防水材料是建筑工程上不可缺少的主要建筑材料之一。包括瀝青基(及改性瀝青基)

　　防水材料、樹脂基防水材料以及橡膠基防水材料。

　　一、瀝青基防水材料

　　瀝青屬有機(jī)膠凝材料，是由很多高分子化合物組成的復(fù)雜的混合物，常溫下呈固態(tài)、半固態(tài)或粘稠液態(tài)。

　　按產(chǎn)源，瀝青分為地瀝青，俗稱松香柏油(包括天然瀝青和石油瀝青)與焦油瀝青，俗稱煤瀝青、柏油、臭柏油(包括煤瀝青和頁巖瀝青等)兩大類。建筑工程中主要使用石油瀝青，但煤瀝青也有少量應(yīng)用。

　　(一)石油瀝青

　　1.石油瀝青的組成

　　石油瀝青為石油經(jīng)提煉和加工后所得的副產(chǎn)品。由很多高分子碳?xì)浠�合物及其非金�?/p>

　　(氧、氮、硫等)衍生物混合而成，成分復(fù)雜且差異較大，因此一般不作化學(xué)分析。通常，從使用的角度出發(fā)，按其中的化學(xué)成分及物理力學(xué)成分相近者劃分為若干組，這些組稱為“組叢”。石油瀝青的組叢及其主要特性如下：

　　(1)油分。淡黃色液體，占總量的40%～60%，賦予瀝青以流動性。

　　(2)棚旨(脂膠)。黃色到黑褐色的半固體，占總量15%～30%，賦予瀝青以粘性與塑性。

　　(3)地瀝青質(zhì)。黑色固體，占總量的lo%～30%，是決定石油瀝青熱穩(wěn)定性與粘性的重要組叢。

　　此外，還含有少量的瀝青碳、·似碳物及蠟。瀝青碳與似碳物均為黑色粉末，會降低瀝青的粘結(jié)力;蠟會降低瀝青的粘性與塑性，增大瀝青對溫度的敏感性。

　　石油瀝青屬膠體結(jié)構(gòu)，以地瀝青固體顆粒為核心，在其周圍吸附樹脂與油分的互溶物，形成膠團(tuán)，無數(shù)的膠團(tuán)分散在油分中，從而形成了膠體結(jié)構(gòu)。由于各組叢間相對比例的不同，膠體結(jié)構(gòu)可劃分為溶膠型、凝膠型和溶凝膠型三種類型。在建筑工程中使用較多的氧化瀝青多屬凝膠型膠體結(jié)構(gòu)。

　　2.石油瀝青的主要技術(shù)性質(zhì)

　　(1)粘性(粘滯性)。石油瀝青的粘性是反映瀝青內(nèi)部阻礙其相對流動的一種特性，

　　工程上常用相對粘度(條件粘度)表示。粘稠瀝青的相對粘度常用針入度表示，針人度是指在規(guī)定溫度(25℃)下，以規(guī)定重量(100g)的標(biāo)準(zhǔn)針，在規(guī)定時間(5s)內(nèi)貫人試樣中的深度(按1/lOmm計(jì))，它反映石油瀝青抵抗剪切變形的能力。針入度小，表明瀝青粘度大。見圖20—13。液體石油瀝青的相對粘度可用標(biāo)準(zhǔn)粘度表示，它是指在規(guī)定溫度‘

　　(25℃等)、規(guī)定直徑d(3、5或lOmm)的孔口流出50mi瀝青所需的時間(秒數(shù))。·

　　(2)塑性。是指瀝青桫l、力作用下變形能力的大小，也反映了瀝青開裂后的自愈能力。

　　瀝青的塑性以延度表示。將“8”字形的標(biāo)準(zhǔn)試件放入延度儀25℃的水中，以5cm/min的速度拉伸至拉斷，拉斷時的長度(cm)稱為延度。延度是石油瀝青的重要技術(shù)指標(biāo)之一，延度愈大，塑性愈好。見圖20—14。

