第十章防水材料

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第十章防水材料

第十章防水材料主要授课内容

主要授课内容：沥青材料、其他防水材料防水卷材、防水涂料防水油膏、防水粉

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　　　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。

第十章防水材料第十章防水材料引言

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　　　　　　第一节沥青材料　　　　沥青是一种有机胶凝材料，它是由一些极其复

杂的高分子碳氢化合物及其非金属（氧、氮、硫等）衍生物所组成的混合物。

沥青是憎水性材料，几乎不溶于水，而且本身构造致密，具有良好的防水性、耐腐蚀性，能把砂、石等矿物质材料胶结成为一个整体的能力，形成一定强度的沥青混凝土，因此，被广泛地应用于铺筑路面、防渗墙、地下防潮、防水和屋面防水等工程中。

第十章防水材料第一节沥青材料

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一、沥青的分类　沥青的种类较多，按产源可分为：


沥青

地沥青焦油沥青

天然沥青石油沥青煤沥青木沥青 … 页岩沥青

在工程中，最常用的是石油沥青，其次是煤沥青。

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二、石油沥青的组分 1 元素组成　石油沥青是由多种碳氢化合物及其非金属（氧、硫、氮）的衍生物组成的混合物。即

碳（ 80% ～ 87% ）氢（ 10% ～ 15% ）非烃元素，如氧、硫、氮等（＜ 3%）


元素组成与分子量配合可算出沥青的平均分子式；与相对密度、分子量、红外光谱和核磁共振波谱等数据配合可算出沥青的平均化学结构。因此，沥青的元素组成是研究沥青化学结构的重要参数。

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表 10-1-1 石油沥青的分子量、元素组成和碳氢比

序号

沥青标号

油源工艺分子量

MW

元素组成（质量， % ）碳氢原子

比C/H

平均分子式油源基属

加工工艺

碳C

氢H

氧O

硫S

氮N

1 A-60低

硫石蜡基

丙烷脱 955 86.10

11.00

1.78 0.38 0.740.65

7C68.5H104.2O1.1S0.1N0.

5

2 A-60含

硫中间基

氧化 1020

84.50

10.60

1.68 2.51 0.710.66

9C71.8H107.3O1.1S0.8N0.

5

3 A-60

含硫中间环烷

基氧化 114

284.1

010.5

01.24 3.12 1.04

0.672

C80..0H119.0O0.9S1.1N0.8

4 A-60含硫

环烷基

氧化 1300

81.90

9.60 1.50 6.47 0.530.71

6C88..6H123.8O1.2N0.5

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2 化学组分　　化学组分分析就是将沥青分离为化学性质相近，而且与其路用性质有一定联系的几个组，这些组就称为“组分”。

石油沥青的三组分分析法是将石油沥青分离为：油分、树脂和沥青质 3个组分。因我国富产石蜡基中间基沥青，在油分中往往含有蜡，故在分析时还应将油蜡分离。


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三组分分析法因其兼用了选择性溶解和选择性吸附的方法，所以又称为溶解——吸附法。该方法分析流程是用正庚烷沉淀沥青质，继将溶于正庚烷中的可溶分用硅胶吸附，在 -20℃的条件下，冷冻过滤分离油、蜡。


图 10-1-1

石油沥青三组分分析原理图解

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　按三组分分析法所得各组分的性状如表10-1-2。

平均分子量

表 10-1-2 石油沥青三组分分析法的各组分性状

组分外观特征平均分子式碳氢比（原子比） C/H 物化特征

油分淡黄透明液体 200 ～ 700 0.5 ～ 0.7

几乎可溶于大部分有机溶剂，具有光学活性，常发现有荧光，相对密度约

0.910 ～ 0.925

树脂红褐色粘稠半固体 800 ～ 3000 0.7 ～ 0.8

温度敏感性高，溶点低于 100℃ ，相对密度大于 1.000

沥青质深褐色固体末状微粒 1000 ～ 5000 0.8 ～ 1.0

加热不熔化，分解为硬焦碳，使沥青

呈黑色

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三、石油沥青的技术性质沥青的技术性质，不仅取决于它的化学组分及其化学结构，而且取决于它的胶体结构。

2 粘滞性4 流变特性6 耐久性


1 物理特征常数 3 延性5 粘附性7 安全性

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1 物理特征常数密度是沥青在规定温度（ 15℃）时单位体积的质量。相对密度是在规定温度下，沥青质量与同体积水质量之比。通常粘稠沥青密度波动在 0.96～ 1.04 。

密度

热胀系数

介电常数


沥青在温度上升 1℃时的长度或体积的变化，分别称为线胀或体胀系数，统称热胀系数（主要取决于热学性质）。特别是含蜡沥青，当温度降低时，蜡由液态转变为固态，比容突然增大，沥青的热胀系数发生突变，因而易导致路面产生开裂。介电常数与沥青使用的耐久性有关；与沥青路面的抗滑性（英国道路研究所）也有很好的相关性。返回

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2 粘滞性（简称粘性）是反映沥青材料内部阻碍其相对流动的一种特性，是技术性质中与沥青路面力学行为联系最密切的一种性质。在现代交通条件下，为防止路面出现车辙，沥青粘度的选择是首要考虑的参数。通常用粘度表示。粘度是现代沥青等级（标号）划分的主要依据。

