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水工建筑止水系统,止水铜片作为保障水工建筑的使用寿命以及防范的基石,是一种非常重要的存在。因此,为保障其系数以及使用年限,要求较高的水工建筑必然需要选用好的止水材料。而目前,市面上的止水材料种类很多,包含铜止水、橡胶止水、钢板止水、止水涂料等,止水涂料多用于屋面防水,而止水铜板、橡胶止水、钢板止水则多用于水工项目,如大型游泳池、发电站、止水大坝等。而大型的水工项目的必选材料定是止水铜片,并且以此为主要的止水材料,有时可用其他止水材料或调料作为辅助材料。那为何选用止水铜片,大型水工项目采用铜片止水的优势有以下几点: 1.止水铜板的抗腐蚀能力 止水铜片是由铜含量大于等于99.9%的优质纯铜压制而成,而铜暴露在空气中,它的表面可以形成一层氧化保护膜,安装固定于水工项目中,与氧气接触减少,氧化物在水中不易参与其他酸碱反应,因此大大增加了起防腐效果。 2.止水铜板不仅可以止水,还可以抗拉防震 因为 标准T2M止水铜片的抗拉强度大于等于205MPa(软化退火态铜止水抗拉强度要求大于等于195MPa),将止水铜片安装固定在建筑体中,与混凝土形成强烈的咬合,不可分割。在建筑体面临强烈震动的时候,止水铜片便可起到抗震防裂的效果。而若是采用其他止水材料,如橡胶止水,橡胶制品易老化开裂,而钢板本身的韧性不够,易断裂。所以止水铜片才是大型的水工建筑的 止水材料。
止水铜片橫缝用于将坝体分为若干个独立的坝段,止水铜片其作用是:减少温度应力、适应地基不均匀变形和满足施工要求,混凝土筑能力及温度控制等。横缝间距(即坝段宽度)一般为12-20米,也有用到24米的,主要取决于地基特性、河谷地形、温度变化、结构布置和筑能力等。 作成竖直平面,不设键槽,缝内不灌浆,以便使各坝段独立工作。根据地基及温度变化情况,一般在坝段间预留1-2cm缝,如基岩良好,也可不留间隙,缝面不凿毛,冬季坝体收时,横缝张开,夏季横缝挤紧,产生一定的压应力。横缝内需设止水。 《混凝土重力坝设计规范》(sdj21-78)规定:应采用两道止水,中间设沥青井;对于中低、坝可适当简化。金属止水一般采用不着10-1.6mm厚度的紫铜片,做成可伸缩的" "形,每侧埋入混凝土的长度一般为20~25cm。 道止水至上游坝面的距离应有利于改善该部位的应力,一般为1~2m,缝间巾沥青油毡。中坝的第三者一道止水应为铜片,其第二道或低坝的止水铜板在气候温和地区可用塑料,在寒冷地区可用橡胶。止水片的接长和安装要注意保证施工质量。沥青呈方形或圆形,其一侧可用混凝土预制块,预制块长1~1.5m,厚5~10cm。方形沥青井的尺寸常用20*20cm至30*30cm。井内灌注的填料由1号或3号 石油沥青、水泥和石棉组成。井内设加热设备(通常采用电加热的方法,将钢筋埋入井内,并以绝缘体固定),在井底设沥青排出管,以便排出老化的沥青,重填新料。 止水片及沥青并应伸入基岩约30~50cm。对于非溢流坝段和横缝设在闸墩中间的溢流坝段,止水片必须延伸到 水位以上,沥青井则需直到坝顶。 在横向联合缝止水之后,宜设排水井。必要时还可设检查井,井的断面尺寸一般为1.2m*0.8m,井内设爬梯和休息平台,并与检查廊道相连通。 对设在溢流孔中间的横缝、非溢流坝段下游 水位以下的缝隙间和穿越横缝的廊道及孔洞周边均需设止水片。
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市面上除了止水铜片、不锈钢止水,止水铜片还有橡胶止水以及PVC止水,而我们知道,橡胶止水以及PVC止水比较容易老化变脆。而止水铜片与不锈钢止水片相比,止水铜片价格昂贵,施工中容易损坏,同时现场接头焊接工艺复杂。尽管如此,由于强度高,抗水压力、抗绕渗能力强,并且抗腐蚀能力强,在高坝中仍倾向于采用止水铜片。不锈钢止水带虽然伸长率与铜止水带相当,但由于刚性相对铜止水带较大,当发生位移是混凝土中将承受较大的应力,同时不锈钢止水带的焊接工艺比较复杂,故一般常用于需要与预埋钢构件连接的止水部位。各种止水材料性能差异很大,各有利弊。三元乙丙橡胶抗老化性能好,但强度低;天然橡胶强度较高,但抗老化特性是抗紫外线照射性能较差。铜止水带、不锈钢止水带强度很高,但延伸率与橡胶、塑料相比相差很大。另外,橡胶止水带和塑料止水带的抗疲劳破坏能力远高于铜止水。因此,采用不同材质的止水带构造多道止水时,止水结构的可靠性较高。水工项目中,在止水铜片铜鼻子内填塞柔性材料是必不可少的步骤。若铜鼻子内未填或者直接是用混凝土等填满,由于混凝土硬度非常高,铜鼻子的作用是在建筑坝体发生位移的时候,依靠填充物的弹性降低震动、位移等对整个建筑物的影响。因此,在选择铜鼻子填充物的时候,选用弹性较好的柔性材料便可,并且,由于止水铜片使用期限长,填充物也需要选用保质时间较长的才行。