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• 第10章防水材料
  第一节 沥青
  沥青是高分子碳氢化合物及其非金属（氧、氮、碳等）衍生物组成的极其复杂的混合物，在常温下呈黑色或黑褐色的固体、半固体或液体状态。沥青是一种无机的胶结材料，具有粘性、塑性、耐腐蚀及憎水性等，因此在建筑工程中主要用作防潮、防水、防腐材料，用于屋面、地下、以及其他防水工程、防腐工程以及道路工程。
  沥青分类：沥青主要分为地沥青和焦油沥青，地沥青又分为天然沥青和石油沥青，焦油沥青分为煤沥青，木沥青，页岩沥青。

  一、石油沥青 石油沥青是以原油为原料，经过炼油厂常压蒸馏、减压蒸馏等提炼后，提取汽油、煤油、柴油、重柴油、润滑油等产品后得到的渣油，通常这些渣油属于低标号的慢凝液体沥青。 

  （一）技术性质
  1、粘滞性（简称粘性），是指沥青在外力作用下抵抗变形的能力。沥青在工程使用中可能受到各种力的作用，如重力、温度应力、车轮荷载等。在沥青路面中，沥青作为粘结材料将矿料粘结起来，形成强度，沥青的粘滞性决定了路面的力学行为。为防止路面夏天出现车辙，冬天出现开裂，沥青的粘性选择是首要考虑的参数。沥青的粘性通常用粘度表示，粘度和针入度是划分沥青等级（标号）的主要依据。测定液体沥青等材料流动状态的粘度时，应采用标准粘度计（见沥青试验部分），该试验方法是：在标准粘度计中，液体状态的沥青，于规定的温度条件下，通过规定的流孔直径，流出50ml体积，所需的时间秒数（s）被称为沥青的粘度，并以CT,d表示（T为试验温度℃，d为流孔直径mm）。在温度和流孔直径相同的条件下，流出时间（T）愈长，表示沥青粘度愈大。

  针入度是在规定温度（25度）和时间（5秒）条件下，一定重量的标准针（100g），垂直贯入试样的深度表示沥青的针入度值，并以0.1mm为单位（0.1mm=1度）。沥青的针入度用PT,m,t表示，其中P为针入度，T为试验温度，m为标准针（包括连杆及砝码）的质量，t为贯入时间。按我国现行试验法，试验条件为P25℃,100g,5s ，根据需要如采用其它试验条件时，应在试验结果中注明。针入度值是度量沥青稠度的一种指标，通常针入度值较小的沥青，其稠度较高，粘度亦较高。(祥见实验部分)

  2、塑性 塑性是指在外力作用下，产生变形而不破坏的能力。用延度表示沥青的延性 是当其受到外力拉伸作用时，所能承受塑性变形的总能力。沥青的延性通常以延度作为条件延性指标来表征，沥青延度值的大小直接反映了工程中沥青在外力作用下，保持内部结构连续或抵抗开裂的能力。沥青的延度值是采用延度）测定的，它是将沥青试样制成8字形标准试件（最小断面1cm2），在规定的试验温度（通常为25℃或15℃）和拉伸速度（通常为5cm/min）条件下，拉断时的长度伸长值（以cm计）。在科研中有时需测定沥青低温（0℃，4℃）时的延度，其拉伸速度常为1cm/min （祥见实验部分） 

  3、温度敏感性 沥青物理性能随温度变化的性质。沥青是一种组成和结构非常复杂的非晶质高聚物，它由液态转变为固态时，没有敏感的固化点或液化点。对于沥青的物理性质与温度之间的关系，通常采用产生硬化与滴落时相对应的某一温度区域范围来表示，在此温度区间内，沥青是一种粘滞流动状态。在工程实际中为保证沥青不致由于温度升高而产生流动的状态，取这一温度区间的0.8721倍作为反映沥青物理状态与温度之间关系的参数，并称之为软化点，软化点用环球法测定。（祥见实验部分）沥青的针入度、软化点和延度是划分沥青标号的主要依据，称为沥青的三大指标

  4、大气稳定性（也称抗老化性） 指沥青长期在阳光，空气，温度等的综合作用下，性能稳定的程度。沥青在上述的这些因素综合作用下，逐渐失去粘性、塑性，而变脆变硬的现象称为沥青的老化。沥青的大气稳定性用蒸发前后的减量值及针入度比来表示。大气稳定性的好坏，反映了沥青的使用寿命的长短。大气稳定性好的沥青，耐老化，使用寿命长。

