第12章防水材料

第12章防水材料12.1防水卷材12.1.1防水卷材的基本要求12.1.2防水卷材的性能与选用12.2防水涂料12.3密封材料12.3.1非定形密封材料12.3.2定形密封材料第12章防水材料●内容提要本章讲述防水卷材、防水涂料、防水密封材料及防水堵漏材料等常用防水材料的类型、技术性质及工程应用。●基本要求掌握防水卷材、防水涂料、防水密封材料的主要类型、性能特点及选用要领；了解防水堵漏材料的常用品种及工程应用。●重点、难点重点：防水卷材、防水涂料及建筑密封材料等防水材料的主要品种、性能特点及选用要领。难点：防水材料在工程中的合理选用。防水材料是指具有防止建筑工程结构免受雨水、地下水、生活用水侵蚀的材料。依据建筑防水材料的外观形态可分为防水卷材、防水涂料、密封材料和刚性防水材料四大系列。12.1防水卷材12.1.1防水卷材的基本要求防水卷材是防水材料的重要品种之一，广泛用于屋面，地下和构筑物等的防水中，要满足防水工程的要求，均应具备以下性能：（1）防水性。指在水的作用下卷材的性能基本不变，在压力水作用下不透水性能。常用不透水性、抗渗透性能指标表示。（2）机械力学性能。指在一定荷载、应力或一定变形的条件下卷材不断裂的性能。常用拉力、拉伸强度和断裂伸长率等指标表示。（3）温度稳定性。指在高温下卷材不流淌，不滑动，不起泡，在低温下不脆裂的性能。常用耐热度，耐热性，脆性温度等指标表示。（4）大气稳定性。指在阳光、热、水分和臭氧等的长期综合作用下卷材抵抗老化的性能。常用耐老化性、老化后性能保持率等指标表示。（5）柔韧性。指在低温条件下卷材保持柔韧，易于施工的性能。对保证施工质量十分重要。常用柔度、低温弯折性、柔性等指标表示。12.1.2防水卷材的性能与选用防水卷材是可卷曲成卷状的柔性防水材料。它是目前我国使用量最大的防水材料。防水卷材主要包括沥青防水卷材、改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材三个系列。1、沥青防水卷材沥青防水卷材是以沥青为主要浸涂材料所制成的卷材。分有胎卷材和无胎卷材两类。有胎沥青防水卷材是以原纸、纤维毡、纤维布、金属箔、塑料膜等材料中的一种或数种复合为胎基，浸涂石油沥青，并用隔离材料覆盖其表面而制成。无胎沥青防水卷材是以橡胶或树脂、沥青、各种配合剂和填料为原料，经热融混合后成型而制成。石油沥青纸胎油纸是用低软化点的石油沥青浸渍原纸而制成，如果再用高软化点的石油沥青涂盖油纸的两面，再涂或撒布隔离材料则制成油毡。按所用原纸1㎡的质量克数，油毡划分为200号、350号和500号三种标号，油纸分为200号、350号两个标号。200号油毡适用于简易防水、临时性建筑防水等；350号500号油毡适用于多层建筑防水。油纸用于建筑防潮及包装，也可用于刚性防水层的隔离层等。沥青纸胎防水卷材的抗拉能力低、易腐烂、耐久性差，但由于其价格较低，在我国的建筑防水工程中仍然较广泛采用。近年来，通过改进胎体材料，发展了玻纤胎沥青油毡、玻璃纤维布胎油毡、聚酯毡胎油毡和等一系列沥青防水卷材。目前大部分发达国家已淘汰了纸胎。2、聚合物改性沥青防水卷材聚合物改性沥青防水卷材是以聚合物改性沥青为涂盖层，纤维织物，纤维毡为胎体而制成。