第六章沥青及沥青混合料

第6章沥青与防水材料

本章学习目标1.

掌握沥青材料的基本组成、工程性质及测定方法；了解沥青的改性和掺配，了解主要沥青制品及其用途。2.

掌握防水及堵水材料的主要类型及性能特点；沥青是一种土木工程中应用较多的有机胶凝材料，它是由一些极为复杂的高分子碳氢化合物及其非金属(氧、硫、氮等)衔生物所组成的棍合物，在常温下呈固体、半固体或稠液体的形态。沥青是憎水性材料，几乎不溶于水，且构造致密，具有良好的防水性；沥青能抵抗一般酸、碱、盐类等侵蚀性液体和气体的侵蚀，具有较强的抗腐蚀性；沥青能紧密粘附于矿物材料的表面，具有很好的粘结力；同时，它还具有一定的塑性，能适应基材的变形。因此，沥青被广泛应用于防水、防潮、防腐工程及道路工程、水工建筑等。沥青按产源分为以下品种10.1沥青与沥青混合料10.2防水涂料10.3防水卷材10.4密封材料10.1.1石油沥青

石油沥青是石油原油经蒸馏提炼出各种轻质油(如汽油、柴油等)及润滑油后的残留物，再经加工而得的产品．颜色为褐色或黑褐色。采用不同产地的原油及不同的提炼加工方式，可以得到组成、性质各异的多种石油沥青品种。按用途不同将石油沥青分为道路石油沥青、建筑石油沥青、防水、防潮石油沥青和普通石油沥青。一.石油沥青的组分油沥青是由多种高分子碳氢化合物及其非金属(主要为氧、硫、氮等)衍生物组成的复杂混合物。因为沥青的化学组成复杂，对组成进行分析很困难，且其化学组成也不能反映出沥青性质的差异，所以一般不作沥青的化学分析。通常从使用角度出发，将沥青中按化学成分和物理力学性质相近的成分划分为若干个组，这些组就称为“组丛”。在沥青中各组丛含量的多寡与沥青的技术性质有着直接的关系。石油沥青的组丛如下：(1)油分(2)树脂

(3)地沥青质(1)油分：

油分为淡黄色至红褐色的油状液体，是沥青中分子量最小和密度最小的组分，在石油沥青中，油分的含量为40％一60％。油分赋予沥青以流动性。(2)树脂：

树脂又称脂胶，为黄色至黑褐色半固体粘稠物质，分子量比油分大，沥青脂胶中绝大部分属于中性树脂。中性树脂能溶于三氯甲烷、汽油和苯等有机溶剂，但在酒精和丙酮中难溶解或溶解度很低。中性树脂含量增加，石油沥青的延度和粘结力等性能愈好。在石油沥青中，树脂的含量为15％一30％，它使石油沥青具有良好的塑性和粘结性此外，石油沥青中还含2％一3％的沥青碳和似碳物，为无定形的黑色固体粉末，它是在高温裂化，过度加热或深度氧化过程中脱氢而生成的，是石油沥青中分子量最大者。它会降低石油沥青的粘结力。石油沥青中还含有蜡，它会降低石油沥青的粘结性和塑性。同时对温度特别敏感(即温度稳定性差)。所以蜡是石油沥青的有害成分。(3)地沥青质地沥青质为深褐色至黑色固态无定形的超细颗粒固体粉末，分子量比树脂更大，不溶于汽油，但能溶于二硫化碳和四氯化碳中。地沥青质是决定石油沥青温度敏感性和粘性的重要组分。沥青中地沥青质含量在10％一30％。其含量愈多，则软化点愈高，粘性愈大，也愈硬脆。二.石油沥青的技术性质

1．粘滞性石油沥青的粘滞性又称粘性或稠度，它是反映沥青材料内部阻碍其相对流动的一种特性，是沥青材料软硬、稀稠程度的反映。各种石油沥青的粘滞性变化范围很大，粘滞性的大小与其组分及温度有关。当地沥青质含量较高，同时又有适量树脂，而油分含量较少时，则粘滞性较大；在一定温度范围内，当温度升高时，则粘滞性随之降低，反之则增大。粘滞性应以绝对粘度表示，但因其测定方法较复杂，故工程中常用相对粘度(条件粘度)来表示粘滞性，对使用粘稠(半固体或固体)的石油沥青用针入度表示，对液体石油沥青则用粘滞度表示。针入度(或粘滞度)是石油沥青的重要技术指标之一。

针入度反映了石油沥青抵抗剪切变形的能力。针入度值越小，表明粘度越大。粘稠石油沥青的针入度是在规定温度(25℃)条件下，以规定重量(100g)的标准针，在规定时间(5s)内贯入试样中的深度表示，单位以1/10mm计。粘滞度是将一定量的液体沥青，在某温度下经一定直径的小孔流出50cm3所需的时间，以秒表示。常用符号“CdtT”表示粘滞度，其中d为小孔直径(mm)，t为试样温度，T为流出50cm3沥青的时间。d有10、5、3(mm)三种，t通常为25℃或60℃。2．塑性