　　(3)溫度穩(wěn)定性。是指瀝青的粘性和塑性隨溫度升降而變化的性能。溫度穩(wěn)定性用軟化點(diǎn)表示，一般用環(huán)球法測定。將瀝青試樣置于規(guī)定的銅環(huán)內(nèi)，上置一個規(guī)定質(zhì)量鋼球，

　　在水或甘油中逐漸升溫，試件受熱軟化下垂，測得與底板接觸時的溫度(℃)即軟化點(diǎn)，見圖20—15。軟化點(diǎn)高表示瀝青的耐熱性或溫度穩(wěn)定性好(即溫度敏感性小)。

　　(4)大氣穩(wěn)定性。在大氣因素下，瀝青抵抗老化的性能稱為大氣穩(wěn)定性(耐久性)，

　　一般用蒸發(fā)試驗(yàn)(160℃，5h)測定。其指標(biāo)為蒸發(fā)損失率和蒸發(fā)后針入度比(蒸發(fā)后針人度與原先針人度之比)。前者小而后者大則表示瀝青的大氣穩(wěn)定性好，即老化慢。

　　主要依據(jù)上述指標(biāo)，已制定了石油瀝青的部頒標(biāo)準(zhǔn)及國家標(biāo)準(zhǔn)見表20-44。粘稠石油瀝青分為道路石油瀝青、建筑石油瀝青和普通石油瀝青三個品種，每種又分為若干牌號。

　　牌號主要依據(jù)針人度來劃分，但延度與軟化點(diǎn)等也需符合規(guī)定。同一品種中，牌號愈小則

　　針人度愈小(粘性增大)，延度愈小(塑性愈差)，軟化點(diǎn)增高(溫度穩(wěn)定性愈好)。應(yīng)根 據(jù)工程性質(zhì)、氣候條件及工作環(huán)境來選擇瀝青的品種與牌號，如一般屋面用瀝青材料的軟

　　化點(diǎn)應(yīng)比本地區(qū)屋面最高溫度高20℃以上(圖20—15)。在滿足使用要求的前提下，應(yīng)盡量選用牌號較大者為好。

　　建筑石油瀝青多用于屋面與地下防水工程，還可用作建筑防腐蝕材料。道路石油瀝青多用于路橋工程、車間地坪及地下防水工程等。

　　還有一種防水防潮石油瀝青，牌號分為3號、4號、5號、6號，按針人度指數(shù)劃分。

　　其針人度與30號建筑瀝青相近，但軟化點(diǎn)高，質(zhì)量好，它特別適宜作為油氈的涂敷材料，也可作為屋面及地下防水的粘結(jié)材料。

　　(二)煤瀝青

　　煤瀝青是煤焦廠或煤氣廠的副產(chǎn)品，煙煤干餾時得到煤焦油，煤焦油有高溫和低溫兩種，多用高溫煤焦油，煤焦油分餾加工提取各種油類(其中重油為常用的木材防腐油)后所剩殘?jiān)�即為煤瀝青。根據(jù)蒸餾程度的不同，劃分為低溫、中溫、高溫煤瀝青三類。建筑工程中多使用低溫煤瀝青。

　　. 與石油瀝青相比，煤瀝青塑性較差，受力時易開裂;溫度穩(wěn)定性及大氣穩(wěn)定性均較差。但與礦料的表面粘附性較好，防腐性較好。這些優(yōu)缺點(diǎn)由其組叢特性決定。

　　(三)改性石油瀝青

　　石油加工廠生產(chǎn)的瀝青通常只控制耐熱性指標(biāo)(軟 化點(diǎn))，其他的性能，如塑性、大氣穩(wěn)定性、低溫抗裂性等則很難全面達(dá)到要求，從而影響了使用效果。為解決這個問題而采用的方法之一是：在石油瀝青中加入某些礦物填充料等改性材料，得到改性石油瀝青，或進(jìn)而生產(chǎn)各種防水制品。

