第九章沥青.doc

第九章、沥青和合成高分子材料
9．1沥青
沥青由一些极其复杂的高分子碳氢化合物及其非金属（氧、氮、硫等）衍生物所组成的混合物多种有机化合物。其化学成分在常温下呈固体、半固体或是液体状态；颜色呈褐色以至黑色；能溶解于多种有机溶剂。
沥青是具有良好的防水、抗渗、耐蚀等性能以及能与其它材料牢固粘结的有机胶结材料，是建筑工程中最重要的防潮、防水材料。建筑工程中主要应用的是石油沥青和煤沥青。
9．1．1石油沥青
石油沥青是由多种化合物所组成的混合物，由于它的结构复杂性，将其分离为纯粹的化合物单体，目前分析技术还有一定困难。由于相同化学组成构成的化合物的多样性，不可能通过分离出各种化学成分的办法来了解沥青的性质，因而，人们采取“组分分析法”将化学特性及物理-化学性质接近的一些化合物分别提取出来，做为组分（或称组丛）。然后进一步认识构成沥青的几个组分的各自特性及其对沥青性质间的关系。1、石油沥青的组分
三组分分析法：三组分分析法是将石油沥青分离为油分、树脂和沥青质三个组分。见表9-1三组分的形状

表9.1 石油沥青三组分分析法的各组分性状
组分
外观特征
平均分子量
碳氢比（原子比）C/H
含量％
物化特征
在沥青中的主要作用
油分
淡黄透明液体
200～700
0.5～0.7
45～60
几乎可溶于大部分有机溶剂，具有光学活性，常发现有荧光，相对密度约0.7～1.0，170度加热长时间可挥发
是决定沥青流动性的组分。油分多，流动性大，而粘性小，温度敏感性大
树脂
红褐色粘稠半固体
800～3000
0.7～0.8
15～30
温度敏感性高，溶点低于100℃，相对密度大于1.0～1.1
是决定沥青塑性的主要组分。树脂含量增加，沥青塑性增大，温度敏感性增大
沥青质
深褐色固体末状微粒
1000～5000
0.8～1.0
5～30
加热不熔化，分解为硬焦碳，使沥青呈黑色，相对密度1.1～1.5，除了不溶于酒精、石油醚和汽油外能溶于大多有机溶剂
是决定沥青粘性的组分。含量高，沥青粘性大，温度敏感性小，塑性降低，脆性增大
2、石油沥青的胶体结构
１） 溶胶结构：石油沥青的胶体结构，是以地沥青质为核，其表面层被树脂浸润包裹，而树脂又溶合于油分中构成胶团，无数胶团通过油分（连续相）互相溶合而形成的结构。将地沥青质相对含量少，油分、树脂相对含量高的沥青胶体结构称为“溶胶结构”。其宏观性质表现为沥青塑性大、粘性小、温度敏感性大。
2）凝胶结构：将地沥青质相对含量多的沥青胶体结构称为“凝胶结构”；由于地沥青质表面包裹的膜层薄，地沥青质间距离近，分子引力大，表现出沥青流动性差，塑性小，粘性大，温度敏感性小建筑石油沥青多属凝胶结构。
3）溶—凝胶结构：沥青中沥青质含量适当（例如在15%～25%之间），形成的胶团数量增多，胶团距离相对靠近它们之间有一定的吸引力。这是一种介乎溶胶与凝胶之间的结构，称为溶—凝胶结构。溶—凝胶型结构沥青，在高温时具有较小的感温性，低温时又具有较好的形变能力，其性质介于溶胶型和凝胶型两者之间。
3、石油沥青的技术性质
石油沥青的技术性质主要包括粘性、塑性、温度敏感性、大气稳定性等性质。
１） 粘滞性
（1）概念：是沥青材料在外力作用下沥青粒子产生相互位移的抵抗变形的能力。
（2）表示方法：
固体或是半固体的沥青的粘滞性用针入度表示：针人度是在温度为25℃时，以附重100g的标准针，经5s沉入沥青试样中的深度，每深1／10mm，定为1度。针入度一般在5—200度之间，是划分沥青牌号的主要依据。针入度愈小，表明沥青粘性愈大。建筑石油沥青含有较多的沥青质，其粘性较大。
液体沥青的粘滞性用粘滞度表示：滞度是在规定温度t（通常为20℃、25℃、30℃或60℃），规定直径d（为3mm、5mm或者10mm）的孔流出50㎝３沥青所需的时间秒数T。
２） 塑性：
（1）概念
延性通常也称塑性。是指当其受到外力的拉伸作用时，所能承受的塑性变形的总能力。
（2）表示方法：
塑性较大的沥青防水层，能随建筑物变形而变形，防水层不破裂。塑性大的沥青往往还具有较强的自愈合能力，这是适合做柔性防水材料的重要原因之一。
塑性用延度（延伸度）表示。沥青的延度用延度仪测定。沥青的塑性随温度升高(降低)而增大(减小)；沥青质含量相同时，树脂和油分的比例将决定沥青的塑性大小，油分、树脂含量愈多，沥青延度越大，塑性越好。
（3）温度稳定性：