塑性指石油沥青在外力作用下产生变形而不破坏，除去外力后，仍能保持变形后的形状的性质。石油沥青的塑性与其组丛有关，当其中树脂含量较多，且其它组丛含量又适当时，则塑性较好。温度及沥青膜层厚度也影响塑性。温度升高，则塑性增大，当膜层增厚，塑性也增大，反之则塑性越差。当膜层薄至1m时，塑性近于消失，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，故塑性也反映了沥青开裂后的自愈能力。沥青之所以能配制成性能良好的柔性防水材料，很大程度上决定于沥青的塑性。沥青的塑性对冲击振动荷载有—定吸收能力，并能减少摩擦时的噪声，故沥青是一种优良的道路路面材料。石油沥青的塑性用延度表示。延度愈大，塑性愈好。延度测定是把沥青制成“8”字形标准试件，置于延度仪内25℃水中，以5cm／min的速度拉伸，用拉断时的伸长度来表示，单位用cm计。延度也是石油沥青的重要技术指标之一。3．温度敏感性(感温性)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。由于沥青是一种高分子非品态热塑性物质，故没有一定的熔点。当温度升高时，沥青由固态或半固态逐渐软化，使沥青分于之间发生相对滑动，即产生粘性流动，称为粘流态。与此相反，随温度降低又逐渐由粘流态凝固为因态，甚至变硬变脆，成为玻璃态。建筑工程要求沥青随温度变化时，其粘滞性及塑性变化幅度应较小，即宜选用温度稳定性较高的沥青。石油沥青中地沥青质含量较多时，其温度敏感性较小。在工程使用时往往加入滑石粉、石灰石粉等矿物填料，以减小其温度敏感性。沥青中含蜡量较多时，则会产生温度较高(60℃左右)时就发生流淌，在温度较低时又易变硬开裂。温度敏感性以软化点指标表示。由于沥青材料从固态至液态有一定的变态间隔，故规定以其中某一状态作为从固态转变到粘流态的起点，相应的温度则称为沥青的软化点。软化点亦为石油沥青的重要技术指标。沥青软化点一般采用“环与球”法测定。它是把沥青试样装入规定尺寸(直径15．88mm，高6mm)的铜环内，试样上放置一标准钢球(直径9．5mm，重3．5g)，浸入水或甘油中，以规定的速度升温(5℃／min)，当沥青软化下垂至规定距离(25．4mm)时的温度即为其软化点，以摄氏度(℃)计。4．大气稳定性

大气稳定性是指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等大气因素的长期综合作用下抵抗老化的性能，也是沥青材料的耐久性。在大气因素的综合作用下，沥青中各组丛会发生不断递变，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，而地沥青质逐渐增多。因此，石油沥青随着时间的进展，流动性和塑性将逐渐减小，硬脆性逐渐增大，直至脆裂。这个过程称为石油沥青的“老化”。所以大气稳定性即为沥青抵抗老化的性能。三.石油沥青的技术标准及选用1．石油沥青的分类与技术标准

根据我国现行石油沥青标准，在工程建设中常用的石油沥青分道路石油沥青，建筑石油沥青，防水防潮石油沥青和普通石油沥青等四种，各品种按技术性质划分牌号。道路石油沥青、建筑石油沥青和普通石油沥青都是按针入度指标来划分牌号的。在同一品种石油沥青材料中，牌号愈小，沥青愈硬；牌号愈大，沥青愈软。同时随着牌号增加，沥青的粘性减小(针入度增加)，塑性增加(延度增大)，而温度敏感性增大(软化点降低)。2．石油沥青的选用

在选用沥青材料时，应根据工程性质(房屋、道路、防腐)及当地气候条件、所处工程部位(屋面、地下)来选用不同品种和牌号的沥青。道路石油沥青牌号较多，主要用于道路路面或车问地面等工程，一般拌制成沥青混凝土沥青拌合料或沥青砂浆等使用。道路石油沥青还可作密封材料、粘结剂及沥青涂料等。此时宜选用粘性较大和软化点较高的道路石油沥青，如60甲。建筑石油沥青粘性较大，耐热性较好，但塑性较小，主要用作制造油毡、油纸、防水涂料和沥青胶。它们绝大部分用于屋面及地下防水、沟槽防水、防腐蚀及管道防腐等工程。对于屋面防水工程，应注意防止过分软化。据高温季节测试，沥青屋面达到的表面温度比当地最高气温高25—30℃，为避免夏季流淌，屋面用沥青材料的软化点还应比当地气温下屋面可能达到的最高温度高20℃以上。例如某地区沥青屋面温度可达65℃，选用的沥青软化点应在85℃以上。但软化点也不宜选择过高，否则冬季低温易发生硬脆甚至开裂。对一些不易受温度影响的部位，可选用牌号较大的沥青普通石油沥青含蜡较多，其一般含量大于5％，有的高达20％以上(称多蜡石油沥青)，因而温度敏感性大，故在工程中不宜单独使用，只能与其它种类石油沥青掺配使用。3.石油沥青的掺配与稀释

掺配沥青一般是指以同种沥青的不同标号按一定比例互相掺配而制成的沥青。施工中，若采用一种沥青不能满足配制沥青胶所要求的软化点时，可采用两种或三种沥青进行掺配。一般认为掺配时要注意同源，即用同属石油沥青或同属煤沥青来掺配。

两种沥青掺配的比例可用下式估算：当沥青过于粘稠影响使用时，可以加入溶剂进行稀释，但必须采用同一产源的油料作稀释剂。如石油沥青采用汽油、煤油、柴油等石油产品系列的轻质油料作稀释剂，而煤沥青则采用煤焦油、重油等煤产品系列的油料作稀释剂。10.1.2煤沥青煤沥青是生产焦炭和煤气的副产物。烟煤在于馏过程中的挥发物质，经冷凝而成黑色粘性液体称为煤焦油，再经分馏加工提取轻油、中油、重油及葸油之后所得残渣即为煤沥青。根据蒸馏程度不同，煤沥青分为低温沥青、中温沥青和高温沥青三种。土木工程中所采用的煤沥青多为粘稠或半固体的低温沥青。煤沥青的主要组分为油分、脂胶、游离碳等，还含有少量酸、碱物质，与石油沥青相比，其具有如下特点：

