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浅谈聚乙烯闭孔泡沫板在公路工程中的应用

发布时间:2020-06-17   点击次数:0

聚乙烯闭孔泡沫板作为一种新型接缝止水材料,在国外已广泛应用于公路、铁路、桥梁、建筑等混凝土接缝、胀缝等工程中。在国内,目前在水利工程中采用较多,使用效果良好、效益显著。其应用主要是在水工伸缩缝施工中,用闭孔泡沫板替代传统的三油四毡、沥青杉木板、沥青寐絮等材料,并在其顶部用聚硫密封胶填平密封。在公路工程中,亦有多处需要设置结构缝(施工缝)、变形缝(伸缩缝、沉降缝),如挡土墙、路面板、桥梁(含梁端、人行道、护轮道等)、涵洞、隧道衬砌,等等。一般设计要求使用沥青麻絮,但在实际施工中也有用三油四毡、沥青杉木板等替代的。那么,这些伸缩缝的设置,能否借鉴上述使用闭孔泡沫板做法,答案是肯定的。 

1材料特性 

本文结合工程实践,介绍聚乙烯闭孔泡沫板在公路工程中的应用及施工要点。

1.1材料简介

聚乙烯闭孔泡沫板,通常也称为低发泡聚乙烯闭孔  泡沫板、聚乙烯闭孔泡沫塑料板、p冕泡沫填缝板、聚乙唏胀缝板(接缝板、嵌缝板)。聚乙烯(Polyethylene, (E)是通过乙烯(CH2=CH2)发生加成聚合反应而成的,为典型的热塑性塑料,是无臭、无味、无毒的可燃性白色粉末。聚乙烯闭孔泡沫板是一种改性聚乙烯一一

 

交联聚乙烯,即以聚乙烯塑料为主要原料,采用辐射法或化学法使线型聚乙烯成为网状或体型的交联聚乙烯,经过高压缩、低发泡工艺生产加工而成的高分子聚合板材。从而使得交联聚乙烯的耐热性、耐环境应力开裂性及机械性能均比聚乙烯有较大提高,由于化学交联聚乙烯发泡有其独特的优越性,如复原率强、无吸水性、耐冲击性、耐气候性、耐腐蚀性、耐老化性等是其他材料没有的,PE发泡作为一种优良的嵌缝工程材料在土木工程领域中的应用越来越广泛。

福建交通科技2013年第4期@

1 ·2物理特性

( 1 )容重轻,伸缩强度大,回复率高,表面吸水率低,防渗透性能好。

(2) 具有独立闭孔气泡结构,外观蜂离状孔洞均匀分布。与水泥粘合物的牢固紧密融为一体。自然适应膨胀收缩变化,增强膨胀止水效果。

(3) 产品环保(可回收再生),施工简便,防渗、防漏、止水效果佳。

1,3 主要力学性能指标

聚乙烯闭孔泡沫板的主要力学性能指标见表1。

1主要力学性能指标

序项目 指标序

项目

指标

表观

1 0.05一0 · 14g/cm3

密度

抗拉

2 o.15MP2 强度

抗压

3 冫0.15MPa 强度撕裂

4  4.0N/mm 强度

加热

5 2.0%

变形

6 吸水率

7 延伸率

硬度

8

(C型硬度)

压缩永久

9

变形

10压缩复原率

冫0.005g/cm

100%

40一60邵尔A度

3.0%

90%

由表1可见,聚乙烯闭孔泡沫板的主要力学指标均能满足公路工程常见结构缝(施工缝)、变形缝(伸缩缝、沉降缝)嵌缝板的力学性能要求。

1 ·4化学特性

(1) 耐酸、耐碱、盐、油等有机溶剂腐蚀,抗老化性能优良(但在大气、阳光和氧作用下会发生老化,变色、角裂、变脆或粉化,丧失其力学性能,只是经过改良后抗老化性明显增强)。