它克服了沥青防水卷材的温度稳定性差，延伸率小的不足，具有高温不流淌、低温不脆裂，拉伸强度高，延伸率较大等优异性能。此类防水卷材一般单层铺设，也可复层使用，根据不同卷材可采用热熔法、冷粘法、自粘法施工。聚合物改性沥青防水卷材常用的胎体有玻纤胎和聚酯胎。与原纸胎相比，玻纤胎不仅防潮性能好，而且容易被沥青浸透，但延伸率小，抗钉刺破强度低。聚酯胎的延伸率大，拉伸强度高，抗钉刺破强度高，耐水性好，不腐烂，有弹性，容易施工，但尺寸稳定性较差。1）SBS改性沥青防水卷材SBS改性沥青防水卷材属弹性体沥青防水卷材，是用沥青或热塑性弹性体（如苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物SBS）改性沥青浸渍胎基，两面涂以弹性体沥青涂盖层而制成。该类卷材使用玻纤毡和聚酯毡两种胎体，广泛适用于各类防水、防潮工程，尤其适用于寒冷地区和结构变形频繁的建筑物的防水。（2）APP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，是用沥青或热塑性塑料（如无规聚丙烯APP）改性沥青浸渍胎基，两面涂以塑性体沥青涂盖层而制成。该类卷材也使用玻纤毡和聚酯毡两种胎体，广泛适用于种类防水，防潮工程，尤其适用于高温或有强烈太阳辐射地区的建筑物防水。常见的聚合物改性沥青防水卷材的特点和适用范围见表12.2。表12.2常见聚合物改性沥青防水卷材的特点和适用范围卷材名称特

点适用范围SBS改性沥青防水卷材高温稳定性和低温柔韧性明显改善，抗拉强度和延伸率较高，耐疲劳性和耐老化性好单层铺设的防水层或复合使用，适合寒冷地区和结构变形频繁结构APP改性沥青防水卷材抗拉强度高，延伸率大，耐老化性，耐腐蚀性和耐紫外线老化性能好，使用温度宽-15～130℃单层铺设或复合使用的防水层，适合紫外线强烈地区的屋面使用PVC改性焦油沥青防水卷材有良好的耐高温和耐低温性能，最低开卷温度为－，可在低温下施工单层或复合的防水层，有利于在冬季负温下施工再生胶改性沥青防水卷材有一定的延伸性和防腐能力，低温柔性较好，价格低廉适合变形较大或档次较低的防水工程废橡胶粉改性沥青防水卷材抗拉强度，高温稳定性和低温柔性均比沥青防水卷材有明显改善一般叠层使用，宜用于寒冷地区的防水工程3、合成高分子防水卷材合成高分子防水卷材是以合成橡胶，合成树脂或它们两者的共混体为基料，加入适量的助剂和填充材料等，经混炼，压延或挤出等工序加工而制成。合成高分子防水卷材具有拉伸强度和抗撕裂强度高，断裂伸长率大，耐热性和低温柔性好、耐腐蚀、耐老化等一系列优异的性能，是新型高档防水卷材。常见的有三元乙丙橡胶防水卷材、聚氯乙烯防水卷材、氯化聚乙烯防水卷材、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是以三元乙丙橡胶为主体，掺入适量的硫化剂，促进剂，软化剂和补强剂等制成的高弹性防水卷材。三元乙丙橡胶由于其分子结构中的主链没有双键，当其受到臭氧，光和湿热作用时，主链不易断裂，故该卷材耐老化性能比其他类型卷材优越，使用寿命长（可达40余年）。此外，还具有重量轻、使用温度范围宽（-45℃～160℃）、抗拉强度高、延伸率大、对基层变形适应性强、耐酸碱腐蚀等特点，是目前防水性能最佳的高档防防水卷材。