CN109235506B - 一种封堵防水材料、变形缝渗漏封堵系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种封堵防水材料、变形缝渗漏封堵系统及工艺，封堵系统包括一种高分子复合粘弹性材料及配套机械装置组成。其中高分子复合粘弹性材料组成包括：乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物(EVA)；苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物(SBS)；聚异丁烯；聚乙烯接枝马来酸酐；增粘树脂；增塑剂；白炭黑；抗氧剂。配套机械装置由两片压板及施力螺栓、固定卡片组成。配合现场施工工艺，可有效解决地下工程中因变形缝防水失效造成的漏水。

Description

一种封堵防水材料、变形缝渗漏封堵系统及工艺

技术领域

本发明涉及地下工程防水领域，适用于渗水裂缝的封堵。特别是涉及变形缝防水破坏后的一种封堵防水材料、变形缝渗漏封堵系统以及封堵防水材料的制备工艺、施工工艺。

背景技术

地下防水工程，担负着维护建筑主体结构安全和延伸建筑使用寿命的责任。中国建筑防水协会统计数据显示，我国建筑地下工程渗漏率高，而与建设过程中出现垮塌的建筑事故相比，地下渗漏水对建筑物基础的侵蚀缓慢且具有隐蔽性，各方对其重视程度仍显不足。

目前，随地下空间大规模开发利用，地下工程防水质量问题更加突出。地下结构的施工和运营期的渗水漏水问题成为较为突出的质量通病，工程渗漏率居高不下。隐形于地下的渗漏，被称作建筑物的“癌症”。建筑物渗漏原因复杂，很难找到对症的材料与工艺，往往今年堵明年漏，这也是被称为“顽疾”的原因。

主体结构产生裂缝的部位是建筑物内部与外部水源的过水通道。裂缝的产生可分为两种，一种是结构受内、外力作用使混凝土开裂，一种是预留的变形缝。变形缝宽度根据预留目的不同，宽度有所区别，一般50mm-150mm不等。变形缝防水做法最少两道防水，外包防水和结构间止水，施工控制不严或防水材料质量不达标，变形缝会成为渗水源。

变形缝是针对建筑物在外界因素作用下常会产生变形，导致开裂甚至破坏这种情况而预留的构造缝。变形缝尺寸是变化的，随主体结构的变形产生尺寸和位置的改变。因此变形缝渗漏治理所用材料或装置应具有以下特性：第一，应具有承受一定的水压而不破坏或渗漏的能力，比如100m水压下具有1.0MPa的承载能力；第二，应与变形缝的变形相适应的同步变形特征，比如截面变化幅度±5.0mm，封堵系统应同步变形而不渗漏；第三，应具有与建筑物使用寿命县对应的耐久性要求，比如建筑物设计年限70年，封堵系统应在70年内不破坏或临时失效易于修复。

针对以上要求，目前所常见聚氨酯类、改性环氧类及水泥基类等材料以及装置和均无法满足。

发明内容

为解决变形缝渗漏治理难题及满足变形缝防水技术要求，本发明经过反复试验及改进，提出了一种封堵防水材料以及系统，使得变形缝渗漏封堵系统及施工工艺成果成功应用于工程实践中，具体的包括变形缝渗漏封堵所采用的封堵防水材料、以及封堵装置和方法。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提出的封堵防水材料，包括以下质量份数的材料：

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)20-30份；苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)10-15份；聚异丁烯6-10份；聚乙烯接枝马来酸酐3-12份；增粘树脂10-20份；增塑剂3-7份；白炭黑1-5份；抗氧剂0.1-1份。

上述防水材料的制备工艺为：

向反应釜中加入增塑剂，开动搅拌，依次加入增粘树脂，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚乙烯接枝马来酸酐、聚异丁烯；在搅拌下升温加热至160-170度，待完全溶解后，再加入白炭黑、抗氧剂继续搅拌一段时间，趁热放料至聚四氟乙烯模具中，降至室温。