(2) 抗温稳定性较好,高温不流淌,低温不脆裂。

2 对比优势

现将聚乙烯闭孔泡沫板与沥青杉木板、三油四毡

表2聚乙烯闭孔泡沫板与传统材料的应用对比

序对比项目 聚乙烯闭孔泡沫板 沥青杉木板 三油四毡 沥青麻絮

 

搬运

重量轻,且可折成卷搬运;

木板、沥青均比较笨

油毡、沥青油均比较

较笨重,沥青有较

1

包装

无特别包装要求

重;沥青有较特别包装要求

笨重;两种材料包装均有较特别要求

特别包装要求

 

 

工艺简单,可用剪刀直接人

木板需专业木工机械加

油毡可用剪刀人工剪

采用工厂浸制的成

2

下料

工剪裁

工,沥青需加热熬制再

裁,但沥青油需加热

品,或在工地用麻

 

制作

 

涂敷

熬制再涂敷,且需分层涂敷多遍

絮以热沥青浸制

 

 

安装方便,在构造物施工

需在构造物施工前先安

材质柔软,不易安

不易填塞,安装时

3

施工

前、后安装均可

装;刚性不足、易变

装;安装时沥青易污

沥青易污染身体,

 

安装

L一600型50元/m2

形;安装时沥青易污染身体,且不易洗涤

染身体,且不易洗涤

且不易洗涤

4

工程

L一1100型24元/m2

191元/m

232元/m2

163元/m2

 

造价

(根据市场体积价折算成 2cm厚板价格,再加安装费)

(水利工程定额基价)

(水利工程定额基价)

(公路工程定额基价)

5

环保

施工过程不会产生污染,外

熬制沥青易产生大量有害气体,且夏季高温时表面外露沥青易融化,影

 

外观

形美观

响美观、污染环境

 

(注:建设部已明令淘汰,禁止使用)沥青麻絮等其它传统的常用嵌缝材料,从搬运包装、下制作、施工安装、工程造价、环保外观等五个方面进行对比,结果如表2所示。


由表2可见,聚乙烯闭孔泡沫板在五个主要应用方面均比传统的常用嵌缝材料显示出明显的优越性,综合性能优良。

3工程应用

3,1品种选择

目前市面上常见的聚乙烯闭孔泡沫板品种,按发泡倍率分为L一1100型(也叫做L一1400型)(图1)和L600型(图2)两个品种,按承压大小可分为中压聚乙烯闭孔泡沫板(L一1100型)和高压聚乙烯泡沫塑料板(L一600型),两者主要区别如表3所示。

综合考虑上述聚乙烯闭孔泡沫板两个常见品种在性能及价格上的差别,结合公路工程常见结构缝(施工

3 L一1100型与L一600型的区别

项目类别 L一1100型(L一1400型)

L一600型

1

2

3

4

颜色

构造特点

物理性能参考价格

灰色

硬度低质地偏软,基本没有结构空隙。

稍差

1100元/m

纯黑色密度大,硬度高,肉眼可见结构空隙。

最好

2400元/rn3

缝)、变形缝(伸缩缝、沉降缝)的功能及构造特点,提出了这两个品种的适应性,其适用范围及适用部位如表4。


 

1 L1 100型聚乙烯闭孔泡沫板


建交通科技2013年第4期


 

2 L600型聚乙烯闭孔泡沫板

4 L一1100、L一600型泡沫板的适应性

 

类型

L一1100型(L一1400型)

L—600型

适用范围

适用部位

普通公路、农村公路等一般项目

一般挡土墙、护面墙,水泥混凝土路面,中、小桥(含梁端、人行道、护轮道等),盖板涵(含洞身、盖板) ,等等

高速公路、隧道等重点大型项目

高等级水泥混凝土路面,大型、高挡墙,特大、大桥,隧道衬砌,箱涵,等等

3.2规格尺寸

聚乙烯闭孔泡沫板原板规格一般为(1200、1400)篁×〈2000、2600)mm × 50皿11,其厚度一般按照水利工程标准要求设定。在公路工程中,根据构造物规模、地质、气候等条件不同,常见结构缝(施工缝)、变形缝(伸缩缝、沉降缝)的宽度一般为20n皿、40mm,此时可根据需要向厂家预订加工生产任意5、50nm1之间厚度的板材、条材,片切误差一般在±0.2、± In皿范围内。

