文 宜 杜紅艷

(1.長安大學 公路學院，陜西 西安 710064;2.中交第一公路勘察設計研究院有限公司，陜西 西安 710068)

拉伸性能試驗用以反映各環(huán)氧基防水粘結(jié)材料受拉破壞時的應力和應變，測得的主要指標為各環(huán)氧基防水粘結(jié)材料的拉伸強度和破壞時的應變，通過拉伸試件的抗拉強度和斷裂延伸率來評價各材料的實際使用性能。

1 試驗方法

1.1 試件成型

先用丙酮將上下兩塊不銹鋼槽板進行清理，用隔離劑涂刷一遍，然后將上下兩塊槽板對接，放入120℃的電熱鼓風干燥箱中保溫4h。不銹鋼槽板保溫結(jié)束后，按照前述制備方法把制備好的各環(huán)氧基防水粘結(jié)材料，立即倒入槽板內(nèi)，并進行振動，再將其放回120℃干燥箱中，保溫2h，然后降溫至60℃保溫4d(日本環(huán)氧粘結(jié)劑需持續(xù)在40℃下保溫2d，不需在120℃下保溫不銹鋼槽板及養(yǎng)生)，使其充分固化。養(yǎng)生完成后，取出，將槽板打開，用小刀將試件脫模。脫模后將試件在所需的試驗溫度(20℃ ±1℃)下放置2h，然后用切片機切成啞鈴狀的試件，制備6個試件。成型模具如圖1所示，拉伸試驗試件尺寸如圖2所示。

附注：A-總長，最小值115 mm B-標距段的寬度，6.00+0.4 mm C-標距段的長度，33±2 mmD-夾持線 E-半徑，14±1 mm F-半徑，25±2 mm G-端部寬度，25±1 mmH-夾具間的初始距離，80±5 mm L-標距線間的距離，25±1 mm

1.2 試驗程序

將試件在標準條件下放置2h，然后將試件安裝在拉力機夾具中，記錄拉力機標尺所示數(shù)據(jù)(L0)，試件安裝不得歪斜，拉伸速度為500mm/min，拉伸試件直至出現(xiàn)裂口或斷裂等現(xiàn)象為止，記錄此時標尺數(shù)據(jù)(L1)，讀數(shù)精確到0.5mm。

1.3 結(jié)果計算

拉伸斷裂強度如式(1)計算：

式中：P——拉伸斷裂強度，MPa;

F——試件最大荷載，N;

A——試件斷面面積，mm2。

試件斷面面積如式(2)計算：

式中：b——試件工作部分寬度，mm;

d——試件實測厚度，mm。

斷裂延伸率按式(3)計算：

式中：L——試件斷裂延伸率，%;

L1——試件斷裂時標線間的距離，mm;

L0——拉伸前標線間的距離，mm。

試驗結(jié)果以六個試件的算術(shù)平均值表示，取三位有效數(shù)字。

2 試驗結(jié)果

按照拉伸試驗的試驗方法，進行各環(huán)氧基防水粘結(jié)材料在不同組分比例下的拉伸試驗，國產(chǎn)HLN-7611環(huán)氧瀝青的拉伸試驗結(jié)果如圖3所示，日本環(huán)氧粘結(jié)劑的拉伸試驗結(jié)果如圖4所示，日本環(huán)氧粘結(jié)劑的拉伸試驗結(jié)果如圖5所示。

2.1 國產(chǎn)HLN-7611環(huán)氧瀝青的拉伸試驗結(jié)果

由國產(chǎn)HLN-7611環(huán)氧瀝青在不同組分比例下的的拉伸試驗結(jié)果可知，拉伸強度和斷裂延伸率隨組分比例變化呈現(xiàn)出不同的變化規(guī)律。拉伸強度隨比例(B：A)的增大而先增大后減小，在比例(B：A)為 7.6時達到峰值，為0.940MPa。斷裂延伸率隨比例(B：A)的增大而先減小后增大，在比例(B：A)為7.6時為188%，比最佳斷裂延伸率降低約15%，此最佳斷裂延伸率對應的拉伸強度比最佳值降低約31%。由于橋面防水粘結(jié)材料需要具有較高的拉伸強度和斷裂延伸率，根據(jù)此拉伸試驗結(jié)果可以進一步確定國產(chǎn)HLN-7611環(huán)氧瀝青的最佳組分比例 B：A=1：7.6，因為在比例(B：A)低于或高于7.6時，由于A組分或B組分較多，沒有充分發(fā)生固化反應，存在多余的A組分或B組分，導致強度不足，斷裂延伸率出現(xiàn)波動。

