接縫止水材料

變形縫止水材料的性能檢測及施工要求由于水泥混凝土的性能,混凝土建筑物在建造和運行過程會發(fā)生各種變形,如混凝土溫降收縮變形αΔT(α混凝土線脹系數(shù)(5～12)×10-6/℃、ΔT為溫度差)，干縮變形為(300～500)×10-6，收縮型自生體積的變形（20～100）×10-6，這些變形使混凝土內(nèi)產(chǎn)生應力，當此應力超過其拉伸強度或混凝土的收縮變形值超過其極限伸長變形值時，混凝土結(jié)構就會發(fā)生裂縫。水工建筑物體積龐大、基礎地質(zhì)復雜、基礎承載能力難以均一，且常有斷層、裂隙出現(xiàn)，因而水工建筑更容易發(fā)生貫穿性裂縫，蓄水后這些裂縫又難以閉合，會引起基礎和建筑物本身的破壞。所以水工混凝土建筑物建造時人工設置變形縫。變形縫的功能是在基礎變形，氣溫變化，混凝土硬化和荷載變化等情況下使建筑物塊體能自由變形。按產(chǎn)生變形的因素變形縫可分為溫度伸縮縫和基礎沉降縫。按縫的寬度可分為窄縫-0.3～4.0cm；中縫–4.0～10.0cm；寬縫->10.0cm。為防止壓力水通過變形縫的滲漏，在接縫內(nèi)設置各種止水結(jié)構，常用的止水結(jié)構有銅片止水，橡塑材料止水和填料止水等。變形縫在建筑物上的布置及縫內(nèi)各止水結(jié)構的布置如下圖。Ｉ—溫度變形縫II—沉降變形縫a—沿縫斷面b—上游面Ｂ—接縫平面

1.補償鍵腔2.輔助止水3.主要豎向止水4.檢查廊道5.方圓廊道轉(zhuǎn)變段6.縫腔填充

7.內(nèi)部輔助止水8.基礎連接鍵9.非貫穿溫度縫10.貫穿溫度縫11.壩段Ｉ—溫度變形縫II—沉降變形縫Ｂ—接縫平面

1.補償鍵腔2.輔助止水

3.主要豎向止水4.檢查廊道5.方圓廊道轉(zhuǎn)變段

6.縫腔填充7.內(nèi)部輔助止水8.基礎連接鍵9.非貫穿溫度縫10.貫穿溫度縫

11.壩段12.沉降縫空腔13.連接基礎止水14.底部主要水平止水

15.窄縫1～2cm

16.水平輔助止水17.與護坦連接的柔性止水

18.備用止水鍵（可用作檢查井）19.貫穿的溫度—沉降變形縫。

Ｉ—溫度變形縫II—沉降變形縫a—沿縫斷面b—上游面Ｂ—接縫平面

1.補償鍵腔2.輔助止水3.主要豎向止水4.檢查廊道5.方圓廊道轉(zhuǎn)變段

6.縫腔填充7.內(nèi)部輔助止水8.基礎連接鍵9.非貫穿溫度縫10.貫穿溫度縫

11.壩段12.沉降縫空腔13.連接基礎止水14.底部主要水平止水15.窄縫1～2cm

16.水平輔助止水17.與護坦連接的柔性止水18.備用止水鍵（可用作檢查井）19.貫穿的溫度—沉降變形縫。

止水銅片品質(zhì)檢驗及施工質(zhì)量控制(簡要)

1、水工用止水銅片一般采用厚度為1.0～1.5mm的軟態(tài)紫銅片，加工前應按有關規(guī)定的檢測方法對原材料進行性能檢測。檢測結(jié)果應滿足電力行業(yè)標準《水工混凝土施工規(guī)范》(DL/T5144-2001)附錄Ｄ規(guī)定的紫銅片品質(zhì)指標要求；

