建筑防水材料.ppt
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第六章建筑防水材料,第一节国内外防水材料的发展概况,防水材料是各类建筑不可缺少的功能性材料;主要应用于工业与民用建筑、市政建设、地下工程、道路桥梁、隧道涵洞、国防军工等领域,在城乡建设和人民生活中起着重要的作用。
一.国外建筑防水材料的发展概况,1、防水卷材:
20世纪70年代,防水卷材最先在欧洲发生了革命的变化,传统的纸胎油毡以下降为次要产品;改性的油毡逐渐上升为主导产品;高分子防水卷材在欧洲几个国家成为主导的防水材料。
密封材料和防水涂料也有很大发展。
欧洲的建筑防水材料走在世界前列,目前世界各地广泛使用的SBS和APP改性沥青油毡均源于欧洲,美国和我国的改性油毡技术都是从欧洲引进的。
2、防水涂料是一种重要的防水材料,用量仅次于防水卷材,在建筑材料中约占1015;建筑防水涂料适用于屋面、地下、外墙、厕浴间、贮槽、水坝、涵洞、隧道、垃圾场等不同部位。
在建筑装饰涂料中,防水型的涂料所占的比例愈来愈高。
当前,防水涂料向聚合物基和聚合物改性沥青基发展,传统的沥青基防水涂料逐渐被聚氨酯、丙烯酸酯、橡胶和橡胶改性沥青涂料所取代。
(1)聚合物基防水涂料:
聚合物防水涂料主要有丙烯酸橡胶、聚氨酯橡胶、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯等,以丙烯酸和聚氨酯使用量最为普遍。
(2)改性沥青防水涂料:
国外的改性沥青防水涂料,主要是以橡胶进行改性。
3、建筑密封材料:
建筑密封材料是密封材料的主要市场,产品由低、中档向高档发展,特别是硅酮和聚氨酯密封膏已经或正在成为两种主导型弹性密封材料,而聚硫密封膏则日渐萎缩。
二.国内防水材料的发展情况,随着建筑水平和对建筑防水要求的不断提高,我国建筑防水材料也已由单一纸胎油毡向着包括纸胎在内的及其他低、中、高档门类繁多防水材料过渡,大概情况如下。
(1)纸胎油毡:
以石油沥青油毡为主国内厂家多数采用氧化沥青。
(2)改性沥青油毡:
改性防水沥青油毡发展较快,大部分是国内厂家引进先进的改性油毡生产线,国内自行设计制造的主要是采用APP和SBS进行改性。
(3)高分子防水卷材:
主要包括EPDM、PVC、CPE以及再生胶等,(4)防水涂料:
国内主要有聚氨酯防水涂料、硅橡胶防水涂料、及聚丙烯酸酯防水涂料和改性沥青防水涂料等。
三.建筑防水体系及柔性防水材料,
(一)建筑防水体系:
现代建筑防水体系可分为三种类型:
1)刚性防水体系:
刚性防水体系又称刚性屋面,它是由水泥浆、防水砂浆等组成的防水层所构成的均匀、密实、无洞孔和微裂缝的整体防水体系。
2)自防水体系:
建筑结构、结构件通过结构材料本身所具有的防水性能,再经适当的构造设计和施工方法而构成的防水体系。
钢筋混凝土屋盖的整体浇灌、并注入一定的防水剂和设计一定的坡度,便构成自防水混凝土体系。
3)柔性防水体系:
指所用的防水体系具有一定的柔韧性、弹性、塑性、耐温性和可施工性,如沥青系防水层,弹塑性的防水卷材及防水涂膜层等,它是现在一般建筑物采用最多的一种防水体系。
(二)柔性材料的形式:
柔性防水体系所用的材料通常分为卷材、油膏及涂料三种形式,其品种见表61。
(1)防水卷材防水卷材所用的材料主要是沥青和高分子材料,它通过一定的生产工艺,制成具有一定厚度的可卷曲的毡状防水材料,
(2)防水嵌缝油膏:
是由沥青、高分子材料及憎水性化工废料所形成的膏状防水材料。
主要用于屋面、楼板、伸缩缝等缝隙处的防水。
(3)防水涂料:
其材质与防水油膏类似,它是呈溶剂型或乳液型液状物质,成膜固化后具有防水性能。
四.沥青材料,沥青是应用最广泛的防水材料,也是目前建筑防水材料的主体在防水材料中常用的沥青,从来源上讲可分为石油沥青和煤焦油沥青。
(一)石油沥青,1、石油沥青的分类按能源成分及石蜡含量不同可分类如下:
石蜡基沥青:
由含烷烃成分石蜡基原油提炼而得。
混合基沥青:
介于以上两者之间的原油而得。
沥青基沥青:
由沥青基原油(含指环烃和芳烃的石油)提炼而得。
