渡槽伸縮縫嵌縫硅橡膠密封材料的制備性能及應(yīng)用研究

劉杰勝，吳少鵬，李東來

（1.武漢工業(yè)學(xué)院 土木工程與建筑學(xué)院，武漢 430023；2.武漢理工大學(xué) 硅酸鹽教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430070；3.中建商品混凝土公司新型建材廠，武漢 430205）

渡槽伸縮縫嵌縫硅橡膠密封材料的制備性能及應(yīng)用研究

劉杰勝1，吳少鵬2，李東來3

（1.武漢工業(yè)學(xué)院 土木工程與建筑學(xué)院，武漢 430023；2.武漢理工大學(xué) 硅酸鹽教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430070；3.中建商品混凝土公司新型建材廠，武漢 430205）

該文介紹了硅橡膠制備方法，分析了其組成結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，并將其用于渡槽伸縮縫嵌縫密封止水，提出施工工藝和質(zhì)量控制措施。

渡槽；伸縮縫；硅橡膠

渡槽是渠系建筑物中應(yīng)用最廣的建筑物之一。伸縮縫填縫止水是渡槽伸縮縫止水的一種重要型式，通常用填縫密封止水材料來保證渡槽的防滲。傳統(tǒng)的伸縮縫止水材料，如瀝青類、瑪蹄酯、塑料膠泥等存在施工工藝復(fù)雜、熱施工、耐老化性能差等問題，使用1～2a后，伸縮縫部位會(huì)出現(xiàn)止水失敗［1］。

硅橡膠是一種無(wú)機(jī)、有機(jī)高分子材料，主鏈由Si－O鍵組成，具有良好的耐候、耐老化性，較好的抗位移變形能力和高、低溫性能［2］。通過加入一定的助劑，使其與混凝土伸縮縫壁具有較好的粘結(jié)作用和自流平性，能很好地滿足渡槽伸縮縫的止水要求。

1 硅橡膠密封材料的制備

將107膠和填料在高溫條件下脫水，混合均勻，得到預(yù)混料，然后將預(yù)混料降溫，加入增塑劑、增粘劑等助劑，繼續(xù)攪拌混合均勻，得到A組分；將交聯(lián)劑、催化劑混合均勻，得到B組分。A、B組分按一定的比例混合均勻，即得到可用于渡槽伸縮縫密封止水嵌縫的硅橡膠密封材料。

2 硅橡膠密封材料的性能

2.1 良好的耐候耐老化及高低溫性能

硅橡膠分子主鏈中有大鍵能的Si－O鍵，其鍵能較高（89.3kcal/mol），所以熱穩(wěn)定性高，高溫使用性能達(dá)250 ℃～300℃。主鏈玻璃化的轉(zhuǎn)變溫度（－120℃）很低，使其耐寒性極好，低溫使用性能達(dá)－55℃～－100℃。另外，由于側(cè)鏈有機(jī)基團(tuán)處在Si－O鍵的力場(chǎng)中，從而削弱了氧和光對(duì)它的作用，故在氧、臭氧、紫外光作用下，性能穩(wěn)定［3］。

2.2 良好的抗?jié)B、防水性能

由于表面張力低，呈現(xiàn)較好的疏水性，吸水性很低，具有優(yōu)良的防潮和抗?jié)B性能?？?jié)B性試驗(yàn)表明，硅橡膠密封材料在1.6MPa，并保持2h條件下，也未發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。

2.3 良好的粘結(jié)性能

通過加入硅烷偶聯(lián)劑，利用硅烷偶聯(lián)劑的橋鍵作用，在硅橡膠基體與混凝土之間形成化學(xué)鍵合作用，使其具有良好的粘結(jié)性能。

2.4 具有一定的自流平性和觸變性

考慮到硅橡膠是作為渡槽伸縮縫填縫材料，從施工方便角度考慮，應(yīng)具有一定的觸變性和自流平性。通過選用二甲基硅油作為硅橡膠的增塑劑，從而使得填縫材料具有一定的觸

變性和自流平性。

2.5 良好的抗位移變形能力

硅橡膠分子主鏈非常柔軟，呈螺旋型結(jié)構(gòu)，它在－70℃～200℃范圍內(nèi)具有很好的彈性和回彈性能。另外，通過加入一定的擴(kuò)鏈劑，使其具有良好的抗拉伸和壓縮性能，抗位移變形能力優(yōu)越。

2.6 無(wú)毒、環(huán)境友好性

通過對(duì)原材料優(yōu)選和原材料處理，使其無(wú)毒，對(duì)環(huán)境友好。經(jīng)浸水和化學(xué)腐蝕試驗(yàn)表明，其物理和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。

2.7 施工方便

硅橡膠密封材料為室溫硫化型，具有冷施工、施工方便的特點(diǎn)。其主要性能如表1所示。

表1 渡槽伸縮縫密封止水用硅橡膠性能及其指標(biāo)

