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橡胶

普通GYZ300*66板式橡胶支座的安装注意事项:

普通GYZ300*66板式橡胶支座短边应与顺桥方向平行安置,以利梁端转动。若 需要长边平行于顺桥向,必须通过转角验算。 在板式橡胶支座中掺入再生胶的问题最为突出。交通行 业标准《公路桥梁板式橡胶支座》JTT4-93中,明确规定了板式橡胶支座的胶料不得使用任何再生的 硫化橡胶,但由于未给出支座成品是否含有再生胶的检测方法,使少数厂家钻了标准的空子。由于再生 胶的价格不足天然胶价格的20%,为追求较大的市场和利润,少数厂家大量生产了掺入再生胶的橡胶支座 ,再生胶支座应用于桥梁工程,往往使用不到几年,甚至更短,有的普通GYZ300*66板式橡胶支座在安装不到一年就出现橡胶保护 层开裂等问题,对桥梁支座乃至桥梁整体结构的安全和寿命带来巨大危害,目前己引起各方的高度重视 。 2004年颁布的JTT4-2004《公路桥梁板式橡胶支座》标准,是在参照ISO6446-1994《橡胶制品-桥 梁支座-橡胶材料规范》、美国AASHTO《美 国公路桥梁设计规范-LRFD》 (1994)和欧洲标准 CENTC167N185(2001)等国际先进标准的基础 上,组织国内规模较大的几家普通GYZ300*66板式橡胶支座生产厂家进行了大量 的抽样试验,并广泛征求多方意见,对JTT4-93交通部行业标准进了多方面的修改后,制定的 板式橡胶 支座标准。标准中明确规定支座不得使用任何再生胶或粉碎的硫化橡胶,同时又规定通过抗剪粘结性能 与老化后抗剪的交叉试验来检测支座是否含有再生胶。JTT4-2004标准的颁布施行,对市场起到了较 好的规范作用,但目前仍有部分企业违反标准规定,仍在支座的胶料配方中掺入再生胶。 他们错误地认 为再生胶也是胶,总比掺入填料好,且 掺入再生胶既能改善支座的力学性能,又能降低支座生产成本,也 符合国家的循环经济政策。 为了验证在胶料配方中掺入再生胶对板式橡胶支座力学性能及老化性能的 危害,在修改标准时曾做了一些调研分析和试验,得到了一些数据和初步分析结果,现汇总后供参考。1 再生胶及胶粉的材质 再生胶是用废旧橡胶制品,经粉碎、脱硫后用机械整形而制成。脱硫的作用是通 过再生剂、热和氧的作用,使以前硫化时橡胶大分子间形成的立体交联网断裂,但脱硫并不能使硫和其 他助剂从废旧橡胶中分离出来。也有厂家将废旧橡胶制品经粉碎后,制成胶粉不经脱硫工艺处理直接掺 入橡胶制品中使用。不管是否经过脱硫处理,再生胶和胶粉的成分是基本相同的,目前市场上出售的多 为胶粉,多由于胶粉来源于不同种类的废橡胶制品,故胶粉成分也有所不同,几种不同来源的胶粉成分分 析值如表1所示。 表1中,PC为乘用车轮胎,PC+LT为轻型载重汽车轮,TB为载重汽车、大型乘用汽车轮胎 。 在胶粉成分中氧化物含量占6%~7%,丙酮抽出物含量占12%~20%,两项合计占胶粉总含量的18%~ 27%,这些化学物质目前缺乏有效、可靠的方法确定其具体成分,氧化物中的金属成分是导致橡胶老化的 重要因素之一 表1 胶粉成分的分析值 分析项目PC胶粉PC+LT胶粉 TB胶粉天然橡胶204070丁苯橡胶80 4520顺丁橡胶15 10橡胶烃含量% 471644165411丙酮抽出物% 191416191215灰分%311412318碳黑251230172613其他氧化物 6154 7122 6113 2 再生胶和胶粉对胶料性能的影响 再生胶和胶粉(以下统称再生胶) 的以下因素对 胶料物理机械性能有影响:(1)胶粉的粒径;(2)胶粉用量;(3)胶粉来源;(4)胶粉成分;(5) 胶粉杂质量(纤维、金属);(6)粉碎方法等。这些因素都会对胶料的物理机械性能产生不同程度的影响 。 关于再生胶掺入生胶硫化有以下论述:胶料在硫化时硫由橡胶相向胶粉方面移动,这样导致了橡胶相 特别是胶粉和橡胶分界处的硫浓度降低,分界处的交联键减少,因此橡胶相的平均交联密度下降,在界面 上不能充分形成交联键,使胶料拉断强度等物理机械性能下降。将再生胶掺入天然橡胶制造胶料,即使 物理机械性能检测符合标准,但与不掺入再生胶的天然橡胶胶料在硫化后橡胶分子交联结构在本质上是 有区别的,再生胶中的丙酮抽出物和氧化物(特别是金属物质),将促进橡胶早期老化。为了检验以上论 述,把再生胶按不同配比掺入天然橡胶板式支座胶料配方中,做胶料性能对比,试验检测数据见表2。 表 普通GYZ300*66板式橡胶支座天然橡胶与掺入再生胶的胶料性能对比 项 目1 2 3 4 天然胶∶再生胶 100∶085∶1580∶2075∶25 硬度 (邵氏A)62 687174拉伸强度MPa23131715171517扯断伸长率% 660430425420橡胶与钢板粘结剥离强度 (kNm) 1717191819181917恒定压缩永久变形70℃×24h%2012111114 917 热空气老化试验性能变化 70℃×168h 拉伸强度%-413 -8 -1114-1211 扯断伸长% -1216- 1415-1315-1319硬度变化 (邵氏A)3 8 10 12 试验检测掺入再生胶的胶料,不仅拉伸强度下 降,扯 断伸长率、硬度、恒定压缩永久变形等物理机械性能均有不同程度的影响,热空气老化后硬度变化明显 。 3 再生胶对支座产品力学性能的影响 选取在天然橡胶和再生胶比例为85∶15的胶料与没有加入再 生胶的胶料,硫化成橡胶支座,依据JTT4-2004《公路桥梁板式橡胶支座》进行成品力学性能对比试验 ,检验支座规格均为GJZ180×200 ×28,检测数据如表3、