①温度敏感性较大

其组分中所含可溶性树脂多，由固态或粘稠态转变为粘流态(或液态)的温度间隔较窄，夏天易软化流捎，冬天易脆裂。②大气稳定性较差

所含挥发性成分和化学稳定性差的成分较多，在热、阳光、氧气等长期综合作用下，煤沥青的组成变化较大．易硬脆。③塑性较差所含游离碳较多，容易因变形而开裂。④因为含表面活性物质较多

所以与矿料表面粘附力较强。⑤防腐性好煤沥青与石油沥青的外观和颜色大体相同，使用中必须注意区分，以防掺混使用而产生沉渣变质，失去胶凝性。二者简易鉴别方法见表11．3。因含有酚、惠等有毒性和臭味的物质，防腐能力较强，故适用于木材的防腐处理。但防水性不如石油沥青，因为酷易溶于水。施工中要遵守有关操作和劳保规定，防止中毒。10.1.3改性石油沥青改性沥青是掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂(改性剂)，或采取对沥青轻度氧化加工等措施，使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青混合料。矿物填料改性沥青在沥青中加入一定数量的矿物填充料，可以提高沥青的粘性和耐热性，减小沥青的温度敏感性，主要适用于生产沥青胶。矿物填料有粉状和纤维状两种，常用的填料有滑石粉、石灰石粉、硅藻土、石棉绒、云母粉、磨细砂、粉煤灰、水泥、商岭土、白垩粉等。

掺入沥青中的矿物填料能被沥青包裹而形成稳定的混合物的前提是：①

沥青能润湿矿物填料；②沥青与矿物填料之间具有较强的吸附力，并不为水所剥离。一般由共价键或分子键结合的矿物属憎水性(即亲抽性)的材料，如滑石粉等，对沥青的亲和力大于对水的亲和力，所以滑石粉颗粒表面所包裹的沥青不会被水所剥离。虽然由离子键结合的矿物屑亲水性矿物，不亲油，如碳酸盐、硅酸盐、云母等，但由于沥青中含有酸性树脂，它是一种表面活性物质，能够与矿物颗粒表面产生较强的物理吸附作用。故这些矿物填料也能与沥青形成稳定的混合物。但矿物掺量要适当，一般捶量为20％-40％时效果较好。橡胶改性沥青橡胶是石油沥青的重要改性材料，它与石油沥青有很好的混溶性，能使沥青兼具橡胶的很多优点，如高温变形性小，低温柔性好，克服了沥青热淌冷脆的缺点，提高了其强度、延伸率和耐老化性等。氯丁橡胶改性沥石油沥青中掺人氯丁橡胶后，可使其气密性、低温柔性、耐化学腐蚀性、耐光、耐臭氧性、耐候性和耐燃性等得到大大改。氯丁橡胶掺入的方法有溶剂法和水乳法。丁基橡胶改性沥丁基橡胶沥青的配制方法与氯丁橡胶沥青类似，且稍简单些。将丁基橡胶碾切成小片，在搅拌时把小片加热到100~C的溶剂中(不得超过110t)，制成浓溶液。同时将沥青加热脱水熔化成液体状沥青。通常在100℃左右把两种液体按比例混合搅拌均匀并进行浓缩15-20min。丁基橡胶在混合物中的含量一般为2％—4％。也可以将丁基橡胶和石油沥青分别制备成乳液，然后再按比例把两种乳液混合即成。丁基橡胶沥青具有优异的耐分解性，并有较好的低温抗裂性能，多用于道路路面工程和制作密封材料及涂料。热塑性丁苯橡胶(SBS)改性沥青

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，在高温下又能像塑料那样熔融流动，成为可塑的材料。所以采用SBS橡胶改性沥青．其耐高、低沮性能均有较明显提高，制成的巷材弹性和耐疲劳性也大大提高，是目前应用矗成功和用量最大的一种改性沥青。SBS的掺入量一般为5%-10％，此类改性沥青主要用于制作防水卷材，也可用于制作防水涂料等。再生橡胶改性沥青再生橡胶掺人石油沥青中，同样可大大提高石油沥青的气密性、低温柔性、耐火性、耐热性、粘结性和不透气性。在生产卷材、密封材料和防水涂料等产品时均需应用。由于石油沥青中含芳香性化合物较少，使得树J旨和石油沥青的相溶性较差，故可用的树脂品种较少。常用的树脂有：古马隆树脂，聚乙烯，聚丙烯，酚醛树脂及天然松香等。橡胶和树脂共混改性沥青同时用橡胶和树脂来改善石油沥青的性质，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，故能取得较满意的综合效果。在加热熔融状态下，沥青与高分子聚合物之间会发生相互侵入和扩散，沥青分子填充在聚合物大分子的间隙内，同时聚合物分子的某些链节扩散进入沥青分子中，从而形成凝聚网状混合结构，由此而获得较优良的性能。这种改性沥青可用于生产卷材、片材、密封材料和防水涂料等。

