E复合土工膜施工粘接技术在防渗工程中的应用

PAGEPAGE10PE复合土工膜施工粘接技术在防渗工程中的应用研究1前言PE复合土工工膜作为一一种新型结结构的防渗渗型土工合合成材料，由由于其抗拉拉强度高、防防渗性能好好、变形能能力强、质质量轻、施施工方便、造造价低等优优点，被广广泛用于库库区、坝体体、围堰、渠渠道、人工工湖、蓄水水池等水利利建筑物的的整体与局局部防渗加加固中。同同时在电力力、冶金、环环保、城建建、铁路、公公路、军工工、农业及及矿业等领领域防渗加加固工程中中亦具有广广泛的用途途。PE复合土工工膜中PE膜系热塑塑性非极性性材料，在在施工中边边角连接及及其与建筑筑物的连接接等采用一一般的胶粘粘剂粘接法法很难达到到理想的效效果。目前前施工中，边边角连接通通常是在膜膜布分离状状态下采用用膜与膜焊焊接，无纺纺布与无纺纺布缝合的的接边方法法。该方法法施工速度度较快，成成本较低。但但其接缝强强度过低，试试验测得的的接缝强度度仅为复合合母材强度度的40%左右。当当遇到复杂杂形状的防防渗结构如如人工湖、煤煤灰厂等，由由于复合土土工膜的工工厂预留接接边是有限限的，铺设设中局部卷卷材有的过过量皱褶，有有的张拉过过紧，这样样不仅会造造成材料的的大量浪费费，同时皱皱褶处也不不利于土的的密实回填填。卷材过过于张拉，容容易造成悬悬空，易被被水压和土土体变形所所张破。焊焊接法的焊焊接质量受受施工现场场条件如膜膜的厚度、气气温、风力力、湿度、电电压、垫层层平整度等等诸多因素素的影响，且且焊接宽度度过窄，其其强度和止止水效果也也很难保证证，而且PE复合土工工膜与建筑筑物之间也也不能用焊焊接法连接接。因此PE复合土工工膜施工连连接技术直直接影响着着PE复合土工工膜这一新新型土工合合成材料的的推广应用用和应用效效果。鉴于目前PEE复合土工工膜施工中中的连接技技术问题，我我所结合工工程实例，开开展了PE复合土工工膜施工快快速粘接技技术的研究究。经过五五年的不断断探索，开开发了PE复合土工工膜施工专专用胶粘剂剂(KS胶)及快速粘粘接技术，该该技术已获获得国家发发明专利及及河南省水水利科技进进步一等奖奖，并在全全国各类PE复合土工工膜防渗工工程中推广广应用，取取得了较理理想的效果果。为PE复合土工工膜的应用用和推广提提供了可靠靠的连接技技术。2PE复合合土工膜粘粘接技术2.1焊接法法接缝PE复合土工工膜及焊接接缝连接方方式如图1、图2所示：图1一布一一膜焊接缝缝合法接缝缝图2两布一一膜焊接缝缝合法接缝缝试验测得由00.5mmm厚PE膜与300gg/m2无纺布复复合而成的的一布一膜膜型PE复合土工工膜(图1)自身抗拉拉强度为17.55kN/mm，按图2焊接缝合合后测得其其接缝抗拉拉强度为7.0kkN/m，接缝强强度仅为复复合母材的的40%。由上述述同样的膜膜和无纺布布复合而成成的两布一一膜型PE复合土工工膜(图3)测得自身身抗拉强度度为19.55kN/mm，按图4焊接缝合合后测得其其接缝抗拉拉强度为7.9kkN/m，接缝强强度仅为复复合母材的的41%。由此可以看出出，PE复合土工工膜采用焊焊接缝合法法，接缝抗抗拉强度远远远低于复复合母材的的抗拉强度度，不能达达到母材强强度80%的设计要要求。其原原因一方面面是PE膜在焊接接的过程中中膜被加热热熔化、加加压粘合，膜膜变薄甚至至老化，会会造成膜焊焊接处抗拉拉强度降低低；另一方方面为了满满足焊接的的需要，接接缝处的膜膜与无纺布布分离，接接缝焊接缝缝合后，膜膜布分离，膜膜紧布松，拉拉伸时膜布布变形不一一致。接缝缝处的强度度较低，因因此接缝成成为复合土土工膜防渗渗系统中的的一个薄弱弱部位。2.2KSS胶快速胶胶粘技术针对目前接缝缝焊接法存存在的问题题，我所经经多年的努努力研制出出PE复合土工工膜施工专专用KS胶粘剂。适适用于膜与与膜、膜与与无纺布、无无纺布与无无纺布、膜膜与砼、石石、金属等等之间的粘粘接，具有有粘接速度度快，强度度高，抗渗渗性能好，施施工成本低低等优点。2.2.1KS胶粘剂主主要技术指指标1．