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建筑功能材料沥青与保温防水隔声材料知识精讲第六章 建筑功能材料沥青6.1沥青6.1.1 沥青的分类与基本组成结构 沥青的分类沥青是高分子碳氢化合物及其非金属（氧、氮、硫等）衍生物组成的极其复杂的混合物。沥青是一种有机胶凝材料，在常温下呈黑色或黑褐色的固体、半固体成液体状态。沥青在按其产源不同可分为地沥青和焦油沥青，其分类如下所示。沥 青地沥青天然沥青石油在天然条件下，长时间地球物理作用下所形成的产物石油沥青石油经炼制加工后所得到的产品焦油沥青煤沥青由煤干馏所得到的煤焦油再加工所得页岩沥青由页岩炼油所得的工业副产品沥青是一种憎水性的有机胶结材料，常温下呈固体、半固体或粘性液体。沥青能与砂、石、砖、混凝土、木材、金属等材料牢固地粘结在一起，具有良好耐腐蚀性，在建设工程中主要用于道路工程以及防潮、防水、防腐蚀材料。 沥青的基本组成结构石油沥青的基本组成石油沥青是由石油经蒸馏、吹氧、调和等工艺加工得到的残留物，主要为可溶于二硫化碳的碳氢化合物的半固体粘稠状物质。石油沥青的组分主要有油分、树脂和地沥青质其组分性状见表10-1。 表10-1 石油沥青三组分分析法的各组分性状性状外观特性平均分子量碳氢比(原子比)物化特性油分淡黄色透明液体2007000.50.7溶于大部分有机溶剂，具有光学活性，常发现有荧光。树脂红褐色粘稠半固体80030000.70.8温度敏感性高，熔点低于100。地沥青质深褐色固体微粒100050000.81.0加热不熔化而碳化。油分赋予沥青以流动性，油分含量的多少直接影响沥青的柔软性、抗裂性及施工难度。油分在一定条件下可以转化为树脂甚至地沥青质。其含量为4560。树脂主要使沥青具塑性和粘性。它分为中性树脂和酸性树脂，中性树脂使沥青具有一定塑性、可流动性和粘结性，其含量增加，沥青的粘聚力和延伸性增加。沥青树脂中还含有少量的酸性树脂，它是沥青中活性最大的部分，能改善沥青对矿质材料的浸润性，特别是提高了与碳酸盐类岩石的粘附性，增加了沥青的可乳化性。其含量为1530。地沥青质决定着沥青的粘结力、粘度和温度稳定性，以及沥青的硬度、软化点等。沥青质含量增加时，沥青的粘度和粘结力增加，硬度和温度稳定性提高。其含量为530。石油沥青的胶体结构根据石油沥青中各组分的化学组成和相对含量的不同，可以形成溶胶型、凝胶型、溶胶凝胶型三种不同的胶体结构。随沥青质含量增加，沥青的胶体结构从溶胶结构变为溶胶-凝胶结构，再变为凝胶结构。当沥青质含量相对教少时，油分和树脂含量相对较高，胶团外膜较厚，胶团之间相对运动较自由。这时沥青形成溶胶结构。当沥青质含量较多而油分和树脂较少时，胶团外膜较薄，胶团靠近聚集，移动比较困难，这时沥青形成凝胶结构。当沥青质含量适当，并有较多的树脂作为保护膜层时，胶团之间保持一定的吸引力，这时沥青形成溶胶凝胶结构。其性能可作如下对比：a. 具有溶胶结构的石油沥青粘性小而流动性大，温度稳定性较差。b. 具有凝胶结构的石油沥青弹性和粘结性较高，温度稳定性较好，但塑性较差。c. 溶胶凝胶型石油沥青的性质介于溶胶型和凝胶型两者之间。 沥青的主要性质粘滞性石油沥青的粘滞性是指石油沥青内部阻碍其相对流动的一种特性，它反映石油沥青在外力作用下抵抗变形的能力。粘滞性是划分沥青牌号的主要技术指标。石油沥青粘滞性的大小与其组分有关，石油沥青中地沥青质含量多，同时有适量树脂，而油分含量较少时，粘滞性大。粘滞性受温度影响较大，在一定温度范围内，温度升高，粘度降低，反之，粘度升高。对于固态或半固态粘稠石油沥青，其粘滞性用相对粘度来表示，用针入度仪测定其针入度来衡量。针入度是在规定温度25条件下，以规定质量100g的标准针，经历规定时间5s贯入试样中的深度，以0.1mm 为单位表示。针入度测定示意图见图6-1。显然，针入度越大，表示沥青越软，粘度越小。液体石油沥青或较稀的石油沥青的粘度，用标准粘度计测定的标准粘度表示。塑性塑性是指石油沥青受到外力作用时，产生不可恢复的变形而不破坏的性质。