侵蚀条件下橡胶材料受力性能试验研究

于浩

（沈阳建筑大学　辽宁　沈阳　110168）

侵蚀条件下橡胶材料受力性能试验研究

于浩

（沈阳建筑大学辽宁沈阳110168）

本文介绍了两种制作橡胶支座的橡胶材料，在冻融条件下橡胶材料以及橡胶材料与钢板间的拉伸强度、剥离粘合强度两项性能指标。通过长达60余天的试验，研究两种材料在相同条件下不同周期的耐久性能。经试验证明，两种橡胶材料在长期冻融循环的条件下，橡胶本身以及橡胶与钢板的拉伸强度、剥离粘合强度有不同程度的下降。

橡胶支座；耐久性；拉伸强度；剥离粘合强度

1　引言

随着桥梁技术的不断发展，橡胶支座运用更加广泛更加频繁。在实际使用中，橡胶材料的寿命是大家非常关注的问题。通过开展橡胶支座的耐久性试验，得出随着腐蚀次数（天数）的增加，橡胶支座的承载力下降，但承载力下降到一定程度就趋于缓和，这体现了橡胶支座承载力是由橡胶和钢板共同承担的，但当橡胶破坏到一定程度，橡胶支座的承载力就单纯的由钢板强度体现了。为了证明上一现象，本项目组开展了橡胶材料条的耐久性试验和橡胶与钢板的粘结性能试验。国内外目前在橡胶材料条的耐久性试验和橡胶与钢板的粘结性能试验方面研究的较少，本项目中的橡胶条采用与橡胶支座相同的材质，进行了冻融试验。

2　试验概况

2.1试件设计

根据桥梁橡胶支座中的橡胶材料，为了揭示橡胶支座在不同介质条件下承载力退化的现象，本试验选用橡胶材料为天然橡胶和氯丁橡胶，拉伸强度试件需裁成方形后按照标准要求裁成哑铃状试件；粘结强度为了更贴近实际情况，所使用的天然橡胶和钢板、氯丁橡胶和钢板的粘结采用橡胶支座的制作工艺。

2.2试件处理

将试件进行冻融实验。在实验中中，分别对试件进行20、40、60次的快速冻融，处理过程是在辽宁省建筑材料科学研究所进行。

2.3试验装置

试验在辽宁省建筑材料科学研究所材料实验室进行，采用10kN拉压力试验机进行加载。

2.4测试内容及试验加载制度

拉伸强度试验参照国家标准《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》（GB/T528-2009）进行。

拉伸粘结强度试验参照国家标准《硫化橡胶或热塑形橡胶与硬质板材粘合强度的测定90°剥离法》（GB/T7760-2003）进行。

3　试验现象分析

3.1拉伸强度试件破坏形态

处理后的试验试件破坏形态如图1。

3.2拉伸粘结强度试件破坏形态

图1　试验试件破坏形态

当竖向荷载加载至开裂荷载左右时，试件橡胶与钢板粘结边缘开始出现开裂。继续增加荷载，开裂长度随荷载增大继续增加，达到破坏荷载后，试件发生破坏。

4　试验结果分析

4.1冻融条件下的橡胶拉伸性能

不同冻融次数下的天然橡胶和氯丁橡胶的拉伸应力-应变关系对比见图2～3。

图2　不同冻融次数的天然橡胶拉伸应力-应变变化曲线

图3　不同冻融次数的氯丁橡胶拉伸应力-应变变化曲线

从图2～3中可以看出，随着冻融次数的增加，天然橡胶与氯丁橡胶的极限强度呈现下降趋势。

4.2冻融条件下的橡胶与钢板的粘结性能

不同冻融次数下的天然橡胶和氯丁橡胶分别与钢板的粘结性能关系对比见图4～5。

从图4～5中对比试件的拉伸应力-应变曲线，随着冻融次数的增加，天然橡胶和氯丁橡胶与钢板的粘结强度都有不同程度的下降，但都高于原始强度。

图4　不同冻融次数的天然橡胶与钢板粘结应力-应变变化曲线

5　结束语

通过分析冻融条件下的橡胶与钢板的粘结性能试验研究。通过试验现象和结果的对比分析，随着腐蚀的次数（或天数）的增加，橡胶本身的性能降低的同时，与钢板的粘结强度也有不同程度的下降，这也说明了橡胶支座的腐蚀试验现象，即随着腐蚀的次数（或天数）的增加，橡胶支座承载力有不同程度的下降，橡胶和钢板部分脱开。

图5　不同冻融次数的氯丁橡胶与钢板粘结应力-应变变化曲线

TQ33

A

1673-0038（2015）43-0048-02

2015-10-13

于浩（1986-），男，工程师，本科，主要从事测试相关工作。