装配式地铁车站结构接缝防水关键技术研究与应用

装配式地铁车站结构的接缝防水性能一直备受行业的关注,针对装配式车站的结构构造、构件制作及施工工艺等特点,对与接缝防水性能高度相关的“接缝张开量”和“密封垫错位量”两个关键参数的主要影响因素和控制指标进行分析,结合密封垫防水性能试验研究及实际工程应用监测结果,充分论证接头接缝“两垫+一注+一嵌”多道防线的关键技术。双道密封垫以三元乙丙橡胶(EPDM)弹性密封垫作为主防水,复合遇水膨胀橡胶作为加强防水,形成复合式多孔多槽形密封垫,密封垫为接缝防水主要防线,注浆和嵌缝为辅助防线。研究和实际应用表明,装配式车站结构的接缝防水,不仅在防水构造措施方面与盾构隧道不同,而且在各项控制标准方面也存在较大差异,张开量10 mm、错位量5 mm是装配式车站结构接缝防水性能控制的合理指标;单道防水密封垫,在张开量10 mm、错位量5 mm的情况下,能抵抗水压力1.0 MPa,满足埋深30 m车站结构抵抗2~3倍水头压力的性能要求,并在使用100年后,仍存在约67%的残余应力值,具有长期耐水压性能;双道防水密封垫,较单道密封垫防水性能提高有限,提高率在20%~30%之间,但在衬砌外道密封垫出现局部漏水时,双道密封垫的优势显著;从接缝合理张拉锁紧荷载的角度考虑,三元乙丙橡胶密封垫的硬度需要较常规盾构隧道密封垫降低5 SHA,即采用60 SHA,其单位长度完全压缩荷载指标不大于40 kN/m。目前已建和在建车站工程,实测结构接缝最大张开量和表面最大错台量均满足接缝防水性能控制标准的要求,在未设置外包防水层的情况下,接缝无渗漏水现象发生。

超深埋大直径盾构法调蓄隧道的防水设计

针对上海苏州河段超深埋、衬砌需承受内外水压的大直径盾构法调蓄隧道,论述了管片接缝防水设计的思路,其包含接缝密封垫的防水指标要求、双道密封垫的设置原因、衬砌变形缝防水、螺孔防水、嵌缝及手孔封堵等内容,并重点介绍了密封垫的材质、断面构造形式、锚固式密封垫的应用情况以及密封垫的水压试验结果。

高水压盾构隧道新型管片接缝密封性试验研究

针对高水压盾构隧道新型管片接缝的密封性能,通过遇水膨胀橡胶密封垫水密性试验和耐久性试验,研究了管片接缝的防水性能,并获得了反映遇水膨胀橡胶密封垫防水性能和耐久性能的关键参数,以期为同类型隧道在轨道交通中的应用和推广提供技术支持。结果显示,对于遇水膨胀橡胶密封垫水密性试验,在双缝张开量3 mm、错缝2 mm工况下,水密性试验全部满足设计水压值0.8 MPa,且极限压力分别为1.5 MPa、1.5 MPa和1.0 MPa,有较大的安全储备;对于遇水膨胀橡胶密封垫耐久性水密试验,在双缝张开量3 mm、错缝2 mm工况下,有两组试验达到设计水压,极限压力分别为1.4 MPa和1.3 MPa,老化后的极限承压能力略有下降。

硅橡胶密封垫的应力弛豫特性

利用材料的应力与应变的映射关系设计了适合密封垫层材料应力弛豫性能测试的实验装置。硅橡胶中加入白碳黑不仅可以使硅橡胶增强 ,且具有良好的应力弛豫性能 ,实验表明 :初期应力弛豫性能有较快下降的趋势 ,然后趋于一个较稳定的值 ,反映出硅橡胶的应力随时间的变化与滞弹性体应力弛豫的普遍规律一致。

汽车发动机密封用丁腈橡胶涂料的研制

介绍了汽车发动机密封用丁腈橡胶涂料的制备方法，讨论了溶剂、填料、酚醛树脂、硫化剂及其他助剂的选用对涂层性能的影响，得出了丁腈橡胶涂料最佳配方：丁腈橡胶N41100份，酚醛树脂240250～55份，炭黑N33030份，氧化锌5份，硫磺1-3份，促进剂CZ0．5～2份，促进剂DM0．5～1．5份，DOP5份，防老剂RD2份，醋酸乙酯200．270份，丁酮30。100份。讨论了不同的底涂剂对涂层的影响，结果表明：Chemlok205对丁腈橡胶与金属板材粘接效果最佳。采用辊涂的方式对丁腈涂料进行施工，硫化温度150℃，硫化时间为1h。在此条件下生产的丁腈橡胶涂料垫片，可满足汽车发动机的工况要求。

