渡槽伸缩缝嵌缝硅橡胶密封材料的制备性能及应用研究

刘杰胜，吴少鹏，李东来

（1.武汉工业学院 土木工程与建筑学院，武汉 430023；2.武汉理工大学 硅酸盐教育部重点实验室，武汉 430070；3.中建商品混凝土公司新型建材厂，武汉 430205）

渡槽伸缩缝嵌缝硅橡胶密封材料的制备性能及应用研究

刘杰胜1，吴少鹏2，李东来3

（1.武汉工业学院 土木工程与建筑学院，武汉 430023；2.武汉理工大学 硅酸盐教育部重点实验室，武汉 430070；3.中建商品混凝土公司新型建材厂，武汉 430205）

该文介绍了硅橡胶制备方法，分析了其组成结构与性能之间的关系，并将其用于渡槽伸缩缝嵌缝密封止水，提出施工工艺和质量控制措施。

渡槽；伸缩缝；硅橡胶

渡槽是渠系建筑物中应用最广的建筑物之一。伸缩缝填缝止水是渡槽伸缩缝止水的一种重要型式，通常用填缝密封止水材料来保证渡槽的防渗。传统的伸缩缝止水材料，如沥青类、玛蹄酯、塑料胶泥等存在施工工艺复杂、热施工、耐老化性能差等问题，使用1～2a后，伸缩缝部位会出现止水失败［1］。

硅橡胶是一种无机、有机高分子材料，主链由Si－O键组成，具有良好的耐候、耐老化性，较好的抗位移变形能力和高、低温性能［2］。通过加入一定的助剂，使其与混凝土伸缩缝壁具有较好的粘结作用和自流平性，能很好地满足渡槽伸缩缝的止水要求。

1 硅橡胶密封材料的制备

将107胶和填料在高温条件下脱水，混合均匀，得到预混料，然后将预混料降温，加入增塑剂、增粘剂等助剂，继续搅拌混合均匀，得到A组分；将交联剂、催化剂混合均匀，得到B组分。A、B组分按一定的比例混合均匀，即得到可用于渡槽伸缩缝密封止水嵌缝的硅橡胶密封材料。

2 硅橡胶密封材料的性能

2.1 良好的耐候耐老化及高低温性能

硅橡胶分子主链中有大键能的Si－O键，其键能较高（89.3kcal/mol），所以热稳定性高，高温使用性能达250 ℃～300℃。主链玻璃化的转变温度（－120℃）很低，使其耐寒性极好，低温使用性能达－55℃～－100℃。另外，由于侧链有机基团处在Si－O键的力场中，从而削弱了氧和光对它的作用，故在氧、臭氧、紫外光作用下，性能稳定［3］。

2.2 良好的抗渗、防水性能

由于表面张力低，呈现较好的疏水性，吸水性很低，具有优良的防潮和抗渗性能。抗渗性试验表明，硅橡胶密封材料在1.6MPa，并保持2h条件下，也未发现渗漏现象。

2.3 良好的粘结性能

通过加入硅烷偶联剂，利用硅烷偶联剂的桥键作用，在硅橡胶基体与混凝土之间形成化学键合作用，使其具有良好的粘结性能。

2.4 具有一定的自流平性和触变性

考虑到硅橡胶是作为渡槽伸缩缝填缝材料，从施工方便角度考虑，应具有一定的触变性和自流平性。通过选用二甲基硅油作为硅橡胶的增塑剂，从而使得填缝材料具有一定的触

变性和自流平性。

2.5 良好的抗位移变形能力

硅橡胶分子主链非常柔软，呈螺旋型结构，它在－70℃～200℃范围内具有很好的弹性和回弹性能。另外，通过加入一定的扩链剂，使其具有良好的抗拉伸和压缩性能，抗位移变形能力优越。

2.6 无毒、环境友好性

通过对原材料优选和原材料处理，使其无毒，对环境友好。经浸水和化学腐蚀试验表明，其物理和化学性质稳定。

2.7 施工方便

硅橡胶密封材料为室温硫化型，具有冷施工、施工方便的特点。其主要性能如表1所示。

表1 渡槽伸缩缝密封止水用硅橡胶性能及其指标

3 渡槽伸缩缝嵌缝硅橡胶的应用

3.1 硅橡胶的灌注

3.1.1 伸缩缝的处理

首先清除缝内所有杂质，用钢丝刷出混凝土的新鲜表面，使其表面粗糙，质量标准以混凝土表面除去乳皮、外露新鲜的粗细集料为宜。用有机溶剂（如乙醇或硅烷偶联剂）进一步处理表面，使其更易于与硅橡胶粘结。由于槽壁接缝是贯穿缝，需在灌注前先用松木板条或泡沫塑料板填塞，并预留3～4cm深的缝隙灌缝。

3.1.2 硅橡胶密封材料的配制

将硅橡胶按要求的配合比混合均匀，注意实际用量配制，以免造成浪费。

3.1.3 底缝灌注

将混合均匀的硅橡胶用胶枪注入伸缩缝，利用其自流平特性，使其均匀平整。并用工具对硅橡胶与混凝土的接触面反复揉擦，使其紧密粘结，待灌满缝口，再用铁刮板刷齐。

3.1.4 两侧竖缝的灌注

由于硅橡胶密封材料具有自流平性，可塑性大，可以在灌注前，通过调节配比来调整其触变性。同时，在灌注竖缝时需要支内模封闭，内模可用1cm厚的松木板条做成，支模后，先将其表面刷吹干净，然后用硅橡胶密封止水材料刷竖缝一边，随即嵌填硅橡胶密封止水材料，边浇筑边揉搓，直到灌满为止。待缝内硅橡胶密封止水材料基本表干6h后，即可取下内模。

3.2 质量控制措施

（1）为保证硅橡胶密封材料与混凝土粘结牢固，从而有效防止绕渗等现象的发生，在灌注硅橡胶密封材料之前，需对混凝土粘结面进行打毛、粗糙工序。

（2）有效清除混凝土粘结面的尘土、杂质等，确保粘结面干净。在灌注密封材料之前，为了更好地达到粘结效果，可用无水乙醇等有机溶剂处理混凝土粘结面。

（3）灌注硅橡胶密封材料时，可用工具对硅橡胶与混凝土的接触面反复揉擦，使其紧密粘结。

4 结语

硅橡胶密封材料具有优越的耐候、耐老化性能，良好的粘结性能和防水能力，将其用于渡槽伸缩缝止水，能很好地满足渡槽伸缩缝止水要求，对确保渡槽在设计年限内安全使用具有重要意义。

［1］张惠莉，汪科，孙坤君.PTN新型渠道接缝材料的研制［J］.灌溉排水学报，2006，25（1）：38-41.

［2］刘爱堂.高性能热硫化硅橡胶的开发及应用［A］.第二届全国橡胶制品技术研讨会论文集［C］.2003：137－139.

［3］苗蓉丽.室温硫化有机硅密封剂在空空导弹中的应用［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

国家“十一五”支撑计划项目（2006BAB04A05）

刘杰胜（1980－），男（汉族），湖北武汉人，讲师，主要从事防水材料、建筑材料的开发与应用研究，（Tel）13638654154。