2018一级建筑师考试《建筑材料与构造》知识点:防水材料

发布时间:2019-04-18 16:03:15 来源:中公建设工程网 浏览次数:

2018一级建筑师考试《建筑材料与构造》知识点:防水材料

第十节 防 水 材 料

防水材料是建筑工程上不可缺少的主要建筑材料之一。包括沥青基(及改性沥青基)

防水材料、树脂基防水材料以及橡胶基防水材料。

一、沥青基防水材料

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。

(一)石油沥青

1.石油沥青的组成

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:

(1)油分。淡黄色液体,占总量的40%~60%,赋予沥青以流动性。

(2)棚旨(脂胶)。黄色到黑褐色的半固体,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,增大沥青对温度的敏感性。

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。

2.石油沥青的主要技术性质

(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,针人度是指在规定温度(25℃)下,以规定重量(100g)的标准针,在规定时间(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20—13。液体石油沥青的相对粘度可用标准粘度表示,它是指在规定温度‘

(25℃等)、规定直径d(3、5或lOmm)的孔口流出50mi沥青所需的时间(秒数)。·

(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20—14。

(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。将沥青试样置于规定的铜环内,上置一个规定质量钢球,

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20—15。软化点高表示沥青的耐热性或温度稳定性好(即温度敏感性小)。

(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路石油沥青、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规定。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、气候条件及工作环境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20—15)。在满足使用要求的前提下,应尽量选用牌号较大者为好。

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。道路石油沥青多用于路桥工程、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。

(二)煤沥青

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。

(三)改性石油沥青

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。

常用的改性材料有橡胶、树脂及矿物填充料等。

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,减少沥青对温度的敏感性。

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。

(四)沥青的应用

1.冷底子油

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%。

2.沥青胶(玛碲脂)

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规定。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。

. 沥青胶的技术性质及选用见表20-45、表20-46。

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