建筑材料教学辅导4(第11章)

建筑材料教学辅导4（第11章）

第11章防水材料

1．什么是沥青？沥青为什么广泛用于建筑工程的防水、防潮、防渗及防腐和道路工程？

答：沥青材料是由一些极其复杂的高分子碳氢化合物和这些碳氢化合物的非金属（氧、硫、氮）衍生物所组成的黑色或黑褐色的固体、半固体或液体的混合物。

沥青属于憎水性有机胶凝材料，其结构致密、几乎完全不溶于和不吸水；与混凝土、砂浆、木材、金属、砖、石料等材料有非常好的粘结能力；具有较好的抗腐蚀能力，能抵抗一般酸、碱、盐等的腐蚀；具有良好的电绝缘性。因而广泛用于建筑工程的防水、防潮、防渗及防腐和道路工程。

2．沥青按其在自然界中获得的方式，可分为哪两大类？

答：沥青按其在自然界中获得的方式，可分为地沥青和焦油沥青两大类。

地沥青是天然存在的或由石油精制加工得到的沥青材料，包括天然沥青和石油沥青。天然沥青是石油在自然条件下，长时间经受地球物理因素作用而形成的产物。石油沥青是指石油原油经蒸馏等工艺提炼出各种轻质油及润滑油后的残留物后再进一步加工得到的产物。

焦油沥青是利用各种有机物（烟煤、木材、页岩等）干馏加工得到的焦油，再经分馏加工提炼出各种轻质油后而得到的产品。包括：煤沥青、木沥青、页岩沥青等。

建筑工程中最常用的主要是石油沥青和煤沥青。

3．石油沥青的组分有哪些？各有何影响？

答：石油沥青中的组分有：油分、树脂、沥青质，其含量的变化直接影响着沥青的技术性质。

油分含量的多少直接影响沥青的柔软性、抗裂性及施工难度；中性树脂赋予沥青具有一定的塑性、可流动性和粘结性，其含量增加，沥青的粘结力和延伸性增加；酸性树脂能改善沥青对矿物材料的浸润性，特别是提高了与碳酸盐类岩石的粘附性及增强了沥青的可乳化性；沥青质决定着沥青的粘结力、黏度、温度稳定性和硬度等。沥青质含量增加时，沥青的粘度和粘结力增加，硬度和软化点提高。

4．石油沥青的技术性质有哪些？

答：石油沥青的技术性质：黏滞性（黏性）、塑性、温度敏感性（温度稳定性）、大气稳定性、施工安全性、防水性和溶解度。

5．何谓石油沥青的黏滞性？石油沥青的粘滞性大小与什么因素有关？测定相对黏度的主要方法是什么？

答：石油沥青的黏滞性是反映沥青材料内部阻碍其相对流动的一种特性。以绝对黏度表示，是沥青性质的重要指标之一。

石油沥青的粘滞性大小与组分及温度有关。沥青质含量高，同时有适量的树脂，而油分含量较少时，则黏滞性较大。在一定温度范围内，当温度上升时，则黏滞性随之降低，反之则随之增大。

工程上常用相对黏度（条件黏度）表示。测定相对黏度的主要方法是用针入度仪或标准黏度计。

黏稠石油沥青的相对黏度用针入度仪测定的针入度来表示。针入度值越小，表明石油沥青的黏度越大。

对于液体石油沥青或较稀的石油沥青，其相对黏度可用标准黏度计测定的标准黏度表示。标准黏度值越大，则表明石油沥青的黏度越大。

6．何谓沥青的塑性？石油沥青的塑性大小与什么因素有关？。影响沥青塑性的因素有哪些？石油沥青的塑性用什么表示？

答：塑性是指石油沥青在外力作用下产生变形而不破坏（产生裂缝或断开），除去外力后仍保持变形后的形状不变的性质，又称延展性。塑性是沥青性质的重要指标之一。

石油沥青的塑性大小与组分有关。石油沥青中树脂含量较多，且其他组分含量适当时，则塑性较大。

影响沥青塑性的因素有温度和沥青膜层厚度。温度升高，塑性增大，膜层愈厚，塑性愈高。反之，膜层越薄，则塑性越差。当膜层厚度薄至1μm时，塑性消失，即接近于弹性。在常温下，塑性较好的沥青在产生裂缝时，也可能由于特有的粘塑性而自行愈合。故塑性还反映了沥青开裂后的自愈能力。沥青之所以能用来制造性能良好的柔性防水材料，很大程度取决于沥青的塑性。沥青的塑性对冲击振动有一定的吸收能力，能减少摩擦时的噪声，故沥青也是一种优良的地面材料。