定义

重要性

表示方法


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3 延性当其受到外力的拉伸作用时，所能承受的塑性变形的总能力，通常是用延度作为条件延性指标来表征。将沥青试样制成 8字形标准试件（最小断面 1cm2 ），在规定拉伸速度和规定温度下拉断时的长度（以 cm 计）。采用延度仪来测度。我国现行试验法（ JTJ052M0671-2000 ）规定，对中、轻交通量道路石油沥青，应试验其温度T=25℃，拉伸速度条件下的延度。

定义

实验方法

测度


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4 流变特性流变学是根据应力、应变和

时间来研究物质流动和变形的构成与发展的一般规律的科学。应力时间温度

流变学定义

影响因素


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5 粘附性

　　沥青与集料的粘附性直接影响沥青路面的使用质量和耐久性，所以粘附性是评价沥青技术性能的一个重要指标。


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6 耐久性

大气（氧）日照（光）温度（热）雨雪（水）环境（氧化剂）交通（应力）


沥青在上述因素的综合作用下，产生“不可逆”的化学变化，导致路用性能的逐渐劣化，即“老化”。

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氧的影响：空气中的氧，在加热的条件下，能促使沥青组分对其吸收，并产生脱氢作用，使沥青的组分发生移行（如芳

香酚变成胶质，胶质变成沥青质）．光的影响：水在与光、氧和热共同作用时，起催化剂作用。热的影响：热能加速沥青分子的运动，除了引起沥青的蒸发外，并能促进沥青化学反应的加速，最终导致沥青技术性能降低。尤其是在施工加热（ 160 ～ 180℃ ）时，由于空气中

的氧参与共同作用，使沥青性质产生严重的劣化。


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7 安全性　　　沥青材料在使用时必须加热，当加热至一定温度时，

沥青材料中挥发的油分蒸汽与周围空气组成混合气体，此混合气体遇火焰则发生闪火。

若继续加热，油分蒸汽的饱和度增加，由于此种蒸汽与空气组成的混合气体遇火焰极易燃烧，而引起熔油车间发生火灾或使沥青烧坏的损失。

为此，必须测定沥青加热闪火和燃烧的温度，即所谓闪点和燃点。　


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　　闪点和燃点是保证沥青加热质量和施工安全的一项重要指标。试验方法将沥青试样盛于标准杯中，按规定加热速度进行加热。当加热到某一温度时，点火器扫拂过沥青试样任何一部分表面，出现一瞬即灭的蓝色火焰状闪光时，此时温度即为闪火点。按规定加热速度继续加热，至达点火器扫拂过沥青试样表面发生燃烧火焰，并持续 5s以上，此时的温度即为燃烧点。


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四、石油沥青的分类与技术标准

1 石油沥青的分类　

⑴道路石油沥青

⑵建筑石油沥青

⑶普通石油沥青


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（ 1 ）粘稠道路石油沥青的技术标准


按使用道路的交通量分类

中、轻交通量道路用沥青

重交通量道路用沥青

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(2) 道路液体石油沥青的技术标准

　除粘度的要求外，对不同温度的蒸馏馏分含量及残留物的性质，闪点和含水量等亦提出相应的要求。


按凝结速度分类

快凝 AL(R) 中凝 AL(M) 慢凝 AL(S)

AL(R)-1

AL(R)-2

AL(M)-1 AL(M)-2

AL(M)-3 AL(M)-4

AL(M)-5 AL(M)-6

AL(S)-1 AL(S)-2

AL(S)-3 AL(S)-4

AL(S)-5 AL(S)-6

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(3) 建筑石油沥青的技术标准　　建筑石油沥青的技术标准见表 10-1-7 。　


表 10-1-7 建筑石油沥青的技术标准

项目质量指标

10 号 30 号 40 号针入度 (25℃， 100g) ， 1/10mm 10 ～ 25 26 ～ 35 36 ～ 50延度 (25℃， cm/min) ， cm 不

小于 1.5 2.5 3.5

软化点 ( 环球法 ) ，℃ 不低于 95 75 60

溶解度 ( 三氯乙烯、三氯乙烯、四氯化碳或苯 ) ， % 不小于 99.5

蒸发损失 (163℃， 5h) ， % 不大于 1

蒸发后针入比， % 不小于 65

闪点 ( 开口 ) ，℃ 不低于 230

脆点，℃ 实测值

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2 石油沥青的选用　选用原则根据工程性质（房屋、道路、防腐）及当地气候条件、所处工程部位（层面、地下）来选用。

在满足上述要求前提下，尽量选用牌号高的石油沥青，以保证较长的使用年限。因为牌号高的沥青比牌号低的沥青含油分多，其挥发、变质所需时间较长，不易变硬，所以抗老化能力强，耐久性好。


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　建筑石油沥青多用于建筑屋面工程和地下防水工程、沟槽防水，以及作为建筑防腐蚀材料。

道路石油沥青多用来拌制沥青砂浆和沥青混凝土，用于道路路面、车间地坪及地下防水工程。

一般屋面用的沥青，软化点应比本地区屋面可能达到的最高温度高 20 ～ 25℃ ，以避免夏季流淌，如可选用 10号或 30号石油沥青。一些不易受温度影响的部位，或气温较低的地区，如地下防水防潮层，可选用 60号或 100号沥青。


