防水材料试验报告

防水材料和砖的抗压强度学 号： 2010010131班号：结02实验日期：2011.12.07实验者：陈伟同组人：吴-一然建筑材料第五次实验一、实验目的1. 结合样品了解防水材料的分类和主要性能；2. 学习防水材料主要性能的检测方法；3. 了解砌体材料的主要性能,学习强度等级的评定方法。二、实验原理1、防水材料简介防水材料是建筑工程不可缺少的功能性材料，约占工程总造价的 15%；而在地下建筑中，则高达 25%-30%，其功能是防止雨水、地下水或者其他水渗入建筑物或构筑物。其具体分类如下表防 水 卷 材沥青基卷材石油沥青纸胎油毡防 水 涂 料沥青基焦油基防水涂料水性沥青基防水涂料优质氧化沥青防水卷材溶剂沥青基防水涂料咼聚物改性沥青防水卷材水性焦油基防水涂料合成高分子卷材聚氯乙烯卷材水性焦油基防水涂料氯化聚乙烯卷材合成高分子 防水涂料聚氨酯防水涂料三兀乙丙卷材聚氨酯防水涂料硫化型橡塑卷材等丙烯酸酯防水涂料水泥基防水涂料防水密封材 料改性沥青嵌缝油膏冈性防水、堵漏材料防水混凝土、防水砂 浆等塑料（聚氯乙烯）油膏聚合物基密封膏表一防水材料分类a） 其中，防水涂料是指在建筑构件表面能形成抗渗性涂层，保护建筑物不被水润湿或渗透 的材料。防水涂料是在数量上应用最大的功能性建筑涂料。使用较多、应用量较大的品 种是双组分聚氨酯防水涂料 （ 沥青型或煤焦油型 ） 。这类涂料在地下室外墙、底板、 卫生间等场合的防水工程中成为首选的防水材料品种，在屋面也得到大量应用。水性丙 烯酸防水涂料中，单组分型涂料主要应用于屋面，应用量不大，而以丙烯酸乳液改性硅 酸盐水泥的聚合物水泥防水涂料，商品名称为“弹性水泥”，在有些地区的屋面或其他 结构部位的防水工程中得到大量应用。防水密封材料是在防水的基础上，具备防止液、 气、固态物质侵入的材料。2、防水材料检测项目1）防水卷材防水卷材具有一定的抗拉限度。实际工程中，铺设后的防水卷材会因温度变化等原因 发生收缩变形，在约束力的作用下，卷材内部会受到拉应力，若卷材的抗拉极限比应 力低，卷材就会发生开裂，从而使水分可以从裂缝中透过，使得防水性能减弱。其检 测指标有以下几种：拉力、不透水性、耐热度、柔度断裂延伸率扯断伸长度低温弯折性粘合性能（卷材间搭接）拉伸强度剪切状态下的粘合性粘结剂剥离强度2）防水涂料（1）拉伸强度（2）断裂时的延伸率（ 3）低温柔性（ 4）不透水性（ 5）固体含量（ 6）延伸性（ 7）柔韧性（ 8）粘结性（ 9 ） 耐热性3.SBS 改性沥青复合胎防水卷材:1 ）改性石油沥青：越矿物填料改性沥青：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，同时也减少了沥青的耗用量，主要适用于生产沥青胶。由于沥青 对矿物填充料的润湿和吸附作用，沥青可以单分子状态排列在矿物颗粒（或纤维） 表面，形成结合力牢固的沥青薄膜，称之为“结构沥青”。结构沥青具有较高的粘 性和耐热性等，但是矿物填充料的掺入量要适当，一般掺量为2 0%4 0%时， 可以形成恰当的结构沥青膜层。越树脂改性沥青：用树脂改性石油沥青，可以改善沥青的耐寒性、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。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。越橡胶改性沥青：2）改性沥青防水卷材 ：SBS 改性沥青柔性油毡是近年来生产的一种弹性体沥青防水卷材，它以聚酯纤维无纺 布为胎体，以SBS橡胶改性沥青为面层，以塑料薄膜为隔离层，油毡表面带有砂粒。 它的耐撕裂强度比玻璃纤维胎油毡大1517倍，耐刺穿性大1519倍，可用氯丁粘合 剂进行冷粘贴施工，也可用汽油喷灯进行热熔施工，是目前性能最佳的油毡之一。