石油沥青的塑性用延度表示。延度越大，塑性越好。

7．何谓温度敏感性？温度敏感性与什么因素有关？工程上用什么方法减小其温度敏感性？沥青的温度敏感性用什么表示？

答：温度敏感性是指石油沥青的黏滞性和塑性随温度升降而变化的性能，也称温度稳定性。温度敏感性也是沥青性质的重要指标之一。

石油沥青中沥青质含量较多时，在一定程度上能够减少其温度敏感性（即提高温度稳定性），沥青中含蜡量较多时，则会增大温度敏感性。建筑工程上要求选用温度敏感性较小的沥青材料，因而在工程使用时往往加入滑石粉、石灰石粉或其他矿物填料来减小其温度敏感性。

沥青的温度敏感性用软化点表示。采用“环球法”测定，软化点越高，则温度敏感性越小。

8．何谓大气稳定性？什么是石油沥青的老化？石油沥青的大气稳定性用什么表示？

答：大气稳定性是指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等因素的长期综合作用下抵抗老化的性能。

在阳光、空气和热等的综合作用下，沥青各组分会不断递变，低分子化合物将逐步转变成高分子物质，即油分和树脂逐渐减少，而沥青质逐渐增多，从而使沥青流动性和塑性逐渐减小，硬脆性逐渐增大，直至脆裂，这个过程称为石油沥青的老化。

石油沥青的大气稳定性以沥青试样在160℃下加热蒸发5小时后质量蒸发损失百分率和蒸发后的针入度比表示。蒸发损失百分率越小，蒸发后针入度比值愈大，则表示沥青的大气稳定性愈好，即老化愈慢。

9．什么是沥青的闪点和燃点？为什么必须测定沥青的闪点和燃点？

答：闪点是指加热沥青至挥发出的可燃气体和空气的混合物，在规定条件下与火焰接触，初次闪火（有蓝色闪光）时的沥青温度（℃）。

燃点是指加热沥青产生的气体和空气的混合物，与火焰接触能持续燃烧5s以上时，此时沥青的温度（℃）。燃点温度比闪点温度约高10℃。沥青质含量越多，闪点和燃点相差越大。液体沥青由于油分较多，闪点和燃点相差很小。

闪点和燃点的高低表明沥青引起火灾或爆炸的可能性大小，它关系到运输、贮存和加热使用等方面的安全。所以必须测定沥青的闪点和燃点。

10．沥青为什么广泛用作建筑工程的防潮、防水、抗渗材料？

答：石油沥青是憎水性材料，几乎完全不溶于水，且本身构造致密；它与矿物材料表面有很好的粘结力，能紧密粘附于矿物材料表面。同时，他又具有一定的塑性，能适应材料或构件的变形。所以沥青具有良好的防水性。故广泛用作建筑工程的防潮、防水、抗渗材料。

11．何谓沥青的溶解度？

答：溶解度是指石油沥青在三氯乙烯、四氯化碳或苯中溶解的百分率，以表示石油沥青中有效物质的含量，即纯净程度。

12．石油沥青主要划分为哪三大类？三种石油沥青都是按什么指标来划分牌号的？

答：石油沥青主要划分为三大类：道路石油沥青、建筑石油沥青和普通石油沥青。各品种按技术性质划分为多种牌号。

三种石油沥青都是按针入度指标来划分牌号的，而每个牌号还应保证相应的延度和软化点。以及溶解度、蒸发损失、蒸发后针入度比、闪点等。

13．根据什么条件选择石油沥青？为什么在满足使用要求的前提下，尽量选用较大牌号的石油沥青？

答：应根据工程性质（房屋、道路、防腐）及当地气候条件，所处工作环境（屋面、地下）来选择不同牌号的沥青。在满足使用要求的前提下，尽量选用较大牌号的石油沥青，以保证在正常使用条件下，石油沥青有较长的使用年限。

14．道路石油沥青的用途是什么？如何选择道路石油沥青？

答：道路石油沥青主要在道路工程中作胶凝材料，用来与碎石等矿质材料共同配制成沥青混凝土、沥青砂浆等沥青拌合物用于道路路面或车间地面等工程。

在道路工程中选用沥青时，要根据交通量和气候特点来选择。南方地区宜选用高粘度的石油沥青，以保证在夏季沥青路面具有足够的稳定性；而北方寒冷地区宜选用低黏度的石油沥青，以保证沥青路面在低温下仍具有一定的变形能力，减少低温开裂。

15．建筑石油沥青主要用途是什么？如何选择建筑石油沥青？

答：建筑石油沥青主要用作制造油纸，油毡，防水涂料和沥青嵌缝膏。他们绝大部分用于屋面及地下防水、沟槽防水防腐及管道防腐等工程。

为避免夏季流淌，一般屋面用沥青材料的软化点还应比本地区屋面最高温度高20℃以上，低了夏季易流淌，过高冬季低温易硬脆甚至开裂。用于地下防潮、防水工程时，一般对软化点要求不高，但其塑性要好，黏性要大，使沥青层能与建筑物粘结牢固，并能适应建筑物的变形而保持防水层完整，不遭破坏。在建筑工程中一般不宜直接使用普通石油沥青。