2、在檢測過程中如發(fā)現(xiàn)所檢驗的銅片為硬態(tài)銅材（根據(jù)檢驗結(jié)果），必須對其進行退火處理，退火時紫銅片在表面溫度為550℃～600℃下穩(wěn)定加熱30分鐘后，放入20℃水中驟冷，對退火后的銅片按規(guī)定試驗方法進行性能檢驗符合上述（DL/T5144-2001)的指標要求后，才能進行止水銅片成型加工；

3、止水銅片成型加工應采取逐級沖壓工藝，以保證止水銅片彎曲部位（尤其鼻梁部位）的幾何形狀及尺寸準確，厚度均勻，沖床應有止水銅片的平面定位裝置，以保證成型后產(chǎn)品端部的邊線平直且與止水片鼻梁長度方向的中軸線垂直，以利焊接；

4、被焊接的兩段止水銅片的斷面幾何形狀的輪廓線應相互吻合相接，其鼻梁長度方向的中心軸線應落在同一直線上方可進行釬焊，采用黃銅焊條，在同一側(cè)焊兩遍，焊縫厚度1.7～2.2mm.縫寬9～12mm；

5、焊縫質(zhì)檢

(1)縫厚量測：可用自制的厚度測規(guī)見附圖1，使用前先將測規(guī)在平面玻璃板上校準百分表，垂直立在玻璃表面時兩個百分表分別調(diào)至零度。量測時測規(guī)的兩個腳板的長度方向與焊縫中軸線平行。百分表測桿尖端落在焊縫中軸線上且與銅片表面垂直。1-焊縫2-銅片3-百分表4-測規(guī)框架L1＞百合表最大長度L2≥焊縫厚度2倍（5mm）L3≥焊縫寬度（30mm～400mm）L4≥百分表厚度，L5=30mm此圖為銅片鼻梁的側(cè)視圖。

測點位置：鼻梁頂點為一個測定，治中軸線上頂點前后10～15mm各為一個測點。取三點平均值。（頂點前后的兩點位置也可見頂點附近焊縫的熔體波紋取其峰、谷各一點）。鼻梁兩側(cè)直線段各測三點，點距8～10mm，也可視峰、谷情況，要求測到峰厚和谷厚；

（2）焊縫寬度測量：寬度測點應在相應厚度測點的兩側(cè)，騎縫用卡規(guī)測量，卡規(guī)兩尖腳應靠近焊縫邊緣。尖腳聯(lián)線與焊縫中軸線正交；

（3）焊縫熔體與銅片表面接觸情況檢驗：將焊好的銅片的寬度方向斜側(cè)立（約60°～70°）便于觀察焊縫背面情況。沿焊縫熔體邊線用醫(yī)用注射器將有顏色的溶劑（汽油）注入熔體與銅片的接觸邊線，觀察焊縫背面是否有溶劑滲出。如有滲出痕跡表明縫熔體與銅片表面接觸不良?？蛇M行補焊。所用溶劑應有較強的揮發(fā)性，以免殘留在銅表面影響補焊效果；

6、焊接處兩段銅片斷面的幾何形狀輪廊線應相吻合、擠緊、先點焊幾點，觀察兩段銅片邊線的吻合程度和兩段銅片中線是否在一直線上，如有誤差可稍做調(diào)整銅片位置。待觀察符合要求后，方可沿焊縫行焊，行進速度應均勻，保證焊縫厚度一致；

7、焊縫兩側(cè)銅片表面在焊接操作前應用細砂布打磨，去掉表面氧化層，打磨寬度30～50mm；8、一次焊接銅片的長度應略大于混凝土塊一次澆筑高度，不要長度過長以免增加下次連接銅片時的焊接難度。一次焊接長度的銅片應在平臺上焊接成整體后再與混凝土澆筑塊露出的銅片接頭焊接，方便焊縫質(zhì)檢；9、對焊接人員先進行培訓，使其焊接合格率大于90%后方可上崗操作；10、銅片表面GB板條的復合操作可參照附圖2。銅片一次長度焊接完成后即可進行復合操作，這個工序也應在平臺上操作；1-GB條2-滾杠3-進行方向4-電熱吹風5-銅片