按炼制加工方法的不同可分类如下:
直馏沥青:
原油直馏分离出各馏分后的残留物,且符合石油沥青标准的。
蒸馏沥青:
直馏沥青或渣油,加热到300500,吹入过热蒸汽,将部分的石油蒸出后的残留物。
裂化沥青:
炼油过程中进行高温裂化后所提炼的沥青。
酸洗沥青:
由浓硫酸洗的煤油、汽油、润滑油等石油流出物所得的沥青(呈粘稠树脂状)。
氧化沥青:
由低标号沥青或油渣,在250300吹入空气氧化、缩合和脱烃等化学反应所得高粘度的沥青。
溶剂沥青:
由减压油渣炼制高粘度润滑油时,用溶剂脱出的沥青。
调配沥青:
将不同粘度稠度的沥青重新调配而达到一定技术标准沥青。
按沥青的用途可分为道路沥青、建筑沥青和特种沥青。
道路沥青具有粘度小、延伸性好、耐温度低等特点,主要包括200、180、140、100甲、100乙、60甲、60乙7个标准,建筑沥青具有粘度大、耐热度高、延伸性差等特点,主要包括10号、30甲、30乙3个标号。
特殊沥青:
主要包括橡胶用沥青、油漆用沥青等具有特殊性能和用途的沥青。
(二)煤焦油沥青:
按照不同提炼方法分为生煤焦油沥青、蒸馏煤焦油和配置煤焦油沥青。
五.改性沥青防水材料,沥青是多种有机物的混合物,其相对分子量的平均值远远低于高聚物,因此,引入高聚物后,因平均分子量的改变,会显著提高沥青的综合性能。
掺入高聚物基本方法有机械共振法、溶剂法,主要改性体系如下。
(一)SBS改性沥青防水卷材,SBS改性沥青的主要原料为沥青、SBS及其它助剂。
SBS是一种热塑性弹性体,在常温下有橡胶的弹性,在高温下可象热塑性塑料一样熔融成为可塑性材料。
所以通过加热熔融能使SBS与沥青共混达到改性沥青的目的。
改性的关键在于共混。
(二)SBS改性沥青防水涂料:
所用原料为石油沥青、SBS、乳化剂和水。
(三)聚合物(APP)改性沥青,无规聚丙烯(APP)是生产聚丙烯的副产品;室温下APP为白色固体,无明显熔点,加热至130开始软化,170以上变为粘稠液体,随着温度的继续上升其粘度降低。
掺量一般在1020左右,可采用机械共混法进行制备。
第二节建筑防水卷材、油膏及涂料,目前常用的防水材料主要有卷材、油膏和涂料三种形式。
一.防水卷材,防水卷材包括以纸板、织物、纤维毡或金属箔等为胎基,浸涂沥青(或改性沥青)而制成的各种有胎卷材和以橡胶或其它高分子聚合物为原料制成的各种无胎卷材。
从目前情况看,纸胎防水卷材仍占主要地位,但有大幅度降低趋势,而玻璃纤维油毡,改性沥青合成纤维卷材及合成橡胶卷材的用量正在不断增加,石棉纸油毡会被逐渐淘汰。
现将几种常用的防水卷材介绍如下:
(一)普通原纸胎基油毡和油纸,包括石油沥青、煤沥青(煤焦油油毡已很少生产)、页岩沥青和石油沥青纸胎油毡。
其中用量最多,技术也较成熟的是石油沥青纸胎油毡,现以此为例,说明其工艺路线。
纸胎油毡将逐渐被淘汰。
可分为浸渍材料、涂盖材料及撒布涂布材料三部分。
浸渍材料一般采用低标号石油沥青(60#、100#、200#)和道路沥青,使用前先进行脱水或根据需要作氧化处理。
涂盖材料一般采用高标号沥青喝25%30%的填料,经混合搅拌而成。
撒布材料和粉浆涂布材料,是为防止卷材在生产贮存过程中的粘连和老化而加入的,常用的有滑石粉、云母和砂子等。
制毡工艺流程:
原纸装架接头干燥浸渍干燥涂盖撒布冷却计量包装,主要技术性能有抗水性、抗裂性及热稳定性和耐化学介质侵蚀性、耐微生物腐蚀性等。
(二)改性沥青油毡:
经过多年的引进、开发、研究和推广,我国的新型沥青油毡,特别是改性沥青油毡已具有相当大规模,沥青、胎体和改性剂基本上有了保证,推广工作取得实效,已被普通认可使用量逐年增加,是我国增长最快的新型防水材料。
国外普遍使用的SBS和APP改性油毡,我国均能大量生产。
聚氯乙烯耐低温油毡是以PVC树脂或废PVC软制品为主要原料,加入煤焦油,再加入一定的塑化剂、催化剂和热稳定剂等制成的油毡浸渍材料和涂盖材料,按一定的生产工艺制成的防水卷材。
(三)高分子防水卷材:
我国的高分子防水卷材主要包括EPDM、PVC、CPE、氯化聚乙烯橡胶共混、橡塑共混、再生胶、土工防渗片等防水防渗片材,今年来获得一定的发展。