16．为什么要对对沥青改性？有哪些改性措施？

答：建筑上使用的沥青必需具有一定的物理性质和黏附性。即在低温条件下应有弹性和塑性；在高温条件下要有足够的强度和稳定性；在加工和使用条件下具有抗”老化”能力；还应与各种矿物料和结构表面有较强的粘附力；对构件变形的适应性和耐疲劳性等等。通常，石油加工厂制备的沥青不一定能全面满足这些要求，如只控制了耐热性（软化点），其他方

面就很难达到要求，致使目前沥青防水屋面渗漏现象严重，使用寿命短。为此，常用橡胶、树脂和矿物填料等对沥青改性。

17．何谓石油沥青改性材料？这些材料各有何特点？

答：橡胶、树脂和矿物填料等通称为石油沥青改性材料。

橡胶是沥青的重要改性材料，它和沥青有较好的混溶性，并能使沥青具有橡胶的很多优点，如高温变形小，低温柔性好。由于橡胶的品种不同，掺入的方法也有所不同，因而各种橡胶沥青的性能也有差异。

用树脂改性石油沥青，可以改进沥青的耐寒性，粘结性和不透气性。由于石油沥青中含芳香性化合物很少，故树脂和石油沥青的相溶性较差，而且可用的树脂品种也较少。

矿物填充料改性沥青（沥青玛碲脂）是在沥青中掺入适量粉状或纤维状矿物填充料经均匀混合而成。矿物填充料掺入沥青中后，能被沥青包裹形成稳定的混合物，由于沥青对矿物填充料的湿润和吸附作用，沥青可能成单分子状排列在矿物颗粒（或纤维）表面，形成结合力牢固的沥青薄膜，具有较高的黏性和耐热性等。因而提高沥青了的粘结能力、柔韧性和耐热性，减少了沥青的温度敏感性，并且可以节省沥青。

18．建筑防水工程对防水卷材的要求有哪些？

答：建筑防水工程对防水卷材的要求

（1）耐水性：指在水的作用下和被水浸润后其性能基本不变，在压力水作用下具有不透水性，常用不透水性、吸水性等指标表示。

（2）温度稳定性：在高温下不流淌、不起泡、不滑动，低温下不脆裂的性能。即在一定温度变化下保持原有性能的能力。常用耐热度、耐热性等指标表示。

（3）机械强度、延伸性和抗断裂性：指防水卷材承受一定荷载、应力或在一定变形的条件下不断裂的性能。常用拉力、拉伸强度和断裂伸长率等指标表示。

（4）柔韧性：指在低温条件下保持柔韧性的性能。它对保证易于施工、不脆裂十分重要。常用柔度、低温弯折性等指标表示。

（5）大气稳定性：指在阳光、热、臭氧及其他化学侵蚀介质等因素的长期综合作用下抵抗侵蚀的能力。常用耐老化性、热老化保持率等指标表示。

19．何谓石油沥青防水卷材？常用的石油沥青防水卷材有哪些？

答：石油沥青防水卷材是用原纸、纤维织物、纤维毡等胎体浸涂石油沥青，表面撒布粉状、粒状或片状材料制成可卷曲的片状防水材料。

常用石油沥青防水卷材有：石油沥青纸胎油毡、石油沥青玻璃布油毡、石油沥青玻纤胎油毡、石油沥青麻布胎油毡等。

20．何谓高聚物改性沥青防水卷材？高聚物改性沥青防水卷材有那些优点？常用的高聚物改性沥青防水卷材有哪些？

答：高聚物改性沥青防水卷材是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、片状或薄膜材料为覆面材料制成的可卷曲片状防水材料。

高聚物改性沥青防水卷材克服了传统沥青防水卷材温度稳定性差、延伸率小的不足，具有高温不流淌、低温不脆裂、拉伸强度高、延伸率较大等优异性能，且价格适中，在我国属中低档防水卷材；一般单层铺设，也可复合使用。根据不同卷材可采用热熔法、冷粘法、自粘法施工。常见的几种高聚物改性沥青防水卷材：SBS改性沥青防水卷材、APP改性沥青防水卷材、PVC改性焦油沥青防水卷材、再生胶改性沥青防水卷材、废橡胶粉改性沥青防

