遇水膨胀橡胶止水材料的性能及其使用方法

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1、遇水膨胀橡胶止水材料的性能及其使用方法一、遇水膨胀橡胶止水材料的应用橡胶类材料的应用  遇水膨胀橡胶和橡胶腻子的区别，在于前者已经硫化处理，而后者未经硫化处理。膨胀橡胶的应用  膨胀橡胶按其体积膨胀率有低、中、高之分。中、低膨胀率橡胶应用范围较广，其膨胀率虽不高，但因膨胀后的扯断强度、伸长率等技术参数相对变化较小，且外形保持良好，故适用于制作各种形状的橡胶产品，可应用于多种场合，使用限制条件较少。高膨胀率橡胶因其膨胀倍率要求较高，故橡胶中的添加料较多，有的扯断强度高了，但延伸率与压缩回弹等性能参数明显下降，适用于对橡胶本体拉伸无较高要求，但初期膨胀能力需较大的场合，如在延安东路

2、复线隧道中管片注浆孔密封用的塞子，即采用了高膨胀率橡胶。国外有报道6倍膨胀率的橡胶密封垫，用于埋深较深的地下工程，如英法海峡隧道。台湾地铁工程中也有采用高膨胀的橡胶密封垫的实例。笔者认为，高膨胀率橡胶必须在充分确认其耐久性的基础上方可使用。另外，在不同的接缝张开情况下，相应选取不同膨胀率的橡胶十分重要。在计算接缝张开一定量的水密性时，必须留有较大的余量，即须保持较大的压密量、充足的膨胀密封反力才可做到防水、止水。  膨胀橡胶大量应用于盾构法区间隧道管片上所设置的弹性密封垫表面。以往弹性密封垫主要通过其独特的断面构造形式，经管片面与面的压紧，把弹性密封垫压入管片上所开设的沟槽内，

3、使其产生相应的回弹力来达到密闭止水的目的。通常弹性密封垫的材质为氯丁橡胶，随着地铁区间隧道防水要求不断提高，近年来大量采用了在弹性密封垫表面加覆膨胀橡胶的方法，即在橡胶产品生产过程中，氯丁橡胶与膨胀橡胶经过相同的工艺流程，即硫化挤出成型。这样，使弹性密封垫拥有了压密止水、膨胀止水双重功效，保证了弹性密封垫即使在管片面与面之间产生较大接缝张开量，依靠橡胶压密无法完全止水(包括长期压缩下的密封垫应力松弛)的情况下，膨胀橡胶遇水产生体积膨胀，从而达到止水的目的。  目前采用的盾构隧道管片接缝弹性密封垫断面构造形式如图10所示。A型密封垫为梯形构造，其底部易与沟槽匹配固定。B型、C型密

4、封垫为梳形构造，其区别在于膨胀橡胶复合方式不同。C型膨胀橡胶为全平面式复合，其初期膨胀力较大，对管片拼装后就有渗水现象的接缝较适合。B型密封垫是在C型基础上改进而成的，其膨胀橡胶以嵌入方式与氯丁橡胶复合，当其遇水开始膨胀时，因其两侧氯丁橡胶的牵制作用，初期膨胀能力不大，膨胀力的释放较缓慢。国外有试验表明，在充分压缩状态下膨胀力的升高缓慢，其峰值要在数月乃至近1年后达到，其后期膨胀力的发挥较理想，保证了结构沉降变形造成接缝张开后仍有良好的止水效果。  同时，全部以膨胀橡胶制成的弹性密封垫也有较多的应用实例，如广州地铁区间隧道、上海的多条电缆隧道等。此种密封垫断面尺寸相对较小，除了

5、降低造价外，也无管片角部受剪切力过大而被损坏之虞，又由于膨胀能力大，尤其是后期膨胀能力对管片接缝止水产生明显的效果(图11)。   顶管施工在许多地区有较广泛的应用，而管节的钢套环与管节混凝土间的密封防水至关重要。采取沿钢套环基面焊两根一定间距的圆钢，圆钢间设置一断面为矩形的膨胀橡胶条(圆钢起了定位与控制膨胀双重作用)，这样钢套环与混凝土间的接缝防水就有了可靠的保证(图12)。  螺栓的密封圈近年来也采用膨胀橡胶作为主要制作材料。通过螺栓的拧紧，使密封圈与呈梯形的螺孔端口紧密相贴，当水沿螺孔渗出，与膨胀橡胶发生反应，橡胶膨胀即可止水。模板拉杆上的止水圈，以膨胀橡胶圈替代传统的止

6、水钢板，省却了焊接工艺，给施工带来便利。  无论施工缝还是变形缝，一般均采用止水带作为接缝主要防水材料之一，它通过与混凝土的紧密结合，以延长渗水路径的方式来起到止水效果。生产商已开发了一种新型止水带，即在止水带的齿牙上复合膨胀橡胶，使水沿止水带周边流动时，因膨胀橡胶遇水膨胀，堵塞渗水通道，从而使单一的防水材料演变出双重止水、防水的功效(图13)。但由于预膨胀问题，复合加工制作及细微空隙难胀实等问题的存在，对其应用前景尚需考察。  在变形缝的防水设计中，也有采用膨胀橡胶与氯丁橡胶组成的复合橡胶作为防水材料。此时一般与其它防水材料(如密封膏等)结合使用，以达到多道设防、综合止水的目

7、的。通常取一断面为矩形、宽度略大于变形缝缝宽的复合橡胶条设置于缝的内侧，既可以作为主要防水线，也可作为止水带的辅助防水设施，待二次混凝土浇捣后，使其两侧面的膨胀橡胶处于受压状态，若遇水即膨胀堵塞变形缝中的渗水通道(对于这种做法的功效，防水界的看法尚有差别，现列上，聊备一格)。变形缝出现渗漏时，同样，在注浆堵水的同时采用复合橡胶条作为主要止水材料，是补充措施之一。在沿渗漏处凿开的槽口底部紧贴基面设置橡胶条，然后以氯丁水泥砂浆封填槽口，这样使橡胶条处地一紧密有限的空间内，可充分发挥其膨胀止水的功