三元乙丙样品规格对拉伸强度试验结果的影响

李亚南

（1.安徽省·淮委水利科学研究院，安徽蚌埠 230002；2.安徽省建筑工程质量监督检测站，安徽合肥 230088）

随着改革开放的不断深入，经济结构和区域布局的继续优化，我国经济进入到了了快速增长的重要时期。在十三届全国人大三次会议上做政府工作报告时指出，中国常住人口城镇化率首次超过了60%。大量人口涌入城市，势必造成城市交通压力增大。在地面道路已经不能满足急速增长的出行需求时，各大城市积极发展高架、地铁、轻轨等交通方式。在能源消耗日益增大、土地面积寸土寸金、通勤时间较长的情况下，地铁以其节省土地、节约能源、减少干扰等优势成为了大城市交通建设的主要方向。轨道施工建设大致分为车站及隧道两个部分，隧道施工一般分为明挖回填法和钻挖法。盾构法作为钻挖法的一种，因其具备地面影响小、机械化程度高、劳动强度低、进度快等优势，在实际施工中被广泛运用[1]。由于地铁轨道位于地下，所处环境中的水况较为复杂，在地铁施工和运行过程中，如何防水一直是重点、难点。其中，管片的接缝处是重点中的重点，也是渗漏概率发生最高的地方。

三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物，本身良好的弹性、耐老化性、耐臭氧性，吸水率低，具有良好的绝缘特性。从20世纪50、60年代问世以来，经过多年发展和不断的改良，已经衍生出了多种质量稳定可靠的产品。轨道管片的施工中，也大量的使用了三元乙丙密封垫作为防水材料。

三元乙丙橡胶密封垫的拉伸性能作为一个重要的检测参数，直接体现了自身弹性及抗管片错位变形的能力。检测方法按照《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》进行，采用2型哑铃状试样。三元乙丙橡胶密封垫的国家推荐标准为《高分子防水材料第4部分：盾构法隧道管片用橡胶密封垫》作为高分子防水材料其中一个种类，其相似产品片材、止水带等材料也采用了和其相同的拉伸试验方法，区别在于采用了不同类型的哑铃状试样。本次试验主要讨论在主原料均为橡胶的情况下，不同的试样形状对检测结果有什么样的影响。

1 试验所用试样

成品采用某厂家三元乙丙橡胶密封垫，整体厚度1.8～2.2mm。按照相关养护及制备规定，试样制备采用固定裁刀一次性冲压完成后，放入规定的标准环境内养护24h。为方便对比，本次试验制备了三种试件各20个，规格分别为《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》中的1型、2型试样以及《聚氯乙烯热收缩薄膜、套管》试验用哑铃状试样，具体规格见表1。

表1 试样规格标准值

2 试验步骤

按照试验方法的规定，使用精度0.01mm的测厚仪测量试样试验长度的中部和两端的厚度，取测量中位数计算横截面面积，同时注意试样的厚度偏差应在规定范围内。使用精度为1级的电子万能试验机进行拉伸试验，选取合适的夹具以确保试样在拉伸过程中不出现明显的滑移、脱落现象。将试样夹在试验机的上、下夹具中，保持试样垂直、对中。拉伸试验速度为500mm/min。若发生试样在狭窄部分以外区域断裂，则舍弃该试验结果。

表2 实验结果

3 试验结果

上述实验，由同一实验员在同一实验环境内连续完成，减少了人员、环境、仪器等变化带来不确定因素的影响。三种规格的试样批次拉伸强度最大值、最小值和中值之差均小于中值的15%，其中最小差值出现在1#试样批次中，差值为中值的5.53%，最大值出现在2#试样批次中，差值为中值的13.09%。1#、2#、3#规格的试样的拉伸强度平均值分别为11.85MPa、12.57MPa、13.73MPa。由计算数据得知，试验数据中的离差基本在可控范围内。

4 结论

从试验结果可以看出，随着狭窄部分宽度的减小，试样拉伸强度呈现增大的趋势。2#规格的试样拉伸强度比1#增加了6.08%，3#规格的试样拉伸强度比2#增加了9.23%。三元乙丙密封垫虽然作为一种均质材料，但材料内部可能在加工生产过程中存在局部缺陷，随着狭窄部分宽度的减小，试样出现缺陷的概率也随之减小，从而形成拉伸强度增加大的现象。

按照产品规范规定，轨道管片用三元乙丙密封垫拉伸强度试验需要加工成2#试样的规格，但由于2#规格总长度较小、宽度较窄，检测人员在调整上、下夹具间隙以及试样在夹持过程中，不易操作。在实际检测过程中，部分检测人员更偏向使用1#规格试样进行试验。本次试验可以出来，哑铃状试样的规格对拉伸强度试验结果有着一定的影响，1#规格的样品在拉伸强度方面要低于标准规格试件，尤其在产品拉伸强度在临界值附近时，会影响到对于产品质量的判断。