水工建筑物伸缩缝止水材料的性能及施工建议

徐小亮

（东台市水利建设有限公司，江苏 东台 224200）

水工建筑物所处环境特殊，优良的止水效果是提高其整体性能的关键，且在砂土、湿陷性黄土等区域尤为明显，若接缝效果欠佳而出现漏水等质量问题，此时建筑物的稳定性明显下降。水工建筑物施工所包含的内容较多，伸缩缝止水对于建筑施工效果的影响较大，具体体现在泵站、涵洞等建筑中，对此需选择合适的止水材料，提高建筑物的防水性能。

1 金属类止水材料

此类材料较为典型的有紫铜类、不锈钢类等，其基本特性在于优良的抗腐蚀能力，但不足之处在于难以与混凝土有效咬合，施工所需成本也相对较多。

1.1 紫铜类止水带

紫铜类材料在水工建筑物中取得广泛应用，包含硬铜、半硬铜等多种类型，各自性质存在差别。硬铜和半硬铜得以顺利使用的前提在于创建300～400℃的高温环境，从而实现退火处理，但并不具有消除应力的能力，存在温度应力集中现象。软铜的特点在于较大的伸长率，可有效适应变形，经过持续性加工后依然可维持稳定状态。水工建筑止水带施工中对材料作出明确规定，即铜片伸长率≥20%、抗拉强度≥205MPa，厚度 0.8～1.2mm。

1.2 不锈钢类止水带

此类型材料在伸长率方面的表现与铜止水带几乎一致，但具有更明显的刚性，出现位移变形后将直接对混凝土状态造成影响，使其承受较大的应力[1]。从焊接工艺的角度来看，不锈钢止水带施工更为复杂，此特点决定了该材料的应用范围，即在与预埋钢构件连接处使用较为广泛。不锈钢类止水带的显著优势在于韧性与强度表现都较为良好，常见有“F”型、“W”型等。根据相关规范，其基本要求为伸长率≥35%、拉伸强度应力≥205MPa。

2 橡胶塑料类止水材料

2.1 橡胶类止水材料

1） 天然橡胶。此类材料的弹性表现优良，具有较好的温度适应性，但不足之处在于抗臭氧能力欠佳，在阳光的持续照射下明显加剧了老化，当温度维持在35～60℃时其性能较为稳定。

2） 氯丁橡胶。此类材料的应用较为广泛，具有耐老化、抗腐蚀特点，正常使用温度为-25～60℃，但成本投入相对较高。

3） 三元乙丙橡胶。此类材料的耐老化性能良好，在酸碱环境中具有较好的稳定性且不导电，温度适应能力为-40～60℃，但不足之处在于它是非极性材料，因此无法实现与混凝土的紧密粘结，导致强度相对偏低。

4） 合成橡胶。从强度表现来看，合成橡胶在此方面的表现更优于天然橡胶，具有耐臭氧、稳定性好的特点，但施工成本较高且接头设置难度较大，硫化连接的前提在于较高的温度和足够稳定的压力。

上述所提的均是水工建筑物施工中较为典型的橡胶止水材料，通过弹性密封的方式实现有效止水，因此在弹性和延伸性两方面的表现较为优良。伴随使用时间的延长，橡胶逐步老化，此时产生了止水带扭曲、损坏等质量问题。

2.2 塑料类止水材料

1） PVC 止水带在长时间接触空气并受到阳光照射后将快速发生老化，不具备优良的耐低温性能，若温度在6℃内材料的脆性明显增加，在承受接缝拉伸时伴随明显的断裂现象，导致止水失效。基于此特点，若水工建筑物所在区域具有低温严寒的气候特点不宜使用PVC 止水带。行业持续发展之下，现阶段PVC 改性产品逐步得到应用，即H2-86 型塑料止水带，其在拉伸强度和伸长率两方面的表现都更为良好，在严寒环境中性能维持相对稳定的状态。

2） 塑料油膏类材料的生产主要以煤焦油、增塑剂等为主，经过特定工艺后形成弹性膏状物质，其在高温环境中不流淌，在低温环境中粘着力表现优良，且使用此类材料所需成本相对较低。

