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不同VA含量对EVA防水板性能的影响研究
隧道渗漏水是铁路工程中常见的质量问题之一,如果隧道结构防水质量差,必将影响工程的正常使用,继而危及到铁路的行车安全。预防铁路隧道渗漏水的措施主要有围岩注浆﹑铺设防水层和安设止水带。其中,铺设防水层是最有效的措施,对预防隧道渗漏水起到决定性作用%。由于EVA防水板具有良好的柔软性.耐酸耐碱性.抗低羞性.优良的加工性及与填料的相容性等优点,所以在铁路隧道工程中得到广泛使用2~。以添加不同VA含量的EVA防水板为研究对象,分别测试VA含量与断裘拉伸强度.拉断伸长率,加热伸缩量的相对关系及对施工性能的影响,并根据已有的研究资料对试验结果进行分析。
1试验
1.1试验材料
样昌是由仪征升力防水材料有限公司提供的EVA-1.Smm和 EVA-2.Omm 两种规格的EVA防水板,其VA含量分别为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〕热塑性塑料乙酸乙烯酯含量的测定》中基准方法1~——水解返滴定法对VA含量进行了检测。其中,断裂拉忡强度和拉断伸长率对比试验采用Ⅰ型哑铃状试件,剥离强度采用200mm 'x 50mm矩形试件,加热伸缩量采用300mm x 50mm矩形试件,且为了使对比试验结果更具代表性,采用的对比试验均取纵向试件,且对比数据均为20次试验结果的平均值。
1.2试验惶器
电子万能试验机(配引伸计):UTM4502型,准确度等级0.5级,三思纵横有限公司。
电热鼓风恒湿干燥箱:101-3A型,沪南电炉烘箱厂。测厚仪:HD-6型,上海市魅宇仪器科技有限公司。游标卡尺:O~1000mm型,桂林市大宇量具有限责任公司。
1.3试验方法
(1VA含量的测定采用CBT 30925-2014中基准方法1——水解返滴定法。①取干燥样品约1g,精确至0.0001g,装入烧瓶中。②向烧瓶中如50mL.二甲苯,再加入25mL.氢氧化钾-乙醇溶液。③加热2h,冷却至室温。④向烧瓶中加人30mL值酸,并用力摇动。⑤加人少量酚酞指示剂,用NaOH标准溶液滴定过量的酸。⑥进行空白试验。⑦计算乙酸乙烯酯含量,并取两次测定结果的平均值作为试验结果。
(2)断裂拉伸强度和拉断伸长率按GB/T 528-2009《硫化橡胶或热型性橡胶拉伸应力应变性能的测定》进行试验。取试件试验长度中部和两端测量厚度的中位数作为试件厚度的代表值,取裁刀狭窄部分刀刃的距离作为试件宽度,拉伸速度为(250 ±50)mmmin ,测试5个试件,取中值作为断裂拉伸强度和拉断伸长率的试验结果。
(3)加热伸缩量的试验方法采用GBT 18173.1-2012《高分子防水材料第Ⅰ部分片材》。在(23士2)℃的环境中测量试件的长度,做好标记后将试件放人(80 ±2)℃的老化箱中,加热时间设为168h。加热结束后取出试件,在(23±2)℃的环境中放1h,在相同的位置测量试件的长度,计算加热伸缩量并取3个试件的平均值作为试验结果。
(4)根据地工经验判断VA含量对EVA防水板策工性能的影响。
2结果与讨论
分别对不同VA含量的1.5mm和2.0mm规格的EVA防水板的断裂拉伸强度.拉断伸长率.加热传缩量等物理性能进行比对试验,试拉结果见表1,并根据试猃数据绘制出相关的散点图。

2.1 VA含量对EVA防水板断裂拉伸强度的影响
根据EVA-1.5mm 防水板和EVA-2.0mm 防水板的断裂拉伸强度与VA含量的关系,可发现当VA含量从О升至7%时,断裂拉伸强度随VA含量的的提高而降低;当VA含量大于7%后,断裂拉伸强度仍然保持下降的趋势,且下降趋势更加明显。详见图1所示。


这是由于EVA共聚物结构中的VA官能团破坏了原有的结晶状态,降低了共聚物的结晶度,且随VA含量提高共聚物中的非结晶状态更加明显,这使得EVA防水板具有更低的柔软性和更低的硬度,但同时也降低了材料的强度。2.2 VA含量对EVA防水板拉断伸长率的影响
分析表1和图2中VA含量与拉断伸长率的比对试验数据,发现EVA-1.5mm和EVA-2.0mm两种规格防水板的拉断伸长率都随VA的增加而提高。且当VA含量在O~5%时,拉断伸长率随VA含量的增加而急剧提高;VA含量大于5%时,拉断伸长率的变化趋势变缓。

导致这一现象的原因是EVA共聚物分子链中引入了乙酸乙烯酯,从而降低了共聚物的结晶度,继而提高了材料的塑性,即提高了伸长率。当VA含量超过5%时,非结晶状态趋向饱合,伸长率的增加不再明显。
2.3 VA含量对EVA防水板加热伸缩量的影响
分析表1和图3,可发现VA含量与EVA防水板加热伸缩量的关系:EVA防水板的加热伸缩量随VA含量的变化无明显变化,可认为VA含量对加热伸缩量不产生影响。


2.4 VA含量对EVA防水施工性能的影响
根据工作经验及现场检测数据见表2,分析认为:当VA含量低于5%时,EVA 防水板较硬、粘结性能较差、容易产生脆裂现象,不利于现场施工,且容易造成漏水现象;当VA含量超过5%后,EVA防水板柔软度好、粘结性能好、不易脆裂,施工性能有明显的改善,但当VA含量超过9%后,粘结性能却有下降的趋势。这是因为乙酸乙烯酯使EVA共聚物具有极性,同时乙烯基链节加大了乙酸乙烯酯基之间的距离,起到--定的内增塑作用,从而使得EVA防水板具有优良的粘接性能。但当EVA含量过高时,EVA 防水板硬度太小,从而使粘结性能开始变差。

结论
(1)断裂拉伸强度随VA含量的提高而降低,且当VA含量大于7%时急剧下降。
2)当VA含量小于5%时,拉断伸长率随VA含量的增加有明显的提高;VA含量大于5%时,拉断伸长率的变化不再明显。
(3) EVA防水板的加热伸缩量随VA含量的变化无明显变化。
(4)VA含量大于5%,EVA防水板的施工性能有明显的改善,但当VA含量超过9%后,粘结性能较差。
综合考虑VA含量对EVA防水板性能的影响及《铁路隧道防水材料第1部分:防水板》TB/T3360.1-2014中的规定要求等因素,建议铁路施工中使用的EVA防水板中VA含量宜选择为5%~7%。
参考文献
]苏超.隧道防水板超声波焊接在玉磨铁路中的应用[J.价
值工程,2017(09):98-99.
[2]王文福.EVA橡胶的性能与共聚物中醋酸乙烯酯含量的
关系J.世界橡胶工业,2004(2):9-12+21.
[3张祥福,张隐西.不同VA含量EVA/硅橡胶共混物的性能盯.弹性体,1991,121(02):28-31.
作者简介:黄祥永(1984-),男,本科,工程师,主要从事建材检测工作。