丁腈与顺丁并用胶在金属密封垫片的应用研究

中高丙烯腈丁腈橡胶(NBR)具有较好的耐油和耐热性能,NBR的耐寒性、耐磨性不好,而顺丁橡胶(BR)的耐低温性、弹性、耐磨耗性能优异,但耐油性较差,因此,探讨丁腈与顺丁橡胶不同并用比对其用作金属密封材料的物理机械性能和耐热耐低温耐油性能的影响。实验结果表明:当NBR与BR的并用质量比在85/15～90/10之间,并配合一定量的增塑剂,其综合性能比单用丁腈和单用顺丁橡胶好,大大改善了丁腈的耐低温性能,胶料的脆性温度可达-50℃以下,同时也降低了成本。

盾构法联络通道密封垫设计及防水试验研究

为探究适合盾构法联络通道工程的密封垫断面形式,以宁波市轨道交通3号线第1条盾构法联络通道为工程背景,针对遇水膨胀橡胶设计阴阳凹凸、圆形孔洞、梳形、矩形等4类断面。对各断面形式进行可行性分析,选取阴阳凹凸断面与矩形断面作为初选方案。利用Abaqus/Explicit计算模块对2种断面的接触应力进行有限元分析,通过设计"一"字缝耐水压力试验,验证数值模拟中接触应力较大的矩形断面的防水能力。研究表明:1)数值模拟结果显示,接触面最大接触应力与平均接触应力均随着张开量的增加而减小;同等张开量与错台量下,在压缩与膨胀2个阶段中,矩形断面的接触应力均大于阴阳凹凸断面,因此选取矩形断面作为备选方案。2)"一"字缝耐水压力试验结果表明,矩形断面密封垫保压48 h后耐水压力明显提升,且张开量越大耐水压力提升幅度越大。3)综合数值模拟与试验结果可知,该矩形断面密封垫满足0.6 MPa的防水要求。

不同错台量对复合型密封垫影响及长期防水预测

为研究盾构隧道管片接缝不同错台量对复合型密封垫防水性能的影响,从复合型密封垫遇水膨胀橡胶块二次防水效应出发,在不同错台量条件下分别从密封垫-密封垫接触面和密封垫-密封槽接触面2个方面分析复合型密封垫防水渐进失效机制,同时基于阿累尼乌斯方程的"P-T-t"三元模型对复合型密封垫长期防水性能进行预测。研究结果表明:1)复合型密封垫遇水膨胀橡胶块发生膨胀作用,能够有效增加密封垫间接触面应力,并且密封垫渗漏处主要出现在密封垫与密封垫接触面上;2)对于密封垫与密封槽接触面防水能力,随着接缝错台量的增大,对遇水膨胀橡胶块膨胀作用的影响显著;3)管片接缝间的张开量和错台量对复合型密封垫的长期防水性能影响显著,并且复合型密封垫长期防水性能随着老化时间先急剧下降后达到平稳状态。

盾构隧道管片接缝复合型密封垫选型设计研究

为研究盾构隧道管片接缝复合型密封垫中遇水膨胀橡胶块对其防水性能的影响,从复合型密封垫遇水膨胀橡胶块二次防水效应出发,提出基于遇水膨胀橡胶块几何尺寸及截面形式的复合型密封垫选型设计方法。利用该选型方法对中孔通用型复合密封垫进行数值选型分析,采用ABAQUS网格间求解变换技术,研究不同遇水膨胀橡胶块截面类型和尺寸对复合型密封垫防水性能的影响,得到复合型密封垫防水性能和压缩性能的变化特征,确定原复合型密封垫的最优化选型结果。结果表明:1)考虑遇水膨胀橡胶的防水性能后,复合型密封垫的二次防水性能有所提高;2)与六边形截面形式的遇水膨胀橡胶块相比,梯形截面形式的遇水膨胀橡胶块能够大幅提升中孔复合型密封垫的防水性能;3)复合型密封垫的压缩量与压缩力的关系呈现出阶段性变化特征,变形较小时表现为线性关系,随着变形逐步增大逐渐过渡为非线性关系。

硫化体系对丁腈与丙烯酸酯并用胶用作金属密封垫片性能的影响

分别研究了皂/硫磺、硫磺/DCP/促进剂、3#硫化剂/硫磺/促进剂3种硫化体系用于硫化金属密封垫片的丁腈(NBR)与丙烯酸酯(ACM)并用胶时,硫化体系及硫化剂用量对涂层表观性能、力学性能、耐热老化性能、耐液体性能的影响。结果表明:3#硫化剂/硫磺/促进剂硫化体系硫化的NBR/ACM并用胶的综合性能优于皂/硫磺和硫磺/DCP/促进剂硫化体系,当3#硫化剂用量为5 g时,NBR/ACM并用胶具有较好的机械性能、耐热空气老化性能和耐液体性能。

