淺析膠泥和閉孔板在混凝土伸縮縫中的應(yīng)用

(濱州市小開河引黃灌溉管理局，山東 濱州 256600)

淺析膠泥和閉孔板在混凝土伸縮縫中的應(yīng)用

王力

(濱州市小開河引黃灌溉管理局，山東 濱州 256600)

膠泥和閉孔板是水利工程中常用的伸縮縫填充材料。本文從施工工藝、使用效果等方面分析其各自優(yōu)點和缺點，并得出結(jié)論：在使用上應(yīng)根據(jù)工程的實際情況進(jìn)行選擇，嚴(yán)格按照正確的工藝進(jìn)行施工，才能發(fā)揮材料各自性能。

渠道襯砌； 伸縮縫； 填充材料

近年來，我國把推廣節(jié)水灌溉作為一項革命性措施來抓，大力開展灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程，以提高水的利用效率，擴(kuò)大農(nóng)田有效灌溉面積[1]。對灌區(qū)進(jìn)行混凝土襯砌，是灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造中的一項重要內(nèi)容，其中伸縮縫填堵材料及其施工工藝，是襯砌施工中要處理好的問題：伸縮縫首先要具有伸縮性，避免襯砌混凝土因熱脹、冷縮產(chǎn)生破壞；其次還要有密封性，防止渠道在輸水過程中產(chǎn)生滲漏；第三還要耐久性，避免因老化失去作用引起構(gòu)件破壞。膠泥和閉孔板都是水利工程中常用的伸縮縫填充材料，現(xiàn)結(jié)合工程實際，對這兩種材料的優(yōu)、缺點進(jìn)行闡述。

1 小開河引黃灌區(qū)概況

小開河灌區(qū)位于山東省濱州市，是國家大型引黃灌區(qū)，涉及7縣區(qū)，42萬人口，設(shè)計灌溉面積7333.33hm2，設(shè)計引水流量60m3/s，年設(shè)計引水3.93億m3。灌區(qū)干渠全長96.5km，其中輸沙渠51.3km、沉沙池4.2km、輸水渠41km、骨干建筑物147座。灌區(qū)運(yùn)行十余年來，經(jīng)過幾次續(xù)建配套與節(jié)水改造工程，干渠已全部采用混凝土預(yù)制板襯砌。

2 渠道襯砌主要技術(shù)方案

2.1 渠道襯砌主要形式

小開河引黃灌區(qū)渠道斷面為梯形，內(nèi)邊坡坡度1∶1.75， 采用厚度6～8cm的C25混凝土預(yù)制板進(jìn)行護(hù)砌。在渠坡縱橫方向均設(shè)伸縮縫：橫向每隔12.40m設(shè)1道伸縮縫；縱向在渠坡自下向上1/3處設(shè)1道伸縮縫，詳見圖1。

圖1 渠道襯砌平面

2.2 伸縮縫材料的使用

小開河灌區(qū)在襯砌工程伸縮縫中，先后使用過兩種材料：一是聚氯乙烯膠泥，二是聚氯乙烯閉孔板配合雙組份聚硫密封膠。

灌區(qū)襯砌混凝土伸縮縫斷面為矩形，寬4cm，高6cm。使用聚氯乙烯膠泥時，首先在伸縮縫內(nèi)嵌入4cm厚膠泥，為防止光照和溫度變化因素造成膠泥老化，在膠泥表面抹2cm厚M2.5砂漿抹面作為保護(hù)層；使用聚氯乙烯閉孔板時，將閉孔板材加工成斷面尺寸為寬4cm×高5.50cm的長條，直接嵌入伸縮縫，表面抹上0.50cm厚雙組份聚硫密封膠進(jìn)行密封粘結(jié)。

3 聚氯乙烯膠泥施工工藝

在小開河灌區(qū)渠道襯砌施工中，聚氯乙烯膠泥伸縮縫施工方法有噴燈熱熔法和熬制熱澆法兩種。

3.1 噴燈熱熔法

噴燈熱熔法主要程序：第一步先將伸縮縫內(nèi)的殘留砂漿、混凝土碎屑、土塊等雜物清除干凈，并保證縫內(nèi)干燥；第二步是把膠泥切割成與伸縮縫尺寸相適應(yīng)的條狀嵌入縫內(nèi)；第三步使用汽油噴燈炙烤膠泥，使其表面融化，然后用平板抹子將表面抹平；第四步是檢查驗收，質(zhì)量合格后用低標(biāo)號M2.5水泥砂漿將伸縮縫嵌實抹平。

噴燈熱熔法優(yōu)點：施工工藝簡單，便于人工操作；能夠展開工作面，施工速度快。施工中可以采取前面多名工人同時切割填塞膠泥，后面緊跟多人持多臺噴燈同時熱熔的方法，速度快、效率高、不怠工。

