三元乙丙樣品規格對拉伸強度試驗結果的影響

李亞南

（1.安徽省·淮委水利科學研究院，安徽蚌埠 230002；2.安徽省建筑工程質量監督檢測站，安徽合肥 230088）

隨著改革開放的不斷深入，經濟結構和區域布局的繼續優化，我國經濟進入到了了快速增長的重要時期。在十三屆全國人大三次會議上做政府工作報告時指出，中國常住人口城鎮化率首次超過了60%。大量人口涌入城市，勢必造成城市交通壓力增大。在地面道路已經不能滿足急速增長的出行需求時，各大城市積極發展高架、地鐵、輕軌等交通方式。在能源消耗日益增大、土地面積寸土寸金、通勤時間較長的情況下，地鐵以其節省土地、節約能源、減少干擾等優勢成為了大城市交通建設的主要方向。軌道施工建設大致分為車站及隧道兩個部分，隧道施工一般分為明挖回填法和鉆挖法。盾構法作為鉆挖法的一種，因其具備地面影響小、機械化程度高、勞動強度低、進度快等優勢，在實際施工中被廣泛運用[1]。由于地鐵軌道位于地下，所處環境中的水況較為復雜，在地鐵施工和運行過程中，如何防水一直是重點、難點。其中，管片的接縫處是重點中的重點，也是滲漏概率發生最高的地方。

三元乙丙橡膠是乙烯、丙烯和少量的非共軛二烯烴的共聚物，本身良好的彈性、耐老化性、耐臭氧性，吸水率低，具有良好的絕緣特性。從20世紀50、60年代問世以來，經過多年發展和不斷的改良，已經衍生出了多種質量穩定可靠的產品。軌道管片的施工中，也大量的使用了三元乙丙密封墊作為防水材料。

三元乙丙橡膠密封墊的拉伸性能作為一個重要的檢測參數，直接體現了自身彈性及抗管片錯位變形的能力。檢測方法按照《硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應力應變性能的測定》進行，采用2型啞鈴狀試樣。三元乙丙橡膠密封墊的國家推薦標準為《高分子防水材料第4部分：盾構法隧道管片用橡膠密封墊》作為高分子防水材料其中一個種類，其相似產品片材、止水帶等材料也采用了和其相同的拉伸試驗方法，區別在于采用了不同類型的啞鈴狀試樣。本次試驗主要討論在主原料均為橡膠的情況下，不同的試樣形狀對檢測結果有什么樣的影響。

1 試驗所用試樣

成品采用某廠家三元乙丙橡膠密封墊，整體厚度1.8～2.2mm。按照相關養護及制備規定，試樣制備采用固定裁刀一次性沖壓完成后，放入規定的標準環境內養護24h。為方便對比，本次試驗制備了三種試件各20個，規格分別為《硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應力應變性能的測定》中的1型、2型試樣以及《聚氯乙烯熱收縮薄膜、套管》試驗用啞鈴狀試樣，具體規格見表1。

表1 試樣規格標準值

2 試驗步驟

按照試驗方法的規定，使用精度0.01mm的測厚儀測量試樣試驗長度的中部和兩端的厚度，取測量中位數計算橫截面面積，同時注意試樣的厚度偏差應在規定范圍內。使用精度為1級的電子萬能試驗機進行拉伸試驗，選取合適的夾具以確保試樣在拉伸過程中不出現明顯的滑移、脫落現象。將試樣夾在試驗機的上、下夾具中，保持試樣垂直、對中。拉伸試驗速度為500mm/min。若發生試樣在狹窄部分以外區域斷裂，則舍棄該試驗結果。

表2 實驗結果

3 試驗結果

上述實驗，由同一實驗員在同一實驗環境內連續完成，減少了人員、環境、儀器等變化帶來不確定因素的影響。三種規格的試樣批次拉伸強度最大值、最小值和中值之差均小于中值的15%，其中最小差值出現在1#試樣批次中，差值為中值的5.53%，最大值出現在2#試樣批次中，差值為中值的13.09%。1#、2#、3#規格的試樣的拉伸強度平均值分別為11.85MPa、12.57MPa、13.73MPa。由計算數據得知，試驗數據中的離差基本在可控范圍內。

4 結論

從試驗結果可以看出，隨著狹窄部分寬度的減小，試樣拉伸強度呈現增大的趨勢。2#規格的試樣拉伸強度比1#增加了6.08%，3#規格的試樣拉伸強度比2#增加了9.23%。三元乙丙密封墊雖然作為一種均質材料，但材料內部可能在加工生產過程中存在局部缺陷，隨著狹窄部分寬度的減小，試樣出現缺陷的概率也隨之減小，從而形成拉伸強度增加大的現象。

按照產品規范規定，軌道管片用三元乙丙密封墊拉伸強度試驗需要加工成2#試樣的規格，但由于2#規格總長度較小、寬度較窄，檢測人員在調整上、下夾具間隙以及試樣在夾持過程中，不易操作。在實際檢測過程中，部分檢測人員更偏向使用1#規格試樣進行試驗。本次試驗可以出來，啞鈴狀試樣的規格對拉伸強度試驗結果有著一定的影響，1#規格的樣品在拉伸強度方面要低于標準規格試件，尤其在產品拉伸強度在臨界值附近時，會影響到對于產品質量的判斷。