水卷材

21．何谓合成高分子防水卷材？合成高分子防水卷材有何优点？

答：以合成橡胶、合成树脂为主的新型防水卷材称为合成高分子防水卷材。分为加筋增强型和非加筋增强型两种。

合成高分子防水卷材具有高弹性、拉伸强度高、延伸率大、耐热性和低温柔性好、耐腐蚀、耐老化、冷施工、单层防水和使用寿命长等优点。

22．

答：防水涂料是一种流态或半流态物质，涂布在基层表面，经溶剂或水分挥发或各组分间的化学反应，形成有一定弹性和一定厚度的连续薄膜，使基层表面与水隔绝，起到防水、防潮作用。

防水涂料固化成膜后的防水涂膜具有良好的防水性能，特别适合于各种复杂、不规则部位的防水，能形成无接缝的完整防水膜。它大多采用冷施工，不必加热熬制，既减少了环境污染，改善了劳动条件，又便于施工操作，加快了施工进度。此外，涂布的防水涂料既是防水层的主体，又是粘结剂，因而施工质量容易保证，维修也较简单。但是，防水涂料须采用刷子或刮板等逐层涂刷（刮），故防水膜的厚度较难保持均匀一致。因此，防水涂料广泛适用于工业与民用建筑的屋面防水工程、地下室防水工程和地面防潮、防渗等。

防水涂料按液态类型可分为溶剂型、水乳型和反应型三种；按成膜物质的主要成分可分为沥青类、高聚物改性沥青类和合成高分子类。

22．何谓防水涂料？防水涂料有哪些优点？防水涂料的分类如何？

答：防水涂料是一种流态或半流态物质，涂布在基层表面，经溶剂或水分挥发或各组分间的化学反应，形成有一定弹性和一定厚度的连续薄膜，使基层表面与水隔绝，起到防水、防潮作用。

防水涂料固化成膜后的防水涂膜具有良好的防水性能，特别适合于各种复杂、不规则部位的防水，能形成无接缝的完整防水膜。它大多采用冷施工，不必加热熬制，既减少了环境污染，改善了劳动条件，又便于施工操作，加快了施工进度。此外，涂布的防水涂料既是防水层的主体，又是粘结剂，因而施工质量容易保证，维修也较简单。但是，防水涂料须采用刷子或刮板等逐层涂刷（刮），故防水膜的厚度较难保持均匀一致。因此，防水涂料广泛适用于工业与民用建筑的屋面防水工程、地下室防水工程和地面防潮、防渗等。

防水涂料按液态类型可分为溶剂型、水乳型和反应型三种；按成膜物质的主要成分可分为沥青类、高聚物改性沥青类和合成高分子类。

23．防水涂料必须具备以下性能有哪些？

答：防水涂料必须具备以下性能：

（1）固体含量

指防水涂料中所含固体比例。由于涂料涂刷后靠其中的固体成分形成涂膜，因此固体含量多少与成膜厚度及涂膜质量密切相关。

（2）耐热度

指防水涂料成膜后的防水薄膜在高温下不发生软化变形、不流淌的性能。它反映防水涂膜的耐高温性能。

（3）柔性

指防水涂料成膜后的膜层在低温下保持柔韧的性能。它反映防水涂料在低温下的施工和使用性能。

（4）不透水性

指防水涂料在一定水压（静水压或动水压）和一定时间内不出现渗漏的性能；是防水涂料满足防水功能要求的主要质量指标。

（5）延伸性

指防水涂膜适应基层变形的能力。防水涂料成膜后必须具有一定的延伸性，以适应由于温差、干湿等因素造成的基层变形，保证防水效果。

24．防水涂料的选用。

答：防水涂料的使用应考虑建筑的特点、环境条件和使用条件等因素，结合防水涂料的特点和性能指标选择。

（1）沥青基防水涂料

指以沥青为基料配制而成的水乳型或溶剂型防水涂料。这类涂料对沥青基本没有改性或改性作用不大，有石灰乳化沥青、膨润土沥青乳液和水性石棉沥青防水涂料等。主要适用于Ⅲ级和Ⅳ级防水等级的工业与民用建筑屋面、混凝土地下室和卫生间防水。

（2）高聚物改性沥青防水涂料

指以沥青为基料，用合成高分子聚合物进行改性，制成的水乳型或溶剂型防水涂料。这类涂料在柔韧性、抗裂性、拉伸强度、耐高低温性能、使用寿命等方面比沥青基涂料有很大的改善。品种有再生橡胶改性沥青防水涂料、水乳型氯丁橡胶沥青防水涂料、SBS橡胶改性沥青防水涂料等。适用于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级防水等级的屋面、地面、混凝土地下室和卫生间等的防水工程。

（3）合成高分子防水涂料

指以合成橡胶或合成树脂为主要成膜物质制成的单组分或多组分的防水涂料。这类涂料具有高弹性、高耐久性及优良的耐高低温性能，品种有聚氨酯防水涂料、丙烯酸酯防水涂料、聚合物水泥涂料和有机硅防水涂料等。适用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级防水等级的屋面、地下室、水池及卫生间等的防水工程。