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1、防水材料及应用,一、概 述,防水材料是建筑材料的重要组成部分，防水材料性能的好坏直接关系到建筑物的使用功能和使用寿命。防水材料发展已有很多年历史最早的天然材料，到瓦、金属板材19世纪出现沥青防水材料。（缺点：热淌冷脆）改性沥青防水卷材、合成高分子防水卷材、防水涂料结晶渗透型防水材料,防水材料的定义及作用,定义：能够防止雨水、地下水及其他水渗透的建筑功能材料。主要作用：防潮防渗避免水和盐分对建筑物的侵蚀，保护建筑构件。防水材料种类：防水卷材防水涂料密封材料刚性防水材料土工膜,建筑防水体系的分类,现代建筑防水体系大致可分为三类刚性防水体系自防水体系柔性防水体系。刚性防水体系和自防水体系在近年来有了
2、较大的发展，但在建筑工程中仍然是以柔性防水体系为主。,刚性防水体系,刚性防水体系：又称刚性屋面，它是指由水泥浆、防水砂浆等组成具有均匀、密实无孔缝的整体防水层。,自防水体系,自防水体系：经适当的构造、结构设计、选用微膨胀和密实材料，经正确施工构筑而成的结构材料，具有防水性能。,柔性防水体系,柔性防水体系：指使用致密不透水且具有柔韧性、弹性、耐温性和可施工等性质的有机材料构成的防水层体系。,第一节 防水卷材及施工技术,压延法或挤出法生产的匀质卷材；带织物增强层的复合卷材新型防水卷材主要分为高聚物改性沥青防水卷材、合成高分子防水卷材。,防水卷材的组成,石油沥青改性沥青聚合物：橡胶、合成树脂填料添加
3、剂：增塑剂，硫化剂、防老剂织物增强层,基本性能要求,尺寸规格力学性能：拉伸强度、断裂伸长率、直角撕裂强度低温柔性抗渗性耐老化性能,主要品种,石油沥青防水卷材改性沥青防水卷材三元乙丙橡胶防水卷材聚氯乙烯-橡胶共混防水卷材聚氯乙烯防水卷材聚乙烯防水卷材自粘型复合防水卷材,1.1 改性沥青防水卷材,改性沥青,改性沥青卷材,主要品种,SBS改性沥青柔性防水卷材APP改性沥青防水卷材其它改性沥青防水卷材,SBS改性沥青柔性防水卷材,以热塑性苯乙烯丁二烯苯乙烯共聚物(SBS，热塑性弹性体)作为改性剂，改性沥青涂盖在经沥青浸渍的胎基(玻璃纤维或聚酯纤维纺布)两面，上表面撒以细砂、矿物粒(片)料或覆盖聚乙烯膜
4、所制成的防水卷材，又称弹性体防水卷材。,SBS热塑性橡胶兼有橡胶和塑料的特性常温下具有橡胶的弹性高温下又能象塑料那样熔融流动，成为可塑的材料,改性沥青防水卷材的规格,性能特点,在各种胎体中，以无纺聚脂纤维毡为最好，它具有高拉伸强度、高延伸率、高疲劳强度等优点，其抗撕裂强度比玻纤油毡大1517倍，耐刺穿强度大1519倍。SBS的加入量仅为10%15%，但大大地提高了产品性能，使产品具有塑料和橡胶的双重特性，即在常温下有弹性、在高温下有热塑性。有效范围广：-381190C。,改性沥青防水卷材的性能,适用范围,寒冷及酷热地区的工业与民用建筑屋面地下工程游泳池水库桥梁隧道灌溉渠等工程的防水使用寿命为1