（1）概念：温度稳定性也称温度敏感性。是指石油沥青的粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能。
（2）表示方法：软化点：软化点越高，表明沥青的耐热性越好，即温度稳定性越好。软化点可以通过“环球法”测得。
在工程上使用的沥青，要求有较好的温度稳定性，否则容易发生沥青材料夏季流淌或冬季变脆甚至开裂等现象。所以在选择沥青的时候，沥青的软化点不能太低也不能太高，因为太低，夏季易融化发软；但也不能太高，品质太硬，就不易施工，而且冬季易发生脆裂现象。
4）大气稳定性：
（1）概念：大气稳定性是指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等因素长期综合作用下抵抗老化的性能。
（2）表示方法：石油沥青的大气稳定性以沥青试样在加热蒸发前后的“蒸发损失百分率”和“蒸发后针入度比”来评定。蒸发损失百分率愈小，蒸发后针入度比愈大，则表示沥青大气稳定性愈好，亦即“老化”愈慢。
在大气因素的综合作用下，沥青中的低分子量组分会向高分子量组分转化递变，即油分→树脂→地沥青质。由于树脂向地沥青质转化的速度要比油分变为树脂的速度快得多，因此石油沥青会随时间进展而变硬变脆，亦即“老化”。 针入度变小、延度降低、软化点和脆点升高。表现为沥青变硬、变脆、延伸性降低，导致路面、防水层产生裂缝等破坏等。
针人度、延度、软化点是评价粘稠石油沥青性能最常用的经验指标，所以统称为沥青的“三大指标”
5）其它性质：闪点、燃点、溶解度等
4. 石油沥青的分类、标准及应用
（1）石油沥青的分类及技术标准
分类：石油沥青按照用途和性质分为道路石油沥青、建筑石油沥青、防水防潮石油沥青和普通石油沥青四类。
技术指标：石油沥青中的道路、建筑和普通沥青的牌号是依据针入度的大小来划分的，牌号越小沥青的硬度越大，随着沥青的牌号的增大沥青的粘性越小，塑性越大，温度稳定性变差。防水防潮沥青是按针入度指数划分沥青牌号的，随着牌号的增大，温度敏感性减小，脆性降低，应用温度范围扩大。
(2）石油沥青的选用和掺配
选用原则：选用石油沥青的原则是根据工程性质（房屋、道路、防腐）及当地气候条件、所处工程部位（层面、地下）来选用。在满足上述要求的前提下，尽量选用牌号高的石油沥青，以保证有较长的使用年限。
一般屋面用的沥青，软化点应比本地区屋面可能达到的最高温度高20～25℃，以避免夏季流淌，如可选用10号或30号石油沥青。一些不易受温度影响的部位，或气温较低的地区，可选用牌号较高的沥青，如地下防水防潮层，可选用60号或100号沥青。
当某一牌号的石油沥青不能满足工程技术要求时，可采用两种品牌的石油沥青进行掺配。在进行掺配时，为了不使掺配后的沥青胶体结构破坏，应选用表面张力相近和化学性质相似的沥青。
沥青的掺配：同源掺配
两种沥青掺配的比例可用下式估算：

较硬沥青的掺量（%）=100-较软沥青的掺量
如果有三种沥青进行掺配，可先计算两种的掺量，然后再与第三种沥青进行掺配。
9.1.2 煤沥青
煤沥青是炼焦或生产煤气的副产品。烟煤干馏时所挥发的物质冷凝为煤焦油，煤焦油经分馏加工，提取出各种油质后的产品即为煤沥青。
煤沥青的许多性能都不及石油沥青。煤沥青塑性、温度稳定性较差，冬季易脆，夏季易于软化，老化快。加热燃烧时，烟呈黄色，有刺激性臭味，煤沥青中含有酚，所以有毒性，但具有较高的抗微生物侵蚀作用，适用于地下防水工程或作为防腐材料用。
9.1.3 改性沥青
建筑上使用的沥青必须具有一定的物理性质和粘附性；在低温条件下应有良好的弹性和塑性；在高温条件下要有足够的强度和稳定性；在加工使用条件下具有抗“老化”能力；与各种矿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。通常，石油加工厂制备的沥青不一定能全面满足这些要求，致使目前沥青防水屋面渗漏现象严重，使用寿命短。因此对沥青进行改性是必然的手段。
橡胶、树脂和矿物填料等通称为石油沥青改性材料。
(1)橡胶改性沥青
橡胶是沥青的比较理想的改性材料。通过掺入橡胶，使改性沥青中引用了橡胶的高弹性能等优点。目前，用做沥青改性材料的橡胶主要有氯丁橡胶改性沥青、丁基橡胶改性沥青、再生橡胶改性沥青、热塑性丁苯胶（SBS）改性沥青等。
(2)树脂改性沥青
将树脂掺入沥青中，可以改善沥青的粘性、低温柔韧性和气密性。常掺入的树脂有：聚氯乙烯、聚乙烯、古马隆树脂、聚丙烯等。
