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材料学院高分子1101班防水材料概论Xxx摘要：阐述了建筑防水材料的主要分类，并对防水卷材、防水涂料和刚性防水材料做了分析，详细介绍了普通沥青防水卷材、聚合物改性沥青防水卷材、合成高分子防水卷材、沥青基防水涂料、聚合物改性沥青基防水涂料、合成高分子防水涂料及刚性涂料的主要品种、性能特点、优缺点及应用范围，并对我国防水材料的发展提出合理化建议。关键词：防水卷材；防水涂料；刚性防水材料；应用范围防水材料是指能够防止雨水、地下水与其他水渗透的重要组成材料。防水是建筑物的一项主要功能，防水材料是实现这一功能的物质基础。防水材料的主要作用是防潮、防漏、防渗，避免水和盐分对建筑物的侵蚀，保护建筑构件。防水材料目前已广泛应用于工业与民用建筑、市政建筑、地下水工程、道路、桥梁、地铁、隧道、涵洞、大坝、渠道护坡、海港工程、国防工事、洞库等领域。正确选择和合理使用建筑防水材料，对保证建筑物和构筑物的质量和使用功能，延长其使用寿命是至关重要的环节。我国建筑防水材料通常分为五大类[1]，即：普通沥青类防水材料、聚合物改性沥青防水卷材、合成高分子防水卷材、防水涂料、刚性防水及堵漏止水材料。1防水卷材1.1普通沥青防水卷材普通沥青防水卷材是以沥青为浸涂材料所制成的卷材，分有胎卷材和无胎卷材两类。作为传统的建筑防水材料，沥青油毡具有的优点一般包括货源足、价格低廉、施工技术成熟等，可以满足建筑物的一般防水要求。这类防水材料存在着对温度敏感、拉伸强度和延伸率低、耐老化性能差的缺点：特别是用于外露防水工程，高低温特性都不好，容易引起老化、干裂、变形、折断和腐烂等现象：这类防水材料目前虽然己规定了“三毡四油”的防水做法，以适当延长其耐久年限，但却增加了防水层的厚度，同时也增加了工人的劳动强度，特别是对于屋面形状复杂、凸出屋面部分较多的屋顶来说，施工就很困难，质量也难以保证，也增加了维修保养的难度。目前传统的石油沥青纸胎袖毡在中小城市中用作防水层的比例仍很大，连同玻璃布胎油毡、玻璃纤维胎油毡在内约占我国防水材料的85％左右。1.2聚合物改性沥青防水卷材高聚物改性沥青防水卷材是以合成高分子聚合物改性沥青为涂盖层，纤维织物或纤维毡为胎体，粉状、粒状、片状或薄膜材料为覆盖材料制成的可卷曲片状防水材料。通过高分子聚合物对沥青的改性作用，提高沥青软化点，增加低温下的流动性，使感温性能得到明显改善；增加弹性，使沥青具有可逆变形的能力；改善耐老化性和耐硬化性，使聚合物沥青具有良好使用功能，即高温不流淌、低温不脆裂，刚性、机械强度、低温延伸性有所提高，增大负温下柔韧性，延长使用寿命，从而使改性沥青防水卷材能够满足工程防水应用的功能。改性沥青防水卷材大量应用于屋面和地下防水，为稳定可靠起见，标准规定一般铺2层。改性沥青卷材还在种植屋面、桥梁防水、铁道防水、与叠层屋面复合使用和保温节能等方面得到应用。1）SBS改性沥青防水卷材材料学院高分子1101班SBS改性沥青防水卷材是在石油沥青中加入SBS进行改性的卷材。SBS是国际上广泛采用的沥青改性剂，SBS是由丁二烯和苯乙烯两种原料聚合而成的嵌段共聚物，是一种热塑性弹性体，它在受热的条件下呈现树脂特性，即受热可熔融成粘稠液态，可以和沥青共混，兼有热缩性塑料和硫化橡胶的性能，因此SBS也称热缩性丁苯橡胶，它不需要硫化，并且具有弹性高、抗拉强度高、不易变形、低温性能好等优点。在石油沥青中加入适量的SBS而制得的改性沥青具有冷不脆、低温性好、塑性好、稳定性高、使用寿命长等优良性能，可大大改善石油沥青的低温屈挠性和高温抗流动性能。彻底改变石油沥青冷脆裂的弱点，并保持了沥青的优良憎水性和粘结性。以聚酯胎、玻纤胎、聚乙烯膜胎、复合胎等为胎基的材料，浸渍SBS改性石油沥青为涂盖材料，可制成不同胎基、不同面层、不同厚度的各种规格的防水卷材。2）APP改性沥青防水卷材APP改性沥青防水卷材，系指采用APP塑性材料做为沥青的改性材料，属于塑性体聚合物改性沥青防水卷材。