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1、 - 27 - http:/www.ivypub.org/AE/ Architectural Engineering August 2013, Volume 1, Issue 2, PP.27-33 Compression Tests of PTFE Slide Rubber Bearings under Salt Freezing Cycle Condition Yannian Zhang 1, Jun Zhang 1, Yi Zheng 2, Yuehua Si 1, Shengjie Liu 1, Jianfei Ma 1 1. School of Civil Engineering,
2、Shenyang Jianzhu University, Shenyang 110168, China 2. Supervision and Inspection Institute of Building Material in Liaoning Province, Shenyang 110032, China Email: Abstract Effects of PTFE slide rubber bearings support vulnerable to external climate impact, for the study of PTFE slide rubber beari
3、ngs capacity changes after salt freezing, using standard freeze-thaw box and the mass fraction of 3.5% NaCl solution of PTFE slide rubber bearings are respectively 20, 40, 60, 80 and 100 days of salt freezing treatment, and axial compressive performance study. Through the comparative analysis of inf
4、luence of salt freezing treatment on bearing capacity, ultimate strength, stiffness, elastic modulus and other properties. In the process of loading, PTFE slide rubber bearings in the side of invagination, the other side up, four corners with warping, four side has a convex, But salt freezing treatm
5、ent of the specimens than standard specimens are more susceptible to brittle failure, and plate exposure, cracks and other damage phenomenon more serious. Shear strength, shear strength, horizontal stiffness, and shear modulus of elasticity with the salt freezing time decrease with the increase of P
6、TFE slide rubber bearings support. Attenuation curve by the least square method those 50 years of compressive strength and attenuation formula, the trend is basically accord with power function law. Keywords: PTFE Slide Rubber Bearings; Salt Freezing Cycle; Axial Compression Test; Bearing Capacity;
7、Compressive Strength; Compressive Modulus of Elasticity; Vertical Stiffness 盐冻 条件下四氟滑板橡胶支座轴压力学性能研究 * 张延年 1， 张军 1，郑怡 2， 司月华 1， 刘圣杰 1， 马建 飞 1 1. 沈阳建筑大学土木工程学院，辽宁 沈阳 110168 2. 辽宁省建筑材料监督检验院，辽宁 沈阳 110032 摘 要 ： 四氟滑板橡胶支座易受外界气候影响的影响，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，采用标准冻融箱 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、 4
8、0、 60、 80和 100天盐冻处理 ，并进行轴压力学性能研究。通过对比分析 盐冻处理 对承载力、极限抗压强度、竖向 刚度、弹性模量等性能的影响。在加载过程中，四氟滑板橡胶支座一般在 上 侧内陷， 下 侧鼓起，四个角部有翘曲，四个侧面具有凸起，而 盐冻处理 后的试件比标准试件更易发生脆性破坏，且钢板外露、裂缝等破坏现象更严重。四氟滑板橡胶支座的抗剪承载力、极限抗剪强度、水平等效刚度、抗剪弹性模量都随 盐冻 时间增加而降低。采用最小二乘法得出 50年抗压强度的衰减曲线和衰减公式，其变化趋势基本符合幂函数规律。 关键词 ： 四氟滑板橡胶支座； 盐冻处理 ；轴心受压试验；承载力；极限抗压强度；抗压