3· 3施工方法 3.3.1单独使用

单独使用适用于该接缝对止水性能要求不高的场合。该法依靠聚乙烯闭孔泡沫板自身良好的伸缩性能进行止水,适用于挡土墙、护面墙、水泥混凝土路面、盖板涵等。采用“先贴法"、“后贴法"施工均可。

(1) “先贴法"

先在设缝处安置聚乙烯闭孔泡沫板,然后在泡沫板两侧同时浇筑混凝土或浆砌片石(料石、条石),若该接缝对顺直度要求较高,可辅以刚性较高的板材(如木板、竹(木)胶合板、钢板等)进行帮衬,即施工时将聚乙烯闭孔泡沫板紧贴在木板、竹(木)胶合板、钢板等衬板上即可,衬板外露部分再根据需要进行适当的防腐处理。

(2) “后贝占法"

先用刚性模板浇筑或砌筑好缝的一侧结构,养护期满拆除模板后再紧贴安置聚乙烯闭孔泡沫板,然后再继

福建交通科技2013年第4期@

续浇筑或砌筑另一侧结构。此法相对于“先贝占法"的优点是缝的顺直度能够得到控制,可节省帮衬板;缺点是增加搭拆模板工序,施工进度较慢。




施工方法为在该结构体混凝土浇筑或片石(料石、条石)浆砌施工时,直接将聚乙烯闭孔泡沫板预埋于结构体中。

3·3.2与聚硫密封胶结合使用

此法适用于该接缝对止水性能要求较高的工程部位,如桥梁、隧道衬砌、箱涵等。

1)聚硫密封胶简介

聚硫密封胶是以液态聚硫橡胶为基料配制而成在常温下能够自硫化交联的双组分密封胶,对金属及混凝土等材质具有良好的粘结性,在连续伸缩、振动及温度变化等情况下保持良好的气密性和防水性,且耐油、耐溶剂、耐久性甚佳。(2)施工工艺

宜采用“后贝占法"。先用浇筑(砌筑)好缝的一侧结构,养护期满拆除模板后,除去缝侧表面的油污、附着物、灰尘等杂物,保证表面干燥、平整,以防止粘接不良;按设计要求,在缝侧紧贝占安置聚乙烯闭孔泡沫板、橡胶止水带等背衬材料;继续浇筑(砌筑)缝的另一侧结构,待养护期满,对缝内部进行除杂干燥后,就可以用刮刀抹聚硫密封胶(若是长期浸水部位的密封,需先涂底涂液涂刷在被粘表面上,待干燥成膜后再抹胶),抹胶时应防止气泡混人,压实、填平密封处,必要时还要在缝两边贝占防污带;填平密封处后,24h内应避免水冲雨淋(表干时间24h,7d后方可灌水试验, 28d性能应符合要求)。

聚乙烯闭孔泡沫板与聚硫密封胶的结合应用这一施工新技术,打破了其它传统常用嵌缝材料伸缩缝施工的许多局限,施工方便、速度快,且施工成本低,另外聚硫密封胶具有传统石油沥青的憎水性,增强了其耐水性和耐老化性。

4结束语

目前,国内尚无有关聚乙烯闭孔泡沫板在公路工程的应用设计及施工规范,希望有关主管部门能够尽'决制定并出台,让聚乙烯闭孔泡沫板在公路工程中的应用 “有法可依",使这种优质的土木工程嵌缝材料能够得到尽快“普及",以充分发挥其良好的材料性能及使用经济效益。

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