(3)橡胶和树脂改性沥青
同时加人橡胶和树脂，可使沥青兼具橡胶和树脂的特性。由于树脂比橡胶便宜，橡胶和树脂又有较好的混溶性，故能取得满意的综合效果
(4)矿物填充料改性沥青
是指为了提高沥青的粘结力和耐热性，降低沥青的温度敏感性，扩大沥青的使用温度范围，加人一定数量矿物填充料(滑石粉、石灰粉、云母粉、硅藻土)的沥青
（5）炭黑改性沥青
当前对提高沥青耐久性有实际效果的添加剂为专用炭黑。炭黑粒径细微、表面积大，它弥散于沥青中，易于被热和氧作用产生的游离基吸附，从而阻止沥青老化的链式反应，使老化进程受到抑制。
9.1.4 乳化沥青
乳化沥青是将粘稠沥青加热至流动态，经机械力的作用，而形成微滴（粒径约为2～5µm）分散在有乳化剂—稳定剂的水中，由于乳化剂—稳定剂的作用而形成均匀稳定的乳状液。又称沥青乳液，简称乳液。乳化沥青主要用于修筑路面
9.2 建筑防水卷材
防水卷材是工程防水材料的重要品种之一，由于这种材料的尺寸大，施工效率高，防水效果好，并具有一定的延伸性和耐高温以及较高的抗拉强度、抗撕裂能力等优良的特性。所以在防水材料的应用中处于主导地位。目前使用的常用的沥青基防水卷材是传统的防水卷材，也是以前应用最多的防水卷材，但是其使用寿命较短。有些品种不能满足工程的耐久性要求，所以像纸胎油毡基本上已经属于淘汰产品。
随着合成高分子材料的发展，为研制和生产优良的防水卷材提供了更多的原料来源，目前防水卷材已由沥青基向高聚物改性沥青基和橡胶、树脂等合成高分子防水卷材发展，油毡的胎体也从纸胎向玻璃纤维胎或聚酯胎方向发展，防水层的构造有多层向单层方向发展它是建筑柔性防水工程中的主材，并随着科技的进步，防水材料的品种也就越来越多。
按照组成材料分为沥青防水卷材、高分子改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材三大类。
9.2.1 防水卷材的主要技术性质
1． 抗拉强度
抗拉强度是指当建筑物防水基层产生变形或开裂时，防水卷材所能抵抗的最大应力。
2． 延伸率
延伸率是指防水卷材在一定的应变速率下拉断时所产生的最大相对变形率。
3． 抗撕裂强度
当基层产生局部变形或有其它外力作用时，防水卷材常常受到纵向撕扯，防水卷材抵抗纵向撕扯的能力就是抗撕裂强度。
4. 不透水性
防水卷材的不透水性反映卷材抵抗压力水渗透的性质，通常用动水压法测量。基本原理是当防水卷材的一侧受到0.3MPa的水压力时，防水卷材另一侧无渗水现象即为透水性合格。
5. 其它技术性能
防水卷材还有外观质量、吸水性、耐热度、低温柔韧性和耐老化性等性能指标。
9.2.2 沥青基防水卷材
沥青基防水卷材是指以各种石油沥青或煤沥青为防水基材，以原纸、织物、毯等为胎基，用不同矿物粉料、粒料或合成高分子薄膜、金属膜作为隔离材料所制成的可卷曲片装防水材料。具有原材料广、价格低、施工技术成熟等特点，可以满足建筑物的一般防水要求。
沥青基防水卷材主要产品有：
1．石油沥青纸胎油毡、油纸
石油沥青纸胎油毡的防水性能较差，耐久年限低，一般只能用作多层防水。且消耗大量的优质纸源，所以基本属于淘汰产品，胎的卷材中500号粉毡用于“三毡四油”的面层，350号粉毡用于里层和下层，也可用“二毡三油”的简易做法来做非永久性建筑的防水层，200号油毡也适应于简易防水、临时性建筑防水，建筑防潮及包装等。
2.石油沥青玻璃布油毡和玻璃纤维油毡（简称玻纤油毡）
按JC/T84-96《石油沥青玻璃布胎油毡》规定。该类卷材的抗拉强度高于500号纸胎石油沥青油毡，柔韧性较好，耐磨、耐腐蚀性较强，吸水率低，耐热性也要比纸胎石油沥青油毡提高一倍以上，适应于地下防水层、防腐层、屋面防水层及金属管道（热管道除外）的防腐保护等。
按GB/T14686-1993《石油沥青玻璃纤维油毡》的规定，根据油毡每10m2标称质量分为15号、25号、35号三个标号。这种防水卷材比油纸的柔性好、耐化学、微生物的腐蚀能力强，使用的寿命也常一些，其中15号的玻纤毡用于一般工用与民用建筑的多层防水，并用于一般常温管道的包扎，做防腐保护层。25、35号玻纤毡适用于屋面、地下、水利等工程多层防水。
3．其它石油沥青油毡
石油沥青麻布油毡适应于要求比较严格的防水层及地下防水工程，尤其适应于要求具有高强度的多层防水层及基层结构有变形和结构复杂的防水工程和工业管道的包扎等。　　