在改性沥青防水卷材中应用的多为廉价的无规聚丙烯(APP)，它是生产等规聚丙烯的副产品，是改性沥青用树脂与沥青共混性最好的品种之一，有良好化学稳定性，无明显熔化点。APP材料的最大特点是分子中极性碳原子少，因而单键结构不易分解，掺人石油沥青后，可明显提高其软化点、延伸率和粘结性能。软化点随APP的掺人比例增加而增高，因此，对恶劣气候和老化作用具备强有效的抵抗力，能够提高卷材耐紫外线照射性能，具有耐老化性优良的特点，还可生产各种颜色的产品。3）再生橡胶改性沥青防水卷材用废旧橡胶粉作改性剂，掺入石油沥青中，再加入适量的助剂，经辊炼、压延、硫化而成的无胎体防水卷材。其特点是自重轻，延伸性、耐腐蚀性均较普通油毡好，且价格低廉。适用于屋面或地下接缝等防水工程，尤其是于基层沉降较大或沉降不均匀的建筑物变形缝处的防水。1.3合成高分子防水卷材亦称高分子防水片材，是以合成橡胶、合成树脂或两者共混体系为基料，加入适量的化学助剂和填充剂等，经过混炼、塑炼、压延或挤压成型、硫化、定型等工序加工制成的片状可卷曲的防水材料。合成高分子防水卷材的优点是强度高、延伸率大、弹性高、高低温特性好、防水性能优异、施工条件好和不污染环境等，多用于要求有良好防水性能的屋面、地下防水工程。目前使用最多的是三元乙丙橡胶（EPDM）、聚氯乙烯（PVC）防水卷材和聚烯烃防水卷材（TPO）三种[2]。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原料，掺入适量的丁基橡胶、硫化剂、软化剂、补强剂等，经密炼、拉片、过滤、压延或挤出成型、硫化等工序加工而成。其耐老化性能优异，使用寿命一般长达40余年，弹性和拉伸性能极佳，拉伸强度可达7MPa以上，断裂伸长率可大于450%，因此，对基层伸缩变形或开裂的适应性强，耐高低温性能优良，-45℃左右不脆裂，耐热温度达160℃，既能在低温条件下进行施工作业，又能在严寒或酷热的条件长期使用。2）聚氯乙烯（PVC）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，并加入一定量的改性剂、增塑剂等助剂和填充料，经混炼、造粒、挤出压延、冷却、分卷包装等工序制成的柔性防水卷材。具有抗渗性能好、抗撕裂强度较高、低温柔性较好的特点，与三元乙丙橡胶防水卷材相比，PVC卷材的综合防水性能略差，但其原料丰富，价格较为便宜。适用于新建或修缮工程的屋面防水，也可用于水池、地下室、材料学院高分子1101班堤坝、水渠等防水抗渗工程。3）聚烯烃（TPO）防水卷材聚烯烃（TPO）卷材是近期开发的功能比较全面的材料，其特点是防水卷材兼有橡胶的物理性能和聚丙烯的可焊接性，性能与EPDM相当，不含增塑剂，耐臭氧、化学物品及某些烃油，有防火产品，耐微生物侵蚀，有无氯和无臭的产品，可用于垃圾填埋场，白色膜节能，可再生利用，是最为理想的环保材料，因而一经投产便受到欧、美、日等发达国家的青眯[3]。王双等指出添加量均为的4%~10%SBS、SBR和石油树脂对石油沥青进行改性制得的TPO自粘防水卷材具有最佳的防水效果。2防水涂料2.1沥青基防水涂料沥青基防水涂料主要是水乳型，乳化沥青是种冷施工的防水涂料，系石油沥青在乳化剂的作用下，经乳化机（搅拌机）强烈搅拌而制成。沥青在搅拌机搅拌下，被分散成1~6μm的细小颗粒，并被乳化剂包裹起来形成悬浮在水中的乳化液。沥青基涂料一般做成厚质涂料，如膨润土乳化沥青、石棉乳化沥青等。由于沥青没经过改性%其低温柔性和抗开裂性都不好，一般只能用在不太重要的防水工程，其用量正逐渐减少，将被逐渐淘汰[4]。2.2聚合物改性沥青防水涂料高聚物改性沥青防水涂料通常是用再生像胶、合成橡胶、SBS或树脂对沥青进行改性而制成的溶剂型或水乳型涂膜防水材料。具有高温不流淌、低温不脆裂、耐老化、增加延伸率和粘结力等性能，能够显著提高防水涂料的物理性能，扩大应用范围，施工简便，尤其对于形状不规则的复杂基层，也能够形成致密、无接缝的连续涂膜。聚合物改性沥青防水涂料主要产品有水乳型丁苯橡胶沥青防水涂料、溶剂型和水乳型氯丁橡胶沥青防水涂料、溶剂型和水乳型SBS改性沥青涂料等。