它是石油沥青的主要性能之一。当石油沥青中油分和地沥青质适量，树脂含量越多，地沥青质表面的沥青膜层越厚，塑性越好。温度对石油沥青塑性也有明显影响，当温度升高，沥青的塑性随之增大。石油沥青能制造出性能良好的柔性防水材料，很大程度上决定于沥青的塑性。塑性较好的沥青防水层能随建筑物变形而变形，一旦产生裂缝时，也可能由于特有的粘塑性而自行愈合。沥青的塑性对冲击振动荷载有一定吸收能力，并能减少磨擦时的噪声，故沥青是一种优良的道路路面材料。温度敏感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。变化程度小，则沥青温度敏感性小，反之则温度敏感性大。在相同的温度变化范围内，各种石油沥青的粘滞性和塑性变化的幅度不相同。工程要求沥青随温度变化而产生的粘滞性及塑性变化幅度应较小，即温度敏感性较小，以免沥青高温下流淌，低温下脆裂。工程上往往加入滑石粉、石灰石粉或其他矿物填料的方法来减小沥青的温度敏感性。沥青中含蜡量多时，会增大其温度敏感性，因而多蜡沥青不能用于建筑工程。大气稳定性大气稳定性是指石油沥青在大气综合因素（热、阳光、氧气和潮湿等）长期作用下抵抗老化的性能。大气稳定性好的石油沥青可以在长期使用中保持其原有性质。石油沥青在热、阳光、氧气和水分等因素的长期作用下，石油沥青中低分子组分向高分子组分转化，即沥青中油分和树脂相对含量减少，地沥青质逐渐增多，从而使石油沥青的塑性降低，粘度提高，逐渐变得脆硬，直至脆裂，失去使用功能，这个过程称为老化。其它性质为全面评定石油沥青的品质和保证施工安全，还应了解石油沥青的溶解度、闪点和燃点。溶解度是指石油沥青在三氯乙烯、四氯化碳或苯中溶解的百分率。不溶解的物质会降低石油沥青的性能（如粘性等），因而溶解度可以表示石油沥青中有效物质含量。闪点（也称闪火点）是指沥青加热挥发出可燃气体，与火焰接触闪火时的最低温度。燃点（也称着火点）是指沥青加热挥发出的可燃气体和空气混合，与火焰接触能持续燃烧时的最低温度。闪点和燃点的高低表明沥青引起火灾或爆炸的可能性的大小，它关系到运输、储存和加热使用等方面的安全。例如，建筑石油沥青闪点约230在熬制时般温度为185200，为安全起见，沥青还应与火焰隔离。石油沥青还具有良好防水性。因为沥青是憎水性材料，几乎完全不溶于水；构造致密；与矿物材料表面有很好的粘结力，能紧密粘附于矿物材料表面；具有一定的塑性，能适应材料或构件的变形。所以石油沥青具有良好的防水性，故广泛用作土木工程的防潮、防水材料。6.1.2 改性沥青建筑上使用的石油沥青必需具有一定的物理性质。如要求在低温条件下应有弹性和塑性；在高温条件下要有足够的强度和稳定性；在加工和使用过程中具有抗老化能力；还应与各种矿料和结构表面有较强的粘附力；以及对构件变形的适应性和耐疲劳性。一般沥青不能全面满足工程上的多项使用要求，因而，常用橡胶、树脂、矿物填料等材料改善沥青性能。橡胶、树脂和矿物填料等通称为石油沥青的改性材料。矿物填充料改性沥青矿物填充料改性沥青可提高沥青的粘结能力、耐热性，减小沥青的温度敏感性。常用的矿物填充料大多是粉状或纤维状矿物，主要有滑石粉、石灰石粉、硅藻土、石棉和云母粉等。矿物改性沥青的机理为：沥青中掺矿物填充料后，由于沥青对矿物填充料有良好的润湿和吸附作用，在矿物颗粒表面形成一层稳定、牢固的沥青薄膜，带有沥青薄膜的矿物颗粒具有良好的粘性和耐热性。矿物填充料的掺入量要恰当，以形成恰当的沥青薄膜层。橡胶改性沥青橡胶是一类重要的石油改性材料。它与沥青有较好的混溶性，并能使沥青具有橡胶的很多优点，如高温变形小，低温柔性好等。沥青中掺入一定量橡胶后，可改善其耐热性、耐候性等。常用于沥青改性的橡胶有氯丁橡胶、丁基橡胶、再生橡胶等。氯丁橡胶改性沥青，可使其气密性、低温柔性、耐化学腐蚀性、耐光性、耐臭氧性、耐气候性和耐燃烧性得到大大改善。丁基橡胶改性沥青具有优异的耐分解性，并有较好的低温抗裂性和耐热性能，多用于道路路面工程和制作密封材料和涂料。树脂改性沥青树脂改性沥青，可以改进沥青的耐寒性、耐热性、粘结性和不透气性。