沥青混合料是沥青混凝土混合料和沥青碎石混合料的总称。沥青混凝土棍合料是由适当比例的粗骨料、细骨料及填料与沥青在严格控制条件下拌和，压实后剩余空隙宰小于10％的混合料，简称沥青混凝土；沥青碎石琨合料是由适当比例的粗骨料．细骨料及少量填料(或不加填料)与沥青拌和、压实后剩余空隙率在10％以上的混合料，简称沥青碎石。沥青混合料主要用于道路工程铺筑路面。10.1.4沥青混合料

分类

分类

分类

分类

一.分类

工程上最常用的沥青混合料有两类：沥青混凝土混合料是由适当比例的粗集料、细集料及填料组成的符合规定级配的矿料，与沥青结合料拌和而制成的符合技术标准的沥青混合料(以AC表示，采用圆孔筛时用LH表示)。沥青碎石混合料是由适当比例的粗集料、细集料及填料(或不加填料)与沥青拌和的沥青混合料(以AM表示)。沥青混合料还可以按其它方式分类：

(1)按结合料分类

①石油沥青混合料以石油沥青为结合料的沥青混合料（包括：粘稠石油沥青、乳化石油沥青及液体石油沥青）。

②煤沥青混合料以煤沥青为结合料的沥青混合料。

(2)按施工温度分类

按沥青混合料拌制和摊铺温度分为：①热拌热铺沥青混合料简称热拌沥青混合料。沥青与矿料在热态拌和、热态铺筑的混合料。

②常温沥青混合料以乳化沥青或稀释沥青与矿料在常温状态下拌制、铺筑的混合料。(3)按矿质集料级配类型分类

①连续级配沥青混合料沥青混合料中的矿料是按级配原则，从大到小各级粒径都有，按比例相互搭配组成的混合料，称为连续级配混合料。

②间断级配沥青混合料连续级配沥青混合料矿料中缺少一个或两个档次粒径的沥青混合料称为间断级配沥青混合料。

(4)按混合料密实度分类

①密级配沥青混凝土混合料按密实级配原则设计的连续型密级配沥青混合料，但其粒径递减系数较小，剩余空隙率小于10％。密级配沥青混凝土混合料按其剩余空隙率又可分为

I型沥青混凝土混合料：剩余空隙率3％～6％；

II型沥青混凝土混合料：剩余空隙率4％～10％。

②开级配沥青混凝土混合料按级配原则设计的连续型级配混合料，但其粒径递减系数较大，剩余空隙率大于15％。亦有将剩余空隙率介于密级配和开级配之间的（即剩余空隙率10％～15％）混合料称为半开级配沥青混合料。

(5)按最大粒径分类

沥青混凝土混合料的集料最大粒径可分为下列4类：

①粗粒式沥青混合料集料最大粒径等于或大于26．5mm（圆孔筛30mm）的沥青混合料。

②中粒式沥青混合料集料最大粒径为16mm或19mm（圆孔筛20mm或25mm）的沥青混合料。

③细粒式沥青混合料集料最大粒径为9.5mm或13.2mm（圆孔筛10mm或15mm）的沥青混合料。

④砂粒式沥青混合料集料最大粒径等于或小于4.75mm（圆孔筛5mm）的沥青混合料，也称为沥青石屑或沥青砂。

沥青碎石混合料除上述4类外，尚有：特粗式沥青碎石混合料，集料最大粒径37.5mm（圆孔筛40mm）以上。

组成材料及结构

1.组成材料二.组成材料及结构组成材料

组成材料

沥青混合料的组成材料有沥青、粗骨料、细骨料和填料。①沥青：应根据当地气候条件、施工季节气温、路面类型、施工方法等具体情况见表11.4选用沥青标号。煤沥青不宜用于热拌沥青棍合料路面的表面层。②粗骨料：所用粗骨料包括碎石、破碎砾石和矿渣等。粗骨料应该洁净、干燥、无风化、无杂质。压碎值和唐耗率等力学性能指标应满足规范要求。碱性的矿料与沥青粘结时，会发生化学吸附过程，在矿料与沥青的接触面上形成新的化合物，使粘结力增强，而酸性矿料裹面与沥青不会形成化学吸附，故粘结力较低。③细骨料：可采用天然砂、机制砂及石屑细骨料应该洁净、干燥、无风化、无杂质，有适当的颗粒组成，其质量应符合规范要求，并与沥青有良好的粘结能力。与沥青粘结性能较差的天然砂及用花岗石、石英岩等酸性石料破碎的机制砂或石屑，不宜用于高速公路、一级公路、城市快速路、主干路沥青面层。必须使用时，应采用抗剥离措施。④填料：在沥青混合料中起填充作用的粒径小于0.075mm的矿质粉末称为填料。填料宜采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石(憎水性石料)经磨细得到的矿粉，原石料中的泥土杂质应除去。矿粉要求干燥、洁净，其质量符合规范要求。当采用水泥、石灰、粉煤灰作填料时，其用量不宜超过矿料总量的2％。2.组成结构①悬浮密实结构

连续密级配的沥青混合料，由于细集料的数量较多，粗集料被细集料挤开，因此，粗集料以悬浮状态位于细集料之间。这种结构的沥青混合料的密实度较高，但稳定性较差。对双层或三层结构的沥青路面，其中至少必须有一层Ⅰ型密级配沥青配合料。对干燥地区的高等级公路，也可采用这种结构的沥青混合料做表层。