噴燈熱熔法缺點：膠泥具有一定的彈性和黏性，不易切割成規(guī)則的條狀，在填塞過程中會出現(xiàn)厚度不均勻的現(xiàn)象；膠泥在不同溫度條件下物理性狀有差異，低溫條件下，形態(tài)會變硬，在材料切割加工和嵌縫等方面非常難于操作；噴燈采用汽油作為燃料，具有較大的危險性，必須專人管理，按照危險品儲存管理制度儲存；汽油噴燈的使用人員要經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)；噴燈熱熔法只融化膠泥的表層，與混凝土板的粘結(jié)面積小，容易離隙滲水。噴燈熱熔法見下頁圖2。

圖2 噴燈熱熔法

3.2 熬制熱澆法

熱澆法是將膠泥用鐵鍋等進(jìn)行熬制，物理形狀變成流體后借助器具將其灌入伸縮縫內(nèi)的一種施工方法。主要施工方法及程序：第一步，清除伸縮縫中殘留的施工墊塊、土塊及混凝土殘渣，清掃干凈并保持縫內(nèi)干燥；第二步，架設(shè)鐵鍋，燃料采用木柴或煤，將膠泥切成小塊投入鍋內(nèi)，緩慢升溫，同時不斷攪拌，確保鍋內(nèi)不起泡、不冒濃煙，讓膠泥融化；第三步，熔化好的膠泥應(yīng)立即運(yùn)到施工現(xiàn)場，灌澆入伸縮縫，至設(shè)計高度后，將漏在縫外的膠泥清除干凈，使填縫美觀；第四步，膠泥冷卻至常態(tài)后，用M2.5水泥砂漿將伸縮縫抹平嵌實。

熬制熱澆法優(yōu)點：固結(jié)性好，全部融化后的膠泥與混凝土襯砌板充分粘結(jié)在一起，粘結(jié)面大，不易離隙；伸縮縫整體密閉性好，不滲漏。

熬制熱澆法缺點：膠泥的熬制，一般在野外施工現(xiàn)場操作，條件簡陋，熬制方法和成品的質(zhì)量缺乏有效和有依據(jù)的監(jiān)督，無法進(jìn)行嚴(yán)格控制；襯砌施工戰(zhàn)線長，伸縮縫填料每一施工段的需要量小，而架設(shè)鐵鍋燃料等設(shè)施不便頻繁進(jìn)行位置移動，將熬制好的膠泥裝在容器中從熬制點運(yùn)至澆灌現(xiàn)場時，由于距離的遠(yuǎn)近不同，膠泥的黏稠度也會因為溫度的變化而變得不同，過稀造成澆入時流淌，過稠則很難從壺內(nèi)倒出，運(yùn)輸極為不便；襯砌坡面上的伸縮縫也具有坡度，現(xiàn)場澆灌時，在重力影響下，膠泥會自上而下流淌，往往造成伸縮縫頂部膠泥很薄、底部過厚溢出的現(xiàn)象。

鑒于氯乙烯膠泥在應(yīng)用中的一些不足，2009年以來，在小開河灌區(qū)年度續(xù)建配套與節(jié)水改造工程中，伸縮縫采取了用聚氯乙烯閉孔板配合雙組份聚硫密封膠的施工方法。

4 聚氯乙烯閉孔板和雙組份聚硫密封膠施工工藝

聚氯乙烯閉孔板近年來才逐步在水利工程中應(yīng)用。它密度小、回復(fù)率高、伸縮強(qiáng)度大，外觀為蜂窩狀孔洞均勻分布，有良好的可加工性能，表面吸水率低，防滲透性能好。產(chǎn)品耐老化、環(huán)保、施工簡便，能夠替代傳統(tǒng)的四油三氈、瀝青杉板等材料[2]。

雙組份聚硫密封膠按流動性分類有兩種，一種為非下垂型，一種為自流平型。在渠道襯砌施工中使用非下垂型,外觀為細(xì)膩、均勻膏狀物，由主劑(白色)和固化劑(黑色)按一定比例混合后使用，適用于各種混凝土構(gòu)筑物變形縫[3]。

