浅析胶泥和闭孔板在混凝土伸缩缝中的应用

(滨州市小开河引黄灌溉管理局，山东 滨州 256600)

浅析胶泥和闭孔板在混凝土伸缩缝中的应用

王力

(滨州市小开河引黄灌溉管理局，山东 滨州 256600)

胶泥和闭孔板是水利工程中常用的伸缩缝填充材料。本文从施工工艺、使用效果等方面分析其各自优点和缺点，并得出结论：在使用上应根据工程的实际情况进行选择，严格按照正确的工艺进行施工，才能发挥材料各自性能。

渠道衬砌； 伸缩缝； 填充材料

近年来，我国把推广节水灌溉作为一项革命性措施来抓，大力开展灌区续建配套与节水改造工程，以提高水的利用效率，扩大农田有效灌溉面积[1]。对灌区进行混凝土衬砌，是灌区续建配套与节水改造中的一项重要内容，其中伸缩缝填堵材料及其施工工艺，是衬砌施工中要处理好的问题：伸缩缝首先要具有伸缩性，避免衬砌混凝土因热胀、冷缩产生破坏；其次还要有密封性，防止渠道在输水过程中产生渗漏；第三还要耐久性，避免因老化失去作用引起构件破坏。胶泥和闭孔板都是水利工程中常用的伸缩缝填充材料，现结合工程实际，对这两种材料的优、缺点进行阐述。

1 小开河引黄灌区概况

小开河灌区位于山东省滨州市，是国家大型引黄灌区，涉及7县区，42万人口，设计灌溉面积7333.33hm2，设计引水流量60m3/s，年设计引水3.93亿m3。灌区干渠全长96.5km，其中输沙渠51.3km、沉沙池4.2km、输水渠41km、骨干建筑物147座。灌区运行十余年来，经过几次续建配套与节水改造工程，干渠已全部采用混凝土预制板衬砌。

2 渠道衬砌主要技术方案

2.1 渠道衬砌主要形式

小开河引黄灌区渠道断面为梯形，内边坡坡度1∶1.75， 采用厚度6～8cm的C25混凝土预制板进行护砌。在渠坡纵横方向均设伸缩缝：横向每隔12.40m设1道伸缩缝；纵向在渠坡自下向上1/3处设1道伸缩缝，详见图1。

图1 渠道衬砌平面

2.2 伸缩缝材料的使用

小开河灌区在衬砌工程伸缩缝中，先后使用过两种材料：一是聚氯乙烯胶泥，二是聚氯乙烯闭孔板配合双组份聚硫密封胶。

灌区衬砌混凝土伸缩缝断面为矩形，宽4cm，高6cm。使用聚氯乙烯胶泥时，首先在伸缩缝内嵌入4cm厚胶泥，为防止光照和温度变化因素造成胶泥老化，在胶泥表面抹2cm厚M2.5砂浆抹面作为保护层；使用聚氯乙烯闭孔板时，将闭孔板材加工成断面尺寸为宽4cm×高5.50cm的长条，直接嵌入伸缩缝，表面抹上0.50cm厚双组份聚硫密封胶进行密封粘结。

3 聚氯乙烯胶泥施工工艺

在小开河灌区渠道衬砌施工中，聚氯乙烯胶泥伸缩缝施工方法有喷灯热熔法和熬制热浇法两种。

3.1 喷灯热熔法

喷灯热熔法主要程序：第一步先将伸缩缝内的残留砂浆、混凝土碎屑、土块等杂物清除干净，并保证缝内干燥；第二步是把胶泥切割成与伸缩缝尺寸相适应的条状嵌入缝内；第三步使用汽油喷灯炙烤胶泥，使其表面融化，然后用平板抹子将表面抹平；第四步是检查验收，质量合格后用低标号M2.5水泥砂浆将伸缩缝嵌实抹平。

喷灯热熔法优点：施工工艺简单，便于人工操作；能够展开工作面，施工速度快。施工中可以采取前面多名工人同时切割填塞胶泥，后面紧跟多人持多台喷灯同时热熔的方法，速度快、效率高、不怠工。

喷灯热熔法缺点：胶泥具有一定的弹性和黏性，不易切割成规则的条状，在填塞过程中会出现厚度不均匀的现象；胶泥在不同温度条件下物理性状有差异，低温条件下，形态会变硬，在材料切割加工和嵌缝等方面非常难于操作；喷灯采用汽油作为燃料，具有较大的危险性，必须专人管理，按照危险品储存管理制度储存；汽油喷灯的使用人员要经过专业培训；喷灯热熔法只融化胶泥的表层，与混凝土板的粘结面积小，容易离隙渗水。喷灯热熔法见下页图2。

图2 喷灯热熔法

3.2 熬制热浇法

热浇法是将胶泥用铁锅等进行熬制，物理形状变成流体后借助器具将其灌入伸缩缝内的一种施工方法。主要施工方法及程序：第一步，清除伸缩缝中残留的施工垫块、土块及混凝土残渣，清扫干净并保持缝内干燥；第二步，架设铁锅，燃料采用木柴或煤，将胶泥切成小块投入锅内，缓慢升温，同时不断搅拌，确保锅内不起泡、不冒浓烟，让胶泥融化；第三步，熔化好的胶泥应立即运到施工现场，灌浇入伸缩缝，至设计高度后，将漏在缝外的胶泥清除干净，使填缝美观；第四步，胶泥冷却至常态后，用M2.5水泥砂浆将伸缩缝抹平嵌实。