②骨架空隙结构

连续开级配的沥青混合料，由于细集料的数量较少，粗集料之间不仅紧密相连，而且有较多的空隙。这种结构的沥青混合料的内摩阻力起重要作用，因此，沥青混合料受沥青材料的变化影响较小，稳定性较好。当沥青路面采用这种形式的沥青混合料时，沥青面层下必须做下封层。

a——悬浮密实结构；b——骨架空隙结构；c——骨架密实结构

沥青混合料的典型组成结构③骨架密实结构

间断密级配的沥青混合料，是上面两种结构形式的有机组合。它既有一定数量的粗集料形成骨架结构，又有足够的细集料填充到粗集料之间的空隙中去，因此，这种结构的沥青混合料的密实度、强度和稳定性都比较好。目前，这种结构形式的沥青混合料路面还用得比较少，处于研究阶段。三.技术性质

A.高温稳定性沥青混合料高温稳定性，是指沥青混合料在夏季高温（通常为60℃）条件下，经车辆荷载长期重复作用后，不产生车辙和波浪等病害的性能。

我国现行国标（GB50092－96）规定，采用马歇尔稳定度试验（包括稳定度、流值、马歇尔模数）来评价沥青混合料高温稳定性；对高速公路、一级公路、城市快速路、主干路用沥青混合料，还应通过车辙试验检验其抗车辙能力。

马歇尔稳定度试验动画演示

车辙试验动画演示B.低温抗裂性

沥青混合料不仅应具备高温的稳定性，同时还要具有低温的抗裂性，以保证路面在冬季低温时不产生裂缝。沥青混合料低温抗裂性要求的指标，目前尚处于研究阶段，尚未列入技术标准。

C.耐久性

沥青混合料的耐久性是指其抵抗长时间自然因素（风、日光、温度、水分等）和行车荷载反复作用的能力。目前评价沥青混合料耐久性的方法有马歇尔稳定度试验、浸水劈裂试验、冻融劈裂试验、浸水车辙试验等0

D.抗滑性

随着现代高速公路的发展，对沥青混合料路面的抗滑性提出更高的要求。我国现行标准对抗滑层集料提出了磨光值、道瑞磨耗值和冲击值等三项指标。

E.施工和易性就沥青混合料性质而言，影响沥青混合料施工和易性的主要因素是矿料级配。粗细集料的颗粒大小相距过大，缺乏中间粒径，混合料容易离析；细料太少，沥青层不易均匀地分布在粗颗粒表面；细料过多，则拌和困难10.2防水涂料

防水涂料是一种流态或半流态物质，涂布在基层表面，固化成膜后形成有一定厚度和弹性的连续薄膜．使基层表面与水隔绝．起到防水、防潮作用。防水涂料特别适合于各种结构复杂的屋面、面积相对狭小的厕浴间；地下工程等的防水施工，以及屋面渗漏维修。所形成的防水膜完整、无接缝、施工十分方便，而且大多数采用冷施工，不必加热熬制，改善了劳动条件。但是，防水涂料必须采用刷子或刮扳等逐层涂刷(刮)．故防水膜的厚度较难保持均匀一致。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、高聚物改性沥青类及合成高分子类。10.2.1防水涂料的基本性能要求1.固体含量固体含量指防水涂料中所含固体的比例。固体含量多少与成膜厚度及涂膜质量密切相关。2.耐热度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和不流淌的性能。它反映防水涂膜的耐高温性能。3.柔性柔性指防水涂料成膜后的膜层在低温下保持柔韧性的性能。它反映防水涂料在低温下的施工和使用性能。

4.

不透水性不透水性指防水涂料膜在一定水压(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重要指标。5.

延伸性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，以适合应由于温差、于湿等因素造成的基层变形，来保证防水效果。10.2.2常用防水材料沥青基防水涂料沥青基防水涂料的成膜物质就是石油沥青。冷底子油用石油沥青直接溶于汽油、煤油、柴油等有机溶剂中成为溶剂型沥青涂料，它涂刷后徐膜很薄，不宜单独作防水涂料用，但它的粘度小，能渗入到混凝土、砂浆、木材等材料的毛细孔隙中，待溶剂挥发后，便与基材牢固结合，使基层具有一定的憎水性，为粘结同类防水材料创造了有利条件。因多在常温下用作防水工程的打底材料，故名冷底子油。通常是采用30％-40％的30号或10号石油沥青．与60％-70％的有机溶剂(常用汽油)配置而成。石灰乳化沥青

以石油沥青为基料，石灰膏为分散体(乳化剂)，石棉绒为填料，在机械强制搅拌下将沥青乳化而制得的厚质防水涂料。这种石膏乳化沥青涂料生产工艺简单，成本低。石灰膏在沥青中形成蜂窝状骨架，耐热性好，涂膜较厚，可在潮湿基层上施工。但石油沥青未经改性，所以产品在低温时易碎。它和聚氯乙烯胶泥配合，可用于无砂浆找平层屋面防水。膨润土沥青乳液以优质石油沥青为基料，膨润土为分散剂，经搅拌而成。这种厚质涂料可在潮湿无积水的基层上施工，涂膜耐水性很好，粘结力强，耐热性好，不污染环境。一般和胎体增强材料配合使用，用于屋面、地下工程、厕浴间等防水防潮工程。高聚物改性沥青防水涂料

