隧道滲漏水是鐵路工程中常見的質(zhì)量問題之一,如果隧道結(jié)構(gòu)防水質(zhì)量差,必將影響工程的正常使用,繼而危及到鐵路的行車安全。預(yù)防鐵路隧道滲漏水的措施主要有圍巖注漿﹑鋪設(shè)防水層和安設(shè)止水帶。其中,鋪設(shè)防水層是最有效的措施,對(duì)預(yù)防隧道滲漏水起到?jīng)Q定性作用%。由于EVA防水板具有良好的柔軟性.耐酸耐堿性.抗低羞性.優(yōu)良的加工性及與填料的相容性等優(yōu)點(diǎn),所以在鐵路隧道工程中得到廣泛使用2~。以添加不同VA含量的EVA防水板為研究對(duì)象,分別測(cè)試VA含量與斷裘拉伸強(qiáng)度.拉斷伸長(zhǎng)率,加熱伸縮量的相對(duì)關(guān)系及對(duì)施工性能的影響,并根據(jù)已有的研究資料對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。
1試驗(yàn)
1.1試驗(yàn)材料
樣昌是由儀征升力防水材料有限公司提供的EVA-1.Smm和 EVA-2.Omm 兩種規(guī)格的EVA防水板,其VA含量分別為0,1%,3%,5%,7%,9%,11%,并采用GB/T 30925-2014《塑料乙烯-乙酸乙烯酯共聚化〔EVA〕熱塑性塑料乙酸乙烯酯含量的測(cè)定》中基準(zhǔn)方法1~——水解返滴定法對(duì)VA含量進(jìn)行了檢測(cè)。其中,斷裂拉忡強(qiáng)度和拉斷伸長(zhǎng)率對(duì)比試驗(yàn)采用Ⅰ型啞鈴狀試件，剝離強(qiáng)度采用200mm 'x 50mm矩形試件,加熱伸縮量采用300mm x 50mm矩形試件,且為了使對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果更具代表性,采用的對(duì)比試驗(yàn)均取縱向試件，且對(duì)比數(shù)據(jù)均為20次試驗(yàn)結(jié)果的平均值。
1.2試驗(yàn)惶器
電子萬能試驗(yàn)機(jī)(配引伸計(jì)):UTM4502型,準(zhǔn)確度等級(jí)0.5級(jí),三思縱橫有限公司。
電熱鼓風(fēng)恒濕干燥箱:101-3A型,滬南電爐烘箱廠。測(cè)厚儀:HD-6型,上海市魅宇儀器科技有限公司。游標(biāo)卡尺:O~1000mm型，桂林市大宇量具有限責(zé)任公司。
1.3試驗(yàn)方法
(1VA含量的測(cè)定采用CBT 30925-2014中基準(zhǔn)方法1——水解返滴定法。①取干燥樣品約1g,精確至0.0001g,裝入燒瓶中。②向燒瓶中如50mL.二甲苯,再加入25mL.氫氧化鉀-乙醇溶液。③加熱2h，冷卻至室溫。④向燒瓶中加人30mL值酸,并用力搖動(dòng)。⑤加人少量酚酞指示劑,用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的酸。⑥進(jìn)行空白試驗(yàn)。⑦計(jì)算乙酸乙烯酯含量,并取兩次測(cè)定結(jié)果的平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。
(2)斷裂拉伸強(qiáng)度和拉斷伸長(zhǎng)率按GB/T 528-2009《硫化橡膠或熱型性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測(cè)定》進(jìn)行試驗(yàn)。取試件試驗(yàn)長(zhǎng)度中部和兩端測(cè)量厚度的中位數(shù)作為試件厚度的代表值，取裁刀狹窄部分刀刃的距離作為試件寬度,拉伸速度為(250 ±50)mmmin ,測(cè)試5個(gè)試件,取中值作為斷裂拉伸強(qiáng)度和拉斷伸長(zhǎng)率的試驗(yàn)結(jié)果。