带孔油毡带孔油毡适应于屋面叠层防水工程的底层，在防水层屋面基层之间形成点粘结状态，使潮湿基材中的水份在变成水蒸气时通过屋面预留的排气通道逸出，避免了防水层的起鼓和开裂。
铝箔面油毡具有热反射和装饰功能的防水卷材，铝箔面油毡用于单层或多层防水工程的面层。
9.2.3 高分子改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材
1.高分子化合物
人工合成高分子又被称为聚合物(Polymer)，是组成单元相互多次重复连接而构成的物质，因此其分子量虽然很大，但化学组成都比较简单，都是由许多低分子化合物聚合而形成的。
2、高聚物的分类与命名
（1）高聚物的分类
　　高聚物的分类方法很多，经常采用的方法有下列几种：
1）按高聚物材料的性能与用途可分为塑料、合成橡胶和合成纤维，此外还有胶粘剂、涂料等。
2）按高聚物的分子结构分为线型、支链型和体型三种。
3）按高聚物的合成反应类别分加聚反应和缩聚反应，其反应产物分别为加聚物和缩聚物。
　（2）高聚物的命名
高聚物有多种命名方法，习惯上对简单的一种单体的加聚反应产物，在单体名称前冠以“聚”字，如聚乙烯、聚丙烯等，大多数烯类单体聚合物都可按此命名；部分缩聚反应产物则在原料后附以“树脂”二字命名，如酚醛树脂等，树脂又泛指作为塑料基材的高聚物；对一些二种以上单体的共聚物，则从共聚物单体中各取一字，后附“橡胶”二字来命名，如丁二烯与苯乙烯共聚物称为丁苯橡胶，乙烯、丙烯、乙烯炔共聚物称为三元乙丙橡胶。
3、高聚物分子链的形状与性质
高聚物按分子几何结构形态来分，可分为线型、支链型和体型三种。
线型结构的合成树脂可反复加热软化、冷却硬化，称为热塑性树脂。
体型结构的合成树脂仅在第一次加热时软化，固化后再加热时不会软化，称为热固性树脂。
4. 常用的高分子改性沥青防水卷材（高聚物防水卷材）-中档防水卷材
过高聚物改性的改性沥青与传统的氧化沥青相比，改变了传统沥青温度稳定性差、延伸率低的不足，这种改性沥青防水卷材具有高温不流淌、低温不脆裂、拉伸强度高和延伸率较大而且能制成4~5mm的单层屋面防水卷材等优点。建筑上常用的有：
（1）SBS 改性沥青油毡（也称弹性体改性沥青防水卷材或SBS卷材）
SBS改性沥青油毡的延伸率高，可达150%，大大优于普通纸胎油毡，对结构变形有很高的适应性；有效使用范围广，为-38～119℃；耐疲劳性能优异，SBS该性沥青油毡通常采用冷贴法施工，可用于屋面及地下室等防水工程，SBS改性沥青油毡除用于一般工业与民用建筑防水外，尤其适应于高级和高层建筑物的屋面、地下室、卫生间等的防水防潮，以及桥梁、停车场、屋顶花园、游泳池、蓄水池、隧道等建筑的防水。又由于该卷材具有良好的低温柔韧性和极高的弹性延伸性，更适合于北方寒冷地区和结构易变形的建筑物的防水
（2）PAA改性沥青油毡（也称塑性体改性沥青防水卷材和APP防水卷材）
石油沥青中加入25﹪～35﹪的APP（无规聚丙烯）可以大幅度提高沥青的软化点，并能明显改善其低温柔韧性。
该类卷材的特点是良好的弹塑性、耐热性和耐紫外老化性能，其软化点在150℃以上，温度适应范围为-15～130℃，耐腐蚀性好，自燃点较高（265℃），APP卷材的品种、规格与SBS卷材相同。与SBS改性沥青油毡相比，除在一般工业与民用建筑的屋面和地下防水工程，以及道路、桥梁等建筑物的防水中使用外，APP改性沥青防水卷材由于耐热度更好而且有着良好的耐紫外老化性能，故更加适应于高温或有太阳辐照地区的建筑物的防水。
5. 合成高分子防水卷材—高档防水卷材
合成高分子防水卷材是以合成橡胶、合成树脂或两者的共混体为基础，加入适量的助剂和填充料等，经过特定工序所制成的防水卷材。该类防水卷材具有强度高、延伸率大、弹性高、高低温特性好等特点，防水性能优异特点，而且彻底改变了沥青基防水卷材施工条件差、污染环境等缺点，是值得大力推广的新型高档防水卷材。
（1） 三元乙丙橡胶（EPDM）防水卷材。
三 元乙丙橡胶结构中的主链上没有双键，当其受到臭氧、光、湿和热等作用时，主链不容易断裂，因此三元乙丙是耐老化性能最好的一种卷材，使用寿命可达30年以上。它具有防水性好、重量轻（1.2~2.0kg/m2）、耐候性好、耐臭氧性好，弹性和抗拉强度好（>7.5Mpa），抗裂性强(延伸率在450%以上)，耐酸碱腐蚀等特点，三元乙丙广泛应用于工业和民用建筑的屋面工程，适合于外露防水层的单层或是多层防水，如易受振动、易变形的建筑防水工程，有刚性防水层或倒置式屋面及地下室、桥梁、隧道防水。并可以冷施工，目前在国内属高档防水材料。
