侵蝕條件下橡膠材料受力性能試驗研究

于浩

（沈陽建筑大學　遼寧　沈陽　110168）

侵蝕條件下橡膠材料受力性能試驗研究

于浩

（沈陽建筑大學遼寧沈陽110168）

本文介紹了兩種制作橡膠支座的橡膠材料，在凍融條件下橡膠材料以及橡膠材料與鋼板間的拉伸強度、剝離粘合強度兩項性能指標。通過長達60余天的試驗，研究兩種材料在相同條件下不同周期的耐久性能。經試驗證明，兩種橡膠材料在長期凍融循環的條件下，橡膠本身以及橡膠與鋼板的拉伸強度、剝離粘合強度有不同程度的下降。

橡膠支座；耐久性；拉伸強度；剝離粘合強度

1　引言

隨著橋梁技術的不斷發展，橡膠支座運用更加廣泛更加頻繁。在實際使用中，橡膠材料的壽命是大家非常關注的問題。通過開展橡膠支座的耐久性試驗，得出隨著腐蝕次數（天數）的增加，橡膠支座的承載力下降，但承載力下降到一定程度就趨于緩和，這體現了橡膠支座承載力是由橡膠和鋼板共同承擔的，但當橡膠破壞到一定程度，橡膠支座的承載力就單純的由鋼板強度體現了。為了證明上一現象，本項目組開展了橡膠材料條的耐久性試驗和橡膠與鋼板的粘結性能試驗。國內外目前在橡膠材料條的耐久性試驗和橡膠與鋼板的粘結性能試驗方面研究的較少，本項目中的橡膠條采用與橡膠支座相同的材質，進行了凍融試驗。

2　試驗概況

2.1試件設計

根據橋梁橡膠支座中的橡膠材料，為了揭示橡膠支座在不同介質條件下承載力退化的現象，本試驗選用橡膠材料為天然橡膠和氯丁橡膠，拉伸強度試件需裁成方形后按照標準要求裁成啞鈴狀試件；粘結強度為了更貼近實際情況，所使用的天然橡膠和鋼板、氯丁橡膠和鋼板的粘結采用橡膠支座的制作工藝。

2.2試件處理

將試件進行凍融實驗。在實驗中中，分別對試件進行20、40、60次的快速凍融，處理過程是在遼寧省建筑材料科學研究所進行。

2.3試驗裝置

試驗在遼寧省建筑材料科學研究所材料實驗室進行，采用10kN拉壓力試驗機進行加載。

2.4測試內容及試驗加載制度

拉伸強度試驗參照國家標準《硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應力應變性能的測定》（GB/T528-2009）進行。

拉伸粘結強度試驗參照國家標準《硫化橡膠或熱塑形橡膠與硬質板材粘合強度的測定90°剝離法》（GB/T7760-2003）進行。

3　試驗現象分析

3.1拉伸強度試件破壞形態

處理后的試驗試件破壞形態如圖1。

3.2拉伸粘結強度試件破壞形態

圖1　試驗試件破壞形態

當豎向荷載加載至開裂荷載左右時，試件橡膠與鋼板粘結邊緣開始出現開裂。繼續增加荷載，開裂長度隨荷載增大繼續增加，達到破壞荷載后，試件發生破壞。

4　試驗結果分析

4.1凍融條件下的橡膠拉伸性能

不同凍融次數下的天然橡膠和氯丁橡膠的拉伸應力-應變關系對比見圖2～3。

圖2　不同凍融次數的天然橡膠拉伸應力-應變變化曲線

圖3　不同凍融次數的氯丁橡膠拉伸應力-應變變化曲線

從圖2～3中可以看出，隨著凍融次數的增加，天然橡膠與氯丁橡膠的極限強度呈現下降趨勢。

4.2凍融條件下的橡膠與鋼板的粘結性能

不同凍融次數下的天然橡膠和氯丁橡膠分別與鋼板的粘結性能關系對比見圖4～5。

從圖4～5中對比試件的拉伸應力-應變曲線，隨著凍融次數的增加，天然橡膠和氯丁橡膠與鋼板的粘結強度都有不同程度的下降，但都高于原始強度。

圖4　不同凍融次數的天然橡膠與鋼板粘結應力-應變變化曲線

5　結束語

通過分析凍融條件下的橡膠與鋼板的粘結性能試驗研究。通過試驗現象和結果的對比分析，隨著腐蝕的次數（或天數）的增加，橡膠本身的性能降低的同時，與鋼板的粘結強度也有不同程度的下降，這也說明了橡膠支座的腐蝕試驗現象，即隨著腐蝕的次數（或天數）的增加，橡膠支座承載力有不同程度的下降，橡膠和鋼板部分脫開。

圖5　不同凍融次數的氯丁橡膠與鋼板粘結應力-應變變化曲線

TQ33

A

1673-0038（2015）43-0048-02

2015-10-13

于浩（1986-），男，工程師，本科，主要從事測試相關工作。