本发明提出的变形缝渗漏封堵系统，包括由上面所述的封堵防水材料制作而成的封缝条、两个压板、施力螺栓、U型卡和固定螺栓，所述的封缝条用于设置在变形缝中，所述的两个压板设置在封缝条的两侧，通过施力螺栓依次连接第一压板、封缝条和第二压板；所述的U型卡固定在所述的压板上，所述的固定螺栓用于连接压板和变形缝两侧的建筑结构。

进一步的，所述的U型卡为一个长方形的板状结构，在其两端设置有与固定螺栓配合的U型卡槽。

进一步的，所述的U型卡的设置方向与所述的压板的设置方向垂直。

进一步的，所述的U型卡可以设置多个，依次连接在所述的压板上。

进一步的，所述的封缝条的宽度与单个压板的宽度相等。

本发明公开的封堵系统施工方法，如下：

步骤1,对变形缝的现状进行现场测量，通过主体结构构造特点分析可能的变形缝尺寸变化趋势和范围，以便确认封堵系统的宽度和厚度；

进一步的，具体的设计原则：当预测到变形缝会有较大的变形或承载较高水压时，增大封缝条的厚度，在不影响施工效率的前提下，增加装置宽度，以便为较大变形预留调节空间。

步骤2，确定好封堵系统的尺寸后，利用前面所述的封堵防水材料制作封缝条；

步骤3，进行封堵系统的组装；

利用封堵防水材料高粘结强度特性，将两片压板与其对应两侧粘结，穿入施力螺栓用手拧紧，以弹性材料轻微受力不发生明显挤压变形为准；而后顺序安装U型卡；

步骤4清理变形缝两侧阻碍物，在两侧结构表面确定固定螺栓安装位置，逐一标示，且成孔，安装膨胀螺栓；

步骤5将封堵系统推入变形缝，调整配套压板以及与变形缝两侧间隙尺寸至等宽，将U型卡紧固定位；

施力螺栓施加扭矩，同一条机械装置上的螺栓应均匀顺序施加，使封缝条变形均匀；在施力螺栓与压板共同作用下，封缝条受压挤出并与变形缝两侧结构紧密粘贴。

进一步的，在带水施工时，若水压过大干扰施工，可在封堵系统与变形缝间缝隙处分段预设引流管泄压，施工后将引流管拔除即可。

本发明的有益效果如下：

本发明中的高分子复合粘弹性材料为固体材料，可根据工程需求制作成不同形状。作为高分子复合粘弹性材料主要组成成分的EVA、SBS高分子材料，具有良好的化学稳定性、耐老化，耐海水、油脂、酸、碱等化学品腐蚀，抗菌、无毒、无味、无污染，满足封堵系统耐久性及环境保护的要求。

本发明中的高分子复合粘弹性材料与混凝土、黏土砖及钢材、塑料等基材具有良好的粘结性能，实验室中各种条件下的粘结性能技术指标均“无破坏”。

一般情况下，地下工程设计变形缝宽度时考虑到结构最大可能变形幅度，即变形缝设计宽度。高分子复合粘弹性材料室温下断裂伸长率>400％。伸长率200％条件下，拉伸模量0.01-0.03MPa。

满足变形缝在大变形条件下封缝材料低应力长期工作状态，比如100mm变形缝极限缝宽变化100mm时，材料应力5.0-15.0kPa,远低于混凝土与封缝材料间粘结强度(低限0.5MPa)，即极限大位移条件下，变形缝不会透水。

地下工程因其功能特点，一般为混凝土结构，本发明中的高分子复合粘弹性材料与处理干净的混凝土基层粘结，基材与材料间粘结面剥离粘结性能：50-150mm变形缝，5.0-8.0MPa；带水带压施工时，基材表面不处理时，50-150mm变形缝，3.0-5.0MPa。

本发明的配套机械装置中压板阻止了高分子复合粘弹性材料封缝条的柔性变形，封缝条与两片压板粘贴为一体，在封缝施工操作或运输过程中成为刚性体，满足了封缝施工技术要求。施工前应对缝宽进行精心测量，板宽一般小于缝宽10mm，以便无障碍填入缝隙中。