高聚物改性沥青防水涂料是用再生橡胶、合成橡胶或SBS树脂对沥青进行改性而制成。用再生橡胶改性，可改善沥青低温脆性，增加弹性，增加抗裂性；用合成橡胶(氯丁、丁基等)改性，可改善沥青的气密性、耐化学性、耐光及耐候性；用SBS树脂改性，可改善沥青的弹塑性．延伸性、抗拉强度、耐老化性及耐高温性。再生橡胶改性沥青防水涂料

以再生橡胶为改性剂、汽油为溶剂，添加其他填料(如滑石粉等)，与沥青加热搅拌而成。原料来源广泛，成本低，生产简单。但以汽油为溶剂，虽然固化迅速，在生产、储运和使用时都要特别注意防火与通风，而且需多次涂刷，才能形成较厚的涂膜。这种防水涂料在常温和低温下都能施工，适用于屋面、地下室、水池、冻库、桥梁、涵洞等工程的抗渗、防水、防潮以及旧油毡屋面的维修。如用水代替汽油，就可避免溶剂型防水涂料易燃、污染环境等缺点，但固化速度稍慢，贮存稳定性稍差一些，适合于混凝土基层屋面及地下混凝土建筑防潮、防水。氯丁橡胶改性沥青防水涂料以氯丁橡胶为改性剂，汽油为溶剂，加入填料、防老化剂等制成。这种防水涂料成膜速度快，涂膜致密，延伸性好，耐腐性、耐候性优良，但施工有污染，应有切实的防火与防爆措施。SBS改性沥青防水涂料

以SBS(苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物)树脂改性沥青，再加表面活性剂及少许其他树脂等配制而成的水乳型弹性防水涂料。这种涂料具有良好的低温柔性、粘结性、抗裂性、耐老化性和防水性，采用冷施工，操作方便、安全，无毒、不污染环境。施工时可用胎体增强材料进行加强处理。适合于复杂基层如厕浴间、厨房、地下室、水池等的防水与防潮处理。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，再加入其他添加剂制成的单组分或双组分防水涂料。合成高分子防水涂料比沥青防水涂料和改性沥青防水涂料具有更好的弹性和塑性，更能适应防水基层的变形，从而能进一步提高防水效果，延长其使用寿命。①聚氨酯防水涂料②硅橡胶防水涂料③丙烯酸酯防水涂料聚氨酯防水涂料是一种双组分反应型防水涂料，甲组分为聚氨酯(异氰酸酯基化合物与多元醇或聚醚聚合而成)，乙组分为固化剂(胺类或羟基类化合物或煤焦油)，加上其他添加剂，按比例配合均匀涂于基层后，在常温下即能交联固化，形成较厚的防水涂膜。聚氨酯防水涂膜固化无体积收缩，具有优异的耐候、耐油、耐臭氧、不燃烧等特性。涂膜弹性与延伸性好，有较高的抗拉强度和撕裂强度，使用温度从-30-80℃均可。耐久性好，当涂膜厚度为1，5~2mm时，耐用年限可达10年以上。聚氨酯涂料对材料具有良好的附着力，因此与各种基材如混凝土、砖、岩石、木材、金屑、玻璃及橡胶等均能粘结牢固，且施工操作较简便，是一种高档防水涂料。①聚氨酯防水涂料

聚氨酯防水涂料最适宜在结构复杂、狭窄和易变形的部位．如厕浴间、厨房、隧道、走廊、游泳池等的防水及屋面工程和地下室工程的复合防水。施工时应有良好的通风和防火设施。②硅橡胶防水涂料硅橡胶防水涂料是以硅橡胶乳液和其他高分子乳液配制成复合乳液为成膜物质，加上其他添加剂制得的乳液型防水涂料，燕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、粘结性、延伸性和弹性，耐高温和低沮性好。硅橡胶防水涂料有I型和Ⅱ型两种。Ⅱ型涂料中加有一定量的改性剂，以降低成本，但除了耐低温柔性赂差外，其余性能都与I型相同。I型涂料和Ⅱ型涂料均由1号涂料和1号涂料组成，涂布时复合使用，1号涂布于底层和面层，2号涂布于中间层。这种涂料能渗入基层毛细孔o．2-o．3mm，与基层牢固地粘结在一起，共同承受外力及压力水的渗入。

硅橡胶防水涂料采用冷施工，施工方便、安全，喷、涂、滚刷皆可，可在较潮湿的基层上施工，无环境污染。可配成各种颜色，装饰性良好。对水泥砂浆、金属、木材等具有良好的粘结性。适用于屋面、厕浴问、厨房、贮水池的防水处理，对于有复杂结构或有许多管道穿过的基层防水特别适用。③丙烯酸酯防水涂料

以丙烯酸酯乳液为成膜物质，合成橡胶乳液为改性剂，加入其他添加剂配制而成。其涂膜具有一定的柔韧性和耐候性，具有良好的耐老化性、延伸性、弹性、粘结性及耐高温、低温性。由于丙烯酸US色浅，故可以配成多种颜色的防水徐料，具有一定的装饰性。丙烯酸酯防水涂料采用冷施工，无毒，不燃，可喷、刷、滚涂，十分方便。适用于屋面、地下室、厕浴间及异型结构基层的防水工程。因为涂膜连续性好，重量轻，特别适用于轻型薄壳结构的屋面防水。10.3防水卷材防水卷材是土木工程防水材料的重要品种之一。其种类有沥青防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材。沥青防水卷材属传统的防水卷材，在性能上存在着一些缺陷，有的甚至是致命的缺点。与工程建设发展的需求不相适应，正在逐渐被淘汰，如石油沥青纸胎油毡，基本上已在防水工程中停止使用。但由于沥青防水卷材价格低廉，贷源充足，对胎体材料进行改进后，性能有所改善，故在防水工程中仍有一定的使用量。而高聚物改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材由于其性能优异，应用日益广泛，是防水卷材的发展方向。10.3.1防水卷材的基本性能要求