11、GB板條與止水銅片復合工藝；

(1)劃線：在止水銅片兩側(cè)翼板的上游面放置中心線；

(2)沿中心線兩側(cè)大于GB板條寬度的范圍內(nèi)用細砂布打磨銅片表面，同時將其表面上的銅粉及污物除盡；

(3)復合GB前用溶劑（汽油、乙酸乙酯等）擦試打磨后的銅片表面；

(4)剝?nèi)B板條一側(cè)寬度表面的防粘紙；

(5)將剝?nèi)シ勒臣埖腉B板條表面朝向銅面。按附圖2所示進行復合操作；

(6)一次GB板條的復合長度小于一次焊接的銅片長度。距銅片兩端邊線100mm～150mm內(nèi)不復合GB板條以免焊接時燒壞，待與混凝土塊體上的銅片焊接后在現(xiàn)場進行補做復合，工藝或用粘合劑粘結(jié)GB板條與銅片；

(7)復合好的GB板條應保留三面的防粘紙直到澆筑混凝土時剝?nèi)ィ?/p>

(8)復合GB板條止水銅片的增強抗繞滲的機理見附圖3。要求GB與銅片表面粘牢，無縫隙，以求水壓力P1只作用于GB條的側(cè)面，形成P2＞P1效果。P1——接縫中水壓力；

P2——GB膠條的壓力；因GB封閉在混凝土槽內(nèi)承受P1水壓力，同時其密度大于水P2＞P1。12、復合GB板條銅片的安裝工藝見附圖４所示。為提高檔頭板的使用周轉(zhuǎn)，銅片上游側(cè)的檔頭板可在銅片附近隔開，靠近銅片的檔頭模板待澆筑II期混凝土前折除，以保護止水銅片；13、澆筑混凝土前應檢查止水銅片的斷面幾何形狀和GB板條的完整性并剝?nèi)テ浔砻娴姆勒臣?，如有不合要求之處應盡快處理；

14、實際工程中經(jīng)常存在各個方向銅片的交接情況。故需要平面的十字和Ｔ型銅片接頭，理論分析只有如附圖5所示的銅片接頭才能發(fā)揮平面兩向變形的作用。為保證銅片結(jié)點處的變形要求十字和Ｔ型接頭應在工廠沖壓加工成型。到施工現(xiàn)場只做單一方向的焊接如京郊十三陵抽水蓄能電站的混凝土面板銅止水接頭則采取工廠沖壓成型工藝；

15、實際工程中止水銅片與其他止水片材的連接原則上采用栓接方式，但必須具體研究。因為這種連接工藝較難。二、橡塑止水帶品質(zhì)檢驗及施工應用

1、按電力行業(yè)標準《水工建筑物止水帶技術規(guī)范》DL/T5215-2005規(guī)定的試驗方法及標準要求檢驗產(chǎn)品的合格性。2、根據(jù)培訓教材中圖5.2-10及5.2-11展示的資料關系購置止水帶對實際工程的適用性，即利用能控制試驗溫度和變形速度的萬能材料試驗機測試不同溫度下止水帶材質(zhì)模量變化情況，即從實際工程運行過程中的前低氣溫開始每天升高10℃的試驗溫度下，以統(tǒng)一的恒定變形速度測試止水帶材質(zhì)的拉伸強度，直至試驗溫度升到實際工程運行過程中的前高氣溫。如果在試驗溫度變化過程中，

止水帶材質(zhì)的拉伸強度變化不大且大于電力行業(yè)標準中要求的材質(zhì)拉伸強度則表明所購置的止水帶完全符合實際工程要求，是完全適用的，否則是部分適用的，根據(jù)實際工程運行過程的氣溫情況評估止水帶的適用性；