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3 石油沥青的掺配

掺配的原则

掺配的比例

其他注意事项


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石油沥青的掺配原则　　　当某一牌号的石油沥青不能满足工程技术要求时，可采用两种品牌的石油沥青进行掺配时，为了不使掺配后的沥青胶体结构破坏，应选用表面张力相近和化学性质相似的沥青。

试验证明同产源的沥青容易保证掺配后的沥青胶体结构的均匀性。所谓同产源是指同属石油沥青，或同属煤沥青（煤焦油）。　


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沥青的掺配比例　


　 Q1——较软石油沥青用量（ %）　 Q2——较硬石油沥青用量（ %）　 T——掺配后石油沥青软化点（℃）　 T1——较软石油沥青软化点（℃）　 T2——较硬石油沥青软化点（℃）

10012

21

TT

TTQ

12 100 QQ

以估算的掺配比例和其邻近的比例（±5% ～±1０％）进行试配（混合熬制均匀），测定掺配后沥青的软化点，然后绘制掺配比——软化点关系曲线，即可从曲线上确定所要的掺配比例。同样也可采用针入度指标按上法估算及试配。返回

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　　当沥青过于粘稠影响使用时，可以加入溶剂进行稀释，但必需采用同一产源的油料作稀释剂，如石油沥青应采用汽油、柴油等轻质油料作稀释溶剂。


沥青掺配的其他事项　

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五、改性沥青即采用各种措施使沥青的性能得到改善的沥青。　 1 橡胶沥青（1）氯丁橡胶改性沥青（2）丁基橡胶改性沥青（3）再生橡胶改性沥青（4）热塑性丁苯胶（SBS）改性沥青

　 2 树脂改性沥青　 3 橡胶和树脂改性沥青


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1 橡胶沥青橡胶是沥青的重要改性材料，它和沥青有较好的

混溶性，并能使沥青具有橡胶的很多优点。如高温变形性小，低温柔性好。由于橡胶的品种不同，掺入的方法也有所不同，因而各种橡胶沥青的性能也有差异。

现将常用的几种分述如下：　　


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（ 1 ）氯丁橡胶改性沥青

石油沥青中掺入氯丁橡胶后，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善。溶剂法先将氯丁橡胶溶于一定的溶剂（如甲苯）中形

成溶液，然后掺入液态沥青，混合均匀即可。水乳法将橡胶和石油沥青分别制成乳液，然后混合均匀即可使用。


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丁基橡胶沥青的配制方法与氯丁橡胶沥青类似，而且

较简单一些。将丁基橡胶碾切成小片，于搅拌条件下把小片加到 100℃ 的溶剂中，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进行浓缩 15 ～ 20min 。丁基橡胶在混合

物中的含量一般为 2% ～ 4% 。同样也可以分别将丁基橡胶

和沥青制备成乳液，然后再按比例把两种乳液混合即可。


（ 2 ）丁基橡胶改性沥青

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　　再生橡胶掺入沥青之中以后，同样可大大提高沥青的气密性、低温柔性、耐光、热、臭氧性、耐气候性。

　再生橡胶沥青材料的制备，是先将废旧橡胶加工成 1.5mm以下的颗粒，然后与沥青混合，经加热搅拌脱硫，就能得到具有一定弹性、塑性和粘结力良好的再生胶沥青材料。废旧橡胶的掺量视需要而定，一般为 3%～ 15% 。

　　　再生橡胶沥青可以制成卷材、片材、密封材料、胶粘剂和涂料等。

特点

制备

用途


（ 3 ）再生橡胶改性沥青

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　　　 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，在高温下又能象塑料那样熔融流动，成为可塑的材料。所以采用 SBS 橡胶改性沥青，其耐高、低温性能均有较明显提高，制成的卷材弹性和耐疲劳性也大大提高，是目前应用最成功和用量最大的一种改性沥青。

SBS的掺入量一般为 5%～ 10% 。主要用于制作防水卷材，也可用于制

作防水涂料等。　

性质

掺入量用途


（ 4 ）热塑性丁苯胶（ SBS ）改性沥青

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2 树脂改性沥青　用树脂改性石油沥青，可以改进沥青

的耐寒性、耐热性、粘结性和不透气性。由于石油中的沥青中含芳香性化合物很少，故树脂和石油沥青的相溶性较差。

常用的树脂有：古马隆脂、聚乙烯、聚丙烯、酚醛树脂及天然松香等。

树脂加入沥青的方法常用热熔法。先将沥青加热熔化脱水，加入树脂，并不断搅拌、保温，即可得到均匀的树脂沥青。

特点

常用树脂

方法


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3 橡胶和树脂改性沥青　　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，故能取得满意的综合效果。

　　　橡胶、树脂和石油沥青在加热熔融状态下，沥青与高分子聚合物之间发生相互侵入的扩散，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，而获得较优良的性能。　

特点

原理


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　　　第二节其他防水材料第十章防水材料第二节　其他防水材料

一、橡胶型防水材料橡胶是有机高分子化合物的一种，具有高聚物的特征

与基本性质，是一种弹性体。

橡胶

天然橡胶

合成橡胶

氯丁橡胶

丁苯橡胶

丁基橡胶

乙丙橡胶

再生橡胶

天然橡胶主要由橡胶树的浆汁中取得。密度 0.91 ～ 0.93g/cm3 ， 130 ～ 140C软化，常温下弹性很大。天然橡胶易老化失去弹性，一般用作橡胶制品的原料。

