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渡槽水封止水带老化原因分析

双林止水带  2020/9/21 17:16:59  1520
内容摘要:本文主要以渡槽水封止水带为研究对象,根据工程现场实际情况,确定可能会影响止水带老化的外界环境因素为pH,温度及紫外线。每个因素设定试验影响范围,通过室内试验,掌握各个因素对止水带的影响规律。渡槽一年之...
本文主要以渡槽水封止水带为研究对象,根据工程现场实际情况,确定可能会影响止水带老化的外界环境因素为pH,温度及紫外线。每个因素设定试验影响范围,通过室内试验,掌握各个因素对止水带的影响规律。渡槽一年之中,停水维修有严格限制。为此有必要对止水带进行相应的老化情况分析,研究影响止水带老化的因素,对止水带的使用寿命做出预测,提出相应的更换周期,有助于工程做好更换计划,成批更换,即能提高供水效率、减少更换成本,又方便工程管理。
1试验材料及方法
试验原材料及样品的制备
根据工程实际,从供应厂家采购经硫化的天然橡胶止水带,进行拉伸强度、扯断伸长率及硬度测试的试样全部采用成品原来的厚度,裁成120mm×25mm的尺寸。
试验方法
试验中除所设定的特定温度外,其他试验均参照国标枟橡胶试样环境调节和试验的标准温度、湿度及时间在23℃下进行。
止水带的硬度测试
止水带的硬度测试参考国标枟硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验第1部分:邵氏硬度计,采用邵氏硬度计A型测试止水带的硬度。
止水带拉伸强度及扯断伸长率测试
参考国标枟硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定。,试样制备之后,使用游标卡尺测量试样中间拉伸部分3个不同位置的宽度及厚度,分别取其中位数作为试验的尺寸。
不同pH溶液的配置
试验研究不同pH溶液对止水带老化性能的影响,为了得到较为稳定的pH溶液,配置使用pH缓冲溶液。

其中pH使用pH计进行测定校正,对于溶液不定时进行测定,当溶液pH发生较大变化超过0到5时,及时进行溶液的更换。试样均是放在1L的烧杯里面进行浸泡,并用保鲜膜进行密封,防止水分的挥发以及外界因素的干扰。

止水带

止水带在不同温度下的老化试验
参考国标枟硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验,将制备好的止水带试样分别置于不同温度的烘箱中,待相应龄期后取出,在23℃的室内放置1d后进行相应的性能测试。
试验结果及分析
温度对止水带性能的影响
为了研究不同温度对止水带的性能的影响,试验设定了7个不同的温度,分别是-16℃,0℃,16℃,23℃,70℃,90℃以及100℃,在对应时间下检测止水带的性能,可得到不同时间不同温度下止水带的相关性能参数如图1所示。
由图1可以看出温度对止水带拉伸强度性能的影响很大,特别是高温情况下、在70℃,90℃及100℃条件下,止水带的拉伸强度随时间下降的很快,温度越高影响越严重。其中止水带在100℃条件下,7d拉伸强度只有原来的30畅40%。而在-16℃~23℃56d内,止水带的拉伸强度变化较小,基本上是在原来强度值上下波动,只有低温-16℃稍微有一点下降。
由图2可以看出止水带的扯断伸长率的变化情况
基本上同拉伸强度的一样,主要是在升高温度条件下止水带的扯断伸长率下降的很快。其中在100℃下,14d的扯断伸长率只有原来的12%到84%。
由图3可以看出止水带在升高温度下的邵氏硬度的变化跟强度及扯断伸长率的变化刚好相反,止水带的硬度在升高温度下随时间的增大而增大。还有在-16℃~23℃下,止水带的硬度在短期56d内还是相对较稳定的,测试结果只是发生些许波动,基本上不变。结合图1及图2可以看出止水带的硬度随着止水带的不断老化而增大。
pH值对止水带性能的影响
考虑止水带在使用过程中是浸泡在水里面的,水的pH值可能发生变化,研究止水带在pH值分别为3,5,7,9下浸泡3d,7d,14d,28d,42d,56d后的性能的变化情况。
由图4可以看出pH值在56d内对于止水带的影响不是很大,拉伸强度及扯断伸长率没有太大变化,只是略微有一点点的下降。不过止水带在pH值为3的环境中拉伸强度及扯断伸长率还是有一些下降的趋势,在pH值为3的溶液中浸泡56d之后,拉伸强度变为原来的92畅31%,扯断伸长率为原来的88畅18%。不过当浸泡在pH=5的溶液时,其下降的趋势就就没有pH=3的那么明显,但还是比中性的略微下降,说明酸性较强的环境还是对止水带的老化会产生一些不好的影响。
由图5可以看出pH在56d内对止水带硬度的影
响不是很大,其中pH=7和pH=5的止水带的硬度基本上是不变的,而在pH=3和pH=9的环境中止水带的硬度稍微有些变大,不过也只是增大了左右。其中pH=3由图4可以理解为是该环境对止水带的老化产生了影响,而pH=9的可能是该环境中对止水带的组成或结构造成一些影响,不过弱碱性环境对于止水带强度及扯断伸长率的影响不大,只是对于硬度产生了一点影响,所以应该不会对工程中的使用造成什么影响。
此外,还做为一组不同pH在70℃下老化21d的试验,其结果见图6:
由图6可以看出pH值越低,止水带的拉伸强度及扯断伸长率越低,其中在70℃pH=3的溶液中浸泡21d的止水带的拉伸强度为pH=7的82畅26%,扯断伸长率是其的76畅94%,再次说明在酸性环境下止水带的老化会加速。
紫外线对于止水带性能的影响
将止水带置于波长为365nm的紫外灯下照射,检测其在不同时间下止水带的性能的变化,其结果如图7所示。由图7可以看出紫外线对于止水带的老化还是有一定的影响,其拉伸强度及拉断伸长率都随紫外线照射时间的加长而降低,其中28d时,拉伸强度为原来的92至48%,拉断伸长率是原来的89至13%,而硬度也是随紫外线的照射时间的延长而变大。虽然紫外线透射性较强,但是由图7右边的图还是可以看出对光照射的面的硬度会稍微大一些,这说明其老化的程度可能要大一些。
通过对新止水带在不同老化因素下不同时间的止水带性能的变化情况进行研究分析,得到以下结论:
1)温度对止水带的性能影响较大,温度越高,止水带的老化速度越快,在100℃条件下,7d拉伸强度只有原来的30至40%;而23℃及以下的温度对止水带的性能影响不大,在-16℃的负温条件下,止水带的性能有略微的下降趋势;
2)通过不同时间在不同pH溶液中浸泡后止水带的性能试验研究及在70℃下的加速试验,试验结果表明,浸泡在酸性溶液中,止水带的性能会有下降趋势,特别是酸性较强的pH=3的条件下较为明显,而中性及弱碱性环境对止水带的性能只产生轻微的影响;
3)长时间暴露在紫外线下照射,止水带的拉伸强度及拉断伸长率都有下降的趋势,而硬度有增大的趋势,说明紫外线的照射会加速止水带的老化。

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