粘接抗剪剪强度PE膜-PEE膜：0.114MPPa(母材断)PE膜-无纺纺布：0.114MPPa(母材断)无纺布-无纺纺布：0.115MPPa(母材断)PE膜-砼砼：0.114MPPa(母材断)2.T剥离离强度PE膜-PEE膜：1.100kN//m(胶粘剂内内聚破坏)PE膜-无纺纺布：1.2kN/mm(胶粘剂内内聚破坏)无纺布-无纺纺布：1.2kN/mm(胶粘剂内内聚破坏)3．180°°剥离强度度PE膜-砼：：0.922kN//m(胶粘剂内内聚破坏)4．抗渗压力力：≥0.8MMPa((PE膜、粘宽宽5cm)5．渗透系数数：3.5××10-112cm//sec(PE膜、粘宽宽5cm)6．耐水性：：水中浸泡泡168h粘接抗剪剪强度0.122MPa((母材断)2.2.2KKS胶粘剂粘粘接接缝方方法一布一膜接缝缝粘接方法法：图3膜与膜膜、膜与布布、布与布布KS粘接图4膜与膜膜搭接图5膜与膜膜平接图6膜与膜膜焊接、膜膜与布、布布与布KS粘接两布一膜接缝缝粘接方法法：图7膜与膜、膜膜与布、布布与布KS粘接图8膜与膜焊焊接、膜与与布、布与与布KS粘接2.2.3KS胶接缝试试验结果采用上述由00.5mmm厚PE膜与300gg/m2无纺布复复合而成的的一布一膜膜型和两布布一膜型PE复合土工工膜按图3至图8的粘接方方法进行粘粘接试验，测测得的粘接接抗拉强度度依次是17.55kN/mm(母材断)、16.66kN/mm(母材断)、16.55kN/mm(母材断)、17.00kN/mm(母材断)、15.88kN/mm(接缝附近近母材断裂裂)、17.44kN//m(接缝附近近母材断裂裂)。由于一布一膜膜存在强度度的不均匀匀性，所以以测出的数数据波动较较大，但拉拉伸断裂处处均发生在在母材上。两两布一膜接接边附近膜膜布复合强强度过低，造造成此处母母材强度降降低，拉伸伸时发生断断裂，测得得的试件抗抗拉强度低低于对比试试件母材的的强度。从图3、4、5、7接缝试验验结果看出出，用KS胶粘接接接缝的方法法，拉伸时时断裂均发发生在接缝缝附近的母母材上，接接缝的强度度均达到母母材强度的的80%以上。从图1和图66，图2和图8所示的接接缝方法强强度测得的的结果来看看，复合土土工膜施工工时可采用用焊接和粘粘接相结合合的方法。试件中膜与膜膜粘接宽度度5cm，测得0.8MMPa水头压力力下24小时无渗渗漏，渗透透系数为3.5××10-112cm//sec，与母材材基本相同同，说明接接缝止水效效果比较理理想，主要要原因是KS胶无挥发发性溶剂，粘粘接层密实实。2.2.4接缝粘接接施工工艺艺2.2.5KS胶用于PE复合土工工膜与砼、石石、金属之之间的粘接接技术在应应用PE复合土工工膜防渗的的工程中，往往往遇到复复合土工膜膜与砼、石石头、金属属管道等之之间的连接接问题，如如PE复合土工工膜与防渗渗墙的连接接；地下室室、屋面、渠渠道、蓄水水池等砼(包括砖、浆浆砌石等)墙、面板板粘贴PE土工膜及PE复合土工工膜；柱、墩墩、管道穿穿过PE复合土工工膜防渗层层后的连接接密封等问问题。不能能用焊接法法，目前大大都采用砼砼包裹、锚锚固的方法法，施工麻麻烦，止水水效果差。KS胶的研制制成功，为为PE土工膜及PE复合土工工膜与砼、石石、金属管管道等的连连接提供较较理想的方方法，该方方法施工快快捷，节省省费用，效效果好。2.2.5..1主要粘接接形式主要粘接形式式如下图所所示：图9墙体防防渗图10膜与与管道、墩墩等连接图11屋面面防水图12砼伸伸缩缝处理理图13管道道内衬图14PEE膜面粘砂砂加糙2.2.5..2PEE复合土工工膜与砼粘粘结工艺PE复合土工工膜与砼干干湿面粘结结可采用以以下三种施施工工艺：：工艺1：用钢钢刷清除砼砼表面浮浆浆，涂刷打打底料(干面用30%KKS胶甲苯液液或EF胶液打底底；湿面用用EF水泥胶液液打底)，打底液液表干后，用KS胶将PE膜面粘合于砼上。工艺2：用钢钢刷清除砼砼表面的浮浮浆，预先先在PE膜表面涂涂一道KS胶，用EF3225水泥胶液液将涂胶PE膜粘合于于干湿砼面面上。工艺3：预先先在PE膜表面涂涂一道KS胶，边涂涂边撒干净净砂，使表表面粘合一一层砂，用用107胶拌水泥泥或砂浆将将PE膜面粘合合于干湿砼砼面上，也也可以用快快凝水泥砂砂浆快速粘粘合。