李瑩　王振清　劉海燕

摘 要：本文經(jīng)過聚丙烯焊縫試驗(yàn)研討分析，探索一種地下糧倉防水聚丙烯塑料板焊接方法和焊接施工工藝，提出了聚丙烯塑料板作為防水層的焊接方法和焊接流程，為聚丙烯塑料用于內(nèi)襯防水工程中提供方法和思路，同時(shí)為地下糧倉防水防潮等難題提供新的解決途徑。

關(guān)鍵詞：防水材料;聚丙烯焊縫;地下糧倉防水;焊接施工工藝

中圖分類號：TU57文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2020）07-0099-03

Abstract： Through the research and analysis of polypropylene weld test， this paper explored a kind of welding method and welding process of waterproof polypropylene plastic plate in underground granary， put forward the welding method and welding process of polypropylene plastic plate as waterproof layer， which provided methods and ideas for the application of polypropylene plastic in lining waterproof engineering， and provided new solutions for the problems of waterproof and moisture-proof in underground granary.

Keywords： water proof material;polypropylene weld;underground granary waterproof;welding construction technology

1 常見工程防水材料施工工藝

1.1 地下瀝青卷材施工工藝

地下瀝青卷材施工中平面卷材工藝的鋪貼流程為：放線→砌筑保護(hù)墻→抹找平層→養(yǎng)護(hù)→噴涂冷底子油→鋪貼油氈層→鋪第一層立墻油氈→鋪設(shè)第一層平面油氈（分層先立面后平面）→抹保護(hù)層;立面卷材工藝的鋪貼流程為：拆除保護(hù)墻→結(jié)構(gòu)面抹找平層→養(yǎng)護(hù)→噴涂冷底子油→接鋪陰陽角處附加層→鋪油氈（按設(shè)計(jì)分層鋪設(shè)）→砌筑保護(hù)墻（層）[1]。

在實(shí)際施工過程中，該工藝要求嚴(yán)格，不僅要求所需材料達(dá)到一定規(guī)范性，而且對施工的各個(gè)細(xì)節(jié)要求比較嚴(yán)格。施工過程中，若不慎將濕氣封在防水層內(nèi)，遇熱后氣體將會使防水層起鼓，導(dǎo)致防水層不平整;卷材接槎處先后施工的接槎卷材有破損，鋪粘不嚴(yán)而漏水。而且瀝青在衛(wèi)生環(huán)保上存在問題，不適合作為糧倉工程內(nèi)襯防水材料。

1.2 地下改性瀝青油氈（SBS）防水施工工藝

地下改性瀝青油氈（SBS）的防水施工工藝流程為：清理基層→涂刷處理劑→鋪貼附加層→鋪貼卷材→熱熔封邊→鋪設(shè)保護(hù)層。首先，將改性瀝青油氈防水卷材按照鋪貼長度進(jìn)行裁剪后卷起備用，再用直徑為30 mm的管穿入已卷好卷材的中心，將卷材的起始端點(diǎn)與開始鋪的起點(diǎn)對齊，然后點(diǎn)燃專用的火焰噴槍，對基層與卷材交接部位進(jìn)行集中加熱，加熱的同時(shí)將噴槍與加熱部位保持300 mm左右的距離，往返噴烤至卷材的瀝青恰好熔化，手扶管心兩端向前緩慢滾動(dòng)鋪設(shè)，務(wù)必做到均勻用力、無空氣滯留，同時(shí)控制合理的鋪設(shè)壓邊寬度。滿貼法的搭接寬度為80 mm，條粘法的搭接寬度為100 mm[2]，熱熔封邊。

但是該工藝在施工中經(jīng)常面臨以下問題：卷材鋪貼的基層潮濕，不夠干燥;由于不平整、不潔凈等問題引起基層與卷材間產(chǎn)生窩氣、空鼓;鋪設(shè)時(shí)氣體沒有完全排出，也會使卷材之間產(chǎn)生空鼓現(xiàn)象;清理不徹底、裁剪的卷材形狀與墻根部無法完全貼合、壓邊不實(shí)等會引起粘貼效果不佳;轉(zhuǎn)角、管根、變形縫處不易操作而滲漏等情況。

1.3 地下聚氨酯防水涂料冷作工藝

地下聚氨酯防水涂料冷作工藝的流程為：清理基層→涂刷底膠→涂抹防水層→作保護(hù)層。此方法對材料要求相對嚴(yán)苛，將聚氨酯按甲料、乙料和二甲苯以（重量比）1∶1.5∶0.3的比例進(jìn)行混合配制，再用電動(dòng)攪拌器強(qiáng)制攪拌3～5 min，至充分拌和均勻即可[3]?；旌狭喜豢砷L時(shí)間放置，2 h內(nèi)使用完畢。其中涂抹防水層施工需要涂刮三道涂膜，這增加了施工的環(huán)節(jié)和難度。

