云南省鐵路工程用止水帶質量現狀

夏分藏，孔海香，唐衛東，封永珍

（1.云南省建筑科學研究院 云南 昆明 650223）

（2.云南建筑工程質量檢驗站有限公司 云南 昆明 650223）

0 引言

止水帶是鐵路隧道工程建設中的重要原材料，其作用原理是在荷載作用下發生彈性形變從而起到堅固密封，防止建筑結構滲水、漏水及減震緩沖作用，被廣泛用于建筑、水利、橋梁、隧道等工程中[1]。止水帶具有良好的彈性、耐老化性能和撕裂性能，還具有適應變形能力強、防水性能好的優點[2]。止水帶按用途可分為變形縫用止水帶（B型）和施工縫用止水帶（T 型）；按材料則可分為四類止水帶，分別是塑料類、橡膠類、鋼邊橡膠類和鋼板類止水帶。止水帶的質量對隧道工程防水至關重要，一旦止水帶質量不合格，可能導致隧道出現竄水、漏水等問題，嚴重影響隧道防水效果。以云南省鐵路工程用170 個止水帶樣品為對象，統計分析其硬度（邵爾A）、拉伸強度、拉（扯）斷伸長率、壓縮永久變形、撕裂強度等性能。

1 止水帶的質量標準

目前，止水帶的產品標準主要有《高分子防水材料第2 部分：止水帶》GB/T18173.2-2014、《鐵路隧道防水材料第2 部分：止水帶》TB/T3360.2-2014、《鐵路隧道防排水材料第2 部分：止水帶》Q/CR 562.2-2017，各標準對止水帶的要求見表1。

2 止水帶性能統計

2.1 拉伸性能

拉伸性能是在規格尺寸和外觀質量檢驗合格的樣品上截取試驗所需試樣，按GB/T 2941 的規定制備試樣，并在標準狀態下靜置24h，再按GB/T 528 規定的方法進行，采用2 型試樣（啞鈴狀試樣），拉伸速率為（500±50）mm/min，初始標距為20mm，保證接頭部位位于兩條標線之內。

表1 標準對止水帶的要求

拉伸試驗共有150 個樣品，如圖1，當用GB/T18173.2-2014 和TB/T 3360.2-2014 來判定止水帶時，拉伸強度的合格判定值是≥10MPa，其中有142 個樣品的拉伸強度合格，合格率為94.7%；當用Q/CR562.2-2017 來判定時，拉伸強度的合格判定值是≥12MPa，有133 個樣品的拉伸強度合格，合格率為88.7%，兩種判定止水帶拉伸強度合格率相差6%。

止水帶需有足夠的拉（扯）斷伸長率，以適應結構的反復變形，在變形允許范圍內不開裂、不斷裂。拉（扯） 斷伸長率有150 個樣品，如圖2，平均值為463%，最大值為615%，最小值為111%，標準差為77.0%，變異系數為0.201。用GB/T18173.2-2014 和TB/T3360.2-2014 來判定時，拉斷伸長率的合格判定是≥380%，有142 個樣品的拉斷伸長率合格，合格率為94.7%。用Q/CR562.2-2017 來判定時，扯斷伸長率的合格判定為≥450%，有117 個樣品的扯斷伸長率合格，合格率為78.0%，兩種判定，止水帶拉（扯）斷伸長率合格率相差16.7%。

圖1 拉伸強度

圖2 拉（扯）斷伸長率

2.2 撕裂強度

GB/T18173.2 -2014、 TB/T3360.2 -2014、 Q/CR562.2-2017 中撕裂強度的合格判定值都是≥30kN/m，撕裂強度共收集到145 個樣品，如圖3，合格樣品有136 個，合格率為93.8%，撕裂強度最大值為67kN/m，最小值為14kN/m，平均值為43.7kN/m，標準差為8.06kN/m，變異系數為0.184。

圖4 為拉伸強度與撕裂強度所擬合的關系圖，從圖中數據點的分布以及線性擬合關系來看，止水帶拉伸強度和撕裂強度存在明顯的正相關關系，拉伸強度越大則撕裂強度也越大。

圖3 撕裂強度

圖4 拉伸強度與撕裂強度之間的關系

2.3 壓縮永久變形（23℃×168h）

止水帶要有較大的拉伸強度和拉（扯）斷伸長率，尤其是對壓縮永久變形指標有嚴格的要求，壓縮永久變形（23℃×168h）共采集到85 個樣品，如圖5，其平均值為17.5%，最大值為27%，最小值為15%，標準差為1.6%，變異系數為0.088。GB/T 18173.2 -2014、 TB/T 3360.2 -2014、 Q/CR562.2-2017 對壓縮永久變形合格要求均是永久變形壓縮值≤20%，85 個樣品中有82 個樣品合格，合格率是96.5%。

2.4 壓縮永久變形（70℃×24h）

壓縮永久變形（70℃×24h）共采集到89 個樣品，如圖6，平均值為28.1%，最大值為38%，最小值為16%，標準差為3.00%，變異系數為0.107。GB/T 18173.2-2014 對壓縮永久變形（70℃×24h）合格要求是壓縮永久變形≤35%，合格樣品為86 個，合格率為 96.6% 。 而 TB/T 3360.2 -2014、 Q/CR562.2-2017 對壓縮永久變形（70℃×24h）合格要求是壓縮永久變形≤30%，89 個樣品中合格樣品為67 個，合格率為75.3%。TB/T 3360.2-2014、Q/CR562.2-2017 對壓縮永久變形（70℃×24h）要求更嚴格，與國標判定時合格率相差21.3%，當用行標或企標來判定時，將有更多的止水帶壓縮永久變形（70℃×24h）不合格。

圖5 壓縮永久變形（23℃×168h）

圖6 壓縮永久變形（70℃×24h）

2.5 硬度（邵爾A）

硬度是止水帶對外界物體機械作用的局部抵抗能力，是評價止水帶性能的一項重要指標。硬度試驗采用邵爾硬度測試法，此法測定的硬度值可用來表征材料抵抗硬度物體壓入自身表面的能力。本次硬度值共有143 個樣品，如圖7，硬度平均值為63.4 度，最大值為84 度，最小值為56 度，標準差為3.0 度，變異系數為0.047。其中硬度合格樣品為136 個，合格率為95.1%，從圖7 中可以看出所有樣品硬度不合格均是硬度超過上限值而不合格。

圖7 硬度（邵爾A）

3 結論

通過綜合分析170 個止水帶樣品的試驗數據，發現用國標GB/T 18173.2-2014 和行標TB/T 3360.2-2014 來判定時，止水帶的拉伸強度、伸長率合格率分別是94.7%、94.7%，但用中國鐵路總公司企業標準Q/CR562.2-2017 來判定時，其合格率分別是88.7%、78.0%；撕裂強度、硬度（邵爾A）、壓縮永久變形（23℃×168h）3 種標準判定值相同，合格率分別是93.8%、95.1%、96.5%；壓縮永久變形（70℃×24h）的合格率用國標判定時是96.6%，用行標和企標判定時是75.3%。