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。 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。 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，130C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。物理力学性能如下表二：序号项目指标1II可溶物含量 g/rcm32min13003mm21004mm29002不透水性圧力，0.3MPa不透水保持时间,30min3耐热度90*C走滑动*无流淌、无滴落-4拉力，N纵向450600横向4005005低温柔度-18T?无裂纹6撕裂强度N/50mm纵向250横向200表二物理力学性能4、砌体材料砌体结构在当今土木工程中是一种常见的结构。在土木工程中砌体和砌体结构是一种主 要的建筑材料和承重结构。砌体结构就是由砖砌体、石砌体或砌块砌体建造的结构。 砌体结构现状:砌体结构就是用砖砌体，石砌体和砌块砌体建造的结构，在我国已有相当长的应用历 史，特别是建国以来，砌体结构得到了迅速的发展，取得了显著的成绩。我国已从过去用砖 石建造低矮的民房，发展到现在建造大量的多层住宅，办公楼等民用建筑和许多领域的工业 建筑。60 年代以来，我国的空心砖和砌块的生产和应用得到了一定的发展，近20 年来，采 用混凝土、轻骨料混凝土和加气混凝土，以及利用各种工业废渣、粉煤灰、煤矸石等制成的 无熟料水泥煤渣混凝土砌块和粉煤灰硅酸盐砌块等在我国也有了较大发展，此外，我国在砌 体结构理论方面也有了长足的进步，新修订颁发的砌体结构设计规范在采用以概率理论 为基础的极限状态设计方法，多层砌体房屋中考虑空间工作，以及考虑墙和梁的共同工作设 计墙梁等方面已达国际先进水平，丰富了我国砌体结构理论和设计方法。 在国外，砌体 结构的发展也有很长的历史，并得到了广泛的使用。砌体结构不仅应用于低层、多层建筑， 也用于高层建筑；不仅用于非地震区，也用于地震区，并经受了 20 多年的地震考验，表现 出良好的抗震性能。在设计理论方面，许多国家改变了长期沿用按弹性理论的容许应力设计 方法的传统，积极采用极限状态设计方法。目前国际标准化组织砌体结构技术委员会(ISO/TC179)正在编制国际砌体结构设计规范，采用以近似概率理论为基础的安全度法则, 这将使砌体结构的设计方法提高到一个新的水平。砌体结构在我国有悠久的历史，同时我国也是砌体大国。建国以后，砌体结构有了较快 的发展。可分为以下三个方面：（1）在原有基础上的发展。如石砌拱桥的跨度已显著加大，厚度减薄，同时桥的高度 和承载力都有了很大的发展，并广泛采用砖砌多层房屋代替钢筋混凝土框架建筑；因地制宜 地扩大了石结构的应用范围等等。（2）新的发展，这包括新结构、新材料和新技术的采用。在新结构方面，曾研究和建 造了各种型式的砖薄壳。在新材料方面，如硅酸盐和泡沫硅酸盐砌块，混凝土空心砌体和各 类大板以及各种承重和非承重空心砖的采用和不断改进。在新技术方面，如采用振动砖墙板 及各种配筋砌体，包括预应力空心砖楼板等等。（3）逐步建立了具有我国特色的砌体结构设计计算理论。如大量实验和调查研究资料， 提出砌体各种强度计算公式，偏心受压构连续的计算公式和考虑风荷载下房屋空间工作的计砌体结构优缺点： 砌体结构有着明显的特点。优点是（1）砌体材料是天然材料，分布广，容易就地取 材，且较水泥、钢材和木材的价格便宜。（2）砌体具有良好的耐火性和较好的耐久性。（3） 砌体结构的保温、隔热性能好，节能效果明显。（4）砌体结构的施工设备和方法较简单。（5） 可大量节约木材、钢材以及水泥，造价较低。缺点是（1）砌体的强度较低，建筑物中墙柱 截面尺寸教大，材料用量较多，因而结构自重大。