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ASTM D2828-96(2003年重新批准)是一项关于波特兰水泥混凝土机场道面收缩缝中使用的非沥青可锯嵌缝条的标准规范。该标准最早于1969年发布,历经多次修订,1996年形成本版。值得注意的是,负责该标准的ASTM D04.34分委员会曾投票决定废止,但鉴于业界需求,最终决定延续并经修订后重新批准。规范涵盖了嵌缝条的组成、物理性能、尺寸公差和取样测试方法。
本规范适用于由天然或人造纤维或颗粒通过粘合工艺制成、不含沥青成分的预切条带。这些嵌缝条在混凝土处于未硬化状态时插入,以形成收缩缝的槽口,待混凝土硬化后可部分或完全移除,为密封胶提供适当空间。由于设计需要在硬化后进行锯切操作,故称为“可锯型”。材料要求不含沥青,避免了沥青可能软化、污染密封胶或对环境造成不良影响的弊端。
在标准体系中,本规范引用了ASTM D1037(木基纤维和颗粒板材性能评价方法),因为嵌缝条通常采用类似纤维板的工艺制造,其物理性能测试方法可参照该标准。与用于公路或建筑的沥青基嵌缝条规范相比,本规范对吸水率、刚度和弯曲强度等指标提出了更为严格的要求,以满足机场道面抵抗航空燃油和重载交通的特殊需要。
本规范规定的物理性能测试包括耐处理性、吸水率、膨胀率、抗锯性、刚度和弯曲强度,旨在全面评估嵌缝条在施工和服役中的表现。耐处理性为定性要求,通过目视检查样品在模拟搬运和混凝土浇筑过程中是否出现变形或断裂,确保材料具备基本的韧性。
吸水率测试是控制嵌缝条尺寸稳定性的关键。将4英寸×4英寸(100 mm×100 mm)的标准试样水平浸没于1英寸(25.4 mm)深的水中,24小时后计量六个暴露面的总吸水量,要求不超过45.0 mg/cm²。采用单位面积吸水量而非吸水率百分数,是为消除试样厚度的影响,更直接反映材料的抗渗透能力。吸水超标会导致嵌缝条膨胀、接缝变窄,进而影响密封效果。
膨胀率测试同样使用4英寸×4英寸试样,浸水24小时后测量厚度变化,最终厚度应保持在原始厚度的100%至110%之间。这一范围确保嵌缝条既不会因吸水过分膨胀挤压混凝土,也不会收缩导致接缝过宽。抗锯性测试模拟实际切缝作业:使用外周速度为11,000±1,000 ft/min(约3,350±305 m/min)的金刚石或碳化硅锯片,在水冷却条件下切割材料,要求材料容易切入并崩解,形成整齐边缘,同时对锯片损耗小。
刚度测试采用截面为3英寸×t英寸(t为公称厚度)的试样,在跨度为24t的简支条件下测量弯曲模量,要求不低于80,000 psi(552 MPa)。高刚度可确保嵌缝条在插入和混凝土振捣过程中保持挺立,不弯曲或倒下。弯曲强度(断裂模量)测试使用长方向与产品使用方向一致的试样,要求最小值为600 psi(4.14 MPa),保障材料在搬运和施工时不易破裂。取样方面,每1000平方英尺(约100 m²)的批次应至少抽取一个代表样品,每个样品需能制备5个尺寸为4.5英寸×15英寸(120 mm×380 mm)的试件,运输包装应防止变形或损坏。
规范规定的各项物理性能指标必须同时满足,方可视为合格产品。下表汇总了关键性能门槛:
| 🟦 性能指标 | 📏 规范要求 | 🎯 试验条件 |
|---|---|---|
| 吸水率 | 不超过45.0 mg/cm² | 4×4英寸试样,浸没1英寸水,24小时 |
| 膨胀率(最终厚度/原始厚度) | 100%~110% | 同上浸水条件 |
| 刚度(弯曲模量) | 不低于80,000 psi(552 MPa) | 截面3×t英寸,跨度24t |
| 弯曲强度(断裂模量) | 不低于600 psi(4.14 MPa) | 长方向同产品使用方向 |
尺寸公差直接决定嵌缝条能否与接缝设计匹配。下表给出了三个关键尺寸的允许偏差:
| 📐 尺寸项目 | 🎯 公差(英制) | 🎯 公差(公制) |
|---|---|---|
| 长度 | ±1/4英寸 | ±6.3 mm |
| 深度 | ±1/8英寸 | ±3.2 mm |
| 厚度 | ±1/16英寸 | ±1.6 mm |
取样计划确保了检验的代表性和可重复性:
| 📦 取样项目 | ⚡ 具体要求 |
|---|---|
| 单个样本容量 | 足够制备至少5个4.5×15英寸试件 |
| 取样频次 | 每1000 ft²(100 m²)或其分数取一个代表样品 |
| 包装要求 | 运输中避免变形或破损 |
在机场道面工程中,收缩缝的设置是控制混凝土温缩和干缩开裂的关键措施。非沥青可锯嵌缝条作为接缝形成材料,其性能直接影响道面的平整度、耐久性和密封效果。施工时,嵌缝条应在混凝土浇筑后、初凝前准确插入,依靠自身刚度保持垂直,必要时使用临时固定工具。材料不得含有沥青,以避免在高温环境下软化或被航空燃油溶解,保证长期使用安全。
质量控制必须贯穿于材料进场、存放和施工全过程。进场时应查验产品合格证明,并按标准取样测试吸水率和尺寸。存放场地应干燥、遮雨,避免嵌缝条吸湿变形。搬运时轻拿轻放,严禁抛掷导致边角损伤。若发现嵌缝条明显弯曲、破损或吸水超标,应作退场处理。此外,安装时要注意与相邻板块对齐,确保接缝直线度和宽度一致。
常见问题包括嵌缝条在锯切时出现异常阻力或边缘崩坏,这通常与材料抗锯性不合格或锯片选用不当有关。应确保锯片线速度符合标准要求(约11,000 ft/min),并及时更换磨损锯片。另外,若发现嵌缝条在混凝土振捣后倾斜甚至倒下,说明材料刚度过低或插入时机偏晚,应调整施工参数或更换材料。