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板式橡胶支座所用橡胶的特性

板式橡胶支座所用橡胶的特性

橡胶材料有以下几个主要特点:

1.橡胶材料具有良好的弹性,但其体积几乎是不可压缩的。

2.橡胶材料的抗压缩性能与橡胶层的形状有关,其抗密性能形状元关。

3.橡胶的弹性模量(E,G)与橡胶的硬度、温度有关。



形状系数相同的橡胶,其抗压弹性模量E值随着橡胶硬度的增加而增大。图3—4给出硫化橡胶的硬度与五的关系。且从图3—4中可见橡胶的动态抗压模鱼约为静抗压模虽的1。

3-3
不同形状系数下橡胶的应力-应变曲线

3-4
橡胶硬度与支座抗压模量E的关系

橡胶的剪切模量G也随着橡胶硬度的增加而增人。

4.橡胶材料的徐变



橡胶材料最初10天的徐变值最大,以后其值就大为降低。最初lo天的徐变值约为初始变形的35%,而10年之后的数值只有初始变形的45%。

5.橡胶老化





橡胶材料受氧、臭氧、紫外线及外力等影响,会出现老化龟裂。橡胶老化通常由表面开始,然后缓慢地向内部发展造成裂缝。橡胶的耐老化性能较好,天然橡胶的耐老化性能较差,闽此公天然橡胶中需增加防老剂及防臭氧剂的用堡。氯丁橡胶抗臭氧能力是大然橡胶l 4倍,且耐热性、耐油性均比天然橡胶为好,使用寿命预计将比天然橡胶长,所以重要的桥梁结构、建议采用氯丁橡胶支座。但氯丁橡胶的低温性能较差,一般只能用1:最低温度大于一25的地区p而天然橡胶的耐低温性能较好,可用于一40 C以上的地区。近年来也有在橡胶支座中采用三元乙丙橡胶的,1)i乙丙橡胶是乙烯和丙烯的共聚物,它具有良好的抗老化和耐低温性能。据铁道部科学研究院的试验,二元乙丙橡胶的压缩耐寒系数与天然橡胶相当,而其耐臭氧老化的性能比天然橡胶提高约450倍,比氯1—橡胶提高约60倍。因而二元乙丙橡胶是一种优良的耐低温耐老化的橡胶支座料,它可用于盆式橡胶支座的承压橡胶板。但由严二元乙丙橡胶与钢板的粘结性能较差,因此做为板式橡胶支座的胶料,尚需要做进一步的研究。目前国内虽也有用三元乙丙橡胶制成的板式橡胶支座,但在试验测试中常出现橡胶与钢板剥离,故应慎重使用。





橡胶支座的老化问题是目前国内外普遍重视的一项研究课题。日本用橡胶拉伸强度的变化,及支座抗压及剪切弹性模虽的变化率推算支座的使用寿命。根据鬼怒川桥上使用了17年的氯丁橡

胶支座性能测试结果,认为氯丁橡胶支座可使用85—200年,但实际上橡胶支座的老化问题还要通过长期使用实践的考验。根据国内使用20多年板式橡胶支座的经验,目前尚未发生由于橡胶老化

而必须更换支座的实例。有关橡胶老化的问题在以后章节中还将专门论述。



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