  
  另：沥青的闪点与燃点也不可忽视。闪点（也称闪火点）指沥青加热产生的可燃气体与空气的混合物；在规定的条件下与火焰接触，初次产生兰色闪光时的沥青温度。燃点（着火点）指沥青加热产生的可燃气体与空气的混合物，与火焰接触能维持燃烧5s以上，此时沥青的温度就为燃点。燃点是沥青可持续燃烧的最底温度，燃点温度比闪点温度高约10度。

  二）石油沥青的标准与选用
  石油沥青牌号主要以针入度指标的范围及延度和软化点指标划分的。其中对建筑石油沥青，按（国家标准）沥青针入度值划分30号和10号两个牌号。道路石油沥青按石油部部版标准规定分为七个牌号。普通石油沥青按沥青部版标准规定划分为三个牌号（见表10-2）石油沥青的技术标准

  由标准中可以看出，石油沥青牌号愈大，针入度愈大（粘性愈小），延度值愈大（塑性愈大），软化点愈低（温度敏感性愈大）。因此在选用石油沥青时，在满足使用要求的前提下应尽量选用较大牌号的沥青，可以保证较长的使用年限。建筑沥青多用于屋面和地下防水工程以及作为建筑防腐材料。道路沥青多用于拌制沥青沙浆和沥青混凝土，用于道路路面及厂房地面等。普通石油沥青含蜡量高，性能较差，在建筑中一般不单独使用，可与其他沥青掺配使用。 

  二、煤沥青 煤沥青是煤干馏得到的煤焦油，经再提炼加工得到的产品，也称煤焦油沥青或柏油。
  1、煤沥青分为低温、中温、高温煤沥青三大类。建筑中主要使用半固体的低温煤沥青。煤沥青和石油沥青相比，煤沥青密度较大，塑性较差，温度敏感性较大，在低温下易变脆硬、老化快，于矿质材料表面结合紧密，防腐能力强，有毒和臭味等。因此，煤沥青适用于地下防水工程及防腐工程中。

  2、鉴别方法 由于煤沥青和石油沥青相似，使用时必须加以区别，方法见表10-3鉴别方法

  第二节 沥青防水制品
  沥青的使用方法很多，可以融化后热用，也可以加熔剂稀释或使其乳化后冷用，涂刷涂层，可以制成沥青胶用来粘贴防水卷材，也可以制成沥青防水制品及配置沥青混凝土。

  一、沥青防水卷材 可以分为有胎的浸渍卷材和无胎的辊压卷材。
  （一）浸渍卷材是用原纸、玻璃纸、石棉布、麻布、合成纤维布等为胎，经浸渍沥青后所制得的卷状材料。其中纸胎沥青卷材最为常见。它包括石油沥青纸胎油毡（简称油毡）和石油沥青油纸（简称油纸）油毡是采用低软化点石油沥青浸渍原纸，然后用高软化点石油沥青覆盖油纸两面，再涂或撒隔离材料所制成的一种纸胎卷材。油毡按所选用的隔离材料分为粉状油毡和片状油毡两个品种，表示为粉毡和片毡。油毡分为200号、350号和500号三个标号，并按浸渍材料总量和物理性质分为合格品、一等品和优等品三个等级。各种标号的的油毡物理性能应符合表10-4各种油毡的物理性能

  油纸分为200号和350号两个标号，适用于建筑防潮和包装，也可用于多层防水层的下层。各种油纸的物理性能应符合表10-4注意：施工时必须先将隔离材料清除掉，以免影响粘贴质量。储存运输时，卷材应立放，堆高不超过两层，并应防潮、防晒、防雨淋。

  （二）辊压卷材 沥青再生橡胶油毡是一种常见的辊压卷材，它是采用再生橡胶、10号石油沥青和石灰石粉等填料，经混炼、压制而成的，抗拉强度大、弹性好、低温柔韧性好、不透水性及耐蚀性强等优点，适用于重要建筑物缝处防水。再生橡胶油毡的物理性能见表10-10再生橡胶的物理性能