　　常用的改性材料有橡膠、樹脂及礦物填充料等。

　　在石油瀝青中加入礦物填充料(粉狀為滑石粉等;纖維狀，如石棉絨)，可提高瀝青的粘性與耐熱性，減少瀝青對溫度的敏感性。

　　橡膠是瀝青的重要改性材料。橡膠能在一50一十150℃溫度范圍內(nèi)保持顯著的高彈性能，此外，還具有良好的扯斷強(qiáng)力、定伸強(qiáng)力、撕裂強(qiáng)力、耐疲勞強(qiáng)力、不透水性、不透氣性、耐酸堿性及電絕緣性等。按來源，橡膠可分為天然橡膠與合成橡膠(以石油、天然氣和煤作為主要原料)兩大類。常用氯丁橡膠、丁基橡膠，再生橡膠與耐熱性丁苯橡膠

　　(SBS)等作為石油瀝青的改性材料。它們與瀝青間有較好的混溶性，并可使改性瀝青具有橡膠的許多優(yōu)點(diǎn)，如高溫變形性小、低溫柔性好等。

　　樹脂作為改性材料可使得到的改性瀝青提高耐寒性、耐熱性、粘性及不透氣性。但由于樹脂與石油瀝青的相溶性較差，故可用的樹脂品種較少，常用的有：古馬隆樹脂，·聚乙烯、聚丙烯樹脂，酚醛樹脂及天然松香等。

　　由于樹脂與橡膠之間有較好的相溶性，故也可同時加入樹脂與橡膠來改善石油瀝青的性質(zhì)，使瀝青兼具樹脂與橡膠的優(yōu)點(diǎn)與特性。

　　(四)瀝青的應(yīng)用

　　1.冷底子油

　　冷底子油是一種瀝青涂料，將建筑石油瀝青(30%～40%)與汽油或其他有機(jī)溶劑(60%一70%)相溶合而成。冷底子油實(shí)際上是常溫下的瀝青溶液。其粘度小，滲透性好。

　　在常溫下將冷底子油刷涂或噴到混凝土、砂漿或木材等材料表面后，即逐漸滲入毛細(xì)孔中，待溶劑揮發(fā)后，便形成一層牢固的瀝青膜，使在其上做的防水層與基層得以牢固粘貼。對基面，要求潔凈、干燥、水泥砂漿找平層的含水率≤10%。

　　2.瀝青膠(瑪碲脂)

　　瀝青膠為瀝青與礦質(zhì)填充料的均勻混合物。填充料可為粉狀的，如滑石粉、石灰石粉;也可為纖維狀的，如石棉屑、木纖維等。

　　瀝青膠分熱用與冷用兩種。在熱用瀝青膠中，粉狀填充料摻量一般為瀝青重量的10%一25%，纖維狀填充料一般為5%一10%;而冷用瀝青膠的配比一般是：瀝青40%～50%，綠油25%～30%，礦粉10%～30%，有時還加人5%以下的石棉。

　　瀝青膠可用來粘貼防水卷材，用作接縫材料等。(厚度1～1.5mm，≤2mm)。

　　瀝青膠的標(biāo)號主要按耐熱度劃分，對柔韌性和粘結(jié)力也作了規(guī)定。應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)、屋面坡度和當(dāng)?shù)貧v年最高氣溫來選擇標(biāo)號。

　　. 瀝青膠的技術(shù)性質(zhì)及選用見表20-45、表20-46。

　　3.乳化瀝青

　　乳化瀝青是一種冷施工的防水涂料，是瀝青微粒(粒徑1/tm左右)分散在有乳化劑的水中而成的乳膠體。乳化劑可分為陰離子乳化劑(如肥皂、洗衣粉等)、陽離子乳化劑(如雙甲基十八烷溴胺等)、非離子乳化劑(如石灰膏、膨潤土等)以及膠體乳化劑(建筑

