撐縫片是什麼？精準定義、功能解析與應用詳解

撐縫片是什麼？

撐縫片（Expansion Joint Filler）是一種用於填充建築結構（如橋梁、道路、建築物牆體、地板等）中的伸縮縫、沉降縫或施工縫的材料。 它的主要作用是隔離結構構件，允許構件之間因溫度變化、濕度變化、載荷作用或材料老化而產生的位移（膨脹或收縮）得到緩衝和吸收，從而防止結構產生開裂、變形或損壞。

撐縫片的關鍵作用與原理

建築結構在自然環境和使用過程中，會受到多種因素的影響而產生尺寸變化。例如，金屬會熱脹冷縮，混凝土會因濕度變化而膨脹或收縮，建築物在承受載荷時也會發生微小的形變。

• 隔離與緩衝： 撐縫片直接填充在結構構件之間的縫隙中，起到了物理隔離的作用。當構件試圖相互擠壓時，撐縫片可以吸收部分壓力，避免直接的剛性接觸，從而起到緩衝作用。
• 吸收位移： 撐縫片的材料本身具有一定的彈性和壓縮性。這使得當結構構件發生膨脹時，撐縫片可以被壓縮；當結構構件發生收縮時，撐縫片可以緩慢恢復原狀或保持一定的填充狀態。
• 防止開裂與變形： 沒有撐縫片的結構，在溫度劇烈變化或載荷不均勻時，構件之間的力量會直接傳遞，導致應力集中，極易引發結構的開裂、斷裂或整體變形。撐縫片的存在，將這些應力分散，並通過吸收位移來緩解，從根本上保護了結構的完整性。
• 抵抗外部侵蝕： 撐縫片還可以防止雨水、灰塵、雜物等從縫隙中進入結構內部，減少對結構材料的侵蝕和破壞，延長建築物的壽命。

不同類型的撐縫片

根據應用場景、所需的性能以及材料的特性，撐縫片主要可以分為以下幾種類型：

1. 瀝青木纖維撐縫片（Bituminous Fiber Expansion Joint Filler）

   這是一種傳統且廣泛使用的撐縫片材料。它通常由木纖維、紙漿、瀝青等材料經過高壓壓制而成。其特點是具有良好的彈性和壓縮性，對水和化學物質有較好的抵抗性，成本相對較低，易於切割和安裝。主要應用於道路、橋梁、機場跑道等工程中。

2. 橡膠撐縫片（Rubber Expansion Joint Filler）

   橡膠撐縫片具有優異的彈性和耐久性，能夠承受較大的變形量，並且恢復性極好。它通常由天然橡膠或合成橡膠製成，具有良好的耐候性、耐磨性和耐老化性。常見的橡膠撐縫片有實心橡膠板、空心橡膠管等。適用於對位移量要求較高、長期耐久性要求嚴格的場合，如大型建築物的伸縮縫、地下工程等。

3. 泡沫塑料撐縫片（Foam Expansion Joint Filler）

   這類撐縫片通常由聚苯乙烯（EPS）、聚氨酯（PU）、聚乙烯（PE）等發泡材料製成。它們的特點是質輕、易於切割和安裝，具有良好的隔音、隔熱性能，且吸水率低。根據不同的發泡技術，可以製成不同密度和彈性的泡沫塑料撐縫片。廣泛應用於建築物的內外牆、地板、屋頂等部位的伸縮縫，以及對隔音隔熱有要求的場合。

4. 無紡布或纖維織物撐縫片（Non-woven Fabric/Fiber Cloth Expansion Joint Filler）

   這類撐縫片通常由特殊的纖維材料製成，具有良好的韌性和抗拉強度，同時也能提供一定的緩衝作用。它們通常與其他材料（如瀝青、橡膠）結合使用，以增強整體性能。在某些特殊結構或需要較高抗拉強度的場合會用到。

5. 氯丁橡膠撐縫片（Neoprene Expansion Joint Filler）

   氯丁橡膠是一種合成橡膠，具有良好的耐油、耐候、耐臭氧和耐燃燒性能。氯丁橡膠撐縫片因此也具備這些優良特性，使其在惡劣環境下也能保持良好的工作性能。常用於戶外或有化學品接觸的環境。

6. 預製橡膠支座（Pre-fabricated Rubber Bearings）

   雖然嚴格意義上不是單純的“片”，但預製橡膠支座也承擔著類似的撐縫和位移吸收功能，特別是在橋梁工程中，它們被用來支承橋面板，並允許橋面板在溫度變化、交通荷載等作用下發生水平和垂直方向的位移。它們通常由多層橡膠和鋼板疊加而成，具有極高的承載能力和良好的彈性恢復性。

撐縫片在不同工程中的應用

1. 道路與橋梁工程

道路和橋梁是受溫度變化影響最為劇烈的結構之一。夏季高溫時，路面和橋面板會膨脹；冬季低溫時，則會收縮。撐縫片被廣泛應用於：

• 橋梁伸縮縫： 安裝在橋面板之間的縫隙中，允許橋面板在熱脹冷縮時發生位移，避免橋墩或橋台承受過大的壓力。
• 道路接縫： 在混凝土路面之間，為防止路面開裂，會設置伸縮縫，並填充撐縫片。
• 涵洞與隧道： 在涵洞和隧道的結構接縫處，也需要使用撐縫片來適應土體和混凝土的變形。

2. 建築工程

大型建築物，特別是高層建築、大型展館、體育場館等，由於其結構複雜、跨度大，對結構的沉降和變形有更高的要求。撐縫片在建築工程中的應用包括：

• 建築物外牆伸縮縫： 為了適應外牆材料（如混凝土、磚石、金屬幕牆）因溫度、濕度變化引起的膨脹和收縮，以及結構的整體沉降，會在牆體之間設置伸縮縫並填充撐縫片。
• 樓板伸縮縫： 在大面積的樓板、地面鋪設時，會預留伸縮縫，並用撐縫片填充，以防止樓板開裂。
• 屋頂伸縮縫： 同樣的原理，在屋頂結構的連接處也會使用撐縫片。
• 地下室防水： 在地下室的結構縫處，撐縫片除了提供位移緩衝外，還可以作為後續防水處理的基層，與防水材料配合使用。

3. 其他結構

除了道路、橋梁和建築物，撐縫片還應用於：

• 水利工程： 如水庫大壩、船閘等結構的縫隙。
• 工業廠房： 特別是需要承受較大溫差或載荷變化的廠房。
• 人防工程： 重要的地下結構，對密封性和抗變形性要求較高。

如何選擇合適的撐縫片？

選擇合適的撐縫片需要考慮多方面因素：

• 縫隙的寬度與深度： 根據縫隙的尺寸，選擇相應規格的撐縫片。
• 預期的位移量： 結構預計會發生的最大膨脹和收縮量，決定了撐縫片所需的彈性和壓縮性。
• 環境因素： 應用環境的溫度、濕度、是否有化學腐蝕、日照等，決定了材料的耐候性和耐腐蝕性。
• 承載要求： 某些情況下，撐縫片可能需要承受一定的結構載荷。
• 耐久性要求： 建築物或結構的預期使用壽命，決定了撐縫片材料的耐久性和抗老化性。
• 施工方便性： 材料的易切割性、易安裝性也會影響施工效率。
• 成本效益： 在滿足工程要求的基礎上，選擇性價比高的材料。

總而言之，撐縫片是現代工程建設中不可或缺的關鍵材料。它通過巧妙的物理原理，確保了結構的穩定性、耐久性和使用壽命，為我們提供了安全可靠的建築和基礎設施。