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第十章防水材料第二节　其他防水材料

二、树脂型防水材料以合成树脂为主要成分的防水材料，称为树脂型防水材料。如氯化聚乙烯防水卷材、聚氯乙稀防水卷材等。

合成树脂的有关知识已在第九章中介绍。

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第三节防水卷材　　　防水卷材是工程防水材料的重要品种之一，在防水材料的应用中处于主导地位，在建筑防水工程的实践中起着重要作用，是一种面广量大的防水材料。和橡胶、树脂等合成高分子防水卷材发展，油毡的胎体也从纸胎向玻璃纤维胎或聚酯胎方向发展，防水层的构造有多层向单层方向发展，施工方法由热熔法向冷贴法方向发展。

第十章防水材料第三节　防水卷材

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　一、防水卷材的技术性能指标 1 抗拉强度

2 延伸率

3 抗撕裂强度 4 不透水性 5 其它技术性能


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　　抗拉强度是指当建筑物防水基层产生变形或开裂时，防水卷材所能抵抗的最大应力。

将防水卷材制作成哑铃状，垂直夹在拉力试验机上以一定的速率拉伸至防水卷材被拉断，以此来计算出防水卷材的抗拉强度。　

1 抗拉强度定义

试验方法

2 延伸率


延伸率是指防水卷材在一定的应变速率下拉断时所产生的最大相对变形率。

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　　当基层产生局部变形或有其它外力作用时，防水卷材常常受到纵向撕扯，防水卷材抵抗纵向撕扯的能力是抗撕裂强度。

先将试样加工形状，由于其中交角为90 ，称为直角撕裂强度，将试样垂直装在拉力试验机上以一定的速率拉至断裂，计算撕裂强度。

3 抗撕裂强度定义

试验计算

4 不透水性定义测量方法原理


反映卷材抵抗压力水渗透的性质。通常用动水压法测量。当防水卷材的一侧受到 0.3MPa的水压力时，防水卷材另一侧无渗水现象即为透水性合格。返回

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5 其它技术性能　　　防水卷材还有外观质量、吸水性、耐热度、低温柔韧性和

耐老化性等性能指标。　　　防水卷材的外观质量包括质地的均匀性，有无裂纹、孔眼、褶皱、扭曲、卷边、裂口、等缺陷，单位面积防水卷材的质量和撒布材料是否均匀等。对于胎基防水卷材还需检测单位面积的涂盖材料的质量。

耐热度是指防水卷材不起泡、不发粘所能承受的最高使用温度。由于防水卷材在高温下加速了卷材内部某些成分的裂解、聚合或转变，从而引起卷材性能的变化，可以通过卷材在一定温度下保持一定时间后的抗拉强度、抗撕裂强度和延伸率等指标的变化情况来反映卷材的耐老化性能。


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二、沥青基防水卷材沥青基防水卷材是指以各种石油沥青或煤沥青为

防水基材，以原纸、织物、毯等为胎基，用不同矿物粉料、粒料或合成高分子薄膜、金属膜作为隔离材料所制成的可卷曲片装防水材料。

沥青基防水卷材具有原材料广、价格低、施工技术成熟等特点，可以满足建筑物的一般防水要求，是目前用量最大的防水卷材品种。

1 石油沥青纸胎油毡、油纸 2 煤沥青纸胎油毡 3 石油沥青玻璃布油毡 4 其它石油沥青油毡


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　 1 石油沥青纸胎油毡、油纸　

沥青防水卷材最具代表性的是石油沥青纸胎油毡，简称油毡，是防水卷材中历史最早的品种。

　定义油毡是用低软化点的石油沥青浸渍原纸，再用高软化点的石油沥青涂盖油纸的两面，并涂撒隔离材料制成的一种防水卷材。表面撒石粉作为隔离材料的油毡称为粉毡，撒云母作为隔离材料的称为片毡。

分类按其原纸纸胎每 1m2 质量克数分为 200 、 3

50 和 500号 3 个标号。


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2 煤沥青纸胎油毡　定义以低软化点煤沥青浸渍原纸，然后用高软化点煤沥青涂盖油纸两面，再涂以隔离材料所制成的一种纸胎防水卷材。

　分类及适用范围按原纸纸胎每 1m2 质量克数，煤沥青纸胎油毡分为 200号、 270号和 350号三种。 200号煤沥青纸胎油毡适于简易防水、建筑防潮和包装等； 270号和 350号煤沥青纸胎油毡适于建筑防水、建筑防潮和包装，与煤焦油聚氯乙稀涂料配套可用于屋面多层防水； 350号煤沥青纸胎油毡可用于一般地下防水工程。


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3 石油沥青玻璃布油毡定义采用石油沥青涂盖材料浸涂玻璃纤维织布的两面，再涂以隔离材料所制成的一种以无机材料为胎体的沥青防水卷材。

特点抗拉强度高于 500号纸胎石油沥青油毡，柔韧性较好，耐磨、耐腐蚀性较强，吸水率低，耐热性也要比低胎石油沥青油毡提高一倍以上。

适用范围适于地下防水层、防腐层、屋面防水层及金属管道（热管道除外）的防腐保护等。　


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4 其它石油沥青油毡　⑴石油沥青麻布油毡定义采用麻织品为底胎，先浸渍低软化点石油沥青，然后涂以含有矿物质填充料底高软化点石油沥青，再撒布一层矿物质石粉而制成。