特别适用于防水要求高、耐用年限长的工业与民用建筑的防水工程。（2）聚氯乙烯（PVC）防水卷材聚氯乙烯防水卷材是以聚氯乙烯为主要原料，掺加填充料及适量的改性剂，增塑剂，抗氧化剂和紫外线吸收剂等经加工制成的。其变形能力强，断裂延伸率大，对基层变形的适应性较强，低温柔性、耐热性、耐腐蚀性、耐老化性等均较好。与三元乙丙橡胶防水卷材相比，PVC防水卷材的综合防水性能略差，但其原料丰富，价格较为便宜。适用于各类建筑的屋面防水工程和水池、堤坝等防水抗渗工程。（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树脂和合成橡胶为主体，掺入适量的硫化剂、促进剂、稳定剂等经加工制成的。这种卷材具有氯化聚乙烯特有的高强度和优异的耐候性，同时还表现出橡胶的高弹性、高延伸率及良好的耐低温性能，它的物理性能接近三元乙丙橡胶防水卷材，但由于原料丰富，其价格低于三元乙丙橡胶防水卷材。适用于各类建筑的屋面、地下、水池及冰库的防水工程，尤其适用于寒冷地区或变形较大的防水工程以及单层外露防水工程。常见的合成高分子防水卷材的特点和适用范围见表12.3表12.3常用的合成高分子防水卷材的特点和适用范围卷材名称特

点适用范围三元乙丙橡胶防水卷材防水性能好，弹性和抗拉强度大，耐侯性和耐臭氧性好，抗裂性强，使用温度范围宽，寿命长，重量轻，但价格高单层或复合使用，适用于防水要求高，耐用年限要求长的防水工程丁基橡胶防水卷材有较好的耐候性和耐油性，抗拉强度，延伸率和耐低温性能稍低于三元乙丙橡胶防水卷材单层或复合使用，适用于防水要求较高和有耐油要求的工程聚氯乙烯防水卷材强度高，延伸率大，收缩率低，耐候，耐臭氧，耐热老化，耐化学体育馆性好，使用寿命长，重量轻。综合性能接近三元乙丙橡胶防水卷材单层或复合使用，特别适用于紫外线强的炎热地区表12.3常用的合成高分子防水卷材的特点和适用范围续卷材名称特

点适用范围氯化聚乙烯防水卷材延伸率较大，弹性较好，耐高温和耐低温性好，耐腐蚀性能优良，有较好的难燃性适用于腐蚀介质影响和寒冷地区的防水工程氯磺化聚乙烯防水卷材拉伸强度和撕裂强度较高，延伸率较大，耐老化性能好，原材料丰富，价格便宜单层或复合使用，适用于各种防水工程和有一定腐蚀的防水工程氯化聚乙烯-橡胶共混防水卷材不但具有高强度和优异的耐臭氧，耐老化性能，而且有高弹性，高延伸率和良好的低温柔性单层或复合使用，特别适用于寒冷地区和变形较大的防水工程12.2防水涂料防水涂料是以高分子材料为主体，在常温下呈无定形液态，经涂布能在结构物表面固化形成具有相当厚度并有一定弹性的防水膜的物料总称。防水涂料广泛适用于工业与民用建筑的屋面防水工程、地下室防水工程和地面防潮、防渗等。按主要成膜物质可分为乳化沥青类防水涂料、改性沥青类防水涂料、合成高分子类防水涂料和水泥基防水涂料等。防水涂料固化前呈粘稠状液态，不仅能在水平面施工，而且能在立面、阴角、阳角等复杂表面施工。因而，特别适合于各种复杂、不规则部位的防水，能形成无接缝的完整的防水膜。防水涂料大多采用冷施工，既减少了环境污染，又便于施工操作，改善工作环境。此外，涂布的防水涂料既是防水层的主体，又是粘结剂，因而施工质量容易保证，维修也较简单。