(3)加熱伸縮量的試驗(yàn)方法采用GBT 18173.1-2012《高分子防水材料第Ⅰ部分片材》。在(23士2)℃的環(huán)境中測(cè)量試件的長(zhǎng)度,做好標(biāo)記后將試件放人(80 ±2)℃的老化箱中，加熱時(shí)間設(shè)為168h。加熱結(jié)束后取出試件,在(23±2)℃的環(huán)境中放1h,在相同的位置測(cè)量試件的長(zhǎng)度,計(jì)算加熱伸縮量并取3個(gè)試件的平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。
(4)根據(jù)地工經(jīng)驗(yàn)判斷VA含量對(duì)EVA防水板策工性能的影響。
2結(jié)果與討論
分別對(duì)不同VA含量的1.5mm和2.0mm規(guī)格的EVA防水板的斷裂拉伸強(qiáng)度.拉斷伸長(zhǎng)率.加熱傳縮量等物理性能進(jìn)行比對(duì)試驗(yàn),試?yán)Y(jié)果見表1,并根據(jù)試獫數(shù)據(jù)繪制出相關(guān)的散點(diǎn)圖。
這是由于EVA共聚物結(jié)構(gòu)中的VA官能團(tuán)破壞了原有的結(jié)晶狀態(tài),降低了共聚物的結(jié)晶度,且隨VA含量提高共聚物中的非結(jié)晶狀態(tài)更加明顯，這使得EVA防水板具有更低的柔軟性和更低的硬度,但同時(shí)也降低了材料的強(qiáng)度。2.2 VA含量對(duì)EVA防水板拉斷伸長(zhǎng)率的影響
分析表1和圖2中VA含量與拉斷伸長(zhǎng)率的比對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)EVA-1.5mm和EVA-2.0mm兩種規(guī)格防水板的拉斷伸長(zhǎng)率都隨VA的增加而提高。且當(dāng)VA含量在O~5%時(shí),拉斷伸長(zhǎng)率隨VA含量的增加而急劇提高;VA含量大于5%時(shí),拉斷伸長(zhǎng)率的變化趨勢(shì)變緩。
導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因是EVA共聚物分子鏈中引入了乙酸乙烯酯,從而降低了共聚物的結(jié)晶度,繼而提高了材料的塑性,即提高了伸長(zhǎng)率。當(dāng)VA含量超過5%時(shí),非結(jié)晶狀態(tài)趨向飽合,伸長(zhǎng)率的增加不再明顯。
2.3 VA含量對(duì)EVA防水板加熱伸縮量的影響
分析表1和圖3,可發(fā)現(xiàn)VA含量與EVA防水板加熱伸縮量的關(guān)系:EVA防水板的加熱伸縮量隨VA含量的變化無明顯變化,可認(rèn)為VA含量對(duì)加熱伸縮量不產(chǎn)生影響。
根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)見表2,分析認(rèn)為:當(dāng)VA含量低于5%時(shí),EVA 防水板較硬、粘結(jié)性能較差、容易產(chǎn)生脆裂現(xiàn)象,不利于現(xiàn)場(chǎng)施工,且容易造成漏水現(xiàn)象;當(dāng)VA含量超過5%后,EVA防水板柔軟度好、粘結(jié)性能好、不易脆裂，施工性能有明顯的改善,但當(dāng)VA含量超過9%后,粘結(jié)性能卻有下降的趨勢(shì)。這是因?yàn)橐宜嵋蚁ナ笶VA共聚物具有極性，同時(shí)乙烯基鏈節(jié)加大了乙酸乙烯酯基之間的距離,起到--定的內(nèi)增塑作用，從而使得EVA防水板具有優(yōu)良的粘接性能。但當(dāng)EVA含量過高時(shí),EVA 防水板硬度太小,從而使粘結(jié)性能開始變差。
結(jié)論
(1)斷裂拉伸強(qiáng)度隨VA含量的提高而降低,且當(dāng)VA含量大于7%時(shí)急劇下降。
1試驗(yàn)
1.1試驗(yàn)材料