5、5年。,工 艺,常采用冷贴法施工卷材与基层间采用氯丁粘合剂或加401胶基层处理剂和稀释剂：二甲苯（甲苯）,APP改性沥青防水卷材,以热塑性无规聚丙烯(APP，又称塑性体)等树脂改性沥青涂覆于经沥青浸渍过的聚酯无纺布或玻璃纤维毡等表面，上表面撒以细砂、矿物粒(片)料或覆盖聚乙烯膜，下表面以细砂或覆盖聚乙烯膜制成的一种防水卷材，又称塑性体防水卷材。,APP改性沥青卷材,塑性体沥青防水卷材的适应范围与弹性体沥青防水卷材基本相同外，尤其适用于高温或有强烈辐射地区的建筑防水。其中，35号可用于多层防水，45号、55号可用于单层防水或多层防水的面层。可用热熔法、自粘法施工，也可用胶粘剂进行冷粘法施工。AP
6、P改性沥青防水卷材性能指标与SBS性沥青防水卷材性能指标相似。,APP改性沥青防水卷材,其它改性沥青防水卷材,氧化沥青防水卷材：优质氧化沥青、胎体等，中低档产品，适合北方寒冷地区丁苯橡胶改性沥青防水卷材再生橡胶改性沥青防水卷材自粘性改性沥青防水卷材橡胶改性沥青聚乙烯防水卷材铝箔橡胶改性沥青防水卷材,自粘性改性沥青防水卷材,1.2 合成高分子防水卷材,聚合物的高弹态与防水材料的关系,建筑防水材料应具有在低温下足够的弹塑性，不脆断；在高温下足够的强度和稳定性，在80130时不流淌；聚合物处于玻璃化温度以上，粘流温度以下时，即处于高弹态时，有良好的弹塑性，且不粘流。高分子防水材料应在20或4080或
7、100的温度区间处于高弹态。,一、基本物理力学性能,拉伸强度（MPa)；断裂伸长率（%）；撕裂强度（kN/m)；脆性温度（C)；不透水性（水压、持续时间）；臭氧老化（422C、1000pphm、时间）；热老化（80 C、时间）；低温柔性（在负温下，对折无裂纹）。,合成高分子防水卷材的物理性能,二、高分子防水卷材品种,三元乙丙橡胶防水卷材氯化聚乙烯橡胶防水卷材PVC防水卷材聚乙烯复合防水卷材,三元乙丙橡胶防水卷材,组成：以三元乙丙橡胶（乙烯、丙烯和任一种非共轭二烯烃共聚物），掺入适量的丁基橡胶、软化剂、补强剂、填充剂、促进剂、硫化剂和填料等。,生产工艺,将各种原料经过配料、密炼、拉片、过滤、热炼
8、成橡胶混合料；橡胶混合料经挤出或压延成型为卷材；卷材再经硫化、检验、分卷、包装等制成卷材产品。,主要性能特点,1.耐老化性能好，使用寿命长 三元乙丙橡胶分子结构中的主链上没有双键，当三元乙丙橡胶受到臭氧、紫外线、湿热的作用时，主链上不易发生断裂，这是它的耐老化性能比主链上含有双键的橡胶或塑料等高分子材料优异得多得根本原因。2.弹性好，拉伸性能优异三元乙丙橡胶防水卷材的拉伸强度高（7N/m)，断裂伸长率大（450%），回弹性好，抗裂性极佳，能够适应防水基层伸缩或开裂变形的需要。,3.耐高低温性能好三元乙丙橡胶防水卷材的脆性温度很低（-45以下），耐热性能优良（达160以上），可在较低气温条件下进
9、行施工作业，并能在严寒或酷热的气候环境中长期使用。,三元乙丙橡胶防水卷材物理性能,特点与应用,特点：使用温度范围宽（-4580C)、断裂伸长率大（450%）、使用寿命长达50年，单层防水体系、冷粘贴施工。应用：适用于工业与民用建筑的屋面工程做单层外露防水层，并适用于受振动、易变形建筑工程防水，也可用于有刚性保护层或倒置式屋面以及地下室、水渠、储水池、隧道等土木建筑工程的防水。,施工要求,1.基层应平整、干燥、清洁，不得有酥松、起砂、起皮现象。2在施工前应将基层清扫干净，并铲除异物。3将防水卷材完全摊在基层上，以松弛片材的应力。用XAN-01基层胶按用量涂抹于基层和片材表面，待胶粘剂基本不粘手时