尤其是对于基层裂缝、施工缝，雨水斗及贯穿管周围等一些容易造成渗漏的部位，极易进行增强涂刷、贴布等作业。施工时，防水涂料须采用刷子、刮板等逐层涂刷或涂刮，故防水膜的厚度很难做到像防水卷材那样均匀。1、沥青类防水涂料沥青基防水涂料主要有冷底子油、沥青胶和乳化沥青等。（1）冷底子油将沥青熔化后用有机溶剂(汽油、煤油、轻柴油、苯等）溶合而配制成的沥青溶液。因它多在常温下用于沥青类卷材防水工程的底层，故称冷底子油。其特点为：流动性好，便于喷涂；渗透性好，涂刷材料基面后，能渗透进材料的毛细孔隙中，待溶剂挥发后，便与基面牢固结合，形成一层憎水膜层，为粘结同类防水材料创造了条件。（2）沥青胶（沥青玛蹄脂）沥青胶是在沥青中加入适量的矿质粉料或纤维状填料（如滑石粉、石灰石粉、白云石粉、石棉屑和木纤维等）配制而成的材料。具有较好的粘性、耐热性和柔韧性，主要用于粘贴沥青类防水卷材、嵌缝补漏及做防水层的底层。沥青胶的标号以耐热度表示。为了提高与基层的粘结力，常在基层上先涂一层冷底子油。沥青胶分为热用和冷用两种。热沥青胶的配制是将70-90%的沥青加热至180-200℃，脱水后与20%～30%的干燥填料热拌混合均匀后，热用施工。冷沥青胶是将40%-50%的沥青融化脱水后，缓慢加入25%-30%的溶剂，再掺入10%-30%的填料，混合拌匀制得，并在常温下使用。采用冷用沥青胶粘贴油毡，不一定要求涂刷冷底子油，它具有施工方便、减少环境污染等优点。目前应用面已逐渐扩大。（3）水性沥青防水涂料（乳化沥青）它是以石油沥青为基料、水为溶剂，并加入乳化剂经机械强力搅拌，使熔化的沥青微粒（1-10微米）均匀分散于水溶液中形成的沥青乳液。主要有石灰乳化沥青、膨润土沥青乳液和水性石棉沥青防水涂料等。乳化沥青的特点是：可在常温下进行涂刷或喷涂；可以在较潮湿的基层上施工；具有无毒、无嗅、干燥较快的特点；不使用有机溶剂，费用较低，施工效率高。乳化沥青主要适用于防水等级较低的建筑屋面、混凝土地下室和卫生间防水、防潮；粘贴玻璃纤维网（或毡片）作屋面防水层；拌制冷用沥青砂浆和混凝土铺设路面。由于聚氨酯防水涂料是反应型防水涂料，因而固化时体积收缩很小，可形成较厚的防水涂膜，具有弹性高、延伸率大、耐高低温性好、耐酸、耐碱、耐老化等优异性能。还需说明的是，由煤焦油生产的聚氨酯防水涂料对人体有害，故这类涂料严禁用于冷库内壁及饮水池等防水工程。12.3密封材料密封材料是能承受位移并具有气密和水密性，嵌入接缝中的定形和非定形材料。非定形密封材料（密封膏）又称密封胶（剂），是粘稠状的密封材料，有溶剂型，乳液型和化学反应型等类型。定形密封材料是按密封工程部位的要求，制成的带，条，垫片等形状的密封材料。密封材料按性能分为弹性密封材料和塑性密封材料，按使用时的组分分为单组分密封材料和多组分密封材料，按组成材料分为改性沥青密封材料和合成高分子密封材料。为保证防水密封的效果，建筑密封材料应具有水密性和气密性，良好的粘结性，耐高低温性和耐老化性能，一定的弹塑性和拉伸—压缩循环性能。密封材料的选用，应首先考虑它的粘结性能和使用部位，密封材料与被粘基层的良好粘结，是保证密封的必要条件，因此，应根据基层的材料性质，表面状态和性质，选择粘结性良好的密封材料；结构物中不同部位的接缝，对密封材料的要求不同，如室外的接缝要求较高的耐候性，而伸缩缝则要求较好的弹塑性和拉伸—压缩循环性能。