　　工程不宜用)四大類。常用的乳化瀝青有：

　　耐熱度:用2mm厚的瀝青膠粘合兩張油紙，不低于下列溫度時在45‘角的坡板上停放5h，瀝青膠不應(yīng)流出，油紙不滑動

　　柔韌性:涂在瀝青油氈上的2mm的瀝青膠層，在18℃±2℃時，圍繞下列直徑(mm)的圓棒以5。均衡的速度彎曲成半周，瀝青膠結(jié)材料不應(yīng)有裂紋

　　粘結(jié)力:將兩張用瀝青膠粘貼在一起的瀝青油紙揭開時，若被撕開的面積超過粘貼面積的l/2時，則認(rèn)為粘結(jié)力不合格，否則為合格

　　(1)皂液乳化瀝青。其組成材料為瀝青、皂類復(fù)合乳化劑及水�？膳c玻璃纖維布等配合使用。

　　(2)石灰乳化瀝青。其組成材料為瀝青、石灰膏乳化劑與水，屬厚質(zhì)防水涂料。

　　其他還有膨潤土乳化瀝青、石棉乳化瀝青等。

　　4.建筑防水瀝青嵌縫油膏

　　這是一種冷用膏狀材料，它以石油瀝青為基料，加入改性材料(如廢橡膠粉或硫化魚油)、稀釋劑(如松節(jié)油等)及填充劑(石棉絨、滑石粉等)等混合而成。主要在屋面、墻面、溝槽等處作防水層的嵌縫材料。

　　嵌縫油膏的標(biāo)號主要按照耐熱度與低溫柔性來劃分，其標(biāo)號與技術(shù)性能見表20-47。

　　施工時，應(yīng)注意基屋表面的清潔與干燥，用冷底子油打底并干燥后，再用油膏嵌縫。

　　油膏表面可加覆蓋層(如油氈塑料等)。

　　5.瀝青防水卷材

　　瀝青防水卷材必須具備良好的耐水性、溫度穩(wěn)定性、強(qiáng)度、延展性、抗斷裂性、柔韌性及大氣穩(wěn)定性等性質(zhì)。

　　(1)常用油氈。常用油氈指用低軟化點(diǎn)瀝青浸漬原紙，然后以高軟化點(diǎn)瀝青涂蓋兩面，再涂刷或撒布隔離材料(粉狀或片狀)而制成的紙?zhí)シ浪�卷材。分為石油瀝青油氈與煤瀝青油氈兩類。

　　石油瀝青油氈分為200、350、500三種標(biāo)號，它們是按所用原紙每平方米的質(zhì)量克數(shù)(g/m2)來劃分的，各標(biāo)號油氈的性能應(yīng)符合表20-48規(guī)定。

　　每卷油氈總面積為(20i0.3)m’，幅寬有915mm與1000mm兩種。

　　每卷油氈中允許有一處接頭，其中較短的一段長度不應(yīng)少于2500mm，接頭處應(yīng)剪切整齊，并加長150mm備作搭接。優(yōu)等品中有接頭的油氈?jǐn)?shù)不得超過批量的3%。

　　需注意的是：在施工時，石油瀝青油氈要用石油瀝青膠粘結(jié)，煤瀝青油氈則用煤瀝青膠粘結(jié)。

　　紙?zhí)サ目估�能力低、易腐爛、耐久性差，可用玻璃纖維氈、黃麻織物、鋁箔等作為胎體制作油氈。

　　儲運(yùn)時，油氈應(yīng)在45—50℃以下立放，堆高不超過兩層，自生產(chǎn)之日起產(chǎn)品保存期為一年。

　　(2)瀝青再生膠油氈。這是一種無胎防水卷材，由再生橡膠、10號石油瀝青及碳酸鈣填充料，經(jīng)混煉、壓延而成。瀝青再生膠油氈具有較好的彈性，不透水性與低溫柔韌性，以及較高的延伸性、抗拉強(qiáng)度與熱穩(wěn)定性。這些優(yōu)點(diǎn)使之適用于水工、橋梁、地下建筑物管道等重要防水工程，以及建筑物變形縫的防水處理。

