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原文传递侵蚀条件下的四氟滑板橡胶支座力学性能研究

论文题名：	侵蚀条件下的四氟滑板橡胶支座力学性能研究
关键词：	四氟滑板橡胶支座;侵蚀试验;轴心受压试验;抗剪试验;弹性模量;公路桥梁
摘要：	公路桥梁板式橡胶支座按其材料的种类划分为天然橡胶支座、氯丁橡胶支座、四氟滑板橡胶支座，各种橡胶支座在外力作用下均能表现出良好的变形能力。本文针对性的研究四氟滑板橡胶支座在冻融、盐冻、酸腐、热腐、湿热、硝酸和硝硫酸七种自然腐蚀条件下的抗压以及抗剪力学性能。四氟滑板橡胶支座是在普通的橡胶支座表面黏附一层2mm～3mm的聚四氟乙烯板。针对四氟滑板橡胶支座的抗震性能研究已有很多，但是在多种自然条件下腐蚀后的力学性能研究还是很少，本文重点研究了各种侵蚀条件下的极限抗压强度，竖向刚度，抗压弹性模量，极限抗剪强度，水平刚度以及抗剪弹性模量这些具有代表性的力学性能。　　在我国的北方地区由于冬季气温比较低，而且每年下雪的次数比较多，每到中午的时候就会出现一次冻融循环，在这种情况下就可能对橡胶支座的内部结构产生比较大的影响，甚至会破坏橡胶支座的内部结构。为了研究冻融循环对橡胶支座的力学性能影响，我们对橡胶支座采取25次，50次，75次，100次和150次的冻融循环处理，并采用和标准试件对比的方式得出了各种力学曲线，包括抗压力学曲线和抗剪力学曲线，并采用了最小二乘法得出了极限抗压强度拟合曲线以及极限抗剪强度拟合曲线符合100年左右的实际情况，方便了以后在工程上的借鉴应用。　　桥梁工程关系着国计民生，是我国甚至全世界举足轻重的土建设施，因此，桥梁能否正常的使用便成为了重中之重。另外，桥梁是联系各地区重要的交通设施，跨海跨河大桥的兴建使得这些地区的联系和发展更加的紧密，促进了地区和谐繁荣昌盛。因此关于桥梁的研究就显得尤为重要。在桥梁结构中，盐冻腐蚀是一个很大的影响，尤其是海水中的氯离子不仅对混凝土结构起到腐蚀的作用，对起到隔震减震的橡胶支座也有很大的影响。为研究四氟滑板橡胶支座经过盐冻处理后的承载力变化情况，采用标准冷冻箱和质量分数为3.5％的NaCl溶液对四氟滑板橡胶支座分别进行20、40、60、80和100天盐冻处理，并进行力学性能研究。　　酸雨是我国现阶段面临的严重环境问题。我国酸雨面积已占国土面积的40％，成为继欧洲和北美之后的第3大酸雨区，而酸雨的种类又可以根据硫酸和硝酸的比例划分为三种，硫酸型或燃煤型:硫酸根/硝酸根＞3，混合型:0.5＜硫酸根/硝酸根＜=3，硝酸型或燃油型:硫酸根/硝酸根＜=0.5。硫酸作为酸雨的主要成分对环境造成的影响更是不可以忽视的，因此硫酸型酸雨对橡胶支座的影响研究就很有必要。在欧、美、亚世界三大酸雨区中，我国的强酸雨区(pH＜4.5)面积最大，长江以南地区是全球强酸雨中心。我国降水化学组成仍属硫酸型，但正在向硫酸-硝酸混合型转变，SO42-和NO3-以及NH4+和Ca2+分别是降水中主要阴、阳离子，并且浓度远高于欧洲和北美。为此，我们进行了硫酸腐蚀、硝酸腐蚀以及硝硫酸腐蚀条件下的橡胶支座力学性能研究。　　随着全球气温的不断升高，我国各地高温的时段在一年中所占的比例也越来越长，众所周知橡胶在受热的时候会出现热老化现象，表现出橡胶局部发生开裂，这样一来不但会影响到橡胶支座的使用寿命，对以后桥梁的耐久性、维护和加固也造成一定的不方便，因此在研究热腐对橡胶支座的力学性能的影响就显得尤为重要。此外，橡胶支座并不只是在热这一种作用下工作的，热的影响同时还会加速其他一些影响因素的影响，而且这些因素可能会比单纯是一种因素单独作用下的影响更厉害。因此，研究热腐单独作用对橡胶支座的影响是其他一些复杂研究的基础。所以，应该对热腐进行深入研究。　　湿热是一种极强的腐蚀方式，是湿度和温度共同作用下对材料的一种影响方式，在热腐蚀的作用下，橡胶支座就可能出现热老化现象，即我们通常所说的热劣化，橡胶支座的表面和侧面都会出现一些微小的裂缝，而湿度其实是一种蒸汽影响，会随着裂缝在长期的变化中逐渐深入到橡胶支座的内部，从而加速了热腐蚀的接触面积。也就是说，湿和热是相互影响的，湿能促进热的影响，热也能促进湿的影响。为了研究湿热对四氟滑板橡胶支座力学性能的影响，我们选取3组标准试件和5组处理试件进行对比试验然后进行轴压力学性能研究，从而得到相关的试验数据，得出结论以便以后在工程中应用。
作者：	张军
专业：	防灾减灾工程及防护工程
导师：	张延年
授予学位：	硕士
授予学位单位：	沈阳建筑大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文