本发明的配套机械装置中固定U型卡用于固定条形封堵装置在缝两侧混凝土上，起临时支撑和封堵装置封内位置调整作用。

本发明的配套机械装置中施力螺栓在封缝高分子复合粘弹性材料进入缝隙后施加扭矩，带动压板压缩高分子复合粘弹性材料产生水平变形并与变形缝两侧混凝土紧密粘结。

本发明解决了地下工程变形缝漏水难以治理的难题，并通过工程检验其有效性。适应能力强，可带水压施工，无需降、排水辅助措施；承压能力强，可承受100m以上水头不漏水；现场操作方便，现场安装只需将封堵系统塞入缝中即可，无需大型机械施工；维修方便，定期巡检中若发现新的渗漏点，重复施加扭矩，使封缝条变形增大即可解决。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施案例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明安装示意图；

图2为本发明配套机械装置剖面示意图。

其中1、变形缝，2、施力螺栓,3、U型卡,4、结构与U型卡固定螺栓,5、压板，6、地下结构，7、改性EVA封缝条，8、固定U型卡与压板固定螺栓。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

正如背景技术所介绍的，变形缝渗漏治理所用材料或装置应同时具有承受一定的水压而不破坏或渗漏的能力、应与变形缝的变形相适应的同步变形特征且不渗漏、与建筑物使用寿命对应的耐久性要求或临时失效易于修复，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种封堵防水材料、变形缝渗漏封堵系统及工艺。

下面结合附图说明机械配套装置做法与施工工艺。

本发明中的封堵防水材料为高分子复合粘弹性材料，包括以下质量份数的材料：

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)20-30份，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)10-15份，聚异丁烯6-10份；聚乙烯接枝马来酸酐3-12份；增粘树脂10-20％；增塑剂3-7份；白炭黑1-5份；抗氧剂0.1-1份。

所用EVA其VA含量为30-39％，软化点为100-102℃；所用增粘树脂为松香甘油酯、C5石油树脂、C9石油树脂、萜烯树脂的一种或二种以上的组合物；所用增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯的一种或二种组合物；所用抗氧剂为2，6一二叔丁基对甲苯酚，4，4一巯基双(6一叔丁基间甲苯酚)，四【β一(3，5-二叔丁基一4一羟基苯基)丙酸】季戊四醇酯的一种或二种以上的组合物。

其制备工艺为：向反应釜中加入增塑剂，开动搅拌，依次加入增粘剂，EVA、SBS、聚乙烯接枝马来酸酐、聚异丁烯等，在搅拌下升温加热至160-170度，2-3小时待完全溶解后，再加入白炭黑、抗氧剂继续搅拌0.5小时，趁热放料至聚四氟乙烯模具中，降至室温，备用。

如图1、图2所示，本发明的配套机械装置：包括由上面所述的封堵防水材料制作而成的封缝条7、两个压板5、施力螺栓2、U型卡3和固定螺栓4，所述的封缝条7用于设置在变形缝1中，所述的两个压板设置在封缝条7的两侧，通过施力螺栓依次连接第一压板、封缝条和第二压板；所述的U型卡3通过固定螺栓8事先固定在所述的压板上，所述的固定螺栓4用于连接压板和变形缝两侧的地下结构6。压板阻止了高分子复合粘弹性材料密封条的柔性变形，密封条与两片压板粘贴为一体，在封缝施工操作或运输过程中成为刚性体，满足了封缝施工技术要求。施工前应对缝宽进行精心测量，板宽一般小于缝宽10mm，以便无障碍填入缝隙中。

进一步的，U型卡为一个长方形的板状结构，在其两端设置有与固定螺栓配合的U型卡槽。U型卡的设置方向与所述的压板的设置方向垂直。U型卡可以设置多个，沿着压板的纵向方向依次通过固定螺栓8连接在所述的压板上。封缝条的宽度与单个压板的宽度相等。

本发明的配套机械装置中固定U型卡用于固定条形封堵装置在缝两侧混凝土上，起临时支撑和封堵装置封内位置调整作用；具体的U形卡底部与压板螺栓连接，U型卡两翼缘带有卡槽，左右移动调整封堵系统在缝中的定位。