3 渡槽伸縮縫嵌縫硅橡膠的應(yīng)用

3.1 硅橡膠的灌注

3.1.1 伸縮縫的處理

首先清除縫內(nèi)所有雜質(zhì)，用鋼絲刷出混凝土的新鮮表面，使其表面粗糙，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以混凝土表面除去乳皮、外露新鮮的粗細(xì)集料為宜。用有機(jī)溶劑（如乙醇或硅烷偶聯(lián)劑）進(jìn)一步處理表面，使其更易于與硅橡膠粘結(jié)。由于槽壁接縫是貫穿縫，需在灌注前先用松木板條或泡沫塑料板填塞，并預(yù)留3～4cm深的縫隙灌縫。

3.1.2 硅橡膠密封材料的配制

將硅橡膠按要求的配合比混合均勻，注意實(shí)際用量配制，以免造成浪費(fèi)。

3.1.3 底縫灌注

將混合均勻的硅橡膠用膠槍注入伸縮縫，利用其自流平特性，使其均勻平整。并用工具對(duì)硅橡膠與混凝土的接觸面反復(fù)揉擦，使其緊密粘結(jié)，待灌滿縫口，再用鐵刮板刷齊。

3.1.4 兩側(cè)豎縫的灌注

由于硅橡膠密封材料具有自流平性，可塑性大，可以在灌注前，通過調(diào)節(jié)配比來調(diào)整其觸變性。同時(shí)，在灌注豎縫時(shí)需要支內(nèi)模封閉，內(nèi)?？捎?cm厚的松木板條做成，支模后，先將其表面刷吹干凈，然后用硅橡膠密封止水材料刷豎縫一邊，隨即嵌填硅橡膠密封止水材料，邊澆筑邊揉搓，直到灌滿為止。待縫內(nèi)硅橡膠密封止水材料基本表干6h后，即可取下內(nèi)模。

3.2 質(zhì)量控制措施

（1）為保證硅橡膠密封材料與混凝土粘結(jié)牢固，從而有效防止繞滲等現(xiàn)象的發(fā)生，在灌注硅橡膠密封材料之前，需對(duì)混凝土粘結(jié)面進(jìn)行打毛、粗糙工序。

（2）有效清除混凝土粘結(jié)面的塵土、雜質(zhì)等，確保粘結(jié)面干凈。在灌注密封材料之前，為了更好地達(dá)到粘結(jié)效果，可用無(wú)水乙醇等有機(jī)溶劑處理混凝土粘結(jié)面。

（3）灌注硅橡膠密封材料時(shí)，可用工具對(duì)硅橡膠與混凝土的接觸面反復(fù)揉擦，使其緊密粘結(jié)。

4 結(jié)語(yǔ)

硅橡膠密封材料具有優(yōu)越的耐候、耐老化性能，良好的粘結(jié)性能和防水能力，將其用于渡槽伸縮縫止水，能很好地滿足渡槽伸縮縫止水要求，對(duì)確保渡槽在設(shè)計(jì)年限內(nèi)安全使用具有重要意義。

［1］張惠莉，汪科，孫坤君.PTN新型渠道接縫材料的研制［J］.灌溉排水學(xué)報(bào)，2006，25（1）：38-41.

［2］劉愛堂.高性能熱硫化硅橡膠的開發(fā)及應(yīng)用［A］.第二屆全國(guó)橡膠制品技術(shù)研討會(huì)論文集［C］.2003：137－139.

［3］苗蓉麗.室溫硫化有機(jī)硅密封劑在空空導(dǎo)彈中的應(yīng)用［J］.航空兵器，2001（4）：34－37.

Preparation，Capability and Application of Silicon Rubber Sealant for Aqueduct Joints

LIU Jie－sheng1，WU Shao－peng2， LI Dong－lai3
（1.School of civil engineering and architecture，Wuhan polytechnic University， Wuhan 430023，China； 2.Key Laboratory of Silicate Materials Science and Engineering of Ministry of Education， Wuhan University of Technology， Wuhan 430070，China； 3.China Construction Ready Mixed Concrete CO.LTD， Wuhan 430205， China）

The preparation of silicone rubber was introduced.The relationship between the structure and the properties was analyzed and the performance of silicone rubber was illustrated.Silicone rubber was used as a waterproofing sealant in the aqueduct.The construction technology and quality control measure were presented.

aqueduct； expansion joint； silicone rubber

TV422.4

B

1672-9900（2011）01-0001-02

2010－12－08

國(guó)家“十一五”支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2006BAB04A05）

劉杰勝（1980－），男（漢族），湖北武漢人，講師，主要從事防水材料、建筑材料的開發(fā)與應(yīng)用研究，（Tel）13638654154。