材料,是由很多高分子化合物组成的复杂的混合物,常温下呈固态、半固态或粘稠液态。

  按产源,沥青分为地沥青,俗称松香柏油(包括天然沥青和石油沥青)与焦油沥青,俗称煤沥青、柏油、臭柏油(包括煤沥青和页岩沥青等)两大类。建筑工程中主要使用石油沥青,但煤沥青也有少量应用。

  石油沥青为石油经提炼和加工后所得的副产品。由很多高分子碳氢化合物及其非金属

  (氧、氮、硫等)衍生物混合而成,成分复杂且差异较大,因此一般不作化学分析。通常,从使用的角度出发,按其中的化学成分及物理力学成分相近者划分为若干组,这些组称为“组丛”。石油沥青的组丛及其主要特性如下:

  (2)棚旨(脂胶)。到黑褐色的半固体,占总量15%~30%,赋予沥青以粘性与塑性。

  (3)地沥青质。黑色固体,占总量的lo%~30%,是决定石油沥青热稳定性与粘性的重要组丛。

  此外,还含有少量的沥青碳、似碳物及蜡。沥青碳与似碳物均为黑色粉末,会降低沥青的粘结力;蜡会降低沥青的粘性与塑性,增大沥青对温度的性。

  石油沥青属胶体结构,以地沥青固体颗粒为核心,在其周围吸附树脂与油分的互溶物,形成胶团,无数的胶团分散在油分中,从而形成了胶体结构。由于各组丛间相对比例的不同,胶体结构可划分为溶胶型、凝胶型和溶凝胶型三种类型。在建筑工程中使用较多的氧化沥青多属凝胶型胶体结构。

  (1)粘性(粘滞性)。石油沥青的粘性是反映沥青内部阻碍其相对流动的一种特性,

  工程上常用相对粘度(条件粘度)表示。粘稠沥青的相对粘度常用针入度表示,针人度是指在温度(25℃)下,以重量(100g)的标准针,在时间(5s)内贯人试样中的深度(按1/lOmm计),它反映石油沥青抵抗剪切变形的能力。针入度小,表明沥青粘度大。见图2013。液体石油沥青的相对粘度可用标准粘度表示,它是指在温度

  (2)塑性。是指沥青桫l、力作用下变形能力的大小,也反映了沥青开裂后的自愈能力。

  沥青的塑性以延度表示。将“8”字形的标准试件放入延度仪25℃的水中,以5cm/min的速度拉伸至拉断,拉断时的长度(cm)称为延度。延度是石油沥青的重要技术指标之一,延度愈大,塑性愈好。见图2014。