本发明的配套机械装置中施力螺栓在封缝高分子复合粘弹性材料进入缝隙后施加扭矩，带动压板压缩高分子复合粘弹性材料产生水平变形并与变形缝两侧混凝土紧密粘结。

两片压板耐酸碱腐蚀的材质板，含PP或PVC材质板；压板利用改性EVA高粘结力与施力螺栓的作用将压板和改性EVA密封条连接成整体。

施力螺栓材质为耐酸碱腐蚀的外六角头螺栓，含PP材质；所述的施力螺栓施加扭矩，通过两片压板挤压密封条产生变形封堵变形缝。

U型卡为压板与伸缩缝两侧混凝土连接用U型钢制构件。

缝渗漏封堵系统宽度小于变形缝宽度，便于现场安装。

为保证封堵系统稳定、有效，首先由专业技术人员对变形缝的现状进行现场测量，通过主体结构构造特点分析可能的变形缝尺寸变化趋势和范围，以便确认机械配套装置的宽度和厚度。设计原则：当预测到变形缝会有较大的变形或承载较水压时，增大高分子复合粘弹性材料封缝条的厚度，在不影响施工效率的前提下，增加装置宽度，以便为较大变形预留调节空间。经验表明，一般机械装置宽度比现有缝宽小10mm比较合理，厚度50mm高分子复合粘弹性材料封缝条足以满足工程防水需求。

配套机械装置中的压板有一支面对临水面，为避免地下水土的腐蚀风险及防水耐久性要求，一般选用价格便宜、易于加工PVC或PP板材，而不是不锈钢类材料。因高分子复合粘弹性材料虽为固体，但封缝条长细比大于一定程度(l/d≥3)易发生挠曲变形，因此压板应具有一定的刚度，PVC或PP板材一般厚度选择在1-2mm/m足够，在运输过程中不会发生挠曲变形，更加有利于现场安装。施力螺栓与地下水土接触，因此采用塑料螺栓满足防腐要求。固定U型卡可以采用弹簧钢片制作，2mm厚度足以满足现场施工要求。固定U型卡与压板的连接螺栓与地下水不接触，可以采用钢制标准件螺栓。固定U型卡与结构固定连接螺栓可以采用膨胀螺栓，或其他易于拆除的连接件，因为配套机械连接装置安装完成后，连接件需拆除以避免内表面后续装饰装修存在障碍。

本发明的封堵系统组装工艺：

确定好机械配套装置的尺寸后，将高分子复合粘弹性材料融化浇入模具中或用钢丝锯切割成品材料制作出所需封缝条。封缝条的宽度应与单个压板等宽，避免封缝条与两侧结构纠缠粘结，封堵系统无法顺利安装。

以上工作完成后，进行封堵系统的组装。利用高分子复合粘弹性材料高粘结强度特性，将两片压板与其对应两侧粘结，穿入施力螺栓用手拧紧，以弹性材料轻微受力不发生明显挤压变形为准。而后顺序安装固定U型卡。

封堵系统组装完成后，工程备用。

封堵系统现场安装工艺：

现场安装前，将变形缝两侧阻碍物清除，干燥状态下可用电锯清理并用清水冲洗表面；带水压施工时可以手锯清理。在两侧结构表面确定固定螺栓安装位置，逐一标示，电钻成孔，安装膨胀螺栓。

将封堵系统推入变形缝，调整配套机械装置与变形缝两侧间隙尺寸至等宽，将固定U型卡紧固定位。

施力螺栓施加扭矩，同一条机械装置上的螺栓应均匀顺序施加，使封缝条变形均匀。在施力螺栓与压板共同作用下，封缝条受压挤出并与变形缝两侧结构紧密粘贴。

注意在带水施工时，若水压过大干扰施工，可在封堵系统与变形缝间缝隙处分段预设引流管泄压，施工后将引流管拔除即可。

仔细检查封堵效果，通过施力螺栓松紧操作，完成漏水封堵作业，拆除固定U型卡后，施工完成。

工程案例：

某地下车库通道，高度15.50m，宽度51.50m，四层。车库两端连接1地块与2地块车库，外墙混凝土厚400mm，筏板500mm，顶板500mm，层间楼板200mm，伸缩缝宽度100mm。