（2）聚氯乙烯（PVC）防水卷材
聚氯乙稀防水卷材的特点是价格便宜、抗拉强度和断裂伸长率较高，对基层伸缩、开裂、变形的适应性强；低温度柔韧性好，可在较低的温度下施工和应用；卷材的搭接除了可用粘接剂外，还可以用热空气焊接的方法，接缝处严密。
与三元乙丙橡胶防水卷材相比，除在一般工程中使用外，聚氯乙稀防水卷材更适应于刚性层下的防水层及旧建筑混凝土构件屋面的修缮工程，以及有一定耐腐蚀要求的室内地面工程的防水、防渗工程等。

（3）氯化聚乙烯－橡胶共混防水卷材
它不仅具有氯化聚乙烯所特有的高强度和优异的耐臭氧、因为氯化聚乙烯的大分子结构中没有双链使其耐老化性能强，而且具有橡胶类材料所特有的高弹性、高延伸性和良好的低温柔性。这种材料特别适用于寒冷地区或变形较大的建筑防水工程。但在平整复杂和异型表面铺设困难；与基层粘结和接缝粘结技术要求高。
9.3 建筑防水涂料
防水涂料是将在高温下呈粘稠液状态的物质（高分子材料、沥青等），涂布在基体表面，经溶剂或水份挥发，或各组分间的化学变化，形成具有一定弹性的连续薄膜，使基层表面与水隔绝，并能抵抗一定的水压力，从而起到防水、防潮和粘结的作用。
1、常用的防水涂料
（1）高聚物改性沥青防水涂料
高聚物改性沥青防水涂料是以沥青为基料，用合成高分子聚合物进行改性的沥青防水涂料。一般为水乳型、溶剂型或热熔型三种类型的防水涂料。
1）水乳型再生橡胶改性沥青防水涂料
该涂料以水为分散剂，具有无毒、无味、不燃的优点，可在常温下能 进行冷施工作业，还可以在稍潮湿无积水的表面施工，涂膜有一定的柔韧性和耐久性，材料来源广，价格低。
该涂料适用于工业与民用建筑混凝土基层屋面防水；以沥青珍珠岩为保温层的保温屋面防水；地下混凝土建筑防潮以及旧油毡屋面翻修和刚性自防水屋面的维修等。
2）溶剂型氯丁橡胶改性沥青防水涂料
溶剂型氯丁橡胶沥青防水涂料的粘结性能比较好，但存在着易燃、有毒、价格高的缺点，因而目前产量日益下降，有逐渐被水乳型氯丁橡胶沥青取代的趋势。
3）SBS改性沥青热熔防水涂料
沥青经SBS改性，性能大大提高，耐老化好，延伸率大，抗裂性优；该涂料耐穿刺性好；可一次性施工要求的厚度，工效高；施工环境要求低，降温即固化成膜，低温下，下雨前均可施工；但需现场加热
（2）合成高分子防水涂料
合成高分子防水涂料是以合成橡胶或合成树脂为主要成膜物质配制而成的水乳型或溶剂型防水涂料。根据成膜机理分为反应固化型、挥发固化型和聚合物水泥防水涂料三类。
1）丙烯酸防水涂料。也称水性丙烯酸酯防水涂料，环保型防水涂料、能适应基层一定的变形开裂；温度适应性强，在-30～80℃范围内性能无大的变化。适用于各类建筑工程的防水及防水层的维修和保护层等。
2）聚醋酸乙烯酯防水涂料（EVA防水涂料）
该涂料采用EVA乳液添加多种助剂组成，系单组份水乳型涂料，加上颜料常做成彩色涂料。性能与丙烯酸相似，强度和延性均较好
只是耐热性差，热老化后变硬，强度提高而延伸很快下降，导致变脆。EVA防水涂料的耐水性较丙烯酸差，不宜用于长期浸水环境。
3）聚氨酯防水涂料。聚氨酯防水涂料，又名聚氨酯涂膜防水材料，是一种化学反应型涂料，聚氨酯涂膜防水涂料广泛应用于屋面、地下工程、卫生间、游泳池等的防水，也可用于室内隔水层及接缝密封，还可用作金属管道、防腐地坪、防腐池的防腐处理等。
4）聚合物水泥涂料
聚合物水泥涂料是由有机聚合物和无机粉料复合而成的双组分防水涂料，既具有有机材料弹性高、又有无机材料耐久性好的优点，能在表面潮湿的 基层上施工，使用时将其二组份搅拌成均匀膏状体，刮涂后，可行成高弹性、高强度的防水涂膜。涂膜的耐候性、耐久性好，耐高温达140℃，能与水泥类基面牢固粘结；也可以配成各种色彩，无毒、无害、无污染，结构紧密、性能优良的弹性复合体。是适合现代社会发展需要的绿色防水材料。
9.5 防水密封材料
建筑密封材料主要应用在板缝、接头、裂隙、屋面等部位起防水密封作用的材料。这种材料应该具有良好的粘结性、抗下垂性、水密性、气密性、易于施工及化学稳定性；还要求具有良好的弹塑性，能长期经受被粘构件的伸缩和振动，在接缝发生变化时不断裂、剥落，并要有良好的耐老化性能，不受热和紫外线的影响，长期保持密封所需要的粘结性和内聚力等。
9.5.1 建筑密封材料的组成和分类