10、，平整铺贴、压实。,施工要求,4在铺贴第二卷卷材时，应在第一卷重叠的边缘处突出100mm，不涂XAN-01基层胶，按3的要求将片材铺贴在基层上，以此完成整个铺设工作，在铺设时，绝不能猛力拉紧防水卷材。5基层铺贴完成后，用专用溶剂擦洗搭接部位，充分干燥后用XAN-02搭接胶涂于接缝两面，待胶充分干燥后，再涂第二遍，待胶干至不粘手后，用滚轴压平、压实。6施工时应注意防火，地下室密闭施工现场必须配备良好的通风设备设施方可施工。,卷材搭接形式与要求,三元乙丙橡胶防水卷材的施工,氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材,组成：以氯化聚乙烯树脂（由聚氯乙烯树脂经氯化改性后制成）和合成橡胶共混为主体，适量的硫化剂、促进剂
11、、稳定剂、软化剂和填充剂等；玻璃纤维网格布。,氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材,根据共混材料和物理力学性能的不同，卷材可分为S型和N型两个品种。S型：以氯化聚乙烯与合成橡胶共混体制成的防水卷材。N型：以氯化聚乙烯与合成橡胶或再生橡胶共混体制成的防水卷材。,成型工艺,各种原料混合、素炼、混炼、过滤得到混合料；混合料经过压延（或挤出）成型卷材；卷材硫化、检验、分卷、包装等工序制得成品。,特 点,弹性体氯化聚乙烯的特点：其分子结构中不含双健，含氯原子，所以其耐寒、耐臭氧性，阻燃性，耐低化学蚀性，耐水性等综合防水性能优异，温度可适应40到85的范围，同时具有伸长率，撕裂强度高，使用奉命长等特点。防水卷材特点
12、：这种防水卷材兼有塑料和橡胶的特点，它不但具有氯化聚乙烯所特有的高强度和优异的耐臭氧、耐老化性能，而且具有橡胶类材料的高弹性、高延伸性以及良好的低温柔韧性能。,主要特性,耐老化性能优异氯化聚乙烯-橡胶共混防水卷材具有优异的耐老化性能，在1000pphm的高浓度臭氧环境中，使卷材处于拉伸100%的受力状态下，经168h处理后，试件仍无裂纹出现，因此，该卷材的大气稳定性好，使用寿命长。拉伸强度高、延伸率大具有拉伸强度高、延伸率大的特性。因此，对基层伸缩或开裂变形的适应性较强，为提高防水工程质量和延长防水层的使用寿命，创造了条件。,粘结性能好氯化聚乙烯树脂含氯量为30%-40%，由于氯原子的存在，大
13、大提高了共混卷材的粘结性能和阻燃性能，使该卷材本身成为一种易粘结材料。应用范围广屋面地下室桥梁隧道堤坝,主要特性,氯化聚乙烯橡胶防水卷材物理性能,撕裂强度（N/cm),卷材与粘结剂产品,热熔施工,聚氯乙稀（PVC）防水卷材,组成：以聚氯乙烯树脂（PVC）为主要原料，掺入适量的改性剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、着色剂、填充剂等，生产工艺：经捏合、塑化、挤出压延、整形、冷却、检验、分卷、包装等工序加工制成可卷曲的片状防水材料。,性能特点,1、使用寿命长：屋面暴露可达30年，地下埋置可达50年以上。2、耐候性优良：各种气候下均能保持较好的柔韧性。不受工业垃圾和生物菌的侵害，防霉、耐化学药品腐蚀。3、抗拉