特点及适用范围抗拉强度高，抗酸碱性强，柔韧性好，但耐热度较低。适于要求比较严格的防水层及地下防水工程，尤其适应于要求具有高强度的多层防水层及基层结构有变形和结构复杂的防水工程和工业管道的包扎等。　


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　 ⑵ 铝箔面油毡定义及使用采用玻纤毡为胎基，浸涂氧化沥青，在其表面用压纹铝箔贴面，底面撒以细颗粒矿物料或覆盖聚乙烯膜所制成的一种具有热反射和装饰功能的防水卷材，用于单层或多层防水工程的面层。

　⑶带孔油毡定义及使用采用按照规定的孔径和孔距打了孔的胎基制成的一种特殊用途的防水卷材和直接在油毡上按照规定打上孔的沥青防水卷材。适于屋面叠层防水工程的底层，在防水层屋面基层之间形成点粘结状态，使潮湿基材的水份在变成水蒸气时通过屋面预留的排气通道逸出，避免防水层起鼓和开裂。　


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三、高聚物改性沥青防水卷材　　在沥青中添加适当的高聚物改性剂，可改善传统沥青防水卷材温度稳定性差、延伸率低的不足，高聚物改性沥青防水卷材具有高温不流淌、低温不脆裂、拉伸强度高和延伸率较大等优点。主要改性沥青防水卷材有：

1 SBS改性沥青油毡

2 APP改性沥青油毡

3 其它改性沥青油毡


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　 1 SBS 改性沥青油毡定义　　 SBS 改性沥青油毡是以玻纤毡、聚酯毡等增强材料为胎体，

以 SBS 改性石油沥青为浸渍涂盖层、塑料薄膜为防粘隔离层，经过选材、配料、共熔、浸渍、复合成型、收卷曲等工序加工而成的一种柔性防水卷材。

　特点及适用范围 SBS 改性沥青油毡除用于一般工业与民用建筑防水外，尤其适应于高级和高层建筑物的屋面、地下室、卫生间等的防水防潮，以及桥梁、停车场、屋顶花园、游泳池、蓄水池、隧道等建筑防水。又由于具有良好的低温柔韧性和极高的弹性延伸性，更适合于北方寒冷地区和结构易变形的建筑物的防水。


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2 APP 改性沥青油毡原理石油沥青中加入 25﹪～ 35﹪的 APP（无规聚丙烯）可以大幅提高沥青的软化点，明显改善低温柔韧性。

　定义 APP 改性沥青油毡是以玻纤毡或聚酯毡为胎体、 APP 改性沥青为预浸涂盖层，然后上层撒隔离材料，下层覆盖聚乙烯薄膜或撒布细砂而成的沥青防水卷材。

特点良好的弹塑、耐热和耐紫外老化性能，软化点在 150℃以上，温度适应范围为 -15 ～ 130℃，耐腐蚀性好，自燃点较高（ 265℃）。　


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3 其它改性沥青油毡定义氧化沥青防水卷材是以氧化沥青或优质氧化沥青（催化氧化沥青或改性氧化沥青）为浸涂材料，以无纺玻纤毡、加纺玻纤毡、黄麻布、铝箔或玻纤铝箔复合为胎体加工制造而成。

特点及适用范围造价低，属于中低档产品，优质氧化沥青油毡具有很好的低温柔韧性，适合于北方寒冷地区建筑物的防水。


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四、合成高分子防水卷材　　　合成高分子防水卷材是以合成橡胶、合成树脂或两者的共混体为基础，加入适量的助剂和填充料等，经过特定工序所制成的防水卷材。

该类防水卷材具有强度高、延伸率大、弹性高、高低温特性好等特点，防水性能优异特点，而且彻底改变了沥青基防水卷材施工条件差、污染环境等缺点，是值得大力推广的新型高档防水卷材。

目前多应用于高级宾馆、大厦、游泳池，厂房等要求有良好防水性的屋面、地下等防水工程。


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　　根据主体材料的不同，合成高分子防水卷材一般可分为橡胶型、塑料型和橡塑共混型防水材料三大类，各类又分别有若干品种。下面介绍一些常用的合成高分子防水卷材。

1 三元乙丙橡胶防水卷材

　 2 聚氯乙稀防水卷材

　 3 其它合成高分子防水卷材


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1 三元乙丙橡胶防水卷材　定义以乙烯、丙烯和少量双环戊二烯共聚合成的三元乙丙橡胶为

主要原料，掺入适量丁基橡胶、硫化剂、促进剂、补强剂和软化剂等，经过密炼、拉片、过滤、挤出（或压延）成型、硫化等工序制成的弹性体防水卷材。

特点耐老化性能好，使用寿命可达 30年以上；防水、耐候、耐臭氧性好，重量轻，弹性和抗拉强度大，抗裂性强，耐酸碱腐蚀，使用温度范围广，可冷施工，目前在国内属高档防水材料。

适用范围各种工程室内外防水和修缮，屋面、地下室和水池防水工程

主体材料。　


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　2 聚氯乙稀防水卷材　定义以聚氯乙稀树脂为主要原料，掺加填充料和适量的改性剂、增塑剂、抗氧剂、紫外线吸收剂等，经过捏合、混练、造粒、挤出或压延、冷却卷曲等工序加工而成的防水卷材。根据基料的组成与特性可分为 S型和 P型，S型防水卷材的基料是煤焦油与聚氯乙稀树脂的混合料， P型防水卷材的基料是增塑的聚氯乙稀树脂。