1.耐水性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，以及低温下不脆裂的性能。即在一定的温度变化下，保持原有性能的能力。常用耐热度、耐热性等指标表示。

3.强度、抗断裂性及延伸性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

在低温条件下，保持柔韧性的性能。它对于保证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

在阳光、热、臭氧及其他化学侵蚀介质筹因素的长期综合作用下，抵抗老化变质的能力。常用耐老化性、热老化保持率等指标表示。10.3.2沥青防水卷材

沥青防水卷材属于传统的防水卷材，是采用原纸、纤维织物、纤维毡等胎体浸涂沥青，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，是我国目前产量最大的防水材料，成本较低，属较低档的防水卷材，但因存在污染环境和容易起鼓、老化和渗漏等工程质量问题，最终将被其他高性能的防水材料所取代。沥青防水卷材是我国目前产量最大的防水材料，成本较低，属低档防水材料。

①石油沥青纸胎油毡石油沥青纸胎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涂盖油纸两面，再涂或撒隔离材料所制成的一种纸胎防水卷材。纸胎油毡价格低，目前在我国防水工程中仍占主导地位。但总体而言，纸胎油毡低温柔性差，胎体易腐烂，耐用年限短，属限制淘汰产品，而SBS改性沥青油毡及APP改性沥青油毡则属改造提高产品。目前大部分发达国家已淘汰了纸胎，以玻璃布胎体和玻纤毡胎体为主。

新型材料已摆脱纸胎油毡和窗户腻子逐步发展到包括改性沥青防水卷材、合成高分子防水卷材、建筑防水涂料、密封材料、堵漏和刚性防水材料等五大类产品,基本上形成了门类基本齐全、档次配套的材料工业体系新型建筑防水材料工业体系的建立石油沥青纸胎油毡新型建筑防水材料工业体系的建立1.纸胎油毡持续发展2.改性沥青油毡迅速发展3.高分子防水卷材有了新的增长4.防水涂料的应用不断扩大5.中高档建筑密封材料正在起步6.刚性防水和堵漏材料品种繁多③石油沥青玻璃纤维胎油毡玻纤胎油毡系采用玻璃纤维毡为胎基，浸涂石油沥青，在其表面涂撒以矿物材料或涂盖聚乙烯膜等隔离材料所制成的一种防水卷材。以玻纤毡为胎体的油毡与玻璃布油毡的特性差不多，应用范围也基本相同。只是玻纤毡的纵横向拉力比玻璃布要均匀得多，用于我们或地下防水的一些部位，要比以玻璃布为胎体的油毡具有更大的适应性。沥青玻璃纤维胎油毡可采用冷沥青粘法施工，也可用热沥青粘结法进行施工。②石油沥青玻璃布油毡

石油沥青玻璃布油毡是用玻璃纤维经纺织而成的玻璃纤维布为胎体，浸涂石油沥青并在两面涂撒隔离材料所制成的一种防水卷材。沥青玻璃布油毡的低温柔度为0℃,明显优于纸胎油毡，性能指标中还增加了耐霉菌性的要求，使玻璃布油毡可用于长期受潮湿浸蚀的地下防水工程。玻璃布油毡适用于地下防水、防腐层，以及屋面防水层及管道（热管道除外）等的防腐保护层。

SBS、APP、APAO改性沥青防水卷材SBS弹性体改性沥青防水卷材SBS改性沥青卷材10.3.3高聚物改性沥青防水卷材

高聚物改性防水卷材则是在传统沥青防水卷材的基础上，将填充、改性材料等添加剂掺入沥青材料或其他主体材料中，经混炼、压延或挤出成型而成的卷材。沥青防水卷材由于温度稳定性差、延伸率小，很难适应基层开裂及伸缩变形的要求，而高聚物改性沥青防水卷材则克服了传统沥青防水卷材的不足，具有高温不流淌、低温不脆裂、拉伸强度较高、延伸率较大等优异性能。常用的该类防水卷材有SBS改性沥青防水卷材和APP改性沥青防水卷材等。

①SBS改性沥青防水卷材

SBS改性沥青防水卷材是用SBS改性沥青浸滞胎基，两面涂以SBS沥青涂盖层，上表面撒以细砂、矿物粒（片）料或覆盖聚乙烯膜，下表面撒以细砂或覆盖聚乙烯膜所制成的一类卷材。该类卷材使用聚酯毡和玻纤毡两种胎基。聚酯毡（长丝聚酯无纺布）机械性能很好，耐水性、耐腐蚀性也很好，是各种胎基中最高级的。玻纤毡耐水性、耐腐蚀性好，价格低，但强度低，无延展性。

SBS改性沥青防水卷材的最大特点是低温柔性好，冷热地区均适用，特别适用于寒冷地区，可用于特别重要及一般防水等级的屋面、地下防水工程、特殊结构防水工程。施工可采用热熔法，亦可采用冷粘法。

②APP改性沥青防水卷材

APP改性沥青防水卷材属塑性体沥青防水卷材中的一种。它是用APP改性沥青浸渍胎基（玻纤毡、聚酯毡），并涂盖两面，上表面撒以细砂、矿物粒（片）料或覆盖聚乙烯膜，下表面撒以砂或覆盖聚乙烯膜的一类防水卷材。

