李莹　王振清　刘海燕

摘 要：本文经过聚丙烯焊缝试验研讨分析，探索一种地下粮仓防水聚丙烯塑料板焊接方法和焊接施工工艺，提出了聚丙烯塑料板作为防水层的焊接方法和焊接流程，为聚丙烯塑料用于内衬防水工程中提供方法和思路，同时为地下粮仓防水防潮等难题提供新的解决途径。

关键词：防水材料;聚丙烯焊缝;地下粮仓防水;焊接施工工艺

中图分类号：TU57文献标识码：A文章编号：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艺

1.1 地下沥青卷材施工工艺

地下沥青卷材施工中平面卷材工艺的铺贴流程为：放线→砌筑保护墙→抹找平层→养护→喷涂冷底子油→铺贴油毡层→铺第一层立墙油毡→铺设第一层平面油毡（分层先立面后平面）→抹保护层;立面卷材工艺的铺贴流程为：拆除保护墙→结构面抹找平层→养护→喷涂冷底子油→接铺阴阳角处附加层→铺油毡（按设计分层铺设）→砌筑保护墙（层）[1]。

在实际施工过程中，该工艺要求严格，不仅要求所需材料达到一定规范性，而且对施工的各个细节要求比较严格。施工过程中，若不慎将湿气封在防水层内，遇热后气体将会使防水层起鼓，导致防水层不平整;卷材接槎处先后施工的接槎卷材有破损，铺粘不严而漏水。而且沥青在卫生环保上存在问题，不适合作为粮仓工程内衬防水材料。

1.2 地下改性沥青油毡（SBS）防水施工工艺

地下改性沥青油毡（SBS）的防水施工工艺流程为：清理基层→涂刷处理剂→铺贴附加层→铺贴卷材→热熔封边→铺设保护层。首先，将改性沥青油毡防水卷材按照铺贴长度进行裁剪后卷起备用，再用直径为30 mm的管穿入已卷好卷材的中心，将卷材的起始端点与开始铺的起点对齐，然后点燃专用的火焰喷枪，对基层与卷材交接部位进行集中加热，加热的同时将喷枪与加热部位保持300 mm左右的距离，往返喷烤至卷材的沥青恰好熔化，手扶管心两端向前缓慢滚动铺设，务必做到均匀用力、无空气滞留，同时控制合理的铺设压边宽度。满贴法的搭接宽度为80 mm，条粘法的搭接宽度为100 mm[2]，热熔封边。

但是该工艺在施工中经常面临以下问题：卷材铺贴的基层潮湿，不够干燥;由于不平整、不洁净等问题引起基层与卷材间产生窝气、空鼓;铺设时气体没有完全排出，也会使卷材之间产生空鼓现象;清理不彻底、裁剪的卷材形状与墙根部无法完全贴合、压边不实等会引起粘贴效果不佳;转角、管根、变形缝处不易操作而渗漏等情况。

1.3 地下聚氨酯防水涂料冷作工艺

地下聚氨酯防水涂料冷作工艺的流程为：清理基层→涂刷底胶→涂抹防水层→作保护层。此方法对材料要求相对严苛，将聚氨酯按甲料、乙料和二甲苯以（重量比）1∶1.5∶0.3的比例进行混合配制，再用电动搅拌器强制搅拌3～5 min，至充分拌和均匀即可[3]。混合料不可长时间放置，2 h内使用完毕。其中涂抹防水层施工需要涂刮三道涂膜，这增加了施工的环节和难度。

2 地下粮仓建设意义与聚丙烯防水材料的选择

本文基于粮食战略安全考虑，提升我国粮食储存品质，减少耕地使用面积，研究开发利用地下生态储粮仓及密切相关的工艺技术，在准低温生态储粮的同时，实现节地、低耗与减少储粮的药剂污染，有助于解决绿色生态低碳储粮中出现的防水防潮问题。地下特殊环境形成的低温、低氧、低湿环境可以替代环流熏蒸，既可保证粮食品质，满足人民日益增长的美好生活的食品需要，同时，可以延长粮食储备周期，减少储备轮换次数和粮食在流通过程中的损耗等。

