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一、評價的目的
防水層在面層瀝青混合料施工時會遭受一次熱沖擊,而導致短期老化,在長期使用過程中還會受到熱、光、風、雨、氧等自然因素的綜合作用。而防水材料作為有機材料。在經受上述因素作用后,其主要性能(包括抗拉、粘結、抗剪等)往往會降低,直至其不能滿足橋面防水的需要。
從化學上分析,聚合物老化所發生的主要反應是以過氧基為中間體的鏈式反應(自動氧化)。許多研究表明,這種自動氧化反應在常溫下進行緩慢,而加熱時由于在熱分解的同時還發生熱氧化分解,而使反應加速。1984年Peterson將瀝青老化的15條原因歸納為主要三條,分別是:*通過揮發和吸收使瀝青油份減少;*與空氣中氧發生反應,使瀝青組成發生變化;*瀝青分子結構產生觸變位且導致硬化。
由于防水材料本身僅有1~3mm厚,且其上覆有6cm面層,試驗中僅考慮材料的熱老化性能。材料老化后,一個顯著的變化是其拉伸性能(強度及延伸率)衰退,因此用兩個指標來衡量。對于老化指標的確定必須建立在大量實測資料的基礎上,故本文僅就防水材料的老化性能做簡單探討。
二、實驗儀器與方法
*主要儀器
可調溫烘箱:室溫~300℃;
拉伸試驗機:0~2000N,同為拉伸試驗;
*試件準備
同為拉伸試件260mm×50mm,每組3個。
*主要步驟
按照實驗方案將試件放入烘箱內,在規定時間、規定溫度下使材料老化。
按照拉伸試驗的要求進行試驗。
三、實驗結果與分析
根據材料老化的不同階段,可分為短期老化和長期老化。
防水層的短期老化主要發生在施工過程中。由于50~60mm厚的瀝青面層,在140℃~160℃溫度鋪設時,測量顯示防水層中的溫度可達到120℃,并可以維持10分鐘。隨著瀝青面層的慢慢冷卻,約4h后溫度為40℃。為模擬防水層工作中的實際情況,試驗時先將烘箱溫度調至140℃,將防水材料放入10min后,將溫度在4h內降低到80℃。
防水層的長期老化也是值得關注的。在長期的使用過程中,在自然環境的作用下,其性能逐漸退化。試驗時,按照SHRP對不同瀝青混合料的兩種老化方法的試驗條件,溫度分別為85/100或88/100,時間為5或2d。在防水層長期老化試驗中也采用如上條件。
對試驗結果有顯著影響的是材料種類、加速老化溫度和時間。
實測試驗結果分析知,老化后材料的強度和延伸率比老化前分別降低10.85%和24.98%。試驗說明,防水材料經過老化后性能下降比較明顯。
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