（2）砌体基本采用手工方式砌筑，劳动量 大，生产效率低。（3）粘土是制造粘土砖的主要原料，制造粘土砖势必过多占用农田，不但 影响农业生产，对保持生态环境平衡也是很不利的。影响砌体结构的因素还有很多，砌体结 构的抗拉、弯、剪的强度又较其抗压强度低，抗震性能差，砌体结构的应用受到限制。此外， 砌体基本采用手工方式砌筑，劳动量大，生产率较低。还值得注意的是黏土是制造粘土砖的 主要原材料，要增加砖产量，势必过多占用农田，不但严重影响农业生产，对保持生态环境 平衡也是很不利的。我国是一个土地资源非常紧缺的国家，人均耕地见优良只有1006.7 tf, 仅为世界人均水平的 45。我国黏土实心砖的年产量曾高达7000亿块，不仅严重毁田，且 每年生产耗7000多万t标煤，与此同时年排放2亿多t煤矸石和粉煤灰，不仅占用大量土 地而且严重污染环境。因此，砌体结构今后首先要积极发展新材料，努力研究和生产轻质、高强的砌块。同时，还应注重对高粘结强度砂浆的研制和开发。当然，还必须要深化对配筋砌体的研究，扩大其应 用范围。尤其是要进一步研究配筋混凝土砌块砌体剪力墙结构的抗震性能，并对框支配筋混 凝土砌块砌体剪力墙结构进行系统研究，将我国配筋砌体结构的研究和应用提高到一个新水 平。必须加强对砌体结构基本理论的研究。进一步研究砌体结构的受力性能和破坏机理，建 立精确而完整的砌体结构理论。必须提高砌体施工技术的工业化水平，以缩小我国与发达国 家之间的差距。烧结普通砖：（1） 烧结普通砖的分类和产品标记凡通过焙烧而得的普通砖，称为烧结普通砖。按主要原 料分为粘土砖、页岩砖、煤矸砖和粉煤灰砖。按照GB/T 5101-1998烧结普通砖的规定， 根据抗压强度可分为 MU30、 MU25、 MU20、 MU15、 MU10 五个强度等级；且强度和抗风化性能 合格的砖,根据尺寸偏差、外观质量、泛霜和石灰爆裂等项指标划分为三个等级:优等品（A）、 一等品（B）和合格品（C）。其标准尺寸为240 mmX 115 mmX53 mm。砖的产品标记按照产 品名称、品种、强度等级和标准编号的顺序写出。例如，页岩砖、强度等级MU15、优等品， 则其标记应写为:烧结普通砖 Y MU15 A GB/T 5101。（2）技术要求：GB/T 5101-1998烧结普通砖对尺寸偏差、外观质量、强度、抗风化性 能、泛霜、石灰爆裂及不允许有欠火砖、酥砖和螺旋纹砖等作出了技术要求。（3）烧结普通砖的应用： GB/T5101-1998 烧结普通砖规定烧结普通砖的优等品可砌筑 清水墙和墙体装饰；一等品、合格品可用于混水墙。中等泛霜的砖不得用于处于潮湿工程部 位。5、强度等级评定标准S&砖强度变异系数，精确至0.01: 结果计算与评定:s:10 块试样的抗压强度标准差,精确至 0.01MPa:S1 1 10E (fI -f)2f:10 块试样的抗压强度平均值,精确至 0.01MPa1）平均值-标准值方法评定：变异系数80.21时，按抗压强度平均值、单块最小抗压强度值评定砖的强度等级，单块最小 抗压强度值精确至 0.1MPa。强度等级评定见下表三：强度等级抗压强度平均值变异系数80.21强度标准值单块最小抗压强度值鼻MU303022.0254MU252518.022,0MU2O2014.016.0MU151510*012.0MU1O106.57.5表三强度等级三、实验步骤防水卷材的抗拉强度实验1. 取纵横向的试件各六条。2. 将试件夹在拉力试验机的夹具中心，上下夹具间距离为180mm，调整拉力机的拉伸 速率为 50mm/min.3. 启动拉力机直至试件拉断为止，记录最大拉力。4. 分别计算四条试件的纵横向最大拉力平均值，评定该卷材是否合格。烧结普通砖的抗压强度测试1. 试件制备和养护：将试样切断或锯成两个半截砖，断开的半截砖不得小于100mm,如果不 足100mm，应另取备用试样补足。