3、止水帶外觀檢查驗收：

(1)止水帶表面是否有開裂、缺膠、海綿狀等缺欠。

(2)從斷面處檢查中心孔的偏差程度，要求偏差小1/3壁厚;翼板的缺欠深度＜2mm，缺欠面積小于16mm2

，寬度±0.5mm，長度1.0mm。

(3)復合GB板條的完整性。4、止水帶的長度：如無特殊要求，用硫化工藝連接的橡膠止水帶，一般硫化部分長度為20m為宜，長度誤差2cm，長度兩端各預留生膠條5cm，采用熔接的PVC止水帶每條長20m、長度誤差5cm。

5、橡塑止水帶一般都卷成園盤包裝，最小園盤直徑應不便止水帶斷面中央園孔有折曲的永久變形。

6、止水帶包裝完整防止油質(zhì)玷汙。

7、止水帶園盤應平面堆放，防止堆壓產(chǎn)生永久變形，防止雨淋、日曬。

8、止水帶安裝前應進行全面檢查表面破損及殘留變形情況并及時處理。

9、橡膠止水帶的連接工藝

(1)橡膠止水帶采用生膠條硫化工藝連接，將止水帶端部預留的生膠條，用汽油擦拭干凈，裁剪生膠條的長度與硫化器的硫化槽長度相同。

(2)將兩條止水帶的生膠條從硫化器的兩側(cè)搭接在硫化器底板的硫化槽中，搭接厚度應稍高出硫化器底板硫化槽深度的2倍，如有不足可用生膠料添補。(3)蓋好硫化器的上板，便上下板的硫化槽對齊，擰緊上、下板的連接螺栓，開始加熱，在加熱過程中不斷擰緊連接螺栓，保持對硫化槽中的生膠條有一定壓力，逐漸加熱升溫至硫化溫度140℃～145℃，持續(xù)恒溫15～20分鐘（通過試驗確定）后。放松上、下板連接螺栓，拿去上硫化板，取出硫化接頭自然冷卻。

(4)最佳硫化溫度及硫化時間需通過試驗確定，硫化接頭的拉伸強度應為母材的0.6～0.8倍。(1)用兩側(cè)輻射的加熱板同時烘烤兩條止水帶的端部斷面如附圖6示意，兩條PVC止水帶的連接端分別用模具夾住，置于兩側(cè)輻射紅外加熱器的兩邊，同時加熱兩條止水帶斷面，當斷面呈現(xiàn)流態(tài)移動趨勢時，去掉中間加熱器，推動兩個模具帶動熔化的止水帶對接擠緊，熔體從止水帶接觸面擠出，自然冷卻成型后,削去擠出的熔體，熔接強度可達到母材強度的0.6～0.8倍。10、PVC止水帶連接采用熔接工藝，有兩種方法：(2)用專用焊槍熔化焊料所附圖7示意，將兩條PVC止水帶連接端削成45o棱體，棱體尖端對接固定在平臺上，用PVC焊條,最好用母材削成小條狀易熔化，將焊料條置于焊縫腔中，用焊槍同時加熱焊料條端部及母材表面，同時加熱到140℃左右焊料條與母材相熔接，堆積在縫腔內(nèi)，如此堆滿半個焊縫腔，冷卻后翻轉(zhuǎn)止水帶，以相同工藝焊接另半個縫腔。