由于石油沥青中含芳香性化合物较少，因而树脂和石油沥青的相溶性较差，而且用于改性沥青的树脂品种也较少，常用品种有：古马隆树脂、聚乙烯、无规聚丙烯APP、酚醛树脂及天然松香等。无规聚丙烯APP改性沥青克服单纯沥青冷脆热流缺点，具有较好的耐高温性，特别适合于炎热地区。APP改性沥青主要用于生产防水卷材和防水涂料。橡胶和树脂改性沥青橡胶和树脂同时用于沥青改性，可使沥青同时具有橡胶和树脂的特性。如耐寒性，且树脂比橡胶便宜，橡胶和树脂间有较好的混溶性，故效果较好。橡胶和树脂改性沥青可用于生产卷材、片材、密封材料和防水涂料等。6.2 防水材料 防水卷材防水卷材是建筑工程防水材料的主要品种之一，目前我国防水卷材是使用量最大的防水材料。防水卷材主要包括普通沥青防水卷材、改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材三个系列。普通沥青防水卷材普通沥青防水卷材是指用原纸、纤维织物、纤维毡等胎体材料浸涂沥青、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。常见的有石油沥青纸胎油毡、石油沥青纤维胎油毡、石油沥青玻纤布胎油毡、石油沥青聚酯毡胎体油毡等。普通沥青防水卷材中最具代表性的是石油沥青纸胎油毡（油纸）。用低软化点的石油沥青浸渍原纸，即构成油纸，如果再用高软化点的石油沥青涂盖油纸的两面，再涂或撤隔离材料则制成油毡。隔离材料是防止油毡包装时卷材各层彼此粘结而起隔离作用，油毡按所用隔离材料分为“粉毡”和“片毡”，分别代表所用的隔离材料为粉状（如滑石粉）和片状（如云母片）。隔离材料在使用前应扫掉。沥青纸胎防水卷材是传统的防水卷材，它抗拉能力低、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广泛采用。近年来，通过对油毡胎体材料加以改进、开发，已由最初的纸胎油毡发展成为玻璃纤维胎沥青油毡、玻璃纤维布胎沥青油毡、聚酯毡胎沥青油毡和等一系列沥青防水卷材。如石油沥青玻璃布胎油毡是以玻璃纤维织成的布作代替纸作为胎体材料，这种油毡的抗拉强度，耐腐烛性均优于沥青纸胎油毡。改性沥青防水卷材改性沥青防水卷材是以改性沥青为涂盖层，纤维织物或纤维毡为胎体，粉状，片状，粒状或薄膜材料为覆盖层材料制成可卷曲的片状防水材料。改性沥青防水卷材改善了普通沥青防水卷材温度稳定性差、延伸率小等缺点，具有高温不流淌、低温不脆裂、拉伸强度较高、延伸率较大等特点。我国常用改性沥青防水卷材有弹性体改性沥青防水卷材、塑性体改性沥青防水卷材、改性沥青聚乙烯胎防水卷材、沥青复合胎柔性防水卷材、自粘橡胶沥青防水卷材等。A. 弹性体改性沥青防水卷材弹性体改性沥青防水卷材是以聚酯毡或玻纤毡为胎体、苯乙烯丁二烯苯乙烯（SBS）热塑性弹性体作改性剂，两面覆以隔离材料所制成的防水卷材。此防水卷材耐高低温性能有较明显的提高，同时还提高了卷材的弹性和耐疲劳性，并将传统的油毡热施工改为冷施工。该类防水卷材广泛适用于各类建筑防水、防潮工程，尤其适用于寒冷地区的建筑物防水。B. 塑性体改性沥青防水卷材 塑性体改性沥青防水卷材是以聚酯毡或玻纤毡为胎体、无规聚丙烯（APP）或聚烯烃类聚合物（APAO、APO）作改性剂，两面覆以隔离材料所制成的防水卷材。常用塑性体改性沥青防水卷材为APP改性沥青防水卷材，这类防水卷材广泛适用于各类建筑防水、防潮工程。它可在130以下的温度环境中使用，且耐紫外线的能力强，抗老化能力强于其他改性沥青防水卷材，因而特别适用于有强烈线阳光照射的炎热地区。合成高分子防水卷材合成高分子防水卷材是指以合成橡胶、合成树脂或两者共混体为基料，加入适量的化学助剂和填充料等，经不同工序加工而成的可卷曲的片状防水材料；或把上述材料与合成纤维等复合形成两层或两层以上可卷曲的片状防水材料。合成高分子防水卷材具有多方面的优点，如高弹性，高延伸性，良好的耐老化性、耐高温性和耐低温性等。因而已成为新型防水材料发展的主导方向，其主要产品有聚氯乙烯防水卷材、氯化聚乙烯防水卷材、氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材、三元乙丙橡胶防水卷材、三元丁橡胶防水卷材等。 