将已断开的半截砖放入室温的净水中浸 泡 10-20 分钟后取出，并以断口相反方向叠放，两者中间抹以厚度不超过 5mm的用32.5强度等级普通硅酸盐水泥调制成稠度适宜的水泥浆粘结。上 下两面用厚度不超过 3mm 的同种水泥浆抹平。制成的试件上下两面须互相 平行，并纯制垂直于侧面。养护：制成的抹面试件，应置于不低于10C的不通风室内养护3d,再进行试验。2. 测量：测量每个试件连接面或受压面的长、宽尺寸各两个, 分别取平均值, 精确至 1mm3. 加载：将试件平放在加压板的中央，垂直于受压面加荷，应均匀平稳，不得发生冲击或振动。加荷速度以4KN/S为宜，直至试件破坏为止，记录最大破坏荷载P。4计算每块试样的抗压强度 fi ，按下式计算精确至 0.01MPafiPLB5根据实验原理中介绍的强度评定方法评定砖的强度等级四、实验数据及数据分析. 聚合物改性沥青防水卷材拉力试验数据如下表三：横向拉力(N)编号123456平均试验结果404455433.9417.1445.5431.5431.17纵向拉力(N)编号123456平均试验结果551532.3516.9543.2567.0542542.07表三防水卷材拉力试验数据根据国标规定，PY I型SBS改性沥青防水卷材50mm试件的纵向极限拉应力应大于等于 450N，横向应大于等于400N。上表数据表明试件全部符合国家标准。由实验数据可看出，防水卷材纵向拉力远大于横向拉力。这是因为试件纵向的纤维数量 比横向的纤维数量多。实际应用中，一定要考虑到防水卷材主要的受力方向，再依据此来选择卷材的方向。这 样才能尽可能地延长防水卷材的寿命。二烧结普通粘土砖抗压强度试验数据如下表四编号受压面积(mm)抗压何载(kN)编号受压面积(mm)抗压何载(kN)1132X1182827125.1 X 117.02102120X1151588115X1191803113.2X119.02349116X1202004112.5X121.520810118X1192105112X12122611121X1181806113X12518812表四 普通粘土砖抗压强度数据则抗压强度计算后如下表五：编号123456抗压强度(MPa)18.1011.4517.1215.2216.6813.31编号789101112抗压强度(MPa)14.3513.1514.3714.9612.61表五 抗压强度数据计算抗压强度平均值=1/11 ( 18. 10+11.45+17.12 + 15.22+16.68 + 13.31 + 14.35 + 13.15+14.37+14.96+12.61 ) MPa=14.7MPa抗压强度标准差S=2.03MPa变异系数=2.03/14.7=0.14 6.5根据表三中的等级判定原则，知符合MU10的规格。五、误差分析与总结：通过这次实验我了解到防水材料的发展过程及分类。在这次实验前我本没有防水卷材的 概念，通过这堂课，我对防水卷材有了较深入和感性的认识，从外形、结构到施工、维护， 从抗拉性能、防水性能、耐热性能的测试到评定，都有了不同程度的了解。对于砌体材料的一些性质也有了更深入的认识，并通过大家的共同协作完成了其强度等 级的评定。不过很惭愧的是，数据中偏差最大的那个是我们组测的。正如此，测量中存在偶 然的误差，从而影响到评定结果，而且在测砖的抗压强度时一些不规范操作，如放置砖块时 没有放置在中央，砖块下面还有上次砖块破坏后的碎屑等等，都可能影响到测量结果的准确 性。根据老师上课的介绍，下去后我查阅了一些资料，下面详细介绍下防水卷材的施工方法：卷材防水施工常见的施工工艺有三类：1、热施工工艺 2、冷施工工艺和机械固定工艺三种方法。铺贴的方法有四种，满粘法、空铺法、条粘法、和点粘法等四种。施工时应根据不同的设计要求、材料和工程的具体情况，选用合适的施工方法。