9、弹性模量；竖向刚度 引言 四氟滑板橡胶支座是在普通的橡胶支 座表面黏附一层 2mm3mm 的聚四氟乙烯板。 针对盐冻对桥梁结*基金资助 ： “十二五 ”国家科技支撑计划项目 (2012BAJ16B05)；重庆市科技攻关计划项目 (CSTC2011AC6157)；辽宁省高等学校杰出青年学者成长计划 (LJQ2011061)。 - 28 - http:/www.ivypub.org/AE/ 构性能影响的研究已有很多 。 盐冻环境下钢筋混凝土抗力性能劣化规律的研究 1-2；申力涛，刘柳对 粉煤灰和矿粉的加入在一定程度上降低水泥混凝土抗盐冻剥蚀性能 进行了研究 3；张云清，余红发，王甲春探索混凝土结构
10、在除冰盐作用下的表面冻融损伤规律然而温度变化 4；刘丹对盐冻条件下混凝土耐久性进行了研究5；郑一峰，李龙，甘颜荣 引入动弹性模量损失率以及质量损失率这 2 个混凝土抗冻耐久性评价指标 , 并突出除冰盐中氯离子的影响 对橡胶支座的影响 6；但对橡胶支 座受盐冻影响的研究却没有， Kalpakidis 等对高温下叠层橡胶支座的受力性能进行研究 7； Gu 等对桥梁天然橡胶支座的老化性能进行了研究 8-10；刘文光 , 杨巧荣 , 周福霖 对 建筑用铅芯橡胶隔震支座温度性能研究 11； 尹维祥 ， 叠层橡胶支座稳定性及其受低温环境的影响 12； 鉴于温度的交替变化对橡胶材料的性质改变比较大， 再加上
11、氯盐的腐蚀会严重影响到橡胶支座的抗压性能 ，因此对四氟滑板橡胶支座在 盐冻处理 下的抗压力学性能研究显得尤为重要。 1 试件概况 1.1 试件 的 基本属性 根据公路桥梁板式橡胶支座规格系列选取试件 ， 试件 由衡水鑫力工程有限公司生产加工 ， 其形状及尺寸如图 1 所示 ， 其物理机械性能如表 1 所示。 41200橡胶层 加劲钢板32mm 聚四氟乙烯板2.58图 1 四氟滑板橡胶支座 剖面 形状及尺寸 表 1 四氟滑板橡胶支座的物理机械性能 试件规格与类型 硬度 (IRHD) 拉伸强度 (MPa) 扯断伸长率 (%) 橡胶与钢板粘结剥离强度 (kN/m) 极限抗压强度 Ru(MPa) 抗压
12、弹性模 量 E(MPa) 抗剪弹性模量 G(MPa) GJZF420030043 63 19 458 11 70 712 1.015% 1.2 试件分组 试件分为 6 组，标准件 3 个为一组，具体分 组 见表 2。 表 2 四氟滑板橡胶支座 盐冻 处理分组 试件编号 盐冻处理天数 1 GJZF420030043ZYBZ01 0 2 GJZF420030043ZYYD020 20 3 GJZF420030043ZYYD040 40 4 GJZF420030043ZYYD060 60 5 GJZF420030043ZYYD0800 80 6 GJZF420030043ZYYD100 100 图
13、2 四氟滑板橡胶支 座 盐冻 处理情况 - 29 - http:/www.ivypub.org/AE/ 盐冻 处理在辽宁省建筑材料监督检验院进行 。 首先将试件放入 -15 的冷库中，试件间距大于 20mm，冷冻 4h 后取出，再置于水温为 20 的水池中融化 2h，水面高出试件 20mm 以上，试件间距大于 20mm。达到规定循环次数后，将试件从水中取出，拭干表面。四氟滑板橡胶支座的冻融循环处理情况如图 2 所示。 根据 公路桥梁板式橡胶支座（ JT T 4 2004） 13对试件尺寸进行测量， 试件 尺寸变化 均 满足规范要求 （ 见表 3） 。 表 3 四氟滑板橡胶支座尺寸变化 试件序号
14、 试件编号 盐冻处理 前尺寸 (mm) 盐冻处理 后尺寸 (mm) 1 GJZF420030043ZYBZ01 20030042 20030043 2 GJZF420030043ZYYD020 20130043 20230043 3 GJZF420030043ZYYD040 19930043 19930043 4 GJZF420030043ZYYD060 20030143 20030142 5 GJZF420030043ZYYD080 19930143 20030043 6 GJZF420030043ZYYD100 19929943 20029943 2 轴压力学性能研究 2.1 轴压试验装置
15、 轴压试验 在沈阳建筑大学结构实验室进行，采用 5000kN 压力试验机 进行加载，试验装置 如下图 4 所示；实验采用 6 个位移计测量其 位移 （见 图 5） 。 图 4 试验装置 压力机顶板压力机底板垫块 1 垫块 2w3 w4w5 w 62mm 聚四氟乙烯w1,w 2 与 w3,w 4 一致，为前后两个方向位移计，布置方式一致，此处省略w1/w 2图 5 测点布置图 2.2 加载方案 首先进行预压， 预压持续 2 分钟，预压过程进行 试件 对中并检测测点的稳定性 11。正式加压先加至240kN 持荷 2 分钟， 继续缓慢加载至 600kN 持荷 2 分钟， 利用此 2 点数据计算出弹性
16、模量。 最后，进行正式 - 30 - http:/www.ivypub.org/AE/ 加压直到出现极限荷载，承载力下降，试件被破坏才停止，找到曲线拐点，并确定承载力。 2.3 试验现象 试件变形分为弹性阶段和塑性阶段 。 荷载较小 时 ， 试件处于 弹性阶段 ， 仅靠橡胶的弹力承担荷载。 试验过程中对所有试件在 240kN 和 600kN 两处分别持荷 2 分钟， 通过计算这两点的应力应变确定弹性模量E。荷载进一步 增 大时，仅凭橡胶的弹性不足以承担这部分压力，钢板和橡胶之间的粘结力 能 提高承载力 。此时变形仍不明显， 但 撤销荷载 后 变形只能 恢复 一部分。此过程中通过观察曲线变化，将曲线的拐点处作为弹 性极限承载力。荷载继续增大 ，通过对 其中 一块试件内部剖析