14、强度及伸长率高，适应结构性移动。接缝通过热风焊接与母材形成一体，牢固可靠。4、耐根系渗透和耐风化，适宜于种植屋面。5、抗穿孔性和耐压性好，机械阻力高。,性能特点,6、可塑性好：适应复杂的防雨板和边角部处理。7、幅宽2.1米，材料施工损耗少。8、尺寸变化率低：质地均匀，无毛细管现象。9、施工简单快捷，无污染，受环境气候影响小；完成即可上人，保证大面积连续作业10、浅色表面，反射紫外线照射，吸热最少。,氯化聚乙烯彩色防水卷材,PVC防水卷材主要用于建筑工程的屋面防水，也可用于水池、堤坝等防水工程。PVC防水卷材施工方法有：粘结法、空铺法和机械固定法三种，并配有独特的焊接工艺。复杂的防水施工部位，可
15、采用配套的PVC特制配件。,氯化聚乙烯防水卷材应用,氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材,以氯化聚乙烯树脂和合成橡胶的共混合物为主体，加入适量的硫化剂、促进剂、稳定剂、软化剂和填充料等，经混炼、过滤、压延或挤出成型、硫化等工序制成的高弹性防水卷材。,其他合成高分子防水卷材,氯磺化聚乙烯防水卷材TPO防水卷材WRM-100橡胶共混防水卷材,第二节 新型防水涂料与密封材料,2.1 防水涂料,新型防水涂料是以液态高分子合成树脂、橡胶为主体和高聚改性沥青为主体，采用涂布的方法涂刮在防水基层上，在常温下固化，形成具有一定弹性的涂膜防水层。防水层可以是防水涂料的涂膜，也可以是用玻璃纤维网格布或聚酯纤维无纺布增强的涂
16、膜。,特点,防水性能好，满足各种屋面和地面防水工程要求；操作简便，施工速度快，特别是在结点和不规则构造处的施工较简单；安全性好；温度适应性强，基本能满足高温厂房和特殊工程的需要；易维修。,分类,按组分分为：单组分和双组分。单组分防水涂料按液态类型不同分为溶剂型和水乳型两种。溶剂型是高分子材料以分子状态溶于有机溶剂中，整个体系呈溶液状；水乳型是高分子材料以极度微小的颗粒稳定地悬浮于水中，体系呈乳液状。按成分分为：沥青基防水涂料聚合物改性防水涂料合成高分子防水材料,SBS弹性沥青防水涂料,以SBS树脂改性沥青，再加表面活性剂及少许其他树脂等制成水乳型的弹性防水涂料。SBS改性沥青防水涂料具有良好的
17、低温柔性、粘结性、抗裂性、耐老化性和防水性。SBS改性沥青防水涂料采用冷施工，操作方便，安全可靠、无毒、不污染环境，施工时可用胎体增强材料进行加强处理。SBS改性沥青防水涂料适用于复杂基层的防水工程，如厕浴间、厨房、地下室、水池等的防水、防潮。,聚氨脂防水涂料,聚氨脂防水涂料是一种双组分反应型防水涂料，甲组分是聚氨脂，乙组分为固化剂，按比例配合搅拌均匀后，甲组分与乙组分发生化学反应，由液态转化为固态，体积收缩很小，容易形成较厚的防水涂膜。,聚氨脂防水涂料的特点,聚氨脂防水涂料具有很好的弹性、延伸性、抗拉强度、耐老化、耐腐蚀、耐高低温、粘结性。聚氨脂防水涂料的施工方便，质量好，有一定的毒性和可燃
18、性，应有良好的通风和防火设施。聚氨脂防水涂料最适宜在结构复杂、狭窄和易变形的部位的复合防水（厕浴间、厨房、隧道、走廊、游泳池等防水及屋面工程和地下室）。,硅橡胶防水涂料,硅橡胶防水涂料是以硅橡胶乳液和其它高分子乳液配制成复合乳液为成膜物质，再加上增塑剂、消泡剂、稳定剂、填料等生产的乳液型防水涂料，兼有涂膜防水和渗透性防水材料的双重优点，具有良好的防水性、渗透性、粘结性、延伸性、弹性和耐高低温性。,硅橡胶防水涂料的型和型两种。硅橡胶防水涂料冷施工、方便、安全、喷、涂、滚刷皆可，且在较潮湿、只要无积水的基层上都能施工，无环境污染。可配制成各种颜色，装饰性良好。对水泥砂浆、金属、木材等都具有良好的粘