　　(3)SBS改性瀝青。SBS改性瀝青防水卷材屬彈性體瀝青防水卷材，以聚酯纖維無紡布等為胎體，以SBS橡膠改性瀝青為面層，表面帶有砂粒或覆蓋PE膜。具有較高的耐熱性、低溫柔性、彈性及耐疲勞性等，施工時可以冷粘貼(氯丁粘合劑)，也可以熱熔粘貼。

　　適合于寒冷地區(qū)和結(jié)構(gòu)變形頻繁的建筑。

　　(4)APP改性瀝青防水卷材。這一類卷材屬塑性體瀝青防水卷材，以無規(guī)聚丙烯

　　(APP)等為瀝青的改性材料，卷材具有良好的強(qiáng)度、延伸性、耐熱性、耐紫外線照射及耐老化性能，單層鋪設(shè)，適合于紫外線輻射強(qiáng)烈及炎熱地區(qū)屋面使用。

　　·以上兩種改性瀝青防水卷材均以10in~卷材的標(biāo)稱重量(kg)作為卷材的標(biāo)號。玻纖氈胎基的卷材分為25號、35號和45號三種標(biāo)號;聚酯氈胎基的卷材分為25號、35號、45號和55號四種標(biāo)號。厚度有2mm、3mm、4mm、Sram等規(guī)格。

　　二、合成高分子防水材料

　　合成高分子防水材料主要有以合成橡膠、合成樹脂或它們兩者的共混體為基料的防水材料。

　　(一)防水卷材

　　目前國內(nèi)這一類卷材每卷長大多為20m。

　　1.三元乙丙橡膠防水卷材

　　這是一種以三元乙丙橡膠為主體制成的無胎卷材，是目前耐老化性最好的一種防水卷材，在一60～120℃的溫度范圍下使用，壽命可長達(dá)20年以上。它具有良好的耐候性，耐臭氧性，耐酸堿腐蝕性，耐熱性與耐寒性。它的抗拉強(qiáng)度高達(dá)7.5MPa以上，延伸率超過450%，其施工方法主要是用合成橡膠類膠粘劑，如CX--404BN2等，進(jìn)行粘結(jié)，易于操作。因此，這種防水卷材堪稱當(dāng)前最先進(jìn)、最具發(fā)展前途的一個新品種。這種新型防水卷材的缺點(diǎn)是遇到機(jī)油時將產(chǎn)生溶脹，以及一次支付造價(jià)較高(但相對其性能及壽命，總體效益仍然合算)。施工時，基層處理劑可用聚氨酯底膠，基層膠粘劑可用CX--404膠，用銀色著色劑作保護(hù)涂層。

　　2.聚氯乙烯防水卷材

　　這是一種樹脂基的無胎防水卷材，分為兩大類：S型(以煤焦油與PVC，即聚氯乙烯樹脂，為基料)和P型(以增塑聚氯乙烯樹脂為基料)，它的抗拉強(qiáng)度在14—17.5MPa，伸長率可高達(dá)300%，且具有良好的尺寸穩(wěn)定性與耐腐蝕性;其低溫柔性與耐老化性也較好，故在建筑防水工程中廣泛使用。

　　3.氯丁橡膠卷材

　　這種防水卷材是以氯丁橡膠為主要原料制成的。其性能與二元乙丙橡膠卷材相比，多數(shù)指標(biāo)雖稍遜但相仿，而耐低溫性能要差一些。這種防水卷材已廣泛用于地下室混凝土結(jié)構(gòu)、屋面、橋面及蓄水池的防水層。