1、热施工工艺法中又分为三种不同的情况：(1)热玛蹄脂粘贴法:其作法是，传统施工方法，边浇热玛蹄脂边滚铺油毡，逐层铺贴。适宜范围：石油沥青油毡三毡四油(二毡三油)叠层铺贴。(2)热熔法:其作法是，采用火焰加热器熔化热熔型防水卷材底部的热熔胶进行黏贴。适用范围：热塑性合成高分子防水卷材搭接缝焊。(3)热风焊接：其作法是：采用热空气焊枪加热防水卷材搭接缝进行搭接缝进行黏结。适用范围：热塑性合成高分子防水卷材搭接缝焊接。2、冷施工法中也包括三种不同的方法。(1)冷玛蹄脂粘贴法：其作法是，采用工厂配制好的冷用沥青胶结材料，施工时不需加热，直接涂刮后粘贴油毡。适用范围：石油沥青毡三毡四油(二毡三油)叠层铺贴。(2)冷粘法：其作法是，采用胶黏剂进行卷材与基层、卷材与卷材的黏结，不需加热。适用范围：合成高分子卷材、高聚物改性沥青防水卷材。(3)自粘法：其作法是，采用带有自粘胶的防水卷材，不用热施工，也不需涂刷胶材料，直接进行黏结。适用范围：带有自粘胶的合成高分子防水卷材及高聚物改性沥青防水卷材。3、机械固定法中也有两种不同的情况。(1)机械钉压法：其作法是，采用镀锌钢或铜钉等固定卷材防水层。适用范围：多用于木基层铺设高聚物改 性沥青卷材。(2)压埋法： 其作法是，卷材与基层大部分不黏结，上面采有卵石等压埋，但搭接缝及周围全粘。适用 范围用于空铺法，倒置屋。卷材防水层铺贴方法及优缺点。1、满贴法又称全粘法：是一种传统的施工方法，热熔法、冷粘法、自粘法均可采用此种方法。其优缺点在于： 当用于三毡四油沥青防水卷材时，每层均有一定厚度的玛蹄脂满粘，可提高防水性能。但若 找平层湿度较大或赋予面变形较大时，防水层易起鼓、开裂。适用条件：屋面面积较小，屋 面结构变形较小，找平层干燥条件。2、空铺法： 其作法是，卷材与基层仅在四周一定宽度内粘贴，其余部分不粘贴。铺贴时应在檐口、屋脊 和层面转角处突出屋面的连接处，卷材与找平层应满粘，其粘贴宽度不得小于80mm,卷材 与卷材搭接缝应满粘，叠层铺贴时，卷材与卷材之间应满贴。其优缺点：能减少基层变形对 防水层的影响，有利于解决防水层起皱、开裂问题。但由于防水层与基层不黏结，一旦渗漏， 水会在防水层下窜流而不易找到漏点。3、条粘法：其作法是，卷材与基层采用条状黏结，每幅卷材与基层粘贴面不少于 2 条，每条宽度不少于150m m,卷材与卷材搭接应满粘，叠层铺也应满粘，其优缺点：由于卷材与基屋有一部分 不黏结，故增大了防水层适应基层的变形能力，有利于防止卷材起鼓、开裂。其缺点是操作 比较复杂，部分地方能减少一油，影响防水功能。4、点粘法：其作法是，卷材与基层采用点黏结，要求每平米至少有5个黏结点，每点面积不小于100m mx100m m,卷材搭接处应满粘，防水层周边一定范围内也应与基层满粘。当第一层采用了 打孔机时，也属于点黏结。其缺点是：增大了防水层适应基层变形的能力，有利于解决防水 层起皱、开裂问题。当第一层采用打孔卷材时，仅可用于卷材多叠层铺贴施工，操作比较复 杂。其中，铺贴卷材十分便利，但是有以下注意事项：1、卷材的层数、厚度应符合设计要求。多层铺贴时接缝应错开。将改性沥青防水卷材剪成 相应尺寸，用原卷心卷好备用；铺贴时随放卷随用火焰喷枪加热基层和卷材的交接处，喷卡 仓距加热面300mm左右，经往返均匀加热，趁卷材的材面刚刚熔化时，将卷侧 前滚铺、粘 贴。2、卷材应平行屋脊从檐口处往上铺贴，双向流水坡度卷材搭接应顺流水方向，长边及端头的搭接宽度，满粘法均为100mm，短边端头搭接为150mm，阴阳角附加层500mm，出屋面管 根等500mm，且端头接茬要错开50mm。3、卷材应从流水坡度的下坡开始，按卷材规格弹出基准线铺贴，并使卷材的长向与流水坡 向垂直。注意卷材配置应减少阴阳，角处的接头。4、铺贴平面与立面相连接的卷材，应由下向上进行，使卷材紧贴阴阳角铺展时对卷材不可 拉得太紧，且不得有皱折、空鼓等现象。任何技术施工都不容马虎！