APP改性沥青防水卷材的性能接近SBS改性沥青卷材。其最突出的特点是耐高温性能好，130℃高温下不流淌，特别适合高温地区或太阳辐射强烈地区使用。另外，APP改性沥青防水卷材热熔性非常好，特别适合热熔法施工，也可用冷粘法施工。10.3.4合成高分子防水片材

合成高分子防水卷材是随着合成高分子材料的发展而出现的以合成橡胶、合成树脂或两者共混体系为基料，加入适量化学助剂，经塑炼、混炼、压延或挤出成型、硫化、定型等工序加工制成的可卷取的无胎防水卷材。这种防水卷材拉伸强度和抗撕裂强度高，断裂伸长率极大，耐热性和低温柔性好，耐腐蚀，耐老化，适宜冷粘施工，性能优异，是目前大力发展的新型高档防水卷材。Ⅰ级防水构造必须有一道合成高分子防水卷材。合成高分子防水卷材很多，最具有代表性的有合成橡胶类的三元乙丙橡胶防水卷材、合成树脂的聚氯乙烯防水卷材和氯化聚乙烯－橡胶共混防水卷材。

①三元乙丙（EPDM）橡胶防水卷材

三元乙丙橡胶防水卷材就是以三元乙丙橡胶为主要原料，掺入适量的丁基橡胶、硫化剂、促进剂、软化剂、填充料等，经过密炼、拉片、过滤、压延或挤出成型、成型、硫化等工序加工制成防水卷材。

三元乙丙橡胶防水卷材具有以下显著特点：

A.耐老化性能最好，使用寿命长（30～50年以上）。

B.拉伸强度高（7.0MPa以上），断裂伸长率极大（450％以上），对粘结基层变形开裂的适应跟踪能力极强。

C.耐高低温性能好。其中脆性温度在-40℃以下。

三元乙丙橡胶防水卷材是目前性能最优的防水卷材，广泛适用于防水要求高、耐用年限长的工业与民用建筑的防水工程，特别适用于屋面工程作单层外露防水。

②聚氯乙烯（PVC）塑料防水卷材

聚氯乙烯防水卷材是以聚氯乙烯树脂为主要原料，掺加填充料和适量的改性剂、增塑剂及其他助剂，经混炼、压延或挤出成型而成的防水卷材。

PVC防水卷材根据其基料的组成及特性分为S型和P型。S型是以煤焦油与聚氯乙烯树脂混溶料为基料的柔性卷材；P型是以增塑聚氯乙烯为基料的塑性卷材。在卷材的实际生产中，S型卷材的PVC树脂掺有较多的废旧塑料，因此S型卷材性能远低于P型卷材。以P型产品为代表的PVC卷材的突出特点是拉伸强度高，断裂伸长率也较大，与三元乙丙橡胶防水卷材相比，PVC防水卷材性能稍逊，但其优势是原材料丰富，价格比合成橡胶便宜③氯化聚乙烯－橡胶共混防水卷材氯化聚乙烯－橡胶共混防水卷材是以氯化聚乙烯（聚乙烯的氯化产物）树脂和合成橡胶共混物为主体，加入各种适量的助剂和填料，经混炼、压延或挤出等工序制成的防水卷材。氯化聚乙烯－橡胶共混防水卷材兼有塑料和橡胶的特点。它不仅具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所特有的高弹性、高延伸性和良好的低温柔性。从物理性能来看，氯化聚乙烯－橡胶共混防水卷材的性能指标已接近三元乙丙橡胶防水卷材，其适用范围和施工方法与三元乙丙橡胶防水卷材基本相同。由于原材料丰富，价格上较三元乙丙橡胶防水卷材有优势。10.4密封材料

在土木工程中，常出现大量的建筑结构缝和施工缝。为了保证建筑物的水密性和气密性，需对这些缝隙填充有一定弹性、粘结性及密封性的材料，即建筑密封材料。如装配门窗玻璃、填嵌公路、水渠、管道、机场跑道和桥面板的接头和接缝等。密封材料分为定形和不定形两种。定型密封材料具有一定形状和尺寸，按被密封部位的不同制成带、条、方、圆，垫片等形状；不定型密封材料称为密封膏或密封剂，有溶剂型、乳液型或化学反应型等粘稠状的密封材料。10.4.1密封材料的基本要求

为了保证防水密封的效果，除了要求密封材料具有水密性和气密性之外，还应具有良好的粘结性，良好的耐高、低温性和耐老化性能以及一定的弹塑性和拉伸一压缩循环性能。密封材料应具有良好的施工性，具体体现在以下四个方面

1.挤出性2.抗下垂性

3.自流平性

4.密封膏应有适当的固化速度

挤出性用挤注枪施工时，应挤出流畅，尤其是低温施工时，更应注意调整密封膏的稠度，以保证施工省力、省时，充满接缝。抗下垂性在填充垂直缝和顶板缝时，要求密封膏不流稍，不坍落，不下坠。当施工温度较高或接缝过宽时，不宜一次填完，应分2-3次，以达到抗下垂的目的。自流平性在填注水平接缝时，密封膏应有流平及充满缝隙的性能。密封膏应有适当的固化速度密封材料的选用，主要考虑其粘结性能和使用部位。应根据被粘基层的材质、表面状态和性质来选择不同的密封材料；而室外的接缝要求密封材料有较高的耐候性和耐老化性，伸缩缝要求要有