3 密封胶类止水材料及复合止水材料

3.1 密封胶类止水材料

聚氯乙烯是现阶段较为典型的材料，以焦油为基料，掺入适量改性材料（普遍使用聚氯乙烯树脂），再混入适量增塑剂、稳定剂和填充料，创建130~140℃的加工环境，将上述材料塑化后产生弹性防水材料。从使用特性来看，聚氯乙烯胶泥具有较为显著的耐热性和弹塑性，在-25~80℃的温度环境中都具有适用性，以17~23℃为例，此条件下抗拉强度为0.5MPa，粘结强度为1MPa，正常状况下所具备的伸缩率达200%。高温环境中材料不发生流淌现象，低温时也可避免脆裂问题，可与混凝土等典型工程材料混用，粘结强度表现优良。

3.2 复合止水材料

各类止水材料所具备的特点各异，复合止水材料则集多种材料优势于一体，基于化学和物理反应从而形成高性能的止水材料，也是未来止水材料领域的重要发展方向。现阶段，遇水膨胀橡胶、改性密封胶等都是较为典型的复合止水材料，已经在水工建筑物伸缩缝施工中取得较好的应用效果[2]。以遇水膨胀橡胶为例，其以丁基橡胶等典型的遇水膨胀橡胶为基础材料，基于特殊的工艺加工所得，在与水接触时，内部的亲水剂将直接与水相结合并出现膨胀，可有效阻止整段泄漏问题。

4 东台河整治工程水工建筑物伸缩缝的设计及施工

伸缩缝是水工建筑物的重要组成部分，该处的止水效果直接影响到建筑整体品质，若止水伸缩缝结构合理，便于止水材料施工作业，促使建筑物所具备的止水效果较为良好；反之，若止水伸缩缝构成较为复杂，或是不利于止水材料施工，此条件下建筑物止水效果将大打折扣。根据东台河现场施工情况，提出几种伸缩缝设计方案，具体作如下分析：

4.1 紫铜片止水设计及施工

紫铜片止水较为典型的有两类，即水平止水和垂直止水。对于紫铜片的加工作业，其基本前提在于对其进行火烤回软处理，而后再完成加工，经过试水若各方面都满足要求，即可安装到位并再次试水验收，将水平止水U 槽清理干净后再向其中灌注沥青。结点交叉处是重要施工区域，此部分先浇筑的砼结构需要依据施工情况适当预留柏油槽，再完成垂直止水铜片安装作业，在做好除尘工作后通过分段的方式灌注沥青。柏油槽沥青温度回归至正常状态后发生收缩，达到此状态时将柏油槽顶补灌平。对于温度较低的情况，为确保热沥青性能的稳定性，灌注施工时需注重保温。做好水平止水隐蔽前的准备工作，如清理油污、干结水泥浆等，振捣时加强对止水处的保护，调整好振捣器的位置，以免碰触止水片。紫铜片止水现场图见图1。

4.2 橡胶止水的设计及施工

图1 紫铜片止水现场图

本工程中，橡胶止水的应用场景主要体现在涵洞、渡槽等结构中。橡胶止水带得以正常使用的关键在于做好设计工作，橡胶止水带规格的控制极为关键，要求与图纸伸缩缝保持一致。但安装过程中模板撑直固定止水带后将会带来一定程度的橡胶止水带延伸现象，因此在橡胶止水带加工中需注重此问题。根据橡胶止水带接头要求，选择的是环状止水带，且要避免现场搭接行为，以免对防水功能造成不良影响[3]。但从水工建筑物工程案例来看，不乏有冷接法施工的情况，其结果则是形成接缝，对此需注重对接缝位置的调整，将其置于剪切位移不明显的一侧，否则将造成建筑物不均匀沉降现象，严重时结构拉裂。竖向缝的止水难度较大，若缺乏合理控制措施，混凝土浇筑振捣时则会出现较为明显的错位和扭曲现象，从而产生渗水通道。针对此问题，在固定端一侧安装橡胶止水时需加强防护措施，可通过钢筋加以固定处理，并在外围用钢丝绑扎，经过此操作后，橡胶止水片可被有效封闭于其中，始终维持稳定状态，避免错位和扭曲问题。渡槽橡胶止水结构图见图2。

图2 渡槽橡胶止水结构图

5 结语

伸缩缝止水效果直接影响水工建筑物整体品质，各类建筑物所对应的地基条件存在差异，接缝止水的设计方案也不尽相同。但总体上，伸缩缝止水设计时需高度注重技术和材料的应用，选择的伸缩缝止水形式应与水工建筑物结构特点、所处环境相协调，全面提高伸缩缝的施工效果。