2 地下糧倉建設(shè)意義與聚丙烯防水材料的選擇

本文基于糧食戰(zhàn)略安全考慮，提升我國糧食儲存品質(zhì)，減少耕地使用面積，研究開發(fā)利用地下生態(tài)儲糧倉及密切相關(guān)的工藝技術(shù)，在準(zhǔn)低溫生態(tài)儲糧的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)節(jié)地、低耗與減少儲糧的藥劑污染，有助于解決綠色生態(tài)低碳儲糧中出現(xiàn)的防水防潮問題。地下特殊環(huán)境形成的低溫、低氧、低濕環(huán)境可以替代環(huán)流熏蒸，既可保證糧食品質(zhì)，滿足人民日益增長的美好生活的食品需要，同時(shí)，可以延長糧食儲備周期，減少儲備輪換次數(shù)和糧食在流通過程中的損耗等。

地下糧倉防水的做法不止一種。根據(jù)之前專家學(xué)者的研究，建議推廣采用鋼板與混凝土組合結(jié)構(gòu)作為地下糧倉的結(jié)構(gòu)層，但受地下水的影響，鋼板較易腐蝕，耐久性相對較差，因此本文探索新型環(huán)保防水材料具有重大的意義。通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)及調(diào)研，發(fā)現(xiàn)聚丙烯塑料具有良好的防水性、密封性，塑料板之間通過焊接可實(shí)現(xiàn)完全密閉的環(huán)境，不會發(fā)生滲水、漏水的情況。另外，聚丙烯的結(jié)晶度高，結(jié)構(gòu)規(guī)整，具有良好的力學(xué)性能，其強(qiáng)度和硬度、彈性都比較好。聚丙烯材料以其自身優(yōu)勢作為內(nèi)襯防水層，相信將來在防水工程中可以得到較好的應(yīng)用和推廣。

3 聚丙烯塑料熱焊接研究

傳統(tǒng)防水材料連接方式通常有搭接、粘接、焊接等。目前，由于聚丙烯塑料管道作為新型建筑材料取代鍍鋅鐵管的來勢快，幅度大，涉及的點(diǎn)多面廣，因此，加強(qiáng)對塑料管道熱熔技術(shù)的研究至關(guān)重要[4]。熱焊接包括熱氣焊、熱壓焊、擠塑焊、加熱工具焊和紅外輻射焊等。其中塑料熱氣焊利用熱氣流來提升待焊接面和焊條的溫度，使焊條與母體熔合而達(dá)到焊接目的[5]。

本文對各種塑料焊接技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性、耐久性、施工復(fù)雜程度進(jìn)行綜合考慮，并考慮地下糧倉的實(shí)際情況，最后選擇熱氣體焊接法中的熱風(fēng)焊接對試驗(yàn)試件進(jìn)行焊接。熱風(fēng)焊因具有良好的經(jīng)濟(jì)性、施工簡單、設(shè)備輕便等優(yōu)點(diǎn)，適合在地下糧倉這一相對狹小的空間范圍內(nèi)進(jìn)行施工，同時(shí)采用熱風(fēng)焊的焊縫力學(xué)性能較強(qiáng)，滿足地下糧倉的使用需求。

4 聚丙烯塑料焊接閉水試驗(yàn)

4.1 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

考慮到地下糧倉的真實(shí)受力情況，對板厚為5、8、10mm，焊縫形式為坡口焊縫、焊接蓋板的坡口焊縫、膠粘劑粘貼并焊接蓋板的坡口焊縫的聚丙烯塑料試件進(jìn)行水壓試驗(yàn)。通過對焊縫區(qū)域的應(yīng)變情況進(jìn)行監(jiān)測和記錄，得到焊縫可以抵抗的水壓強(qiáng)度，進(jìn)而通過分析計(jì)算得到焊接強(qiáng)度與板厚、焊縫形式之間的關(guān)系。聚丙烯焊縫試驗(yàn)如圖1所示，筆者采用500 mm×250 mm的聚丙烯塑料板制作試驗(yàn)所需的焊縫試件。坡口焊縫寬度為20 mm，滿焊。蓋板厚度與底部塑料板相同，寬度為100 mm。腳焊縫滿焊。

4.2 試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)過程

聚丙烯焊縫試件的水壓加載裝置是型號為PDY-251A的冷熱水自動(dòng)自吸泵。該水泵的最高揚(yáng)程為32 m，最高吸程是9 m，同步轉(zhuǎn)速為3 000 r/min。試驗(yàn)加載前，通過調(diào)整壓力開關(guān)將水泵的揚(yáng)程和吸程調(diào)整至合適的區(qū)間。在加載過程中，通過水泵配套的水壓表對實(shí)時(shí)水壓大小進(jìn)行讀取。

本次試驗(yàn)共18個(gè)試件，即每種板厚采用三種焊縫形式，且每組試驗(yàn)設(shè)置對照組。試驗(yàn)結(jié)果顯示，18個(gè)試件中3個(gè)試件未被破壞，12個(gè)試件在焊縫處發(fā)生破壞，3個(gè)試件在塑料板處發(fā)生斷裂。在焊縫破壞的12個(gè)試件中，x表示焊縫在坡口焊條處破壞，y、z表示在角焊縫焊條處破壞。具體破壞形態(tài)如表1所示。