建筑密封材料按形态的不同一般可分为不定型密封材料和定型密封材料两大类；定型密封材料按密封机理的不同可分为遇水膨胀型和非遇水膨胀型两类。其中不定型的密封材料按照原材料及其性质可分为塑性、弹性和弹塑性密封材料三类
9.5.2 常用的建筑密封材料
1、定型密封材料
（1）遇水不膨胀的止水带
1）橡胶止水带。
橡胶止水带一般用于地下工程、小型水坝、贮水池、地下通道、河底隧道、游泳池等工程的变形缝部位的隔离防水以及水库、输水洞等处闸门的密封止水。
2）塑料止水带：PVC塑料止水带。可用于地下室、隧道、涵洞、溢洪道、沟渠等构筑物变形缝的的隔离防水
3）聚氯乙稀胶泥防水带：，适应各种构造变形缝，适用于混凝土墙板的垂直和水平接缝的防水工程，以及建筑墙板、穿墙管、厕浴间等建筑接缝密封防水。
（2）遇水膨胀的定型密封材料
1）SPJ型遇水膨胀橡胶。SPJ型遇水膨胀橡胶广泛应用于钢筋混凝土建筑防水工程的变形缝、施工缝、穿墙管线的防水密封；质构法钢筋混凝土管片的接缝防水；顶管工程的接口处；明挖法箱涵、地下管
线的接口密封；水利、水电、土建工程防水密封等处。
2）BW遇水膨胀止水条。该产品具有膨胀倍率高，移动补充性强，置于施工缝，后浇缝后具有较强的平衡自愈功能，可自行封堵因沉降而出现的新的微小缝隙，对于已完工的工程，如缝隙渗漏水，可用遇水膨胀橡胶止水条重新堵漏，使用该止水条费用低且施工工艺简单，耐腐蚀性最佳。
3）PZ-CL遇水膨胀止水条。旦与浸入的水相接触 , 其体积迅速膨胀 , 达到完全止水。  施工的安全性 ：因有弹力和复原力 , 易适应构筑物的变形。对宽面的适用性 ：可在各种气候和各种构件条件下使用。
2、不定型密封材料(俗称为密封膏或嵌缝膏)
（1） 改性沥青油膏。一种具有弹塑性可以冷施工的防水嵌缝密封材料，是目前我国产量最大的品种。它具有良好的防水防潮性能，粘结性好，延伸率高，耐高低温性能好，老化缓慢，适用于各种混凝土屋面、墙板及地下工程的接缝密封等，是一种较好的密封材料
（2） 聚氯乙稀胶泥。其适用于各种工业厂房和民用建筑的屋面防水嵌缝，以及受酸碱腐蚀的屋面防水，也可用于地下管道的密封和卫生间等。
(3)聚硫橡胶密封材料（聚硫建筑密封膏）。是目前世界上应用最广、使用最成熟的一类弹性密封材料。除了适用于较高防水要求的建筑密封防水外，还用于高层建筑的接缝及窗框周边防水、防尘密封；中空玻璃、耐热玻璃周边密封；游泳池、储水槽、上下管道以及冷库等接缝密封。还适用于混凝土墙板、屋面板、楼板、地下室等部位的接缝密封。
（4） 有机硅建筑密封膏。是高弹性高档密封膏，有机硅建筑密封膏具有优良的耐热、耐寒、耐老化及耐紫外线等耐侯性能，与各种基材如混凝土、铝合金、不锈钢、塑料等有良好的粘结力，并且具有良好的伸缩耐疲劳性能，防水、防潮、抗震、气密、水密性能好。适用于金属幕墙、预制混凝土、玻璃窗，窗框四周、游泳池、贮水槽、地坪及构筑物接缝。
（5） 聚氨酯弹性密封膏。是高弹性建筑密封膏，聚氨酯弹性密封膏对金属、混凝土、玻璃、木材等均有良好的粘结性能，具有弹性大、延伸率大、粘结性好、耐低温、耐水、耐油、耐酸碱、抗疲劳及使用年限长等优点。与聚硫、有机硅等反应型建筑密封膏相比，价格较低。
（6）丙烯酸密封膏。属于中档建筑密封材料，其适用范围广、价格便宜、施工方便，综合性能明显优于非弹性密封膏和热塑性密封膏，但要比聚氨酯、聚硫、有机硅等密封膏差一些。
9.5 屋面防水工程对材料的选择及应用
多年的防水工程实践证明：合理的选择防水材料和防水构造会降低工程造价，因此，根据《 屋面工程技术规范》 GB 50207— 2002规定，把屋面工按照建筑物的性质、重要程度、使用功能要求以及防水层耐用年限等，分为四个防水等级，并根据不同等级选择不同的防水材料和设防手段：
9.5.1 根据防水等级选择防水材料和防水设防
9.5.2 根工程环境和气候条件进行防水材料的选择和防水设防
温度、 湿度、 施工的环境
9.5.3 根据结构形式和使用的不部位进行防水设防和选择防水材料
9.5.4根据侵蚀性要求来进行防水设防和选择防水材料
9.6 建筑塑料、胶粘剂与涂料
9.6.1 建筑塑料
常用的建筑塑料有用于塑料门窗、扶手、踢脚、塑料地板、地面卷材、下线管、上下水管道等等。
1. 塑料的成分
（1）主要成分--合成树脂
合成树脂在塑料中约占40%～100%，其决定了塑料的主要性质和应用。在塑料中粘结填充等作用。