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。沥青基防水涂料沥青基防水涂料是以沥青为基料配制而成的水乳型或溶剂型防水涂料。乳化沥青涂刷于材料基面，水分蒸发后，沥青微粒靠拢将乳化剂膜挤裂，相互团聚而粘结成连续的沥青膜层，成膜后的乳化沥青与基层粘结形成防水层。乳化沥青涂料的常用品种是石灰乳化沥青涂料，它以石灰膏为乳化剂，在机械强力搅拌下将沥青乳化制成厚质防水涂料。乳化沥青的储存期不能过长(一般三个月左右)，否则容易引起凝聚分层而变质。储存温度不得低于零度，不宜在-5以下施工，以免水结冰而破坏防水层，也不宜在夏季烈日下施工，因表面水分蒸发过快而成膜，膜内水分蒸发不出而产生气泡。乳化沥青主要适用于防水等级较低的工业与民用建筑屋面、混凝土地下室和卫生间防水、防潮；粘贴玻璃纤维毡片(或布)作屋面防水层；拌制冷用沥青砂浆和混凝土铺筑路面等。改性沥青类防水涂料改性沥青类防水涂料指以沥青为基料，用合成高分子聚合物进行改性，制成的水乳型或溶剂型防水涂料。改性沥青类防水涂料在柔韧性、抗裂性、拉伸强度、耐高低温性能、使用寿命等方面比沥青基涂料有很大改善。这类涂料常用产品有氯丁橡胶沥青防水涂料、水乳型橡胶沥青防水涂料、APP改性沥青防水涂料、SBS改性沥青防水涂料等。这类涂料广泛应用各级屋面和地下，以及卫生间等的防水工程。合成高分子类防水涂料合成高分子防水涂料指以合成橡胶或合成树脂为主要成膜物质制成的单组分或多组分的防水涂料。这类涂料具有高弹性、高耐久性及优良的耐高低温性能。常用产品有聚氨酯防水涂料、聚合物乳液建筑防水涂料、聚合物水泥防水涂料、聚氯乙烯防水涂料、有机硅防水涂料等。适用于高防水等级的屋面、地下室、水池及卫生间的防水工程。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。 密封材料建筑密封材料是能承受位移以达到气密、水密目的而嵌人建筑接缝中的定形和不定形的材料。它可起到防水作用，同时也起到防尘、隔汽与隔声的作用。为了使用建筑物或构筑物工程中各种构件的接缝能够形成连续体，并具有不透水性与气密性，密封材料应具有良好的变形性能、压缩循环性能和耐气候性以及耐水性。密封材料可分为定型和不定型两大类：定型密封材料是指具有特定形状的密封衬垫（如密封条、密封带、密封垫等）；不定型密封材料是指一种粘稠状的材料（俗称密封膏或嵌缝膏）。建筑防水沥青嵌缝油膏建筑防水沥青嵌缝油膏是以石油沥青为基料，加入改性材料、稀释剂及填充料混合制成的冷用膏状密封材料。主要用于各种混凝土屋面板、墙板等建筑构件节点的防水密封。建筑防水沥青嵌缝油膏按耐热性和低温柔性划分标号，如801号的耐热温度不高于80，保温柔性温度不低于-10。聚氨脂建筑密封膏聚氨酯建筑密封膏是以异氰酸基（-NCO）为基料，与含有活性氢化物的固化剂组成的一种常温固化弹性密封材料。聚氨酯密封膏有以下特点：具有易触变的粘度特性，因此不易流坠，施工性好；耐寒性好，在-50时仍具有弹性；耐热性差；聚氨酯预聚体遇水或湿气反应而产生碳酸气，留在密封材料内部产生气泡，发泡膨胀率可达025。聚氨酯建筑密封膏广泛用于各种装配式建筑的屋面板、楼地板阳台、窗框、卫生间等部位的接缝，施工缝的密封；给排水管道、贮水池、游泳池、引水渠及土木工程等的接缝密封，混土裂缝的修补。聚硫建筑密封膏聚硫建筑密封膏是由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。国内多为双组分产品。聚硫密封膏是一种饱和聚合物，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。它与一般橡胶相似，在高温时变软，低温时变硬。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、地坪及构筑物接缝的防水处理及粘结。