樣昌是由儀征升力防水材料有限公司提供的EVA-1.Smm和 EVA-2.Omm 兩種規(guī)格的EVA防水板,其VA含量分別為0,1%,3%,5%,7%,9%,11%,并采用GB/T 30925-2014《塑料乙烯-乙酸乙烯酯共聚化〔EVA〕熱塑性塑料乙酸乙烯酯含量的測(cè)定》中基準(zhǔn)方法1~——水解返滴定法對(duì)VA含量進(jìn)行了檢測(cè)。其中,斷裂拉忡強(qiáng)度和拉斷伸長(zhǎng)率對(duì)比試驗(yàn)采用Ⅰ型啞鈴狀試件，剝離強(qiáng)度采用200mm 'x 50mm矩形試件,加熱伸縮量采用300mm x 50mm矩形試件,且為了使對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果更具代表性,采用的對(duì)比試驗(yàn)均取縱向試件，且對(duì)比數(shù)據(jù)均為20次試驗(yàn)結(jié)果的平均值。
1.2試驗(yàn)惶器
電子萬能試驗(yàn)機(jī)(配引伸計(jì)):UTM4502型,準(zhǔn)確度等級(jí)0.5級(jí),三思縱橫有限公司。
電熱鼓風(fēng)恒濕干燥箱:101-3A型,滬南電爐烘箱廠。測(cè)厚儀:HD-6型,上海市魅宇儀器科技有限公司。游標(biāo)卡尺:O~1000mm型，桂林市大宇量具有限責(zé)任公司。
1.3試驗(yàn)方法
(1VA含量的測(cè)定采用CBT 30925-2014中基準(zhǔn)方法1——水解返滴定法。①取干燥樣品約1g,精確至0.0001g,裝入燒瓶中。②向燒瓶中如50mL.二甲苯,再加入25mL.氫氧化鉀-乙醇溶液。③加熱2h，冷卻至室溫。④向燒瓶中加人30mL值酸,并用力搖動(dòng)。⑤加人少量酚酞指示劑,用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的酸。⑥進(jìn)行空白試驗(yàn)。⑦計(jì)算乙酸乙烯酯含量,并取兩次測(cè)定結(jié)果的平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。
(2)斷裂拉伸強(qiáng)度和拉斷伸長(zhǎng)率按GB/T 528-2009《硫化橡膠或熱型性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測(cè)定》進(jìn)行試驗(yàn)。取試件試驗(yàn)長(zhǎng)度中部和兩端測(cè)量厚度的中位數(shù)作為試件厚度的代表值，取裁刀狹窄部分刀刃的距離作為試件寬度,拉伸速度為(250 ±50)mmmin ,測(cè)試5個(gè)試件,取中值作為斷裂拉伸強(qiáng)度和拉斷伸長(zhǎng)率的試驗(yàn)結(jié)果。
(3)加熱伸縮量的試驗(yàn)方法采用GBT 18173.1-2012《高分子防水材料第Ⅰ部分片材》。在(23士2)℃的環(huán)境中測(cè)量試件的長(zhǎng)度,做好標(biāo)記后將試件放人(80 ±2)℃的老化箱中，加熱時(shí)間設(shè)為168h。加熱結(jié)束后取出試件,在(23±2)℃的環(huán)境中放1h,在相同的位置測(cè)量試件的長(zhǎng)度,計(jì)算加熱伸縮量并取3個(gè)試件的平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。
(4)根據(jù)地工經(jīng)驗(yàn)判斷VA含量對(duì)EVA防水板策工性能的影響。
2結(jié)果與討論
分別對(duì)不同VA含量的1.5mm和2.0mm規(guī)格的EVA防水板的斷裂拉伸強(qiáng)度.拉斷伸長(zhǎng)率.加熱傳縮量等物理性能進(jìn)行比對(duì)試驗(yàn),試?yán)Y(jié)果見表1,并根據(jù)試獫數(shù)據(jù)繪制出相關(guān)的散點(diǎn)圖。
2.1 VA含量對(duì)EVA防水板斷裂拉伸強(qiáng)度的影響
根據(jù)EVA-1.5mm 防水板和EVA-2.0mm 防水板的斷裂拉伸強(qiáng)度與VA含量的關(guān)系,可發(fā)現(xiàn)當(dāng)VA含量從О升至7%時(shí),斷裂拉伸強(qiáng)度隨VA含量的的提高而降低;當(dāng)VA含量大于7%后,斷裂拉伸強(qiáng)度仍然保持下降的趨勢(shì),且下降趨勢(shì)更加明顯。詳見圖1所示。
