聚乙烯泡沫塑料;是以树脂为基料,加入少量的发泡剂、催化剂、稳定剂以及其它辅助材料,经加热发泡而成的一种轻质、保温、隔热、吸声、防震材料翻。泡沫塑料根据基料聚合物分为很多类型,主要有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚氨酯泡沫塑料等。泡沫塑料按其泡孔结构可分为闭孔、开孔和网状泡沫塑料3类。闭孔泡沫塑料可作为防震材料和衬垫材料。
机场混凝土道面胀缝应选用聚乙烯闭孔泡沫塑料。泡沫塑料按表观密度可分为低发泡、中发泡和高发泡泡沫塑料,其中前者表观密度大于100kg/m3,后者表观密度小于50kg/m3,中发泡泡沫塑料表观密度则介于两者之间。机场混凝土道面胀缝应选用中发泡或低发泡泡沫塑料。泡沫塑料的物理力学性能取决于基料聚合物的性能、配方、泡沫密度、泡体结构、泡孔形状和大小,以及形成条件等因素。胀缝材料应选用低发泡聚乙烯闭孔泡沫塑料,低发泡高压聚乙烯闭孔泡沫塑料为理想的胀缝材料。
聚乙烯(PE)闭孔泡沫塑料,以聚乙烯为主要原料,加入交联剂、发泡剂、稳定剂等加工而成网。基料聚乙烯由于是由比较稳定的C—C和C—H键相结合,故有良好的化学稳定性,在一般情况下,可耐酸、碱和盐类水溶液作用。目前,独立气泡型的低发泡聚乙烯泡沫塑料作为一种新型发泡材料,应用领域不断扩大,其密度低、韧性好、耐老化、富有弹性且化学稳定性好,在建筑及民用领域得到广泛应用。在建筑工程中主要用作保温、隔热、吸声和防震材料,同时可用作与各种建筑结构嵌缝密封胶配合使用的衬垫材料等 目前已用于机场道面工程的胀缝材料有聚乙烯泡沫塑料类板材、聚氯乙烯泡沫塑料类板材、海绵橡胶、油浸木板等。由于机场道面处在复杂的自然环境中,胀缝材料的选用向高性能方向发展,泡沫塑料和海绵橡胶类材料将取代油浸木板。随着我国节能降耗工作的深入开展,这一趋势将日益明显。
以前,我国机场道面胀缝材料大多采用油浸木板,即用稀释沥青浸渍杉木或松木板。用油浸木板虽然能对道面的温度变形提供一定的膨胀空间,但由于木板受压缩后回弹能力低,因而可能出现:当道面板高温膨胀时,胀缝板被压缩、挤坏甚至脱落;当道面板低温收缩时,雨水、雪水渗入道面板下基层和土基中,造成道面板冻胀、不均匀沉陷等病害。更为严重的是若砂石等杂物进入已裂开的胀缝缝隙中,当道面板再度膨胀时,胀缝板已不能提供足够的膨胀空间,导致道面板在胀缝处产生挤压破坏,表现为在胀缝处产生啃边、掉块、错台、拱起或碎裂等。这些道面板损坏现象在多数机场都能看到。
另外,稀释沥青浸渍杉木或松木板,一般由于浸渍不完全,木板易吸水而腐烂,也会导致胀缝板的损坏。胀缝板损坏使道面平整度变差,飞机起飞着陆时产生严重颠簸,危及飞行安全。前几年,也有个别施工单位采用无回弹能力的PVC泡沫板作胀缝板使用,道面板膨胀压缩一次循环后,PVC泡沫板即产生很大残余变形,失去填缝作用,效果更差。
最近几年,我国一些生产厂家引进国外技术,开发了闭孔聚乙烯泡沫塑料板作为胀缝板使用,主要用于水工混凝土工程,部分民用机场道面工程也开始应用这种材料,使用效果较以往有很大提高,但由于没有统一的技术标准和检验方法,设计和施工单位在材料的选择和使用上仍存在较大随意性。因此,选用较好的胀缝材料,制订统一的胀缝材料设计与施工技术要求,对提高道面整体质量,满足道面使用要求,保证飞行安全,延长使用寿命,具有重要现实意义。
提出机场道面胀缝材料应满足以下技术要求:
(1)压缩性,反映胀缝材料的抗压缩变形能力。当道面板受热膨胀,胀缝变窄时,胀缝材料能被压缩,且压缩应力适中。压缩应力太小,说明材料过软,胀缝处易被砂、石杂物嵌入;压缩应力太大,则变形能力小,影响道面板的自由变形。所以要求压缩应力在0.35~10.35 MPa。
(2)回弹性,反映胀缝材料压缩后的弹性恢复能力。当道面板收缩,胀缝重新变宽时,胀缝材料应能恢复且与混凝土壁紧贴,以保证胀缝板能持续封填胀缝,防止杂物进入。所以要求弹性恢复率大于90%。
(3)挤凸性,反映胀缝板在一定压应力作用下的抗挤出能力。挤凸过大,影响道面表面的平坦度,危及飞行安全。因此,要求胀缝材料挤凸量不应超过5 mm。
(4)耐水性,用胀缝材料吸水率表示。吸水率小,在一定程度上能阻止水分在接缝处下渗,因此,要求吸水率不超过5%。另外,胀缝材料应有较好的耐久性,在多种自然因素作用下,能承受反复的压缩循环,而不致产生较大的残余变形,能在较长时间内保持良好的使用功效。