  二、冷底子油与沥青胶
  沥青胶主要用来粘贴防水材料，为了提高与基层的粘结力，常在基层上先涂一层冷底子油。
  （一）冷底子油是用建筑石油沥青加入汽油、煤油、轻柴油；或者用软化点为50-70度的煤沥青加入苯，融合而配制成的沥青溶液，可以在常温下涂刷，故称冷底子油。

  冷底子油作用机理：涂刷在多孔材料表面——渗入材料孔隙——溶剂挥发——沥青形成沥青膜（牢固结合于基层表面，且具有憎水性）。配制时，常使用30%-40%的石油沥青和60%-70%的溶剂（汽油或煤油），首先将沥青加热至180-200度，脱水后冷却至130-140度，并加入溶剂量的10%煤油，待温度降至约70度时，再加入余下的溶剂（汽油）搅拌均匀为止。冷底子油最好是现用现配。若储藏时，应使用密闭容器，以防止溶剂挥发。 

  二）沥青胶（也称玛碲脂）沥青胶是在沥青中加入适量的矿质粉料或加入部分纤维状填料配置而成的材料。具有较好的粘性、耐热性和柔韧性，主要用于粘贴卷材、嵌缝、接头、补漏及做防水层的底层。沥青胶分为热用和冷用两种。热用即热沥青玛碲脂，是将70-90%的沥青加热至180-200度，使其脱水后，与30-10%的 干燥填料热拌混合均匀后，热用施工。冷沥青玛碲脂是 40-50%的沥青融化脱水后，缓慢加入25-30%的溶剂，再掺入30-10%的填料，混合拌匀制得。并在常温下使用。冷用沥青胶比热用沥青胶施工方便，涂层薄，节省沥青；但是耗费溶剂，成本高。根据使用要求沥青胶应具有良好的黏结性、耐热性、和柔韧性，并以耐热度的大小划分为不同的标号见表10-19沥青的技术性能                       
                                                                   
  第二节 沥青防水制品
  施工中，若采用一种沥青不能满足配置沥青所须的软化点时，可采用两种或三种沥青进行掺配。掺配时，首先按下式估算：
  P1=(t-t1/t1-t2)×100
  P2=100-P1
  式中 ：
  P1、P2 ——分别为高软化点、低软化点石油沥青的用量百分数， 100% ；
  t ——要求的软化点， 度 ；
  t1 、t2 ——分别为高软化点、低软化点石油沥青的软化点值，度 ；
  然后，根据计算出的配比在+（-）5——10%范围内进行试配，并绘出掺配比-软化点曲线图，再从图中曲线上确定出所要求的实际掺配比例。

  三 乳化沥青 它是微小的（1-10微米）沥青颗粒，均匀稳定的分散在水中的悬浮体，它是借助乳化剂作用，在机械强力搅拌下，将融化的沥青分散而制成的乳化沥青颗粒。
  乳化沥青的特点是：（1）可在常温下进行涂刷或喷涂；（2）可以在较潮湿的基层上施工；（3）具有无毒、无嗅、干燥较快的特点；（4）不使用有机溶剂，费用较低，施工效率高。

  将乳化沥青涂刷防水基层后，水分不断的蒸发，沥青微粒不断靠近，逐渐撕破乳化剂膜层，沥青微粒凝聚成膜与基层粘结形成防水层。一般来说，基层愈干燥，环境温度愈高，空气流通，沥青微粒愈小，乳化沥青的成膜速度愈快。制作乳化沥青用的 乳化剂有很多种，如石灰膏，动物胶，肥皂，洗衣粉，水玻璃，松香等。选用不同品种的乳化剂，就能得到不同品种的乳化沥青。乳化沥青在成膜后应具有一定的耐热性、粘结性、韧性和防水等性能。
  乳化沥青可以作为冷底子油用；可以用来粘贴卷材，构成多层防水层；也可以作为防潮、防水涂料以及拌制沥青混凝土，沥青沙浆铺设路面。 

  四 沥青嵌缝油膏 它是以石油沥青为基料，掺入稀释剂、改性材料及填充料混合配制而成的冷用膏状材料，主要用于屋面、墙面沟、槽等处的防水层作为封缝材料。使用效果较好的有建筑防水沥青嵌缝油膏、马牌建筑油膏、聚氯乙烯胶泥等。
  油膏按耐热度和低温柔性不同，分为701、702、703、801、802、803等六个标号，其中技术性能应符合部版标准JC207-76规定.
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  资料作者： 王德
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