合成树脂分聚合树脂（如聚乙烯、聚氯乙烯等）和缩聚树脂（如酚醛、环氧聚脂），按合成树脂的加工性能，塑料分为热固性和热塑性两种。热固性的塑料的共同点是加热冷却成型后，再不会变软；而热塑性塑料，加热冷却可成型，再加热又可软化塑形。在反复受热过程中，分子的链结构不发生变化。
（2）辅助成分
1）填料。常用粉状或纤维状填料。使用填料是为了提高塑料的强度、硬度、刚度及耐热性等性能。同时也为了降低成本。
2）增塑性。为改善树脂的加工工艺性能，或为了改善塑料的韧性、塑性和柔韧性等性能。
3） 固化剂。又称硬化剂，其可使线型高聚物转变为体型高聚物，即使树脂具有热固性。
4）着色剂。一般为有机染料或无机颜料。
5）稳定剂。为防止塑料早老化而加入的少量物质称为稳定剂。常用的稳定剂有抗氯化剂和紫外线吸收剂。
6)其它添加剂。 阻燃剂、抗静电剂、防霉剂等。是塑料具有特殊的使用性能。
2、塑料的主要性质
（1）密度小。塑料的密度一般为0.1～2.2g/cm3，较混凝土和钢材小，是混凝土的1/2~2/3。
（2）孔隙率可控。塑料薄膜和有机玻璃的孔隙率几乎为零，而泡沫塑料的孔隙率可高达95%～98%。
（3）吸水率小。
（4）耐热性不高。
（5）导热性低。
（6）塑料的强度较高。
（7）弹性模量小。约为混凝土的1/10，同时具有徐变特性，所以塑料在受力时有较大的变形。
（8）耐腐蚀性差。
（9）易老化。在使用条件下，塑料受光、热、大气等作用，内部高聚物的组成与结构发生变化，致使塑料失去弹性、变硬、变脆出现龟裂（分子交联作用引起）或变软、发粘、出现蠕变（分子裂解引起）等现象，这种性质劣化的现象称为老化。
（10）易燃。
（11）毒性。
3、常用的建筑塑料
（1）塑钢门窗：塑料门窗主要采用改性硬质聚氯乙稀（PVC-U）经挤出机形成各种型材。有复合型和全塑型两种。
（2）塑料管材 :
1）硬质聚氯乙烯（UPVC）管材：UPVC管具有较高的抗冲击性能和耐化学性能。用于城市供水、城市排水，建筑给水和建筑排水管道。
2）聚乙烯（PE）管。PE管适用于室外埋地供水管道，也有用于室内供水管道的。分为高密度聚乙烯管(HDPE)、中密度聚乙烯管(MDPE)和低密度聚乙烯管(LDPE) 。密度越高，相对硬度、软化温度、抗拉强度越高，但脆性增加、柔韧性下降、抗开裂性能力下降。聚乙烯本身是一种无毒塑料。在给水管道工程中， HDPE管最终将取代 UPVC管。高密度聚乙烯密度950 kg／m3较 UPVC为轻，软化温度120℃较 UPVC管为高。其柔韧性、抗冲击能力均高于 UPVC管，连接方式优于UPVC管基本上可保证连接处不泄漏(属本体连接)。给水管道一般采用高密度聚乙烯，燃气管道一般采用高密度和中密度聚乙烯HDPE管和MDPE管主要用作城市燃气管道。
3）聚丙烯管(PP-R)。PP-R管为聚丙烯（PP）管改性后的共聚聚丙烯给水管，这种管材具有较好抗冲击性能（5MPa）和抗蠕变性能、PPR管的软化温度为140℃，由于它具有优良的耐热性能和较高的强度，所以适用于建筑物室内冷热水供应系统，也可以作为热水管广泛地适用于地面辐射采暖系统。由于PP-R管的热熔连接安全、可靠，目前主要应用于供水系统的暗装管道。其缺点是低温脆性差，线性膨胀系数大，易变形，不适合于建筑物明装管道工程。
4）交联聚乙烯(PEX)管材。PEX适用于室内冷热水供应管道。系统工作压力小于等于0．6Mpa，长期工作温度小于等于75℃(建筑给水排水规范要求)。不能抗紫外线 ，用于建筑室内冷热水供应和地面辐射采暖、中央空调管道系统、太阳能热水器配管。
5）金属塑料复合管。金属塑料复合管很多，有钢塑管、铜塑管、铝塑管、钢骨架塑料管等。
3.塑料扶手、熟料装饰扣板
4.塑料地板
5.泡沫塑料
聚苯乙烯泡沫塑料、聚乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、脲醛泡沫塑料、酚醛泡沫塑料、环氧树脂泡沫塑料
6. 塑料墙纸。
9.6.2 胶粘剂
定义：凡具有良好的粘接性能，可以把两个相同或不同的固体材料牢固地连接在一起的物质，叫做胶粘剂或粘合剂。
1．胶粘剂的组成
（1）粘料
　 粘料是胶粘剂的基本成分，又称基料。对胶粘剂的胶接性能起决定作用。一般胶粘剂是用粘料的名称来命名的。粘料有天然和合成两种，合成胶粘剂的基料，既可用合成树脂、合成橡胶，也可采用二者的共聚体和机械混合物。用于胶接结构受力部位的胶粘剂以热固性树脂为主；用于非受力部位和变形较大部位的胶粘剂以热塑性树脂和橡胶为主。