硅酮密封胶硅酮密封胶是以在机硅氧烷为主剂，加入适量硫化剂、硫化促进剂、增强填充料和颜料等组成的。硅酮密封胶根据其功能可分为：A. 耐候密封胶（简称耐候胶）：是指用于嵌缝的具有较高变形能力的低模数密封胶，主要用于铝合金、玻璃、石材等的嵌缝；B. 结构密封胶（简称结构胶）：是指用于玻璃幕墙结构中玻璃与铝合金构件、玻璃板与玻璃板等之间的粘结的密封胶。硅酮密封胶具有如下特性：良好的抗老化性能；良好的变形性能；具有良好的压缩循环性能；耐热、耐寒性能好。 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、抑制或减小孔隙率、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：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。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。第9章 建筑功能材料保温防水隔声本章学习指导 本章共5个知识点。本章的学习目标是： 掌握防水及堵水材料的主要类型及性能特点； 了解绝热材料的主要类型及性能特点； 了解吸声隔声材料的主要类型及性能特点； 了解装饰材料的主要类型及性能特点； 了解其它功能材料的新进展。 本章的重点是防水及堵水材料。难点是吸声与隔声材料。历史回顾 悬空寺位于山西浑源县，历经千年仍保持完好。悬空寺距地面高度约50m，其凌空栈道只有数条立木和横木支撑。这些横木又称“铁扁担”，是由当地特产铁杉木加工而成，据说用桐油浸过，以防白蚁防腐。悬空寺的阁楼底座铺设在许多“铁扁担”上。除借助“铁扁担”之力外，立木即柱子也立下汗马功劳。在山崖上先开凿窟窿，将粗大的飞梁插到这些窟窿里，这样看上去像是空中楼阁平地起，实际上楼阁的重心在山体。 我国古代劳动人民勤劳智慧，善用建材，巧夺天工。 基础知识9.1.1 防水材料的分类与组成 9.1 建筑防水堵水材料 9.1.2 防水材料的性能与选用 9.1.3 建筑堵水材料的种类与用途9.1.1 防水材料的分类与组成 建筑防水材料依据其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。 此外，建筑防水材料还可根据其特性分为柔性和刚性两类。柔性防水材料是指具有一定柔韧性和较大延伸率的防水材料，如防水卷材、有机涂料，它们构成柔性防水层。刚性防水材料是指采用较高强度和无延伸能力的防水材料，如防水砂浆、防水混凝土等，它们构成刚性防水层。9.1.2 防水材料的性能与选用 1.防水卷材。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。 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。 3.密封材料。建筑密封材料是能承受位移以达到气密、水密目的而嵌入建筑接缝中的定形和不定形的材料。 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。 1.防水卷材 （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、纤维毡等材料中的一种或数种复合为胎基，浸涂沥青、改性沥青或改性焦油，并用隔离材料覆盖其表面所制成的防水卷材，即含有增强材料的油毡。无胎沥青防水卷材是不含有增强材料的油毡。 （2）改性沥青防水卷材 改性沥青防水卷材是以改性沥青为涂盖层，纤维织物或纤维毡为胎体，粉状，片状，粒状或薄膜材料为覆盖层材料制成可卷曲的片状防水材料。改性沥青防水卷材改善了普通沥青防水卷材温度稳定性差、延伸率小等缺点，具有高温不流淌、低温不脆裂、拉伸强度较高、延伸率较大等特点。 （3）合成高分子防水卷材 合成高分子防水卷材是指以合成橡胶、合成树脂或两者共混体为基料，加入适量的化学助剂和填充料等，经不同工序加工而成的可卷曲的片状防水材料 2.