特点价格便宜、抗拉强度和断裂伸长率较高，对基层伸缩、开裂、

变形的适应性强；低温度柔韧性好，可在较低的温度下施工和应用；卷材的搭接可用粘接剂，也可用热空气焊接。

　适用范围与三元乙丙橡胶防水卷材相比，除在一般工程中使用外，聚氯乙稀防水卷材更适应于刚性层下的防水层及旧建筑混凝土构件屋面的修缮工程以及有一定耐腐蚀要求的室内地面工程的防水、防渗工程等。


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3 其它合成高分子防水卷材　定义氯磺化聚乙烯防水卷材是以氯磺化聚乙烯为基料，掺入适量的填料、软化剂、稳定剂、硫化剂、促进剂等经混练、压延等工序所制成的弹性防水卷材。

特点机械性能较高；抗紫外线、抗臭氧、耐侯性好；阻燃性好，离火自灭；化学药品性能稳定；耐腐蚀性好

使用范围除一般工程防水外，特别适合于对有腐蚀介质影响的部位做防水和防腐处理。

　　　

定义氯化聚乙烯防水卷材是以含氯量为 30﹪～ 40﹪的氯化聚乙烯树脂为主要原料，配以大量填充料及适当的稳定剂、增塑剂、颜料等制成的非硫化型防水卷材。

特点合成树脂的热塑性、橡胶状的弹性、优良的耐老化、耐腐蚀性


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第四节防水涂料、防水油膏、防水粉

一、防水涂料　　　防水涂料是将在高温下呈粘稠液状态的物质，涂布在基体表面，经溶剂或水份挥发，或各组分间的化学变化，形成具有一定弹性的连续薄膜，使基层表面与水隔绝，并能抵抗一定的水压力，从而起到防水和防潮作用。

第十章防水材料第四节防水涂料、防水油膏

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1 防水涂料的组成防水涂料的特点防水涂料实质上是一种特殊涂料，特殊性在

于当涂料涂布在防水结构表面后，能形成柔软、耐水、抗裂和富有弹性的防水涂膜，隔绝外部的水分子向基层渗透。

原材料的选择主要采用憎水性强、耐水性好的有机高分子

材料，常用的主体材料采用聚氨酯、氯丁胶、再生胶、SBS橡胶和沥青及它们的混合物。　


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2 防水涂料的分类和特点　

不同介质的防水涂料的性能特点见表 10-4-1 。


防水涂料

根据组分

根据成膜物质

根据涂料介质

单组分双组分沥青基高聚物改性沥青

合成高分子材料溶剂型水乳型反应型

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表 10-4-1 溶剂型、乳液型和反应型防水涂料的性能特点

项目溶剂型防水涂料水乳型防水涂料反应型防水涂料

成膜机理

通过溶剂的挥发、高分子材料的分子链接触、缠结等过程成膜

通过水分子的蒸发，乳胶颗粒靠近、接触、变形等过程成膜

通过预聚体与固化剂发生化学反应成膜

干燥速度干燥快，涂膜薄而致密干燥较慢，一次成膜致密

性较低可一次形成致密的较厚的涂膜，几乎无收缩

贮存稳定性

贮存稳定性较好，应密封贮存贮存期一般不宜超过半年各组分应分开密封存放

安全性易燃、易爆、有毒，生产、运输和使用中应注意安全使用、注意防火

无毒，不燃，生产使用比较安全

有异味，生产、运输和使用过程中应注意防火

施工情况

施工时应通风良好、保证人身安全

施工较安全，操作简单，可在较为潮湿的找平层上施工，不宜低于 5℃

施工时需现场按照规定配方进行配料，搅拌均匀，以保证施工质量

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　防水涂料的特点：　（ 1）常温下呈液态，特别适宜在立面、阴阳角、穿结构层管道、不规则屋面、节点等细部构造处进行防水施工，固化后能形成完整的防水膜。

　（ 2）涂膜防水层自重轻，特别适宜于轻型薄壳屋面的防水。　（ 3）属于冷施工，可刷涂、喷涂，操作简便、速度快，环境污染小。

（ 4）温度适应性强，在 -30℃～ 80℃条件下均可使用。　（ 5）涂膜防水层可通过加贴增强材料来提高抗拉强度。　（ 6）容易修补，发生渗漏时可在原防水涂层的基础上修补。　　　防水涂料的主要优点是易于维修和施工，特别适用于管道

较多的卫生间、特殊结构的屋面以及旧结构的堵漏防渗工程。　

　


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3 常用的防水涂料

（1）沥青基防水涂料

（2）高聚物改性防水涂料

（3）合成高分子防水涂料


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（ 1 ）沥青基防水涂料　　　沥青基防水涂料的成膜物质是石油沥青，一般分为

溶剂型和水乳型两种。溶剂型沥青涂料将石油沥青直接溶解于汽油等有机溶剂后制

得的溶液。沥青溶液施工后所形成的涂膜很薄，一般不单独作防水涂料使用，只作沥青类油毡施工时的基层处理剂。

水乳型沥青防水涂料将石油沥青分散于水中所形成的水分散体。


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（ 2 ）高聚物改性防水涂料原理沥青防水涂料通过适当的高聚物改性可以显著提高其柔韧性、弹性、流动性、气密性、耐化学腐蚀性和耐疲劳等性能。

