桥梁减震垫配方设计第五组.ppt

桥梁减震垫配方设计桥梁减震垫配方设计第五组 王可松减震的途径？减震的途径？l降低震源的激发力l将振动与激发源离开(隔振)l缓和振动体的振动什么是桥梁减震垫什么是桥梁减震垫?l桥梁橡胶支座是由多层橡胶片与薄钢板桥梁橡胶支座是由多层橡胶片与薄钢板硫化、粘合而成硫化、粘合而成,它有足够的竖向钢度它有足够的竖向钢度,能能将上部构造的反力可靠的传递给墩台将上部构造的反力可靠的传递给墩台;有有良好的弹性良好的弹性,以适应梁端的转动以适应梁端的转动,又有教大又有教大的剪切变形能力的剪切变形能力,以满足上部构造的水平以满足上部构造的水平位移位移.相关标准相关标准lJT/T4-93规定胶料的理机械性能（参考橡胶工业配件生产技术）性能氯丁胶天然胶三元乙丙胶硬度636363扯断伸长率400400400拉伸强度17.017.515.2橡胶与钢板粘接剥离强度777脆性温度-40-50-50恒定压缩永久变形耐252525臭氧老化无龟裂无龟裂无龟裂热空气老化试验实验条件10070h70168h10070h拉伸强度降低率151515扯断伸长率降低率402040硬度变化+1510+10聚四氟乙烯与橡胶剥离强度444美国美国AASHTO及及ISO国际标准桥梁橡胶支国际标准桥梁橡胶支座胶料性能座胶料性能性能项目美国AASHTO规定ISO6446-85氯丁胶天然胶氯丁胶天然胶三元乙丙胶硬度603603603603603扯断伸长率350400350400300拉伸强度17.1517.151515.515.2热空气老化后性能变化10070h7070h10070h70168h10070h硬度变化+15+10+15+10+10扯断伸长变化率-15-25-15-15-15拉伸强度变化率-40-25-40-20-40脆性温度-25-40-25-40-407022h压缩永久变形35（10022h）25203025耐臭氧性10010-8110-8510-82510-8510-838100h38100h4096h4096h4096h无龟裂无龟裂无龟裂无龟裂无龟裂橡胶与钢板粘接剥离强度7.147.14777桥梁支座用橡胶材料的要求桥梁支座用橡胶材料的要求l具有较高的抗压强度l有良好的弹性，但蠕变小l夏天不会变软，强度无显著下降，冬天不会变脆，仍然能保持所需的弹性l耐老化性能好l胶料工艺性能好l材料来源丰富，成本不宜过高生胶的分析生胶的分析l在通用橡胶中，丁基橡胶和丁睛橡胶的阻尼系数较大;丁苯橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶、聚氨酷橡胶、乙丙橡胶的阻尼系数中等;天然橡胶和顺丁橡胶的阻尼系数最小。天然橡胶虽然阻尼系数较小，但其综合性能最好，耐疲劳性好，生热低、蠕变小，与金属件粘合性能好。因此，天然橡胶广泛地应用于减震橡胶。如要求耐低温，可与顺丁橡胶并用;要求耐天候老化时，可选用氯丁橡胶;要求耐油时，可选用低丙烯睛含量的丁睛橡胶对低温动态性能要求苛刻的减震橡胶，往往采用硅橡胶。一般要求低阻尼时，用天然橡胶;当要求高阻尼时，可采用丁基橡胶 选择具有一定相容性和共硫化性的橡胶共混，是加宽阻尼峰宽度的有效方法对提高阻尼特性和改善其他性能都是有利的。几种橡胶的阻尼系数几种橡胶的阻尼系数胶种阻尼系数（tan）胶种阻尼系数（tan）NR0.050.15NBR0.250.40SBR0.150.30IIR0.250.50CR0.150.30Q0.150.15硫化体系的分析硫化体系的分析l硫化体系对减震橡胶的刚度、阻尼系数、耐热性、耐疲劳性均有较大的影响。一般在硫化胶的网络结构中，交联键中的硫原子及游离硫越少，交联越牢固，硫化胶的弹性模量越大，阻尼系数越小。使用传统硫化体系，并适当提高交联程度，对减震和耐动态疲劳性有利，但耐热性不够。例如天然橡胶采用有效硫化体系和半有效硫化体系时，虽然耐热性得到改善，但抗疲劳性能以及金属件的勃着性则有下降的趋势。因此，必须要使这些性能得到恰当的平衡。采用硫黄硫化体系所能达到的耐热性毕竟是有限的，因此对耐热等级更高的新型无硫硫化体系进行了研究。