聚氯乙烯閉孔板和雙組份聚硫密封膠配合使用施工方法及程序：首先按照伸縮縫的斷面尺寸,讓供貨方將閉孔板加工成寬4cm×高5.50cm，長度為5m的長條，運(yùn)至施工現(xiàn)場；第二步在工人進(jìn)行混凝土板鋪設(shè)時，把加工好的板條直接嵌入伸縮縫的設(shè)計位置，在這一步中，閉孔板條要完全嵌入伸縮縫內(nèi)，保證低于混凝土板板面0.50cm。抹膠前，要對混凝土板壁徹底清潔，保證側(cè)壁完全沒有殘渣、灰塵；第三步在嵌好閉孔板條的混凝土壁上部外露的0.50cm高度上用油漆刷涂刷界面劑，以保證聚硫密封膠與混凝土板的粘結(jié)牢固；第四步按比例把白色聚硫膠與黑色固化劑充分?jǐn)嚢杈鶆?，直到?jīng)]有色差；第五步把攪拌好的密封膠用灰刀填入縫內(nèi)，填滿壓實刮平，24h內(nèi)應(yīng)避免水沖雨淋；配制好的密封膠應(yīng)在兩小時內(nèi)用完，超過時效則不能再使用。

聚氯乙烯閉孔板優(yōu)點：施工工藝簡單，不需要專門培訓(xùn)技術(shù)人員；閉孔板在混凝土板鋪設(shè)過程中直接嵌入伸縮縫，不需要專門組織工序施工，節(jié)省人工。

聚氯乙烯閉孔板缺點：對混凝土板與密封膠接觸的板壁清潔度要求高。若殘留灰塵，會導(dǎo)致密封膠與混凝土板壁粘結(jié)不牢，在時間和水流作用下會出現(xiàn)密封膠開裂，產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象，見下頁圖3。

圖3 聚氯乙烯閉孔板施工

5 效益分析

在水利工程伸縮縫嵌縫材料中，聚氯乙烯膠泥使用時間早于閉孔板，后者近年來才應(yīng)用于工程當(dāng)中。二者都具有良好的伸縮性能和耐久性能，能夠滿足工程需要,工程造價也相差不大。以小開河灌區(qū)1000m伸縮縫為例：標(biāo)準(zhǔn)斷面尺寸寬4cm、高6cm。采用膠泥，需要膠泥1.60m3，市場單價6500元/m3(含嵌縫人工費(fèi)),M2.5抹縫砂漿0.80m3，市場單價400元/m3(含嵌縫人工費(fèi))，合計10720元；采用聚氯乙烯閉孔板，需要板材2.20m3，市場單價2000元/m3(含嵌縫人工費(fèi))，聚硫密封膠0.20m3，市場單價23000元/m3(含抹膠人工費(fèi)),合計10000元。綜上計算結(jié)果得出，二者的工程造價基本相當(dāng)。

6 結(jié)論和建議

在伸縮縫材料選用上，聚氯乙烯膠泥和閉孔板都可以滿足要求，但必須嚴(yán)格按照施工工藝和步驟進(jìn)行操作，否則達(dá)不到預(yù)期效果。膠泥在施工中存在的問題是：施工墊塊或者殘留物沒有檢查剔除干凈就覆蓋上膠泥；調(diào)配的防護(hù)抹面砂漿強(qiáng)度過高；灌縫時操作的隨意性造成膠泥的填入量不足或直接沒有。上述情況的直接后果是伸縮縫失去作用導(dǎo)致混凝土板接縫處起拱破壞。這就要求在施工過程中加大質(zhì)量檢查力度，膠泥填縫完成后經(jīng)檢查合格才能覆蓋低標(biāo)號防護(hù)砂漿，如：M2.5砂漿。聚氯乙烯閉孔板存在的主要問題是伸縮縫側(cè)壁清潔度不夠，灰塵影響密封膠與板壁的粘結(jié)性，造成開裂剝離，在水流作用下甚至有閉孔板材脫出伸縮縫的嚴(yán)重情況。在施工時對伸縮縫的清理除塵是非常重要的步驟，最好是先用水沖洗，晾干后立即刷隔離劑、涂抹密封膠。但襯砌工地都在野外露天，風(fēng)沙塵土比較多，施工環(huán)境不理想，這是閉孔板在施工工藝上需要商榷的地方。

在工程中應(yīng)根據(jù)實際情況選擇合適的材料，如：施工季節(jié)及氣溫情況，操作工人的技術(shù)水平，渠道襯砌材料的類型等。在施工中，必須采用正確的施工方法，嚴(yán)格遵循施工步驟，充分發(fā)揮材料的優(yōu)點，減少或避免缺陷，才能保證滿足工程的需要。★

OnApplicationofClayandObturatorPlateinConcreteExpansionJoints

WANG Li

(Binzhou Xiaokaihe Yellow River Diversion Irrigation Management Office, Binzhou 256600, China)

Clay and obturator plate are commonly used materials for filling expansion joints in water conservancy project. Respective advantages and disadvantages are analyzed in the paper from the aspects of construction process, use effect, etc. The following conclusions are obtained: The materials should be selected according to practical condition of the project; the project should be constructed in strict accordance with the correct process so as to exert respective performance of the materials.

canal lining; expansion joints; filling material

TV44

A

1005-4774(2014)09-0015-04