地下粮仓防水的做法不止一种。根据之前专家学者的研究，建议推广采用钢板与混凝土组合结构作为地下粮仓的结构层，但受地下水的影响，钢板较易腐蚀，耐久性相对较差，因此本文探索新型环保防水材料具有重大的意义。通过查阅相关文献及调研，发现聚丙烯塑料具有良好的防水性、密封性，塑料板之间通过焊接可实现完全密闭的环境，不会发生渗水、漏水的情况。另外，聚丙烯的结晶度高，结构规整，具有良好的力学性能，其强度和硬度、弹性都比较好。聚丙烯材料以其自身优势作为内衬防水层，相信将来在防水工程中可以得到较好的应用和推广。

3 聚丙烯塑料热焊接研究

传统防水材料连接方式通常有搭接、粘接、焊接等。目前，由于聚丙烯塑料管道作为新型建筑材料取代镀锌铁管的来势快，幅度大，涉及的点多面广，因此，加强对塑料管道热熔技术的研究至关重要[4]。热焊接包括热气焊、热压焊、挤塑焊、加热工具焊和红外辐射焊等。其中塑料热气焊利用热气流来提升待焊接面和焊条的温度，使焊条与母体熔合而达到焊接目的[5]。

本文对各种塑料焊接技术的经济性、耐久性、施工复杂程度进行综合考虑，并考虑地下粮仓的实际情况，最后选择热气体焊接法中的热风焊接对试验试件进行焊接。热风焊因具有良好的经济性、施工简单、设备轻便等优点，适合在地下粮仓这一相对狭小的空间范围内进行施工，同时采用热风焊的焊缝力学性能较强，满足地下粮仓的使用需求。

4 聚丙烯塑料焊接闭水试验

4.1 试验目的

考虑到地下粮仓的真实受力情况，对板厚为5、8、10mm，焊缝形式为坡口焊缝、焊接盖板的坡口焊缝、胶粘剂粘贴并焊接盖板的坡口焊缝的聚丙烯塑料试件进行水压试验。通过对焊缝区域的应变情况进行监测和记录，得到焊缝可以抵抗的水压强度，进而通过分析计算得到焊接强度与板厚、焊缝形式之间的关系。聚丙烯焊缝试验如图1所示，笔者采用500 mm×250 mm的聚丙烯塑料板制作试验所需的焊缝试件。坡口焊缝宽度为20 mm，满焊。盖板厚度与底部塑料板相同，宽度为100 mm。脚焊缝满焊。

4.2 试验装置及试验过程

聚丙烯焊缝试件的水压加载装置是型号为PDY-251A的冷热水自动自吸泵。该水泵的最高扬程为32 m，最高吸程是9 m，同步转速为3 000 r/min。试验加载前，通过调整压力开关将水泵的扬程和吸程调整至合适的区间。在加载过程中，通过水泵配套的水压表对实时水压大小进行读取。

本次试验共18个试件，即每种板厚采用三种焊缝形式，且每组试验设置对照组。试验结果显示，18个试件中3个试件未被破坏，12个试件在焊缝处发生破坏，3个试件在塑料板处发生断裂。在焊缝破坏的12个试件中，x表示焊缝在坡口焊条处破坏，y、z表示在角焊缝焊条处破坏。具体破坏形态如表1所示。

由试验可以得出，第三种的胶粘剂粘贴并焊接盖板的坡口焊缝形式抵抗水压较大，而且受力性能稳定，工艺要求操作简便，可以用在地下粮仓聚丙烯塑料板防水施工中。

5 聚丙烯塑料熱焊接用于地下粮仓的施工工艺

由于地下圆形粮仓表面为曲面，不利于直接铺设大尺寸塑料板，所以应提前将塑料板分块，且每块塑料板之间需要焊接良好才能实现预期的防水要求。

进行塑料板焊接工作前，首先将聚丙烯塑料板利用粘接剂（双组份硅酮结构胶）粘接固定在混凝土基层上。具体流程：将双组份硅酮结构胶中的结构胶与固化剂按照重量配合比11∶1进行均匀搅拌，将混凝土表面粘接区域清理干净后进行涂抹，然后用施胶工具使胶水均匀平整地布满整个粘接区域，控制施胶厚度为1 mm。施胶工作结束后，立即在施胶区域覆盖聚丙烯塑料板。塑料板与混凝土粘接后，在塑料板上施加适当压力使二者紧密贴合。双组份硅酮结构胶完全固化（一般为3～5 d）后，再进行塑料板的焊接工作。