19、结性。硅橡胶防水涂料成膜速度快，价格便宜，能广泛用于新旧建筑物的屋面、地下室等处防水，对于复杂结构或多管道基层防水特别适用。,硅橡胶防水涂料分类及应用,氯丁胶乳沥青防水涂料,以氯丁橡胶和石油沥青为主要原料，选用阳离子乳化剂和其它助剂，经软化乳化而制备的一种水乳型防水涂料。兼有橡胶和沥青的优点：成膜性能好，有足够的强度，耐热性能优良，低温柔型好，延伸型高，耐久性好，低毒安全的防水涂料。,2.2 建筑密封材料,定义：填充在建筑物构件的接台部位及其他缝隙内，具有气密性、水密性，隔断室内外能量、物质交换的通道，对墙板、玻璃等构件具有粘结固定作用,新型密封材料分类,分定型和非定型两类目前世界上使用最广的
20、、效果最好的一类弹性密封材料是聚硫密封材料聚硫密封材料以液体聚硫橡胶为基料，与其它助剂反应在常温下形成的建筑用密封材料,常用建筑密封材料,橡胶沥青油膏：石油沥青、橡胶改性材料、填料等聚氯乙烯胶泥：煤焦油、聚氯乙烯等有机硅建筑密封胶：聚硫橡胶密封材料聚氨酯弹性密封胶水乳型丙烯酸密封胶止水带膨润土防水材料,聚氨酯建筑密封膏的物化性能,第三节结晶渗透型防水材料,Cementitious Crystalline Waterproof Materials,结晶渗透型防水材料概述,水泥基渗透结晶型防水材料是由德国化学家路易斯.杰逊（Lauritz Jensen）1942年发明的，主要用于地下混凝土结构的自
21、防水。60年代中期从欧洲传到北美，1966年传遍加拿大。主要优点是抗渗性能和自愈性能好、粘结力强、可防止钢筋锈蚀，且对人体无毒，施工简单、快速目前在欧洲、美国、加拿大、日本、新加坡等国家和地区的混凝土防水工程中应用已十分广泛，并获得工程界一致好评。我国，水泥基渗透结晶型防水材料从80年代末期开始应用，目前此类材料的应用已经比较广泛，并且国家对此类材料已经制定了明确的标准，即GB18445-2001。,组成材料,硅酸盐水泥，石英砂活性化学物质渗透剂,结晶渗透型防水材料性能特点,渗透深度超强全方位的、自动晶体渗透 结晶型防水材料的活性物质可以从混凝土表面深入到内部,与未水化水泥发生化学反应生成水化
22、晶体,使混凝土结构致密。渗透深度深:结晶型防水材料的渗透深度可达120 mm 以上,渗透深度随着时间延长逐渐增加,结晶渗透型防水材料性能特点,永久性防水作用 结晶型防水材料能深入封堵结构内部的孔隙、改善内部结构、不溶于水,且性能稳定不分解。因其有效成份已深入渗到混凝土内部,其防水作用是永久的。自修复能力 结晶型防水材料独特的活性化学物质能与混凝土中未水化的水泥颗粒反应,生成新的晶体。对处理过的混凝土结构,当出现微细裂缝(不超过0.4 mm)且有水渗入时,就会再次反应生成新晶体,自动修复裂缝和填充孔隙。,结晶渗透型防水材料性能特点,可防止化学侵蚀,并对钢筋起保护作用 混凝土的化学侵蚀和钢筋锈蚀与
23、水分和离子渗入分不开。结晶型防水材料对混凝土裂缝、孔隙进行的自修复作用使混凝土结构密实,从而最大程度地降低了化学物质、离子和水分的侵入,使混凝土、钢筋免受化学物质的侵蚀无毒、无公害 该防水材料经有关部门检验为无毒,可安全地用于接触饮用水的混凝土结构等工程。,防水机理,活性化学物质，以水为载体，被带入结构表层内部孔缝中，与混凝土中的游离子交互反应生成不溶于水的结晶物，结晶物在结构孔缝中吸水膨大，由疏至密，合混凝土结构表层向纵深逐渐形成一个至密的抗渗区域，大大提高了结构整体的抗渗能力。,自愈过程,施工流程,基层处理配料刷涂、喷涂或干撒涂层养护防护层施工工程验收。,清理基面：基层表面应干净、牢固，对