这一类产品比沥青基防水涂料的性能优良，应该具有良好市场前景，该类材料适用于建筑屋面、地面、混凝土地下室和卫生间的饭防水层处理。。但在我国聚合物改性沥青防水涂料存在以下一些问题：溶剂型聚合物改性沥青防水涂料对环境污染较大，而水乳型聚合物改性沥青防水涂料的质量还不够稳定；一些聚合物改性沥青防水涂料在力学性能、防水性能和耐久性等方面尚不是十分理想；部分厂家为了降低成本，偷工减料，以次充好，致使大量不合格的产品流入市场。2.3合成高分子防水涂料合成高分子防水涂料应用较广泛的包括聚氨酯防水涂料、聚脲喷涂弹性体、聚合物水泥防水涂料、聚合物乳液建筑防水涂料、硅橡胶防水涂料等。它的特点是防水性能好，适用范围广，防水涂料固化成膜后，形成的防水涂膜具有一定的延伸性、抗裂性、抗渗、抗拉性，除用于通常防水层外，特别适用于各种异型建筑的节点、形状复杂部位的防水，形成无接缝的防水整体，起到防水、防渗、防潮作用；耐低、高温性能好；操作方便，施工速度快；易于维修[5]。1）聚氨酯防水涂料聚氨酯防水涂料有双组分反应固化型和单组分湿固化型。双组分聚氨酯防水涂料又分为沥青基聚氨酯防水涂料(适用于隐蔽防水工程)和纯聚氨酯防水涂料(一般为彩色，侧重外露防水工程)。单组分有沥青基的、溶剂型纯聚氨酯的、纯聚氨酯以水为稀释剂的等[6]。聚氨酯防水涂料的主要特点：防水膜具有橡胶状弹性，因此延伸性好。抗拉强度和撕裂强度高，耐酸、耐碱、耐腐蚀、防霉，可以制成阻燃型，适用温度范围广；施工时操作简便，对于大面积施工部位或复杂结构，可实现整体材料学院高分子1101班防水涂层；同混凝土等多种材质粘结力强。2）丙烯酸酯防水涂料。丙烯酸酯防水涂料是以丙烯酸酯共聚乳液为基料，加入颜料和助剂等制成的一种水乳型防水涂料，是近几年发展较快的一种新型防水涂料，他涂刷或喷涂后形成的涂膜具有一定的柔韧性。目前我国使用较多的是AAS（丙烯酸丁酯—丙烯腈—苯乙烯）防水涂料，它对阳光的反射率高达70%，具有防水、防碱、防污染、抗老化和抗裂抗冻等性能，可以起到防水和绝热双重功效，多用于各类建筑工程的防水防腐处理。3）聚合物水泥防水涂料聚合物水泥防水涂料也称JS复合防水涂料，是近年来发展较快、应用广泛的新型建筑防水涂料。主要特点：可在潮湿的多种材质的基面上直接施工，抗紫外线性能、耐候性能、抗老化性能良好，可作外露式屋面防水；涂层坚韧高强，耐水性、耐久性优异；掺加颜料，可形成彩色涂层；无毒、无味、无污染，施工简便、工期短，可用于饮水工程；在立面、斜面和顶面上施工不流淌，适用于有饰面材料的外墙、斜屋面防水，表面不沾污；调整组分配合比例，能与基面及饰面砖、屋面瓦、水泥砂浆等各种材料牢固粘结。2.4乳胶漆乳液型防水涂料为单组分水乳型防水涂料，涂料涂刷在建筑物上以后，随着水分的挥发而成膜。乳液型防水涂料其主要成膜物质高分子材料是以极微小的颗粒(而不是呈分子状态)稳定悬浮(而不是溶解)在水中，而成为乳液状涂料的。该类涂料施工工艺简单方便，成膜过程靠水分挥发和乳液颗粒融合完成，无有机溶剂逸出，不污染环境，不会燃烧，施工安全，其价格也较便宜，防水性能基本上能满足建筑工程的需要，是防水涂料发展的方向。乳液型防水涂料的品种繁多，主要有：水乳型阳离子氯丁橡胶沥青防水涂料；水乳型再生橡胶沥青防水涂料；聚丙烯酸酯乳液防水涂料；EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)乳液防水涂料；水乳型聚氨酯防水涂料；有机硅改性聚丙烯酸酯乳液防水涂料等[7]。1）乙烯醋酸乙烯共聚物防水涂料：该体系以乙烯-醋酸乙烯共聚乳液为成膜基料，含一定量的改性剂。性能类似于丙烯酸酯类，但耐热性相对差些，热老化后易变硬；随着涂层强度的提高，延伸率降低、变脆。2）有机硅类防水涂料：以硅树脂为成膜基料，施工后在基材表面形成一层不溶于水的网状高分子有机硅膜。涂膜有斥水与呼吸功能，透气不透水，具有抗污、耐候、抗老化性，含有涂膜防水与疏水防水双重机理，能抵御外表面较大的水压，适合砌筑墙面的防水。3）硅橡胶防