  (3)温度稳定性。是指沥青的粘性和塑性随温度升降而变化的性能。温度稳定性用软化点表示,一般用环球法测定。将沥青试样置于的铜环内,上置一个质量钢球,

  在水或甘油中逐渐升温,试件受热软化下垂,测得与底板接触时的温度(℃)即软化点,见图2015。软化点高表示沥青的耐热性或温度稳定性好(即温度性小)。

  (4)大气稳定性。在大气因素下,沥青抵抗老化的性能称为大气稳定性(耐久性),

  一般用蒸发试验(160℃,5h)测定。其指标为蒸发损失率和蒸发后针入度比(蒸发后针人度与原先针人度之比)。前者小而后者大则表示沥青的大气稳定性好,即老化慢。

  主要依据上述指标,已制定了石油沥青的部颁标准及国家标准见表20-44。粘稠石油沥青分为道石油沥青、建筑石油沥青和普通石油沥青三个品种,每种又分为若干牌号。

  牌号主要依据针人度来划分,但延度与软化点等也需符合。同一品种中,牌号愈小则

  针人度愈小(粘性增大),延度愈小(塑性愈差),软化点增高(温度稳定性愈好)。应根 据工程性质、气候条件及工作来选择沥青的品种与牌号,如一般屋面用沥青材料的软

  化点应比本地区屋面最高温度高20℃以上(图2015)。在满足使用要求的前提下,应尽量选用牌号较大者为好。永利线上娱乐

  建筑石油沥青多用于屋面与地下防水工程,还可用作建筑防腐蚀材料。道石油沥青多用于桥工程、车间地坪及地下防水工程等。

  还有一种防水防潮石油沥青,牌号分为3号、4号、5号、6号,按针人度指数划分。

  其针人度与30号建筑沥青相近,但软化点高,质量好,它特别适宜作为油毡的涂敷材料,也可作为屋面及地下防水的粘结材料。

  煤沥青是煤焦厂或煤气厂的副产品,烟煤干馏时得到煤焦油,煤焦油有高温和低温两种,多用高温煤焦油,煤焦油分馏加工提取各种油类(其中重油为常用的木材防腐油)后所剩残渣即为煤沥青。根据蒸馏程度的不同,划分为低温、中温、高温煤沥青三类。建筑工程中多使用低温煤沥青。

  . 与石油沥青相比,煤沥青塑性较差,受力时易开裂;温度稳定性及大气稳定性均较差。但与矿料的表面粘附性较好,防腐性较好。这些优缺点由其组丛特性决定。

  石油加工厂生产的沥青通常只控制耐热性指标(软 化点),其他的性能,如塑性、大气稳定性、低温抗裂性等则很难全面达到要求,从而影响了使用效果。为解决这个问题而采用的方法之一是:在石油沥青中加入某些矿物填充料等改性材料,得到改性石油沥青,或进而生产各种防水制品。

  在石油沥青中加入矿物填充料(粉状为滑石粉等;纤维状,如石棉绒),可提高沥青的粘性与耐热性,减少沥青对温度的性。

  橡胶是沥青的重要改性材料。橡胶能在一50一十150℃温度范围内保持显著的高弹性能,此外,还具有良好的扯断强力、定伸强力、撕裂强力、耐疲劳强力、不透水性、不透气性、耐酸碱性及电绝缘性等。按来源,橡胶可分为天然橡胶与合成橡胶(以石油、天然气和煤作为主要原料)两大类。常用氯丁橡胶、丁基橡胶,再生橡胶与耐热性丁苯橡胶

  (SBS)等作为石油沥青的改性材料。它们与沥青间有较好的混溶性,并可使改性沥青具有橡胶的许多优点,如高温变形性小、低温柔性好等。

  树脂作为改性材料可使得到的改性沥青提高耐寒性、耐热性、粘性及不透气性。但由于树脂与石油沥青的相溶性较差,故可用的树脂品种较少,常用的有:古马隆树脂,聚乙烯、聚丙烯树脂,酚醛树脂及天然松香等。

  由于树脂与橡胶之间有较好的相溶性,故也可同时加入树脂与橡胶来改善石油沥青的性质,使沥青兼具树脂与橡胶的优点与特性。

  冷底子油是一种沥青涂料,将建筑石油沥青(30%~40%)与汽油或其他有机溶剂(60%一70%)相溶合而成。冷底子油实际上是常温下的沥青溶液。其粘度小,渗透性好。

  在常温下将冷底子油刷涂或喷到混凝土、砂浆或木材等材料表面后,即逐渐渗入毛细孔中,待溶剂挥发后,便形成一层牢固的沥青膜,使在其上做的防水层与基层得以牢固粘贴。对基面,要求洁净、干燥、水泥砂浆找平层的含水率10%。

  沥青胶为沥青与矿质填充料的均匀混合物。填充料可为粉状的,如滑石粉、石灰石粉;也可为纤维状的,如石棉屑、木纤维等。

  沥青胶分热用与冷用两种。在热用沥青胶中,粉状填充料掺量一般为沥青重量的10%一25%,纤维状填充料一般为5%一10%;而冷用沥青胶的配比一般是:沥青40%~50%,绿油25%~30%,矿粉10%~30%,有时还加人5%以下的石棉。

  沥青胶可用来粘贴防水卷材,用作接缝材料等。(厚度1~1.5mm,2mm)。

  沥青胶的标号主要按耐热度划分,对柔韧性和粘结力也作了。应根据工程性质、屋面坡度和当地历年最高气温来选择标号。

  乳化沥青是一种冷施工的防水涂料,是沥青微粒(粒径1/tm左右)分散在有乳化剂的水中而成的乳胶体。乳化剂可分为阴离子乳化剂(如肥皂、洗衣粉等)、阳离子乳化剂(如双甲基十八烷溴胺等)、非离子乳化剂(如石灰膏、膨润土等)以及胶体乳化剂(建筑