5.1 施工准备材料要求

塑料板材料为PP（聚丙烯），厚度为10 mm，表面光滑平整，应有出厂证明。焊条材料为PP（聚丙烯），直径为1～5 mm，粗细均匀，连接完整，不得出现断裂、开裂等情况，应有出厂证明。主要焊接机具为手持式热风焊枪、挤出式塑料焊枪、卷尺、记号笔、切割机、打磨机、电锯等。

5.2 施工作业条件要求

通往地下仓仓底的梯子应提前搭设完成，梯子可根据工程需要简易焊接，也可购买专业的施工梯;焊制简易梯需要保证焊接质量，购买的工程梯需要有相关的质量许可证明;工人下仓施工时需要系安全绳、戴绝缘隔热手套。相关安全设施应有质量检测证明;仓底应找平、清理，不得有钢筋头、线头、碎石砖块等突出物;仓底应配有氧气检测设备和通风设备，相关设备应有出厂证明和质量检测证明。

5.3 操作工艺流程

操作工艺流程为：仓底找平、清理→焊接底板→加工、打磨塑料底板→打磨塑料盖板→焊接盖板→完成施工。

5.4 使用手持式热风焊枪的施工要求

通电后，应先将焊枪进行预热。如图2所示，将需要焊接的PP塑料板沿焊接边缘切45°角，焊口宽度不小于20 mm，需要保证塑料板平整，切口平整，便于焊接。先用一条焊条将待焊的两块板预焊接，保证两块板完整连接在一起，不会移动;然后再用焊枪逐条将焊条焊入切口，直至填满为止，如图3所示。焊接完成后2 min内修整焊缝，保证填入的焊条与塑料板齐平;在已经焊好的塑料板上再焊上一块盖板，盖板宽度不小于200 mm，焊接方式采用角焊，用焊枪逐条将焊条焊入90°焊角，焊满为止。

5.5 焊缝施工操作要求

聚丙烯塑料板的规格、型号等必须符合设计要求和现行标准的规定。粘接过程中要使聚丙烯与混凝土二者紧密贴合，可用负重物压实。焊缝需要平整、密实、宽窄一致，不得出现渗水、漏水等情况。聚丙烯塑料连接处焊接完成后，焊枪不可放置在塑料焊缝处，以避免高温影响焊缝质量。在焊缝完全冷却之前，人员不可在焊缝处踩踏。焊接完成后，应注意通风，使焊缝更快冷却。

6 结论

通过研究，得出了一种聚丙烯盖板焊接的方法和工序流程，可以满足工程防水要求。相信聚丙烯塑料热焊接的应用将为今后地下粮仓防水工程施工和其他防水工程具有较大的指导意义和借鉴价值。

参考文献：

[1]牛绍卿，师伟娜.浅谈地下工程改性沥青防水卷材施工工艺[J].土木建筑学术文库，2007（0）：399-400.

[2]许可.SBS改性沥青卷材屋面防水卷材施工工艺及要点[J].中国高新技术企业，2011（16）：57-58.

[3]徐伟利.浅谈在建筑工程施工过程中地下聚氨酯防水涂料冷作业施工工艺及质量要求[N].伊犁日报（汉），2008-03-12（003）.

[4]王德昌.塑料管道的热熔焊接设备[J].上海建材，2001（1）：24-25.

[5]马冬玲，赵高明，益小苏.塑料焊接方法及其机理[J].现代塑料加工应用，1993（3）：49-53.