伸缩缝防水做法：外贴4mm厚-20度SBS防水卷材，附加防水层一道宽400mm，中埋式橡胶止水带。2014年4月主体完工，7月变形缝处渗漏严重，渗漏量1000-2000L/d。现场判断为防水施工质量事故，封堵施工于2014年8月结束，技术指标及部分参数见下表。按下述方案封堵后，至今未发现重复漏水现象。

高分子复合粘弹性材料部分参数(基材C30混凝土)

变形缝渗漏封堵系统组装配件表

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种封堵防水材料，其特征在于，包括以下质量份数的材料：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20-30份；苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物10-15份；聚异丁烯6-10份；聚乙烯接枝马来酸酐3-12份；增粘树脂10-20份；增塑剂3-7份；白炭黑1-5份；抗氧剂0.1-1份。

2.如权利要求1所述的封堵防水材料的制备工艺，其特征在于，向反应釜中加入增塑剂，开动搅拌，依次加入增粘树脂，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚乙烯接枝马来酸酐、聚异丁烯；在搅拌下升温加热至160-170度，待完全溶解后，再加入白炭黑、抗氧剂继续搅拌一定时间，趁热放料至聚四氟乙烯模具中，降至室温。

3.一种变形缝渗漏封堵系统，其特征在于，包括由权利要求1所述的封堵防水材料制作而成的封缝条、两个压板、施力螺栓、U型卡和固定螺栓，所述的封缝条用于设置在变形缝中，所述的两个压板设置在封缝条的两侧与封缝条粘结在一起，所述的施力螺栓依次连接第一压板、封缝条和第二压板；所述的U型卡固定在所述的压板上，所述的固定螺栓用于连接U型卡和变形缝两侧的建筑结构。

4.如权利要求3所述的一种变形缝渗漏封堵系统，其特征在于，所述的U型卡为一个长方形的板状结构，在其两端设置有与固定螺栓配合的U型卡槽。

5.如权利要求3所述的一种变形缝渗漏封堵系统，其特征在于，所述的U型卡的设置方向与所述的压板的设置方向垂直。

6.如权利要求3所述的一种变形缝渗漏封堵系统，其特征在于，单个压板的宽度等于封缝条宽度的1/2。

7.如权利要求3所述的一种变形缝渗漏封堵系统，其特征在于，所述的U型卡设置多个，依次连接在所述的压板上。

8.如权利要求3所述的封堵系统施工方法，其特征在于，如下：

步骤1，对变形缝的现状进行现场测量，通过主体结构构造特点分析可能的变形缝尺寸变化趋势和范围，以便确认封堵系统的宽度和厚度；

步骤2，确定好封堵系统的尺寸后，制作封缝条；

步骤3，进行封堵系统的组装；

利用封堵防水材料高粘结强度特性，将两片压板与其对应两侧粘结，穿入施力螺栓拧紧，以封堵防水材料轻微受力不发生明显挤压变形为准；而后顺序安装固定U型卡；

步骤4清理变形缝两侧阻碍物，在两侧结构表面确定固定螺栓安装位置，逐一标示且成孔，安装膨胀螺栓；

步骤5将封堵系统推入变形缝，调整配套整体装置与变形缝两侧间隙尺寸至等宽，将固定U型卡紧固定位；

施力螺栓施加扭矩，同一条封堵系统上的螺栓应均匀顺序施加，使封缝条变形均匀；在施力螺栓与压板共同作用下，封缝条受压挤出并与变形缝两侧结构紧密粘贴。

9.如权利要求8所述的封堵系统施工方法，其特征在于，在带水施工时，若水压过大干扰施工，可在封堵系统与变形缝间缝隙处分段预设引流管泄压，施工后将引流管拔除即可。

10.如权利要求8所述的封堵系统施工方法，其特征在于，步骤2中当预测到变形缝会有较大的变形或承载较大水压时，增大封缝条的厚度，在不影响施工效率的前提下，增加装置宽度，以便为较大变形预留调节空间。

Images