分析表1和圖2中VA含量與拉斷伸長(zhǎng)率的比對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)EVA-1.5mm和EVA-2.0mm兩種規(guī)格防水板的拉斷伸長(zhǎng)率都隨VA的增加而提高。且當(dāng)VA含量在O~5%時(shí),拉斷伸長(zhǎng)率隨VA含量的增加而急劇提高;VA含量大于5%時(shí),拉斷伸長(zhǎng)率的變化趨勢(shì)變緩。
2.3 VA含量對(duì)EVA防水板加熱伸縮量的影響
分析表1和圖3,可發(fā)現(xiàn)VA含量與EVA防水板加熱伸縮量的關(guān)系:EVA防水板的加熱伸縮量隨VA含量的變化無明顯變化,可認(rèn)為VA含量對(duì)加熱伸縮量不產(chǎn)生影響。
根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)見表2,分析認(rèn)為:當(dāng)VA含量低于5%時(shí),EVA 防水板較硬、粘結(jié)性能較差、容易產(chǎn)生脆裂現(xiàn)象,不利于現(xiàn)場(chǎng)施工,且容易造成漏水現(xiàn)象;當(dāng)VA含量超過5%后,EVA防水板柔軟度好、粘結(jié)性能好、不易脆裂，施工性能有明顯的改善,但當(dāng)VA含量超過9%后,粘結(jié)性能卻有下降的趨勢(shì)。這是因?yàn)橐宜嵋蚁ナ笶VA共聚物具有極性，同時(shí)乙烯基鏈節(jié)加大了乙酸乙烯酯基之間的距離,起到--定的內(nèi)增塑作用，從而使得EVA防水板具有優(yōu)良的粘接性能。但當(dāng)EVA含量過高時(shí),EVA 防水板硬度太小,從而使粘結(jié)性能開始變差。
(1)斷裂拉伸強(qiáng)度隨VA含量的提高而降低,且當(dāng)VA含量大于7%時(shí)急劇下降。
2)當(dāng)VA含量小于5%時(shí),拉斷伸長(zhǎng)率隨VA含量的增加有明顯的提高;VA含量大于5%時(shí)，拉斷伸長(zhǎng)率的變化不再明顯。
(3) EVA防水板的加熱伸縮量隨VA含量的變化無明顯變化。
(4)VA含量大于5%,EVA防水板的施工性能有明顯的改善,但當(dāng)VA含量超過9%后,粘結(jié)性能較差。
綜合考慮VA含量對(duì)EVA防水板性能的影響及《鐵路隧道防水材料第1部分:防水板》TB/T3360.1-2014中的規(guī)定要求等因素,建議鐵路施工中使用的EVA防水板中VA含量宜選擇為5%~7%。
參考文獻(xiàn)
]蘇超.隧道防水板超聲波焊接在玉磨鐵路中的應(yīng)用[J.價(jià)
值工程,2017(09):98-99.
[2]王文福.EVA橡膠的性能與共聚物中醋酸乙烯酯含量的
關(guān)系J.世界橡膠工業(yè),2004(2):9-12+21.
[3張祥福,張隱西.不同VA含量EVA/硅橡膠共混物的性能盯.彈性體,1991,121(02):28-31.
作者簡(jiǎn)介:黃祥永(1984-),男,本科,工程師,主要從事建材檢測(cè)工作。
(3) EVA防水板的加熱伸縮量隨VA含量的變化無明顯變化。
(4)VA含量大于5%,EVA防水板的施工性能有明顯的改善,但當(dāng)VA含量超過9%后,粘結(jié)性能較差。
綜合考慮VA含量對(duì)EVA防水板性能的影響及《鐵路隧道防水材料第1部分:防水板》TB/T3360.1-2014中的規(guī)定要求等因素,建議鐵路施工中使用的EVA防水板中VA含量宜選擇為5%~7%。
參考文獻(xiàn)
]蘇超.隧道防水板超聲波焊接在玉磨鐵路中的應(yīng)用[J.價(jià)
值工程,2017(09):98-99.
[2]王文福.EVA橡膠的性能與共聚物中醋酸乙烯酯含量的
關(guān)系J.世界橡膠工業(yè),2004(2):9-12+21.
[3張祥福,張隱西.不同VA含量EVA/硅橡膠共混物的性能盯.彈性體,1991,121(02):28-31.
作者簡(jiǎn)介:黃祥永(1984-),男,本科,工程師,主要從事建材檢測(cè)工作。