PE复合土工工膜与砼之之间采用KS胶粘结的的优点是：：由于KS胶中没有有溶剂，粘粘结密封效效果好；并并且KS胶具有较较大的断裂裂伸长率(达到800%以上)，弹性模模量较低，当当砼基层表表面产生裂裂缝时，可可以保护表表面的PE复合土工工膜不被拉拉破。3．PE复合合土工膜粘粘接技术部部分应用工工程实例3.1人工工湖、蓄水水池建造工工程xx世纪游乐乐园人工湖湖，面积4000平米，湖湖深1.2米，基础础为黄色粉粉土和细砂砂，采用一一布一膜型型PE复合土工工膜(膜厚0.5mmm，无防布200gg/m2))整体防渗渗。由于湖湖形复杂，且且湖中有三三个岛屿，湖湖上有两座座曲桥，一一座直桥，桥桥墩及进排排水管均要要穿过PE复合土工工膜防渗层层，采用焊焊接法显然然铺设困难难。本工程程施工中复复合土工膜膜的接边、与与桥墩及管管道连接，均均采用了KS胶粘剂进进行粘接，施施工速度快快，材料无无边角余料料，蓄水后后，防渗效效果理想。与与此施工方方法相似的的还有xxx阳光四季季园人工湖湖、金色港港湾人工湖湖、焦作修修武山区集集雨蓄水池池等建设工工程。3.2浆砌砌石结构防防渗处理工工程xx水电站引引水渠，部部分采用浆浆砌石面板板，砂浆抹抹面防渗。正正常运行水水深4米，渗漏漏严重，危危及到渠道道的安全。采采用KS胶粘剂满满粘PE复合土工工膜(表面砂浆浆保护)的防渗措措施，达到到了预期的的效果。我我省一些山山区建有大大量的浆砌砌石结构蓄蓄水池，由由于渗漏，基基本废弃。焦焦作、巩义义等地部分分蓄水池采采用了PE复合土工工膜及KS胶粘剂粘粘接防渗技技术进行处处理，运行行效果良好好。3.3屋面面防水工程程2000年88月，采用KS胶粘剂满满粘PE复合土工工膜(膜厚0.55mm，无无防布2000g/mm2)法对我所所新建办公公楼约1000平方米的的屋面实施施防水施工工处理。屋屋面上有各各种管道、落落水口等，由由于KS胶粘剂延延伸率可达达10000%以上，当当基层开裂裂时，确保保PE复合土工工膜不被拉拉坏，形成成两道防水水层，上面面有3cmm砂浆保护护。该方法法最大的优优点是接缝缝少，铺设设快，防渗渗效果好，经经三年的运运行无渗漏漏。3.4地下下室防水工工程某省水利厅11#、2#两栋小高高层住宅楼楼地下室采采用KS胶粘剂粘粘接PE复合土工工膜(膜厚0.5mmm，无防布200gg/m2))方案进行行防水处理理。楼为桩桩基筏板基基础，基坑坑深度5米，设有590根桩，施施工条件复复杂，其中中PE复合土工工膜与桩头头连接是防防渗技术关关键之一。我我们采用“V”槽KS胶连接并并灌注密封封法处理。地地下室外墙墙面复杂，每每栋楼都有有50余根过墙墙管，分两两期防水施施工。通过过运行，无无任何渗漏漏，防水效效果理想。该该方法的优优点是施工工快，接缝缝少，在防防水层上施施工及基坑坑回填土时时，无纺布布保护着PE膜防水层层，确保防防水质量。该该方法已在在该省中医医学院家属属楼地下室室防水及偃偃师市居民民住宅地下下室防水工工程中推广广应用。3.5其它它方面PE复合土工工膜及KS胶粘接技技术还用于于倒虹吸砼砼接口处理理、渠道砼砼伸缩缝的的处理、金金属管道防防腐衬砌处处理、工业业酸碱池防防腐处理等等方面，均均取得了成成功。4结语4.1PEE复合土工工膜施工时时，接缝可可采用KS胶粘接或或膜间焊接接和膜布间间、布布间间胶粘结相相结合的两种快速施工工方法。后后者方法膜膜布间的粘粘结，弥补补了膜焊接接可能存在在的渗漏缺缺陷，提高高了接缝强强度和抗渗渗能力，确确保了施工工质量。KS胶粘接成成本低于复复合土工膜膜应用成本本的5%，但使用KS胶粘接，复复合土工膜膜可以任意意拼接，既既保证复杂杂结构的铺铺设要求，节节省了材料料，又降低低了应用成成本。4.2KSS胶粘剂的的研制解决决了PE复合土工工膜与砼、金金属等之间间的粘结技技术问题。当PE复合土工膜与建筑物砼连接时，胶粘法比锚固法，施工简便，造价低，止水效果更好。用KS胶及EF325胶液可将PE复合土工膜粘附于干、潮湿砼、浆砌石等基面上，提高其防渗能力。另外KS胶及HN-2胶相配合适用于PE复合土工膜与PVC复合土工膜之间的胶接。4.3KSS胶粘剂为为非极性材材料，不被被水解，耐耐酸碱腐蚀蚀，浸泡后后对水质无无污染。4.4PEE复合土工工膜施工中中现场快