防水涂料 （1）沥青基防水涂料 沥青基防水涂料是以沥青为基料配制而成的水乳型或溶剂型防水涂料。 （2）改性沥青类防水涂料 改性沥青类防水涂料指以沥青为基料，用合成高分子聚合物进行改性，制成的水乳型或溶剂型防水涂料。 （3）合成高分子类防水涂料 合成高分子防水涂料指以合成橡胶或合成树脂为主要成膜物质制成的单组分或多组分的防水涂料。这类涂料具有高弹性、高耐久性及优良的耐高低温性能。 3.密封材料 （1）建筑防水沥青嵌缝油膏 建筑防水沥青嵌缝油膏以石油沥青为基料，加入改性材料、稀释剂及填充料混合制成的冷用膏状密封材料。主要用于各种混凝土屋面板、墙板等建筑构件节点的防水密封。 （2）聚氨脂建筑密封膏 聚氨酯建筑密封膏是以异氰酸基（-NCO）为基料，与含有活性氢化物的固化剂组成的一种常温固化弹性密封材料。 （3）聚硫建筑密封膏 聚硫建筑密封膏是由液态硫橡胶为主剂与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。国内多为双组分产品。 （4）硅酮密封胶 硅酮密封胶是以在机硅氧烷为主剂，加入适量硫化剂、硫化促进剂、增强填充料和颜料等组成的。 4.刚性防水材料 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。9.1.3 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、水土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，建筑堵漏止水材料分为以下4类：1.灌浆材料2.柔性嵌缝材料3.刚性止水材料4.刚性抹面材料1.灌浆材料品种 特性及用途 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、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 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、防漏。 硫铝酸盐R型地质勘探水泥 具有速凝、早强高、微膨胀、抗硫酸盐侵蚀和负温性能好等特性；适用于地质勘探工程中护孔固壁、止涌堵漏、固楔纠斜、封口止水、固结套管以及应急抢修工程等。 硫铝酸盐超早强膨胀水泥 具有速凝、快硬、早强、微膨胀等特性；使用于大型基础和预埋孔灌浆、地质钻探护孔固壁、混凝土构件板柱浆锚，及隧道涵洞、地铁、港口、桥梁、机场跑道的加固修补和抗渗堵漏。 2.柔性嵌缝材料品种 特性及用途 止水橡皮及橡胶止水带具有良好的弹性、耐磨、耐老化（在40+40条件下）、抗撕裂和防水等性能；适用于小型水坝、贮水池、地下通道、河底隧道、游泳池及地下工程变形缝处的防水密封。 自粘性橡胶具有良好的粘接性、延伸性、耐老化性；适用于各种不同规格的缝隙、孔槽的接缝、嵌缝的堵洞防水。 丁基不干性密封材料 具有良好的水密性、气密性、耐高低温性能；适用于混凝土、橡胶、塑料、陶瓷、木材、多种金属的粘附和密封，并可用于外墙接缝、刚性屋面伸缩缝、门窗杠缝隙和卫生间的防水密封。 塑料止水带 具有良好的耐久性和物理力学性能；适用于工业与民用建筑的地下防水，以及隧道、涵洞、坝体、沟渠等水工构筑物的变形缝防水。 3.刚性止水材料品种 特性及用途 无机复合堵漏剂 具有快凝快硬、瞬间止水、早强高强、抗渗抗裂、无毒无害、贮存运输方便等特点，而且与新老混凝土及砖、石基层粘结牢固，可带水作业，施工简便，见效快，防水耐久，可用于各种建筑屋面、地下室、水池、管道、人防洞库、国防工事、工矿井巷等工程的防水堵漏及抢修加固。 4.刚性抹面材料品种 特性及用途 无机铝盐防水剂 具有抗渗、抗压、抗拉、抗寒、耐高温、耐强碱、耐老化等性能；适用于建筑物、构筑物、水工工程，如隧道、坝堤、桥梁、水池、等防渗。 有机硅防水砂浆 具有良好的憎水性、透气性和耐高温、耐高寒、耐燃、耐油、耐老化等性能；适用于内、外墙的粉刷层，起到单面防水、防潮、防污等作用。 