某些耐热性较好的橡胶，如氟橡胶、丙烯酸酷橡胶、二兀乙丙橡胶、胶、氢化丁睛橡胶、氯磺化聚乙烯、共聚氯醇橡胶，由于它们在高变形下的耐疲劳性能以及与金属粘接的可靠性都比较差，因而不易用作减震胶。如果需要使用这些橡胶则必须克服上述缺陷，通 过高变形下(实际使用条件考核)的试验鉴定后方可使用。填充体系的分析填充体系的分析l 在减震橡胶的配方中，天然橡胶使用半补强炉黑和细粒子热裂炭黑较好。在合成橡胶中，可使用快压出炭黑和通用炭黑。一般随炭黑用量增加，硫化胶的阻尼和刚度也随之提高。在炭黑用量一定的情况下，粒径小、活性大的高耐磨炭黑的阻尼性和刚度均高十半补强炭黑。另外，随炭黑用量增加，对振幅的依赖性也随之增大。随振动振幅增加，炭黑用量越大，模量降低和阻尼增加越显著。在振幅很小(趋于0时)，阻尼系数与填料含量关系不大。综上可见，随炭黑粒径减小、活性增大、用量增加，减震橡胶的阻尼系数和模量也随之提高。但是从耐疲劳性来看，炭黑在减震橡胶中却有不良的影响:炭黑的粒径越小，则疲劳作用越显著，疲劳破坏也越重。对十高阻尼隔震橡胶来说，在橡胶中加入炭黑等填充剂后，由十橡胶分子被炭黑粒子表面所吸附以及炭黑粒子间存在橡胶连续相和某些配合剂的不连续相，加上橡胶分子链本身的摩擦，使体系的表观勃度系数增大;目_炭黑含量越高，粘度越大。若向橡胶、炭黑体系施加应力时，橡胶分子链产生的滑移从原来的炭黑一橡胶表面脱离，然后再重新吸附并使炭黑凝聚相破坏，然后再凝聚，产生很大的摩擦能。为了尽可能提高减震橡胶的阻尼特性，降低蠕变及性能对温度的依赖性，往往在高阻尼隔振橡胶中配合一些特殊的填充剂，例如蛙石、石墨等，在由橡胶和特殊填充剂构成的体系内引起内摩擦，将施加到体系内的部分机械能转化为热能而耗散掉，这便是高阻尼隔振橡胶的减震原理。白炭黑粒径小，补强效果仅次十炭黑，但是动态性能远不如炭黑。碳酸钙、陶土、碳酸镁等无机填料，补强性能一般较弱。为了获得规定的弹性模量，其用量比炭黑大，这对其他性能会产生不利的影响，所以一般很少采用。软化增塑体系的分析软化增塑体系的分析l用作减震橡胶的增塑剂，除了具有降低玻璃化温度Tg和改善加工性能的作用外，还要求使阻尼转变区增宽，这种增宽作用主要取决十增塑剂的特性及其与橡胶的相互作用。如果增塑剂在橡胶中只有一定限度的溶解度，或增塑剂根本不相溶且纯属机械混合，则阻尼转变区就会变宽。通常在减震橡胶中，随增塑剂用量增加，硫化胶的弹性模量降低，阻尼系数tan增大。在减震橡胶中添加增塑剂，虽然能改善橡胶的低温性能和耐疲劳性能，但同时也会使蠕变和应力松弛速度增加，影响减震橡胶的阻尼特性和使用可靠性，因此增塑剂的用量不宜过多。一般增塑剂的分子结构与生胶的分子结构在极性上要匹配，即极性橡胶选用极性增塑剂，反之亦然。对于天然橡胶，通常使用松焦油、锭子油等增塑剂。对丁腈橡胶则以邻苯二甲酸二丁酯、癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯和己二酸二异辛酯等为主 最终配方最终配方配方组分12312#烟片胶100100100氧化锌6105硬脂酸2.515硫磺2.62.52.6促进剂0.650.70.65防老剂D453.5炉法炭黑503555半补强炉黑1020增塑剂 松焦油322.5固体古马隆2.52.5生胶选择：烟胶片生胶选择：烟胶片l结构：l性能：不饱和橡胶，良好的综合物理力学性能，结构规整性好，良好的加工工艺性能是天然橡胶力学性最好的品种l生产厂家：南昌市伟峰有限公司l价格：34000.00元/吨 l用途：制造轮胎及其他高级橡胶制品。但由于制造时好用大量木材，生产周期长，因此成本较高。l分级：分为一、二、二、四、五级等外六级;白绝胶片和浅色绝胶片共分为六个等级，即薄白绝胶片特一级、一级和薄浅色绝胶片特一级一级、二级、二级;风干胶片分为一、二及等外二个等级;颗粒胶分为5号、10号、20号50号等四个等级。配合剂的选择配合剂的选择l硫化剂：使用传统硫化体系 硫磺2.6份 促进剂M0.65份（高硫低促）l填充剂：炉法炭黑50 份 半补强炉黑10份l软化增塑剂：松焦油3份l防护剂:防老剂D4份谢谢大家三元乙丙橡胶支座配方三元乙丙橡胶支座配方天然橡胶支座配方及性能天然橡胶支座配方及性能