1、三元乙丙橡胶防水卷材,三元乙丙橡胶是由乙烯、丙稀和少量双环戊二烯共聚合而成,我国于20世纪70年代末开始研制,现主要有两个品种三元乙丙防水卷材和复合型三元乙丙防水卷材。
1)三元乙丙防水卷材以三元乙丙橡胶为主要原料,加入适量的丁基橡胶、硫化剂、硫化促进剂、补强剂、软化剂和填料等,经塑炼、拉片、过滤、挤出(或压延)、硫化、检验包装等工序而成。
2)复合型三元乙丙卷材:
分面层、底层片材制备及面、底层压延复合后而得。
面层片材的制备,是将氯化聚乙烯、DOP及三元乙丙橡胶,在6070下塑炼,然后加入硫化剂、硫化促进剂、软化剂及填料等,在55下混炼,将混炼物进行热炼(粗、精炼)后,在70下压延成片。
底层片材的制备,是用再生胶在4050下塑炼,然后加入上述助剂,在45下混炼,再经热炼后,在50下压延成片。
将面层与底层片材通过符合成卷材片,再在硫化罐中硫化二小时,即为复合型三元乙丙防水卷材。
2、PVC防水卷材:
我国自行研制开发的PVC防水卷材由于增塑剂迁移等问题未过关,国家建材局也增经设想将几家企业产品作为主导高分子防水卷材加以推广,但均未能站稳市场。
目前只有济南塑料一厂引进国外先进设备和技术,所生产的产品经得起时间得考验,得到了社会得认可。
3、CPE防水卷材我国的CPE防水卷材包括:
以玻璃布增强CPE卷材、CPE弹性体卷材、无增强CPE卷材以及CPE橡胶共混卷材。
生产厂家约有10多家,总计生产能力约为1500万多m2,山东潍坊化工厂从国外引进6000t生产能力的CPE生产装置,可以满足防水卷材对CPE的需要。
4、超高分子量PVC改性CPE防水卷材用代表90年代通用树脂发展技术水平的超高分子量聚乙烯为防水卷材的主体材料,与氯化聚乙烯进行共混改性,加入适量的填料,制成系列的性能与成本可设计的防水卷材产品。
1)主要原料:
(1)超高分子量聚氯乙烯普通PVC最高聚合度为1350(齐鲁石化公司S-1300),其平均分子量在8万左右,属短链高度支化的聚合物,在软质形态下显示出永久的压缩形变性,由于在受压情况下破坏了聚合物的二、三级结构,压力消除后很难使聚合物链恢复到原来状态。
因此回弹性差。
超高分子量聚氯乙烯,其聚合度在2500以上,能较好地解决使用S-1300时的有关问题,可显著地提高撕裂强度、耐高低温度、耐蠕变和具有高回弹性。
(2)氯化聚乙烯(CPE)系HDPE氯化制得。
一般含氯量在30%40%,此时具有较低的玻璃化温度和较低的结晶性。
能UHMWPVC部分相溶,加工过程中可显著降低UHMWPVC的熔体粘度与弹性。
(4)填充料主要先用细度在200目以上的胶体碳酸钙或经偶联剂处理过的沉淀碳酸钙。
(3)增塑剂主要采用邻苯二甲酸酯类及少量的氯化石蜡,以保证增塑作用和不降低阻燃性。
2)性能该产品由于UHMWPVC与CPE的共混体系,建立了具有高弹性、高强度、高模量的材质基础,无需增强基层(如无纺布),比三元乙丙防水卷材价格低。
无需硫化工艺和施工后的复盖层,且具有较好的阻燃性。
5、再生胶防水卷材:
再生胶防水卷材虽然性能较差,质量不够稳定,但是目前在我国还有一定生产市场。
属于待淘汰产品,二、建筑防水涂料,我国建筑防水涂料企业规模小,数量多,有一定生产规模的就有200多家,此外还有不少油毡和改性油毡企业也生产防水涂料;我国的防水涂料将呈由低档沥青基向中高档聚合物基和改性沥青基防水涂料发展的态势。
下面简单介绍几种常用防水涂料。
(一)水乳型再生橡胶沥青防水涂料,石油沥青,选用10#、60#且配合使用。
再生橡胶,用来改善沥青的低温脆性,提高其柔韧性及耐温性。
应用时对其进行加工及乳化。
乳化剂,是一种表面活性剂,能吸附液液表面,显著降低界的自由能,利于乳化和分散。
分散剂,能降低液固界面的自由能,利于橡胶在乳液中分散和保持乳液稳定。
常用石灰膏及膨润土等。
涂料的配方分为沥青乳化、再生胶制备及涂料制备三步。
防水涂料配制视实际需要乳化沥青与再生橡胶按一定
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