由試驗(yàn)可以得出，第三種的膠粘劑粘貼并焊接蓋板的坡口焊縫形式抵抗水壓較大，而且受力性能穩(wěn)定，工藝要求操作簡便，可以用在地下糧倉聚丙烯塑料板防水施工中。

5 聚丙烯塑料熱焊接用于地下糧倉的施工工藝

由于地下圓形糧倉表面為曲面，不利于直接鋪設(shè)大尺寸塑料板，所以應(yīng)提前將塑料板分塊，且每塊塑料板之間需要焊接良好才能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的防水要求。

進(jìn)行塑料板焊接工作前，首先將聚丙烯塑料板利用粘接劑（雙組份硅酮結(jié)構(gòu)膠）粘接固定在混凝土基層上。具體流程：將雙組份硅酮結(jié)構(gòu)膠中的結(jié)構(gòu)膠與固化劑按照重量配合比11∶1進(jìn)行均勻攪拌，將混凝土表面粘接區(qū)域清理干凈后進(jìn)行涂抹，然后用施膠工具使膠水均勻平整地布滿整個(gè)粘接區(qū)域，控制施膠厚度為1 mm。施膠工作結(jié)束后，立即在施膠區(qū)域覆蓋聚丙烯塑料板。塑料板與混凝土粘接后，在塑料板上施加適當(dāng)壓力使二者緊密貼合。雙組份硅酮結(jié)構(gòu)膠完全固化（一般為3～5 d）后，再進(jìn)行塑料板的焊接工作。

5.1 施工準(zhǔn)備材料要求

塑料板材料為PP（聚丙烯），厚度為10 mm，表面光滑平整，應(yīng)有出廠證明。焊條材料為PP（聚丙烯），直徑為1～5 mm，粗細(xì)均勻，連接完整，不得出現(xiàn)斷裂、開裂等情況，應(yīng)有出廠證明。主要焊接機(jī)具為手持式熱風(fēng)焊槍、擠出式塑料焊槍、卷尺、記號筆、切割機(jī)、打磨機(jī)、電鋸等。

5.2 施工作業(yè)條件要求

通往地下倉倉底的梯子應(yīng)提前搭設(shè)完成，梯子可根據(jù)工程需要簡易焊接，也可購買專業(yè)的施工梯;焊制簡易梯需要保證焊接質(zhì)量，購買的工程梯需要有相關(guān)的質(zhì)量許可證明;工人下倉施工時(shí)需要系安全繩、戴絕緣隔熱手套。相關(guān)安全設(shè)施應(yīng)有質(zhì)量檢測證明;倉底應(yīng)找平、清理，不得有鋼筋頭、線頭、碎石磚塊等突出物;倉底應(yīng)配有氧氣檢測設(shè)備和通風(fēng)設(shè)備，相關(guān)設(shè)備應(yīng)有出廠證明和質(zhì)量檢測證明。

5.3 操作工藝流程

操作工藝流程為：倉底找平、清理→焊接底板→加工、打磨塑料底板→打磨塑料蓋板→焊接蓋板→完成施工。

5.4 使用手持式熱風(fēng)焊槍的施工要求

通電后，應(yīng)先將焊槍進(jìn)行預(yù)熱。如圖2所示，將需要焊接的PP塑料板沿焊接邊緣切45°角，焊口寬度不小于20 mm，需要保證塑料板平整，切口平整，便于焊接。先用一條焊條將待焊的兩塊板預(yù)焊接，保證兩塊板完整連接在一起，不會移動(dòng);然后再用焊槍逐條將焊條焊入切口，直至填滿為止，如圖3所示。焊接完成后2 min內(nèi)修整焊縫，保證填入的焊條與塑料板齊平;在已經(jīng)焊好的塑料板上再焊上一塊蓋板，蓋板寬度不小于200 mm，焊接方式采用角焊，用焊槍逐條將焊條焊入90°焊角，焊滿為止。

5.5 焊縫施工操作要求

聚丙烯塑料板的規(guī)格、型號等必須符合設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。粘接過程中要使聚丙烯與混凝土二者緊密貼合，可用負(fù)重物壓實(shí)。焊縫需要平整、密實(shí)、寬窄一致，不得出現(xiàn)滲水、漏水等情況。聚丙烯塑料連接處焊接完成后，焊槍不可放置在塑料焊縫處，以避免高溫影響焊縫質(zhì)量。在焊縫完全冷卻之前，人員不可在焊縫處踩踏。焊接完成后，應(yīng)注意通風(fēng)，使焊縫更快冷卻。

6 結(jié)論

通過研究，得出了一種聚丙烯蓋板焊接的方法和工序流程，可以滿足工程防水要求。相信聚丙烯塑料熱焊接的應(yīng)用將為今后地下糧倉防水工程施工和其他防水工程具有較大的指導(dǎo)意義和借鑒價(jià)值。

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