（2）固化剂
固化剂其主要作用就是是基料中某些线型分子通过交联作用形成网状或体型结构，增加胶层的内聚强度。常用的固化剂有胺类、酸酐类、高分子类和硫磺类等。
（3）填料
不发生化学反应，可改善胶粘剂的性能（如提高强度、降低收缩性，提高耐热性同时可降低成本等），常用添料有金属及其氧化物粉末、水泥及木棉、玻璃等。
（4）稀释剂
又称溶剂。为了改善工艺性（降低粘度）和延长使用期，常加入稀释剂。但是稀释剂掺量增加也会降低粘结强度。稀释剂分活性和非活性，前者参加固化反应，后者不参加固化反应，只起稀释作用。常用稀释剂有：环氧丙烷、丙酮等。
（5）增塑剂和增韧剂
增塑剂和增韧剂能改善胶粘剂的塑性和韧性，提高胶接接头的抗剥离、抗冲击能力，以及耐寒性等。增塑剂一般是高沸点液体或低熔点固体。它与基料有很好的混溶性，不参与固化反应，仅是机械混合。常用的增塑剂为有机酯类。
增韧剂参与基料的固化反应，并进入固化后形成的大分子链结构之中，与此同时，能够提高固化产物的韧性。常为一些液体橡胶和具有韧性的高聚物。
（6）其他的添加剂
为了满足某些特殊的工艺的要求，在胶粘剂中还经常根据使用的不同要求掺入增塑剂、防霉剂、稳定剂、阻燃剂、防老剂、催化剂等。
2. 胶粘剂的分类：
粘料分类方法很多：按化学属性不同把胶粘剂分成有机和无机的两种；按应用方法可分为热固型、热熔型、室温固化型、压敏型等；按应用对象分为结构型、非构型或特种胶粘剂；接形态可分为水溶型、水乳型、溶剂型以及各种固态型等。合成化学工作者常喜欢将胶粘剂按粘料（基料）的化学成分来分类：热塑性、 热固性 、合成橡胶型、橡胶树脂剂 、 硫胶等类。
3. 影响粘结强度的因素：胶粘剂的性质、被粘物的性质和被粘物的表面状态以及粘结工艺和工作环境等等因素决定的
4.建筑上常用的胶粘剂
（1）热固型胶粘剂
1）环氧树脂胶粘剂（EP）。属于热固性胶粘剂，对金属、木材、玻璃、硬塑料和混凝土都有很高的粘附力，故有“万能胶”之称。粘结强度很高，属于结构型胶粘剂。
2）不饱和聚酯树脂（UP）胶粘剂。体型结构的热固性树脂，主要用于制造玻璃钢，也可粘接陶瓷、玻璃钢、金属、木材、人造大理石和混凝土。属于结构型胶粘剂。
（2）热塑性合成树脂胶粘剂
1）聚醋酸乙烯胶粘剂（PVAC）。俗称-白乳胶，是一种使用方便，价格便宜，应用普遍的非结构胶粘剂。它对于各种极性材料有较好的粘附力，以粘接各种非金属材料为主，如玻璃、陶瓷、混凝土、纤维织物和木材。
2）聚乙烯醇缩脲甲醛粘结剂（801胶）。，建筑工程中可以用作墙布、墙纸、玻璃、木材、水泥制品的粘结剂。用801粘结剂配制的聚合砂浆可用于贴瓷砖、马赛克等，且可提高粘结强度。
3）聚乙烯醇胶粘剂（PVA）
（3）合成橡胶胶粘剂
1）氯丁橡胶胶粘剂（CR）。多用于结构粘接或不同材料的粘接。多用于结构粘接或不同材料的粘接。
2）丁腈橡胶（NBR）胶粘剂。主要橡胶制品，以及橡胶与金属、织物、木材的粘接，粘合聚氯乙烯板材、聚氯乙烯泡沫塑料。
3）丙烯酸酯胶粘剂
4）聚氨脂粘合剂。
5）酚醛树脂的粘合剂
6）橡胶粘合剂
9.6.3 建筑涂料
定义：涂料是涂于物体表面能形成具有保护、装饰或特殊性能的固态涂膜的一类液体或固体材料的总称。
1. 涂料的分类
1）按涂料的形态分类
固态涂料，即粉末涂料
液态涂料：溶剂型涂料、水溶性涂料、水乳型涂料
2）按涂料的光泽分类
高光型或有光型涂料、丝光型或半光型涂料、无光型或亚光型涂料
3）按涂刷部位分类
内墙涂料、外墙涂料、地坪涂料、屋顶涂料、顶棚涂料等
①内墙涂料主要品种是聚醋酸乙烯、聚醋酸乙烯-丙烯酸酪、聚苯乙烯—丙烯酸、乙烯-醋酸乙烯类乳胶漆和聚乙烯醇类涂料。
②外墙涂料分乳胶涂料和溶剂型涂料两类。乳胶涂料中以聚苯乙烯—丙烯酸酯和聚丙烯酸类品种为主；溶剂型涂料中以丙烯酸酪类、丙烯酸聚氨酪和有机硅接枝内烯酸类涂料为主，还有各种砂壁状和仿石型等厚质涂料。
③地面涂料以聚氨酯和环氧树脂类涂料为主。
4）按主要成膜物质的化学组成分类
建筑涂料可分为合成树脂(包括溶剂型涂料、水溶性涂料、乳液型涂料)也称有机涂料和无机涂料及无机、有机复合涂料。
5）按照涂层的质感和厚度分类
薄质涂料和厚质涂料。
2.涂料的组成
涂料由不挥发成分（成膜物质）和稀释剂两部分组成。
成膜物质又可以分为主要成膜物质、次要成膜物质和辅助成膜物质三大部分，主要成膜物质是粘结剂，也称为基料、漆料。
1）主要成膜物质。是