熬制热浇法优点：固结性好，全部融化后的胶泥与混凝土衬砌板充分粘结在一起，粘结面大，不易离隙；伸缩缝整体密闭性好，不渗漏。

熬制热浇法缺点：胶泥的熬制，一般在野外施工现场操作，条件简陋，熬制方法和成品的质量缺乏有效和有依据的监督，无法进行严格控制；衬砌施工战线长，伸缩缝填料每一施工段的需要量小，而架设铁锅燃料等设施不便频繁进行位置移动，将熬制好的胶泥装在容器中从熬制点运至浇灌现场时，由于距离的远近不同，胶泥的黏稠度也会因为温度的变化而变得不同，过稀造成浇入时流淌，过稠则很难从壶内倒出，运输极为不便；衬砌坡面上的伸缩缝也具有坡度，现场浇灌时，在重力影响下，胶泥会自上而下流淌，往往造成伸缩缝顶部胶泥很薄、底部过厚溢出的现象。

鉴于氯乙烯胶泥在应用中的一些不足，2009年以来，在小开河灌区年度续建配套与节水改造工程中，伸缩缝采取了用聚氯乙烯闭孔板配合双组份聚硫密封胶的施工方法。

4 聚氯乙烯闭孔板和双组份聚硫密封胶施工工艺

聚氯乙烯闭孔板近年来才逐步在水利工程中应用。它密度小、回复率高、伸缩强度大，外观为蜂窝状孔洞均匀分布，有良好的可加工性能，表面吸水率低，防渗透性能好。产品耐老化、环保、施工简便，能够替代传统的四油三毡、沥青杉板等材料[2]。

双组份聚硫密封胶按流动性分类有两种，一种为非下垂型，一种为自流平型。在渠道衬砌施工中使用非下垂型,外观为细腻、均匀膏状物，由主剂(白色)和固化剂(黑色)按一定比例混合后使用，适用于各种混凝土构筑物变形缝[3]。

聚氯乙烯闭孔板和双组份聚硫密封胶配合使用施工方法及程序：首先按照伸缩缝的断面尺寸,让供货方将闭孔板加工成宽4cm×高5.50cm，长度为5m的长条，运至施工现场；第二步在工人进行混凝土板铺设时，把加工好的板条直接嵌入伸缩缝的设计位置，在这一步中，闭孔板条要完全嵌入伸缩缝内，保证低于混凝土板板面0.50cm。抹胶前，要对混凝土板壁彻底清洁，保证侧壁完全没有残渣、灰尘；第三步在嵌好闭孔板条的混凝土壁上部外露的0.50cm高度上用油漆刷涂刷界面剂，以保证聚硫密封胶与混凝土板的粘结牢固；第四步按比例把白色聚硫胶与黑色固化剂充分搅拌均匀，直到没有色差；第五步把搅拌好的密封胶用灰刀填入缝内，填满压实刮平，24h内应避免水冲雨淋；配制好的密封胶应在两小时内用完，超过时效则不能再使用。

聚氯乙烯闭孔板优点：施工工艺简单，不需要专门培训技术人员；闭孔板在混凝土板铺设过程中直接嵌入伸缩缝，不需要专门组织工序施工，节省人工。

聚氯乙烯闭孔板缺点：对混凝土板与密封胶接触的板壁清洁度要求高。若残留灰尘，会导致密封胶与混凝土板壁粘结不牢，在时间和水流作用下会出现密封胶开裂，产生渗漏现象，见下页图3。

图3 聚氯乙烯闭孔板施工

5 效益分析

在水利工程伸缩缝嵌缝材料中，聚氯乙烯胶泥使用时间早于闭孔板，后者近年来才应用于工程当中。二者都具有良好的伸缩性能和耐久性能，能够满足工程需要,工程造价也相差不大。以小开河灌区1000m伸缩缝为例：标准断面尺寸宽4cm、高6cm。采用胶泥，需要胶泥1.60m3，市场单价6500元/m3(含嵌缝人工费),M2.5抹缝砂浆0.80m3，市场单价400元/m3(含嵌缝人工费)，合计10720元；采用聚氯乙烯闭孔板，需要板材2.20m3，市场单价2000元/m3(含嵌缝人工费)，聚硫密封胶0.20m3，市场单价23000元/m3(含抹胶人工费),合计10000元。综上计算结果得出，二者的工程造价基本相当。

6 结论和建议

在伸缩缝材料选用上，聚氯乙烯胶泥和闭孔板都可以满足要求，但必须严格按照施工工艺和步骤进行操作，否则达不到预期效果。胶泥在施工中存在的问题是：施工垫块或者残留物没有检查剔除干净就覆盖上胶泥；调配的防护抹面砂浆强度过高；灌缝时操作的随意性造成胶泥的填入量不足或直接没有。上述情况的直接后果是伸缩缝失去作用导致混凝土板接缝处起拱破坏。这就要求在施工过程中加大质量检查力度，胶泥填缝完成后经检查合格才能覆盖低标号防护砂浆，如：M2.5砂浆。聚氯乙烯闭孔板存在的主要问题是伸缩缝侧壁清洁度不够，灰尘影响密封胶与板壁的粘结性，造成开裂剥离，在水流作用下甚至有闭孔板材脱出伸缩缝的严重情况。在施工时对伸缩缝的清理除尘是非常重要的步骤，最好是先用水冲洗，晾干后立即刷隔离剂、涂抹密封胶。但衬砌工地都在野外露天，风沙尘土比较多，施工环境不理想，这是闭孔板在施工工艺上需要商榷的地方。

在工程中应根据实际情况选择合适的材料，如：施工季节及气温情况，操作工人的技术水平，渠道衬砌材料的类型等。在施工中，必须采用正确的施工方法，严格遵循施工步骤，充分发挥材料的优点，减少或避免缺陷，才能保证满足工程的需要。★

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