　　4.氯化聚乙烯—橡膠共混型防水卷材

　　這類防水卷材不但具有氯化聚乙烯特有的高強(qiáng)度和優(yōu)異的耐臭氧、耐老化性能，而且具有橡膠所特有的高彈性、高延伸性以及良好的低溫柔性。

　　(二)密封材料

　　密封材料應(yīng)首先考慮其粘結(jié)性與使用部位。

　　1.聚氨酯密封膏

　　聚氨酯密封膏是性能最好的密封材料之一。一般用雙組分配制，甲乙兩組分按比例混合，經(jīng)固化反應(yīng)成彈性體。具有高的彈性、粘結(jié)力與防水性，良好的耐油性、耐候性、耐久性及耐磨性。與混凝土的粘接性良好，且不需打底，故可用于屋面、墻面的水平與垂直接縫，公路及機(jī)場跑道的外縫、接縫，還可用于玻璃與金屬材料的嵌縫以及游泳池工程等。

　　2.硅酮密封膏

　　硅酮密封膏具有優(yōu)異的耐熱、耐寒性和良好的耐候性，分為F類和G類兩類。F類為建筑接縫用，G類為鑲嵌玻璃用。目前大多用單組分(聚硅氧烷)配制，施工后與空氣中的水分進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，形成橡膠彈性體。

　　3.聚氯乙烯嵌縫接縫膏和塑料油膏(即聚氯乙烯膠泥和塑料油膏)

　　聚氯乙烯嵌縫接縫膏以煤焦油和聚氯乙烯(PVC)樹脂粉為基料，配以增塑劑、穩(wěn)定劑及填充料在140℃下塑化而成的熱施工防水材料。目前另有一種PVC--SR型膠泥，為冷施工型防水材料。

　　塑料油膏則以廢舊聚氯乙烯(PVC)塑料代替PVC樹脂粉，其余不變，來生產(chǎn)聚氯乙烯嵌縫接縫膏，因此成本較低，有較大發(fā)展前途。宜熱施工，并可冷用。

　　這兩種密封膏均具有良好的粘結(jié)性、防水性、彈塑性，還有良好的耐熱、耐寒、耐腐蝕和耐老化性。因而適于屋面嵌縫，也可用于輸供水系統(tǒng)及大型墻板嵌縫，效果良好。

　　4.丙烯酸類密封膏

　　通常為水乳型。這類密封膏在一般基底上不產(chǎn)生污漬，有良好的抗紫外線性能及延伸性能，但耐水性不算很好。

　　(三)防水涂料

　　防水涂料按液態(tài)類型也可分為溶劑型、水乳型及反應(yīng)型三類。大多采用冷施工。

　　1.聚氧酯防水涂料

　　屬雙組分反應(yīng)型涂料。固化的體積收縮小，可形成較厚的防水涂膜，具有彈性高、延伸率大、耐高低溫性好、耐油、耐化學(xué)藥品等優(yōu)點(diǎn)。為高檔防水涂料，價(jià)格較高。施工時雙組分需準(zhǔn)確稱量拌合，使用較麻煩，且有一定的毒性和可燃性。

　　2.硅橡膠防水涂料

　　硅橡膠防水涂料具有良好的防水性、滲透性、成膜性、彈性、粘結(jié)性、耐水性和耐濕熱低溫性。適應(yīng)基層復(fù)形的能力強(qiáng)，可滲入基底，與基底牢固粘結(jié)。成膜速度快，可在潮濕基層上施工，無毒、無味、不燃，可配成各種顏色。適用于地下工程、屋面等防水、防滲及滲漏修補(bǔ)工程，也是冷藏庫優(yōu)良的隔汽材料，但價(jià)格較高。這種涂料有1號和2號兩種，1號用于表層和底層，2號用于中間作為加強(qiáng)層。

　　其他防水材料還有防水劑、粉末狀防水材料、防水注漿堵漏材料等。