24、基层表面的油污、油漆、泛碱等必须处理清除干净。阴阳角、施工缝、穿壁管、模板固定器、蜂窝缺陷及特殊部位如有缺陷、裂缝等均应修补、抹平，预先进行细部处理，再进行大面积施。,湿润基面：施工前15分钟左右将施工面提前用干净水浇透，但注意不得有明水。,配比搅拌,刷涂、喷涂,洒水养护：须采用干净的雾状水喷洒养护，每天喷水养护3-5次，连续2-3，养护期间不得碰撞防水层并注意避免雨水冲坏涂层。,-不能在下雨天或温度低于5C时施工。-环境温度超过20C时，须养护48小时。-混凝土浇筑层24-72小时为施工最佳时段，-施工48小时后回填，回填料必须为湿润软土。-盛液体的结构，必须经过3天养护，在放置7天才能盛灌
25、液体。,施工提示,施工提示,散粉施工,素土回填,润湿基面,注意事项、健康安全,属碱性物质（同水泥），使用时请注意对眼睛、呼吸道及皮肤的接触，施工时须戴防护眼镜、防尘口罩、手套。如不慎进入眼内，请及时用清水洗清，如果症状持续，请及时就医处置。,结晶渗透型防水材料的应用,水利工程地铁污水处理厂桥梁地下防水工程,未修补的桥面,上海铁路局杭州分局芜湖铁路桥,修补后的桥面,第四节其它新型防水材料,地下工程多数采用提高密实性方法，使混凝土或钢筋混凝土结构整体具有防水和承重的双重作用防水混凝土包括普通混凝土、外加剂防水混凝土、膨胀水泥防水混凝土、聚合物防水混凝土掺外加剂防水混凝土是现代地下工程中用量最多的。
26、外加剂包括膨胀剂、防水剂、密实剂等,第五节、防水材料的选择,选择依据,建筑防水等级要求气候条件结构形式环境介质不同结构部位,根据建筑防水等级要求设防和选择材料,级：特别重要的建筑物和对防水有特殊要求的建筑物，使用年限为25年级：重要的工业和民用建筑，使用年限为15年级：一般的工业和民用建筑，使用年限为10年级，非永久建筑，使用年限5年以上。,防水等级和设防要求,根据气候条件进行设防和选择材料,一般要根据50年来所记录的气象资料来选择。北方寒冷地区应优先考虑三元乙丙橡胶防水卷材(-48-40不脆裂)，氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材(使用温度-4080)聚氯乙烯防水卷材(使用温度-4090)、SBS改
27、性沥青卷材(使用温度-4090)。南方炎热地区三元乙丙橡胶卷材(80120不起泡，不粘连)APP改性沥青卷材(使用温度-30130),根据结构形式进行设防和选择材料,结构稳定的钢筋混凝土屋面，可选用卷材预制化、异型化、大跨度、振动频繁的屋面，容易产生伸缩和局部变形，应选择弹性好、延伸性好、强度高的防水卷材作防水层。表面不平整或复杂的屋面，采用防水涂料,根据环境介质进行防水设防和选择材料,周围空气中有酸碱气体，对防水层有一的腐蚀作用，应选择有良好防腐性能的防水材料：三元乙丙氯化聚乙烯氯磺化聚乙烯,根据不同部位进行防水设防和选择材料,对房屋来说，细部结构是最容易发生渗漏的部位，应重点设防，檐沟女儿墙变形缝水落口天沟这些部分应采用防水卷材或防水涂料多道设防或复合设防。,