定义高聚物改性沥青防水涂料一般是用再生橡胶、

合成橡胶或 SBS 等对沥青进行改性而制成的水乳型或溶剂型防水涂料。　


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（ 3 ）合成高分子防水涂料　定义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，加入其它辅料而配制成的单组分或多组分防水涂料。

常用品种硅酮、氯丁橡胶、聚氯乙稀、聚氨酯、丙烯酸酯、丁基橡胶、氯磺化聚乙烯、偏二氯乙烯


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二、防水油膏　　　建筑密封材料也称建筑防水油膏，主要应用在板缝、接头、裂隙、屋面等部位。

通常要求建筑密封材料具有良好的粘结性、抗下垂性、不渗水透气，易于施工；还要求具有良好的弹塑性，能长期经受被粘构件的伸缩和振动，在接缝发生变化时不断裂、剥落，并要有良好的耐老化性能，不受热和紫外线的影响，长期保持密封所需要的粘结性和内聚力等。　


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1 　建筑密封材料的组成原材料高分子合成材料和各种辅料，类似防水涂料，生产工艺也相对比较简单，主要包括溶解、混炼、密练等过程。

防水效果影响因素 ①油膏本身的密封性、憎水性和耐久性等 ②油膏和基材的粘附力粘附力的大小与密封材料对基材的浸润性、基材的表面性状（粗糙度、清洁度、温度和物理化学性质等）以及施工工艺密切相关。　


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2 建筑密封材料的分类建筑密封材料按形态的不同一般可分为不定型密封材料和定型密封材料两大类（表 10-4-2 ）。

不定型密封材料常温下呈膏体状态定型密封材料将密封材料按密封工程特殊部位的不同要求制成带、条、方、圆、垫片等形状，按密封机理的不同可分为遇水膨胀型和非遇水膨胀型两类。　


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第十章防水材料第四节防水涂料、防水油膏表 10-4-2 建筑密封材料的分类及主要品种

分类类型主要品种

不定型密封材料

非弹性密封材料

油性密封材料普通油膏

沥青基密封材料橡胶改性沥青油膏、桐油橡胶改性沥青油膏、桐油改性沥青油膏、石棉沥青腻子、沥青鱼油油膏、苯乙烯焦油油膏

热塑性密封材料

聚氯乙稀胶泥、改性聚氯乙稀胶泥、塑料油膏、改性塑料油膏

弹性密封材料

溶剂型弹性密封材料

丁基橡胶密封膏、氯丁橡胶橡胶密封膏、氯磺化聚乙烯橡胶密封膏、丁基氯丁再生胶密封膏、橡胶改性聚酯密封膏

水乳型弹性密封材料

水乳丙烯酸密封膏、水乳氯丁橡胶密封膏、改性 EVA密封膏、丁苯胶密封膏

反应型弹性密封材料聚氨酯密封膏、聚硫密封膏、硅酮密封膏

定型密封材料

密封条带铝合金门窗橡胶密封条、丁腈胶－PVC门窗密封条、自粘性橡胶、水膨胀橡胶、 PVC 胶泥墙板防水带

止水带橡胶止水带、嵌缝止水密封胶、无机材料基止水带、塑料止水带

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3 常用建筑密封材料

（1）橡胶沥青油膏

（2）聚氯乙稀胶泥

（3）有机硅建筑密封膏

（4）聚硫橡胶密封材料

（5）聚氨酯弹性密封膏

（6）水乳型丙烯酸密封膏


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（ 1 ）橡胶沥青油膏定义以石油沥青为基料，加入橡胶改性材料和填充料等经混合加工而成，是一种弹塑性冷施工防水嵌缝密封材料，是目前我国产量最大的品种。

特点防水防潮性能良好、粘结性好、延伸率高、耐高低温性能

好、老化缓慢

适用范围各种混凝土屋面、墙板及地下工程的接缝密封等　


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（ 2 ）聚氯乙稀胶泥定义以煤焦油为基料，聚氯乙稀为改性材料，掺入一定量

的增塑剂、稳定剂和填料，在 130 ～ 140℃下塑化而形成的热施工嵌缝材料，是目前屋面防水嵌缝中适用较为广泛的密封材料。

特点生产工艺简单，原材料来源广，施工方便，具有良好

耐热、粘结、弹塑和防水性及较好耐寒、耐腐蚀和耐老化性适用范围各种工业厂房和民用建筑的屋面防水嵌缝，以及受酸碱腐蚀的屋面防水，也可用于地下管道的密封和卫生间等。　


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（ 3 ）有机硅建筑密封膏定义以有机硅橡胶为基料配制成的一类高弹性高档密封膏。

分为双组分和单组分两种，单组分应用较多

特点具有优良的耐热、耐寒、耐老化及耐紫外线等耐侯性能，

与各种基材有良好的粘结力，并且具有良好的伸缩耐疲劳性能，防水、防潮、抗震、气密、水密性能好

适用范围各类建筑物和地下结构的防水、防潮和接缝处理


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（ 4 ）聚硫橡胶密封材料定义以液态聚硫橡胶（多硫聚合物）为主剂、金属过氧化物（多数为二氧化铅）为固化剂，加入增塑剂、增韧剂、填充剂及着色剂等配制而成，是目前世界应用最广、使用最成熟的一类弹性密封材料。