  耐热度:用2mm厚的沥青胶粘合两张油纸,不低于下列温度时在45角的坡板上停放5h,沥青胶不应流出,油纸不滑动

  柔韧性:涂在沥青油毡上的2mm的沥青胶层,在18℃2℃时,围绕下列直径(mm)的圆棒以5。均衡的速度弯曲成半周,沥青胶结材料不应有裂纹

  粘结力:将两张用沥青胶粘贴在一起的沥青油纸揭开时,若被撕开的面积超过粘贴面积的l/2时,则认为粘结力不合格,否则为合格

  (1)皂液乳化沥青。其组成材料为沥青、皂类复合乳化剂及水。可与玻璃纤维布等配合使用。

  (2)石灰乳化沥青。其组成材料为沥青、石灰膏乳化剂与水,属厚质防水涂料。

  这是一种冷用膏状材料,它以石油沥青为基料,加入改性材料(如废橡胶粉或硫化鱼油)、稀释剂(如松节油等)及填充剂(石棉绒、滑石粉等)等混合而成。主要在屋面、墙面、沟槽等处作防水层的嵌缝材料。

  嵌缝油膏的标号主要按照耐热度与低温柔性来划分,其标号与技术性能见表20-47。

  施工时,应注意基屋表面的清洁与干燥,用冷底子油打底并干燥后,再用油膏嵌缝。

  沥青防水卷材必须具备良好的耐水性、温度稳定性、强度、延展性、抗断裂性、柔韧性及大气稳定性等性质。

  (1)常用油毡。常用油毡指用低软化点沥青浸渍原纸,然后以高软化点沥青涂盖两面,再涂刷或撒布隔离材料(粉状或片状)而制成的纸胎防水卷材。分为石油沥青油毡与煤沥青油毡两类。

  石油沥青油毡分为200、350、500三种标号,它们是按所用原纸每平方米的质量克数(g/m2)来划分的,各标号油毡的性能应符合表20-48。

  每卷油毡中允许有一处接头,其中较短的一段长度不应少于2500mm,接头处应剪切整齐,并加长150mm备作搭接。优等品中有接头的油毡数不得超过批量的3%。

  需注意的是:在施工时,石油沥青油毡要用石油沥青胶粘结,煤沥青油毡则用煤沥青胶粘结。

  纸胎的抗拉能力低、易腐烂、耐久性差,可用玻璃纤维毡、黄麻织物、铝箔等作为胎体制作油毡。

  储运时,油毡应在4550℃以下立放,堆高不超过两层,自生产之日起产品保存期为一年。

  (2)沥青再生胶油毡。这是一种无胎防水卷材,由再生橡胶、10号石油沥青及碳酸钙填充料,经混炼、压延而成。沥青再生胶油毡具有较好的弹性,不透水性与低温柔韧性,以及较高的延伸性、抗拉强度与热稳定性。这些优点使之适用于水工、桥梁、地下建筑物管道等重要防水工程,以及建筑物变形缝的防水处理。

  (3)SBS改性沥青。SBS改性沥青防水卷材属弹性体沥青防水卷材,以聚酯纤维无纺布等为胎体,以SBS橡胶改性沥青为面层,表面带有砂粒或覆盖PE膜。具有较高的耐热性、低温柔性、弹性及耐疲劳性等,施工时可以冷粘贴(氯丁粘合剂),也可以热熔粘贴。

  (4)APP改性沥青防水卷材。这一类卷材属塑性体沥青防水卷材,以无规聚丙烯

  (APP)等为沥青的改性材料,卷材具有良好的强度、延伸性、耐热性、耐紫外线照射及耐老化性能,单层铺设,适合于紫外线辐射强烈及炎热地区屋面使用。

  以上两种改性沥青防水卷材均以10in~卷材的标称重量(kg)作为卷材的标号。玻纤毡胎基的卷材分为25号、35号和45号三种标号;聚酯毡胎基的卷材分为25号、35号、45号和55号四种标号。厚度有2mm、3mm、4mm、Sram等规格。

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