12.3.1非定形密封材料目前，常用的非定型密封材料有：沥青嵌缝油膏，塑料油膏，丙烯酸酯密封膏，聚氨酯密封膏，聚硫建筑密封膏和硅酮密封膏等。（1）沥青嵌缝油膏沥青嵌缝油膏是以石油沥青为基料，加入改性材料（废橡胶粉和硫化鱼油等），稀释剂（松焦油、松节油和机油等）及填充料（石棉绒和滑丝粉等）混合制成的密封膏，沥青嵌缝油套主要作为屋面，墙面，沟槽的嵌缝密封材料。（2）聚氯乙烯接缝膏和塑料油膏聚氯乙烯接缝膏是以煤焦油和聚氯乙烯（PVC）树脂粉为基料，按一定比例加入增塑剂（邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯），稳定剂（三盐基硫酸铝、硬脂酸钙）及填充料（滑石粉、石英粉）等，在140℃温度下塑化而成的膏状密封材料，简称PVC接缝膏。塑料油膏是用废旧聚氯乙烯塑料代替聚氯乙烯树脂粉，其他原料和生产方法同聚氯乙烯接缝膏。塑料油膏成本较低，PVC接缝膏和塑塑料油膏有良好的粘结性，防水性，弹塑性，耐热，耐寒，耐腐蚀和抗老化性能。这种密封材料适用于各种屋面，水渠，管道等接缝的密封，用于工业厂房自防水屋面嵌缝，大型墙板嵌缝等的效果也较好，还可在表面涂布作为防水层。（3）丙烯酸酯密封膏丙烯酸酯密封膏是在丙烯酸酯乳液中掺入表面活性剂，增塑剂，分散剂，填料等配制而成，通常为水乳型。它具有良好的粘结性能，弹性和低温柔性，无溶剂污染，无毒，具有优异的耐候性。适用于屋面，墙板，门、窗嵌缝。（4）聚氨酯密封膏聚氨酯密封膏一般用双组分配制，使用时，将甲乙两组分按比例混合，经固化反应成弹性体，聚氯酯密封膏的弹性，粘结性及耐候性特别好，与混凝土粘结性也很好。所以聚氨酯密封材料可作屋面，墙面的水平或垂直接缝。尤其适用于水池、公路及机场跑道的补缝、接缝，也可用于玻璃，金属材料的嵌缝。（5）聚硫密封膏聚硫密封膏是有液态硫橡胶为主剂和金属过氧化物等硫化剂反应，在常温下形成的弹性体密封膏。它是一种饱和聚合物，不含有易引起老化的不饱和键，其硫化物在大气作用下有优良的抗老化性。另外，聚硫密封膏有优异的耐油性、耐低温性（使用温度-40℃～90℃）和抗撕裂性，断裂伸长率高，属于高档密封膏，使用寿命达30年以上。适用于金属幕墙、预制混凝土、玻璃框、窗框四周、游泳池、贮水槽、地坪及构筑物接缝的防水处理及粘结。（6）硅酮密封膏硅酮密封膏是以聚硅氧烷为主要成分的单组分或双组分室温固化型的建筑密封材料。目前大多为单组分系统，它以硅氧烷聚合物为主体，加入硫化剂、硫化促进剂以及增强填料组成。硅酮密封膏具有优异的耐热、耐寒性和良好的耐候性，与各种材料都有较好的粘结性能，耐拉伸-压缩疲劳性强，耐水性好。硅酮建筑密封膏分为F类和G类两种类别。其中，F类为建筑接缝用密封膏，适用于预制混凝土墙板、水泥板、大理石板的外墙接缝，混凝土和金属框架的粘结，卫生间和公路接缝的防水密封等。G类为镶装玻璃用密封膏，主要用于镶嵌玻璃和建筑门、窗的密封。12.3.2定形密封材料定形密封材料包括密封条带和止水带。定形密封材料按密封机理的不同可分为遇水非膨胀型和遇水膨胀型两类。