采用熔焊應注意熔體溫度，當焊料形成熔體則抬高焊槍保持溫度約140℃，使熔體堆積冷卻，注意熔體不能發(fā)煙、變黃、焦化。

11、應先對現(xiàn)場焊接人員進行培訓，當接焊人員產(chǎn)品合格率達90%才可上崗接焊，一般焊縫強度為母材的0.6～0.8倍。

12、混凝土澆筑塊外露止水帶的長度一般為2.0～3.0m，以便與下個澆筑塊的止水帶連接時鋪平和翻轉(zhuǎn)操作。13、混凝土澆筑塊外露的止水帶應卷成圓盤，包裝好防止日曬和雨淋，尤其是混凝土養(yǎng)護水的浸漬。14、止水帶的安裝如教材中P134中圖5.2－6，Ω型止水帶附近的檔頭板可保留到II混凝土澆筑時折除。中央園孔止水帶難以彎成90°存在檔頭板內(nèi)，可采用止水銅片的保護方式，見附圖４。三、止水填料品質(zhì)檢測及使用要求填料止水是將具有一定物理化學性能的止水填料，填充于嵌入變形接縫兩側(cè)混凝土塊體內(nèi)，具有一定斷面形狀和尺寸的止水結(jié)構的腔體內(nèi)，借助止水填料的止水工作機理，在接縫變形的情況下阻止壓力水經(jīng)過縫腔和繞過止水結(jié)構滲漏的一種阻水措施，其特點主適應接縫三維大變形的工作條件要求，尤其能滿足接縫兩側(cè)混凝土塊體發(fā)生相對不均勻沉降變形下的止水要求。止水填料的止水工作機理：