2.2 日本環(huán)氧粘結(jié)劑的拉伸試驗結(jié)果

從日本環(huán)氧粘結(jié)劑的拉伸試驗結(jié)果可見，A、B兩組分比例不同，其性能差異較大。當A組分環(huán)氧樹脂與B組分固化劑之比為1：0.8時，拉伸強度最大，但斷裂延伸率最低，不能滿足防水粘結(jié)材料高延伸率的要求;當A組分與B組分之比為1：1時，拉伸強度為 5.932MPa，且斷裂延伸率達到最大，為616%，綜合性能最優(yōu)。因此，可以進一步確定日本環(huán)氧粘結(jié)劑的A組分環(huán)氧樹脂：B組分固化劑=1：1為其最佳配比。

2.3 日本環(huán)氧瀝青的拉伸試驗結(jié)果

從日本環(huán)氧瀝青的拉伸試驗結(jié)果可見，A組分環(huán)氧樹脂與B組分固化劑之比為1：0.8和1：1.1時，斷裂延伸率較低，不能滿足防水粘結(jié)材料高延伸率的要求;當A組分與B組分之比為1：0.9時，拉伸強度為 2.710MPa，且斷裂延伸率達到853%;當 A組分與 B組分之比為 1：1時，拉伸強度為5.932MPa，比 A：B=1：0.9 時增大約 68%，且斷裂延伸率達到604%，比A：B=1：0.9時降低約29%，綜合性能最優(yōu)。因此，可以進一步確定日本環(huán)氧粘結(jié)劑的A組分環(huán)氧樹脂：B組分固化劑=1：1為其最佳配比。

圖5 日本環(huán)氧瀝青A、B組分不同比例下的拉伸強度和斷裂延伸率關(guān)系圖

3 不同環(huán)氧基防水粘結(jié)材料的拉伸試驗結(jié)果比較

綜合各環(huán)氧基防水粘結(jié)材料在其最佳配比下的拉伸強度和斷裂延伸率，如圖6和圖7所示。由圖可見，日本環(huán)氧粘結(jié)劑的拉伸強度和斷裂延伸率均高于國產(chǎn)HLN-7611環(huán)氧瀝青和日本環(huán)氧瀝青，其中拉伸強度分別比國產(chǎn)HLN-7611環(huán)氧瀝青和日本環(huán)氧瀝青增大約530%和30%;斷裂延伸率分別比國產(chǎn)HLN-7611環(huán)氧瀝青和日本環(huán)氧瀝青增大約228%和2%。究其原因為：日本環(huán)氧粘結(jié)劑不摻加瀝青，環(huán)氧樹脂與固化劑能夠充分固化反應，而另兩種材料中均需加入瀝青，瀝青的存在可能會對固化反應有一定影響;且日本產(chǎn)和國產(chǎn)所采用的環(huán)氧樹脂和固化劑種類不同，分子內(nèi)化學鍵作用力不同，分子間鏈與鏈結(jié)合力不同，最終導致拉伸強度和斷裂延伸率的差異。

4 結(jié)論

本章分別對國產(chǎn)HLN-7611環(huán)氧瀝青、日本環(huán)氧粘結(jié)劑、日本環(huán)氧瀝青等三種環(huán)氧基防水粘結(jié)材料進行制備并比較測試其拉伸性能。根據(jù)相關(guān)試驗結(jié)果，可以得出以下結(jié)論：拉伸性能優(yōu)劣依次為：日本環(huán)氧粘結(jié)劑、日本環(huán)氧瀝青和國產(chǎn)HLN-7611環(huán)氧瀝青，在最佳配比下所能達到的拉伸強度分別為5.932MPa、4.451MPa 和 0.940MPa，斷裂延伸率分別為 616%、604%和188%。

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