发泡丁腈橡胶-金属复合垫片的发泡体系

采用液态施工法与自由发泡工艺制备了发泡丁腈橡胶-金属复合垫片，基于差热分析探讨了不同发泡剂（AC，OBSH，H，NaHCO3，AK-12，AK-400）作用下丁腈橡胶的发泡效果，并研究了不同用量的发泡剂AC对涂层性能的影响。结果表明，发泡剂的起始分解温度和突发性对涂层泡孔结构的影响较大，发泡剂AC的起始分解温度和突发性与胶料的硫化匹配得较好；草酸能有效地降低发泡剂NaHCO，的分解温度，硼砂能降低发泡剂H的分解温度；发泡剂AC、OBSH及H的分散性较好，而NaHCO3、AK-400及AK-12较差。在发泡剂AC用量为6—8份（质量）时涂层的泡孔为闭孔结构，发泡倍率较高，泡孔密度较大，力学性能优良，适合作为密封材料使用。

密封条件对压汞仪分析测试的影响

在压汞仪样品室的密封中用硅橡胶垫片取代传统的真空油脂，考察了这两种密封法对压汞仪低压注汞时抽真空时间、空样品池注汞质量和对多孔SiO2标准样品测试结果的影响。研究显示，用硅橡胶垫片密封不仅不影响样品的测试速度和测量准确度，而且具有操作简便、能重复使用、不污染样品等优点。另外，由于硅橡胶垫片的厚度和直径可控，每次注入的汞质量相对稳定，有利于提高样品体积、孔隙率、表观密度和真密度的测量准确度和精度。

导电橡胶在电子设备密封设计中的应用

主要研究导电橡胶在电子设备密封设计中的选型、设计沟槽、计算压力和安装方式等。简要介绍了垫片密封的密封形式,阐述了橡胶垫片密封原理以及不同压缩量对密封性能的影响,说明了导电橡胶的种类、特点和应用范围,提出了导电橡胶安装时的注意事项。通过实例详细说明了在实际设计中如何选择导电橡胶、计算导电橡胶的换算弹性模量及应力,并设计结构件密封沟槽尺寸和螺钉直径、数量以产生足够压力保证的导电橡胶压缩量,实现密封。通过实验验证该设计方法是科学、有效的。

金属覆胶复合密封材料及其发展和应用

详细阐述了金属覆胶复合材料的基本结构、制备工艺和技术关键,对其主要性能及表征方法进行了较系统的分析,表明金属覆胶复合材料将是未来机动车密封和减震的主要材料。最后介绍了金属覆胶复合材料的应用和发展情况。

洒水喷头密封元件应用探讨

对目前市场上常用的洒水喷头密封元件的性能作了分析探讨,阐述了国外认证机构对O型橡胶密封圈洒水喷头试验结果。对国内生产的O型橡胶密封圈洒水喷头和弹性密封垫片洒水喷头分别进行了静态动作温度试验、功能试验,发现试验结果不能满足国际、国内相关标准要求,提出了O型橡胶密封圈作密封元件的洒水喷头存在技术缺陷和安全隐患。

纤维增强软木橡胶密封材料的研制

本文介绍了以黄麻短纤维增强软木橡胶密封材料的制备工艺、组成及其基本性能,结果表明该材料已达到国外同类产品的水平,可替代进口应用于耐热、耐油、耐水抗老化等场合,是一种理想的非石棉耐油密封材料。

深埋输水隧道防水设计

介绍了上海市青草沙水源地原水工程深埋输水盾构法隧道的防水设计原则、防水技术要求、防水技术措施和施工工艺,对输水隧道管片接缝设置双道弹性橡胶密封垫以及手孔封堵的设计进行了深入探讨。

上海地铁6号线区间防水技术浅析

分析了装配式盾构隧道的渗漏水机理,从地铁区间的防水技术要求出发,论述了上海地铁6号线盾构区间的防水设计,着重分析了6号线盾构区间接缝防水的特点,并以实际施工完成后的防水效果验证了此设计的合理性。

《盾构法隧道管片用橡胶密封垫》标准解读

介绍了编制《盾构法隧道管片用橡胶密封垫》国家标准的背景以及标准制定的原则;对该标准的主要内容,包括范围、分类、物理性能要求、试验方法等进行了较详细的说明。

液相色谱-串联质谱法测定食品接触橡胶密封垫圈中7种抗氧化剂

采用液相色谱-串联质谱技术建立了食品接触橡胶密封垫圈中7种抗氧化剂(抗氧化剂ZKF、抗氧化剂259、抗氧化剂1035、抗氧化剂425、抗氧化剂2246、抗氧化剂1520、抗氧化剂565)的同时检测方法。样品经甲醇微波提取,Acquity UPLC BEH C_(18)(100 mm×2.1 mm,1.7μm)色谱柱分离,以乙腈-乙酸铵水溶液(5 mmol/L)为流动相进行梯度洗脱,在正、负离子模式下测定。结果显示,7种抗氧化剂在0.01~0.5 mg/L质量浓度范围内线性良好,相关系数(r^(2))均大于0.999。方法检出限(MLOD)为0.005~0.125 mg/kg,方法定量下限(MLOQ)为0.02~0.40 mg/kg,平均加标回收率为73.1%~120%,相对标准偏差(RSD,n=6)为0.70%~9.3%。该方法前处理简单,15 min内可同时完成7种抗氧化剂的检测,且检出限较低,可满足食品接触橡胶材料及制品中抗氧化剂的检测需要。