止水填料是膠結(jié)材料（粘結(jié)劑）、增強劑、活性劑和活性填料（粉粒料）等的膏狀混合物，其材質(zhì)具有耐久性，不透水性與水泥混凝面粘附性和流動變形（自行坍落）性能。利用其耐水性和不透水性阻止壓力水經(jīng)過接縫縫腔的滲漏；利用其與混凝面粘附性和流動變形（自行坍落）產(chǎn)生的側(cè)壓強阻止壓力水繞過止水填料與混凝土接觸界面的滲漏；利用止水填料的流動變形性能滿足由于混凝土溫度變形引起縫腔中止水結(jié)構腔體的伸縮變形和基礎沉降引起的兩側(cè)腔壁相對不均勻沉降變形的要求。根據(jù)止水填料的工作機理，要求止水填料是增水性的，具有流動變形性能和最大密度，所以一般選用大密度的親油性材料或其與粉粒料的混合物。為降低產(chǎn)品成本和調(diào)整符合實際工程要求流動變形性能，多采用線型分子結(jié)構的烯、烴類聚合物為粘結(jié)劑、將其與親油的活性填料（粉粒料）煉制成的混合物。為煉制符合實際工程要求的止水填料需要對其原材料和產(chǎn)品的主要性能進行測試：1.粘結(jié)劑的脆化溫度（或玻璃化溫度）測試：由于要求止水填料在實際工程全部運行過程的溫度范圍（絕對最高、最低溫度）內(nèi)部具有一定的流動變形性能，所以要求選用作粘結(jié)劑的材料在實際工程運行的絕對最低溫度下，具有分子鏈質(zhì)量中心發(fā)生位移的可能性。因而要求粘結(jié)劑材料的脆化溫度（或玻璃化溫度）應低于實際工程運行過程中可能發(fā)生的絕對最低溫度。影響聚合物玻璃化溫度的因素極其復雜，測試時需要專門的儀器設備且測試結(jié)果有一定的變化范圍。故一般情況下，根據(jù)實際的可行性，針對具體材料的性狀制定出材料脆化溫度的測試方法。如石油瀝青類的熱塑性材料脆化溫度的測試方法簡述如下：測試用的儀器設備示意如附圖８圖8弗拉斯脆點儀（單位：mm）圖8彎曲器（單位：mm）圖8夾鉗（單位：mm）取0.4g±0.01g的材料試樣，加熱后均勻地涂布在長41mm±0.05mm，寬20mm±0.02mm，厚0.15mm±0.02mm的薄鋼片上。然后將涂有試樣的薄鋼片固定在如圖所示的夾鉗中，并置該夾鉗于可控制降溫速度的玻璃管中，控制玻璃管中溫度的下降速度為1℃/min，當其溫度降至高于預計的脆化溫度10℃時開始使玻璃管內(nèi)的薄鋼片沿長度方向壓灣至長度為40mm±0.1mm之后再放開恢復原始長度41mm狀態(tài)。這樣使薄鋼片每分鐘彎曲一次,直至試樣涂層出現(xiàn)裂縫時的溫度即為該材料的脆化溫度。如果材料的軟化點高于常溫,則可將材料先在模具內(nèi)壓制成長為41mm±0.05mm。寬20mm±0.02mm。厚0.5mm±0.05mm的試片。將其熱粘在薄鋼片上,進行上述條件下的測試。取誤差在3℃范圍內(nèi)的平行試驗3次結(jié)果的平均值作為最終測試結(jié)果.一般材料的脆化溫度略高其玻璃化溫度。對廠家生產(chǎn)的定型產(chǎn)品,則可按軟化點高于常溫的材料測試。注:測試方法詳見《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》(JTJ053-93)T0720。2.填料(粉粒料)與粘結(jié)劑親和性的測定:為調(diào)整止水填料的粘性和密度,使其符合實際工程應用的要求,一般情況下采用摻入粉粒填料的方法。對粘結(jié)劑有親和性的粉粒料可以增強兩者的粘合強度。石油瀝青和橡膠類的聚合物要求采用親油性粉粒填料(即親水系數(shù)小于1.0的填料)。石油瀝青及橡膠材料可以在親油填料粒子的表面形成一層粘性較大的擴散結(jié)構膜,因而使一定數(shù)量的粉粒填料在煤油(烯烴類)介質(zhì)中體積增大,在水介質(zhì)中則無此現(xiàn)象,所以可用體積法進行測定,即將一定質(zhì)量(5g±0.01g)粉粒填料(已烘干),分別投入盛有煤油的試管中觀測其最終沉淀后的體積V1及盛餾水的試管中觀測其最終沉淀體積V2,親水系數(shù)即為親油性填料。注:測試方法詳見《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》(JTJ053-93)T0720。3．止水填料耐水或耐溶液的穩(wěn)定性試驗：止水填料的煉制是將粘結(jié)劑與干燥的粉粒填料在一定的工藝條件下進行的，粘結(jié)劑與填料粒子互相牢固地粘附著且形成粘性較大的擴散結(jié)構層，但是遇到極性較強的水介質(zhì)、水蒸氣可透過粘結(jié)劑的擴散結(jié)構層在填料粒子表面形成吸附水膜，剝離開粘結(jié)劑結(jié)構層與填料粒子的接觸界面，按常規(guī)的滲透概念可認為大多數(shù)聚合物，如橡膠、瀝青是不透水，但他們還是有一定的透水系數(shù)，即當蒸氣壓差為1mmHg下,厚度為1cm,面積為1cm2的聚合物試樣，在1h內(nèi)仍有一定量的水蒸氣擴散到試樣內(nèi)。如石油、瀝青的透水系數(shù)大體上為（4.0～9.0）×10-9g/cm/cm2/1mmHg/h。同時止水填料中的其它配料也可能有溶水性，所以應進行這方面的試驗，測試方法及指標可依據(jù)中水科中水科海利工程技術有限公司企業(yè)標準Q/HDKHL003-2005GB柔性填料。4.止水填料粘性系數(shù)的測定：根據(jù)止水填料的工作機理可知變形縫中的填料止水結(jié)構是借助止水填料的流動變形性能在接縫變形過程中發(fā)揮其止水效應，不同的接縫變形狀態(tài)要求止水填料具有不同力度的流動變形性能，表示填料流動變形力度的指標是其粘性系數(shù)，因而要通過測定止水填料的粘性系數(shù)，評定止水填料對實際工程的適用性。

止水填料是粘稠膏狀的物質(zhì)，需要用附圖9所示平行板式流變儀測試它的粘性系數(shù)，平行板式流變儀由3塊平行板組成，如附圖9中（2）所示，使止水填料試樣產(chǎn)生雙剪切變形，試樣寬度b和長度h是固定的，而試樣的厚度a應通過實測確定，固為粘性系數(shù)計算公式的推導條件是在試樣全厚度范圍內(nèi)的材料都發(fā)生剪切位移，即如附圖9（2）所示的試樣剪切時產(chǎn)生的流動變形條紋應當近似直線，如果試樣厚度過大時，接近板子表面處的