密封条带是指加工成条状或带状具特定形状的一类建筑密封材料。它同密封垫，止水带等同为常用的定型密封材料。常用的如铝合金门窗橡胶密封条，丁晴橡胶—PVC门窗密封条，自粘性橡胶，遇水膨胀橡胶等。止水带又名封缝带，是处理建筑物或地下构筑物接缝（如伸缩缝、施工缝、变形缝等）用的一类定型防水密封材料，目前常用的品种包括橡胶止水带、塑料止水带等。（1）铝合金门窗橡胶密封条铝合金门窗橡胶密封条是以氯丁橡胶、顺丁橡胶和天然橡胶为基料制成的橡胶密封条。产品的规格多样（目前有50多个规格），尺寸准确均匀，强度高，耐老化性能好，广泛用于高层建筑，豪华宾馆，商店及民用建筑门窗，柜台等。（4）遇水自膨胀橡胶遇水自膨胀橡胶由水溶性聚醚预聚体加入氯丁橡胶混炼而成，是一种既具有橡胶的性能，又能遇水膨胀的新型密封材料。它具有优良的弹性和延伸性，在较宽的温度范围内均有优良的防水密封性能，遇水膨胀倍率可在100％～500％之间调节，耐水性、耐化学腐蚀性和耐老化性良好，可根据需要加工成不同形状的密封条，密封圈，止水带等，也能与其他橡胶复合制成复合防水材料。主要用于各种基础工程、地下设施、隧道、地铁、水电和给排水工程中的变形缝、施工缝的防水，也可用于混凝土、陶瓷、塑料管、金属等各种管道的接缝防水等。（5）橡胶止水带橡胶止水带由天然橡胶或合成橡胶为主要原料，掺入各种助剂及填料加工制成。它具有良好的弹性、耐磨性及抗撕裂性能，适应变形能力强，防水性能好。一般用于地下工程、小型水坝、贮水池、地下通道等工程的变形缝的隔离防水，也用于水库、输水洞等结构的闸门密封止水，但不宜用于温度过高、受强烈氧化作用或受油类等有机溶剂侵蚀的环境中。（6）塑料止水带塑料止水带目前多为软质聚氯乙烯塑料止水带，是由聚氯乙烯树脂、增塑剂、稳定剂等为原料加工制成。塑料止水带的优点是原料来源丰富，价格低廉，耐久性好，可用于地下室，隧道，涵洞，溢洪道，沟渠等水工构筑物的变形缝的防水。12.4刚性防水材料刚性防水材料是指以水泥、砂、石为原料或其内掺入少量外加剂、高分子聚合物等材料，通过调整配合比、抑止或减小孔隙率、改变孔隙特征、增加各原材料界面间的密实性等方法，配制成具有一定抗渗透能力的水泥砂浆、混凝土类防水材料。刚性防水材料可通过两种方法实现。1.以硅酸盐水泥为基料，加入无机或有机外加剂配制而成的防水砂浆、防水混凝土。如外加剂防水混凝土、聚合物防水砂浆等。2.以膨胀水泥为主的特种水泥为基材配制的防水砂浆、防水混凝土。12.5建筑堵水材料的种类与用途建筑堵水材料主要用于房屋建筑、构筑物、水工建筑等在有水或潮湿环境下的防水堵漏。故需满足带水操作的施工要求。按施工方式，建筑堵漏止水材料可分为灌浆材料、柔性嵌缝材料、刚性止水材料及刚性抹面材料。其特点和用途见表12.4。表12.4常用建筑堵水材料的特点及用品种特性及用途灌浆注浆材料水溶性聚氨酯

注浆材料具有弹性止水和以水止水的双重功能，并有粘度低、可灌性好、毒性低、强度高、对潮湿基面粘结力强等性能；适用于土木工程防水堵漏、大坝基础灌浆、坝体混凝土裂缝防渗补强、松软地基加固等硅酸盐水泥超早强

外掺剂（SH外掺剂）具有超早强性能，强度以小时计算，且长期强度稳定，并有微膨胀、抗渗、抗冻、抗硫酸盐、对钢筋无锈蚀等特性；适用于地铁、隧道及其它地下工程的防水