阳离子氯丁胶乳水泥防水砂浆 具有良好的防水性能；适用于建筑物墙面、屋面、地面的防水、防腐，以及高速公路、飞机跑道、建筑物裂缝的防渗、堵漏修补、嵌缝等。 观察与讨论9.1 建筑防水堵水材料 石油沥青纸胎油毡与SBS改性沥青防水卷材的比较 石油沥青纸胎油毡与SBS改性沥青防水卷材两种卷材相比。前者在高温下（85）表面变软发粘，而且在低温下较脆易裂。请分析产生这种现象的原因。讨论石油沥青纸胎油毡与SBS改性沥青防水卷材的比较 石油沥青纸胎油毡是我国传统防水材料，其价格较低，目前在我国屋面工程中仍占主导地位。但其温度稳定性及防水层使用年限等不如SBS改性沥青防水卷材等新型防水材料，新型防水材料已代表了防水卷材的发展方向。 工程实例分析9.1 建筑防水堵水材料 夏季中午铺设沥青防水卷材 某住宅楼面于8月份施工，铺贴沥青防水卷材，全是白天施工，后来卷材出现了鼓泡、渗漏。 夏季中午铺设沥青防水卷材 夏季中午炎热，屋顶受太阳辐射，温度较高。此时铺贴沥青防水卷材，基层中的水气会蒸发，集中于铺贴的卷材内表面，并会使卷材鼓泡。此外，高温时沥青防水卷材软化，卷材膨胀，当温度降低后卷材产生收缩，导致断裂。还需指出的是，沥青中还含有对人体有害的挥发物，在强烈阳光照射下，会使操作工人患皮炎等疾病。故铺贴沥青防水卷材应尽量避开炎热的中午。 基础知识9.2 绝热材料 9.2.1 绝热材料的性能要求 在建筑中，习惯上把用于控制室内热量外流的材料叫做保温材料；把防止室外热量进入室内的材料叫做隔热材料。保温材料和隔热材料统称为绝热材料。工程上将导热系数<0.23W/（m·K）的材料称为绝热材料。9.2.2 绝热材料的种类及使用要点9.2.1 绝热材料的性能要求 导热性指材料传递热量的能力。材料的导热能力用导热系数表示。 材料组成：材料的导热系数由大到小为：金属材料无机非金属材料有机材料。 微观结构：相同组成的材料，结晶结构的导热系数最大，微晶结构次之，玻璃体结构最小，如水淬矿渣就是一种较好的绝热材料。 孔隙率：孔隙率越大，材料导热系数越小。 孔隙特征：在孔隙相同时，孔径越大，孔隙间连通越多，导热系数越大。9.2.2 绝热材料的种类及使用要点 绝热材料按照它们的化学组成可以分为无机绝热材料和有机绝热材料。常用无机绝热材料有多孔轻质类无机绝热材料、纤维状无机绝热材料和泡沫状无机绝热材料；常用有机绝热材料有泡沫塑料和硬质泡沫橡胶。 观察与讨论9.2 绝热材料 绝热材料微观结构 请观察常用绝热材料的微观结构，如下图所示。并分析可如何获得具有此类微观结构特点的绝热材料。 绝热材料微观结构 绝热材料一般系轻质、疏松多孔的，且孔隙最好不连通，可为松散颗粒或纤维状，欲获得此类绝热材料，可从以下几方面着手：利用天然多孔或纤维状的材料为主要组成材料，如软木、浮石、甘蔗板等；在材料中掺入加气剂或者泡沫剂以形成多孔结构，如加气混凝土、泡沫塑料等；在材料中加入能被烧去或于高温下可分解出气体而形成多孔的材料，如多孔陶瓷；材料本身在高温下自行膨胀为多孔结构，如膨胀珍珠岩、膨胀蛭石。 绝热材料微观结构 工程实例分析9.2 绝热材料 绝热材料的应用 某冰库绝热采用多种绝热材料、多层隔热，以聚苯乙烯泡沫作为墙体隔热夹芯板，在内墙喷涂聚胺酯泡沫层作绝热材料，取得良好了的效果(见下图）。 聚苯乙烯泡沫夹心板 内墙喷涂聚胺酯泡沫层 绝热材料的应用 应用于墙体、屋面或冷藏库等处的绝热材料包括：以酚醛树脂粘结岩棉，经压制而成的岩棉板；以玻璃棉、树脂胶等为原料的玻璃棉毡；以碎玻璃、发泡剂等经熔化、发泡而得的泡沫玻璃；以水泥、水玻璃等胶结膨胀蛭石而成的膨胀蛭石制品；或者以聚苯乙烯树脂、发泡剂等经发泡而得的聚苯乙烯泡沫塑料等材料。其中岩棉板、膨胀蛭石制品和聚苯乙烯泡沫塑料等绝热材料还可应用于热力管道中。 基础知识9.3 吸声与隔声材料 9.3.2 隔声材料9.3.1 吸声材料9.3.1 吸声材料 1. 吸声材料的定义 当声波遇到材料表面时，被吸收声能与入射声能之比，称为吸声系数。通常取125Hz ，250Hz ，500Hz ，1000Hz ，2000Hz ，4000Hz六个频率的吸声系数来表示材料的吸声频率特性。