分类分为单组分和双组分两类，目前国内双组分聚硫密封材料的品种较多。　


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（ 4 ）聚硫橡胶密封材料特点弹性特别高，能适应各种变形和振动，粘结强度好（ 0.6

3MPa）、抗拉强度高（ 1～ 2MPa）、延伸率大（ 500% 以上）、直角撕裂强度大（ 8KN/m），并且它还具有优异的耐侯性，极佳的气密性和水密性，良好的耐油、耐溶剂、耐氧化、耐湿热和耐低温性能，使用温度范围广，对各种基材如混凝土、陶瓷、木材、玻璃、金属等均有良好的粘结性能。

适用范围砼墙板、屋面板、楼板、地下室等部位的接缝密封及金属幕墙、金属门窗框四周、中空玻璃的防水、防尘密封等。　


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（ 5 ）聚氨酯弹性密封膏定义由多异氰酸酯与聚醚通过加成反应制成预聚

体后，加入固化剂、助剂等在常温下交联固化而成的一类高弹性建筑密封膏。

分类聚氨酯弹性密封膏分为单组分和双组分两种，

以双组分的应用较广，单组分的目前已较少应用。其性能比其它溶剂型和水乳型密封膏优良，可用于防水要求中等和偏高的工程。　


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（ 5 ）聚氨酯弹性密封膏特点对金属、混凝土、玻璃、木材等均有良好的粘结性能，具

有弹性大、延伸率大、粘结性好、耐低温、耐水、耐油、耐酸碱、抗疲劳及使用年限长等优点，且价格较低。

适用范围墙板、屋面、伸缩缝等沟缝部位的防水密封工程以及给排

水管道、蓄水池、游泳池、道路桥梁、机场跑道等工程的接缝密封与渗漏修补，也可用于玻璃、金属材料的嵌缝。　


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（ 6 ）水乳型丙烯酸密封膏定义以丙烯酸酯乳液为粘结剂，掺入少量表面活性剂、增塑剂、改性剂、填料、颜料经搅拌研磨而成。

特点具有良好的粘结性能、弹性和低温柔韧性能，无溶剂污染、无毒、不燃，可在潮湿的基层上施工，操作方便，特别是具有优异的耐候性和耐紫外线老化性能，属于中档建筑密封材料。含有约 15﹪的水，故在温度低于 0℃时不能使用，而且要考虑其中水份的散发所产生的体积收缩，对吸水性较大的材料如混凝土、石料、石板、木材等多孔材料构成的接缝的密封比较适宜。

适用范围外墙伸缩缝、屋面板缝、石膏板缝、给排水管道与楼屋面接缝等处密封。　


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三、防水粉防水粉是一种粉状的防水材料。

　

以轻质碳酸钙为基料

通过与脂肪酸盐作用形成长链憎水膜包裹在粉料表面以工业废渣为基料

利用其中有效成分与添加剂发生反应，生成网状结构据水膜，包裹其表面　


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　　　　本章小结　　　一般了解石油沥青的组分及其作用；沥青的改性和沥青的掺配；各类防水卷材的外观质量和物理性能要求；防水油膏的类型及选用。

重点掌握沥青的主要性能特点及石油沥青的选用；防水卷材的性能要求及应用；防水涂料的性能要求及选用。

第十章防水材料小结

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　　习题与复习思考题　 1. 石油沥青为何宜作防水材料？　 2. 为什么说沥青是一种胶凝材料？　 3. 半氧化法沥青的基本性状如何？　 4. 组分变化对沥青的性质将产生什么样的影响？　 5. 试分析石油沥青各组分相对含量变化时，对其宏观结构的影响。

　 6. 石油沥青的胶体结构与其路用性能之间的关系怎样？现代高等级的公路应选用何种胶体结构的沥青？　

第十章防水材料习题与复习思考题

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　 7. 蜡的存在将对沥青的胶体结构和性能产生什么样的影响？

　 8. 沥青的胶体结构常用何种方法确定？怎样判定？　 9. 石油沥青的三大指标是什么？　 10. 石油沥青软化点指标反映了沥青的什么性质？

沥青的软化点偏低，用于屋面防水工程上会产生什么后果？

　


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　 11. 何谓沥青的感温性？常用什么指标表征？其值大小与感温性高低间的关系如何？

　 12. 沥青材料的流变特性主要包括哪几项内容？　 13. 在常温短时间荷载下与高温长时间荷载下，

沥青的劲度模量有何差别？　 14. 沥青的劲度模量主要取决于哪些因素？其影响如何？

　 15. 在确定的石料条件下，沥青与石料的粘附性好坏主要取决于什么因素？其关系如何？常用什么试验方法来测定？


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　 16. 怎样划分石油沥青的牌号？牌号大小与沥青主要性质间的关系如何？在施工中选用沥青时，是不是牌号越高的沥青质量越好？

　 17. 在建筑屋面防水施工中，选用沥青的原则是什么？在屋面防水和地下防潮、防水工程中，常选用哪几种牌号的石油沥青？

　 18. 纸胎石油沥青油毡标号如何划分？　 19. 煤沥青和石油沥青油毡性质上有哪些区别？　 20. 高聚物改性沥青油毡和合成高分子防水卷材

有哪些优点？　 21. 防水涂料是什么？有哪些特点？　


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第十章 防水材料

第十章防水材料