凡六个频率的平均吸声系数大于0.2的材料，称为吸声材料。 2. 吸声材料及其结构 吸声材料和吸声结构的种类很多，按其材料结构状况可分为多孔吸声结构、共振吸声结构和其他吸声结构三大类。9.3.2 隔声材料 建筑上把主要起隔绝声音作用的材料称为隔声材料。隔声材料主要用于外墙、门窗、隔墙以及隔断等。隔声可分为隔绝空气声（通过空气传播的声音）和隔绝固体声（通过撞击或振动传播的声音）。两者的隔声原理截然不同。 对于空气声，根据声学中的“质量定律”，其传声的大小主要取决于墙或板的单位面积质量，质量越大，越不易震动，则隔声效果越好。可以认为：固体声的隔绝主要是吸收，这和吸声材料是一致的；而空气声的隔绝主要是反射，因此必须选择密实、沉重的如粘土砖、钢板等作为隔声材料。 观察与讨论9.3 吸声与隔声材料 高架路的降噪声 近年，一些城市建设了环市高架路，在方便了交通的同时，却产生了沿线噪声污染的问题，为此必须采用相应的降噪音措施。下图为其中一种降低噪声的设施。该板表面无孔，请讨论此板的作用。高架路隔声板 高架路的降噪声 车辆噪音的隔声属空气声隔绝。构成隔声结构的材料大致分为三类：密实板，如钢板、混凝土板；多孔板，如玻璃棉、泡沫塑料；减振板，如阻尼板等。该隔声板属于减振板隔声，但效果不是很理想。 工程实例分析9.3 吸声与隔声材料 吸声材料的工程应用 广州地铁坑口车站为地面站，一层为站台，二层为站厅。站厅顶部为纵向水平设置的半圆形拱顶，长84m，拱跨27.5m。离地面最高点10m，最低点4.2m，钢筋混凝土结构。在未作声学处理前该厅严重的声缺陷是低频声的多次回声现象。发一次信号枪，枪声就像轰隆的雷声，经久才停。声学工程完成以后声环境大大改善，经电声广播试验后，主观听声效果达到听清分散式小功率扬声器播音。总之，声学材料需根据其所用的结构、环境选用。 基础知识9.4 建筑装饰及复合功能材料9.4.5 其它装饰材料9.4.1 建筑装饰材料的分类与基本要求9.4.2 建筑玻璃9.4.3 建筑陶瓷9.4.4 建筑涂料基础知识9.4.1 建筑装饰材料的分类与基本要求1. 建筑装饰材料的分类 2. 建筑装饰材料的基本要求 1. 建筑装饰材料的分类 在建筑上，把铺设、粘贴或涂刷在建筑内外表面，主要起装饰作用的材料，称为装饰材料。建筑装饰材料通常按照在建筑中的装饰部位分类，也有按材料的组成来分类的。常用的建筑装饰材料有由木材、塑料、石膏、铝合金、铝塑等制作的装饰材料，此外还有涂料、玻璃制品、陶瓷、饰面石材等。2. 建筑装饰材料的基本要求 建筑装饰材料的基本要求除了颜色、光泽、透明度、表面组织及形状尺寸等美感方面外，还应根据不同的装饰目的和部位，要求具有一定的环保、强度、硬度、防火性、阻燃性、耐水性、抗冻性、耐污染性、耐腐蚀性等特性要求。为了加强对室内装饰装修材料污染的控制，保障人民群众的身体健康和人身安全，国家制订了GB 6566-2001建筑材料放射性核素限量以及关于室内装饰装修材料有害物质限量等10项国家标准，并于2002年正式实施。基础知识9.4.2 建筑玻璃1. 玻璃的组成与性质2. 建筑玻璃的分类与应用1. 玻璃的组成与性质 玻璃是以石英砂、纯碱、长石、石灰石等为主要原料，经熔融、成型、冷却、固化后得到的透明非晶态无机物。普通玻璃的化学组成主要是SiO2、Na2O、K2O、AL2O3、 MgO和CaO等，此外还有用于着色、改性等各种其他成分。 玻璃是典型的脆性材料，在冲击荷载作用下极易破碎。热稳定性差，遇沸水易破裂。但玻璃具有透明、坚硬、耐蚀、耐热及电学和光学方面的优良性质，能够用多种成型和加工方法制成各种形状和大小的制品，可以通过调整化学组成改变其性质，以适应不同的使用要求。2. 建筑玻璃的分类与应用 建筑玻璃泛指平板玻璃及由平板玻璃制成的深加工玻璃，也包括玻璃空心砖和玻璃马赛克等玻璃类建筑材料。建筑玻璃按其功能一般分为以下五类：平板玻璃、饰面玻璃、安全玻璃、功能玻璃、玻璃砖。 观察与讨论安全玻璃的使用 下图为某校已裂的玻璃公布栏，请讨论材料选用有无改进的必要。破裂的玻璃公布栏 9.4.2 建筑玻璃安全玻