2.止水带.膨胀橡胶

第二分册 建筑材料 第四篇 防水材料 第十七章 止水带、膨胀橡胶

一、概念

橡胶止水带是以天然橡胶与各种合成橡胶为主要原料，掺加各种助剂和填充剂，经塑炼、混炼、压制成型。橡胶止水带是利用橡胶的高弹性和压缩变形性，在各种荷载下产生压弹变形，用于建筑物的永久性接缝和周边的接缝上,起到紧固密封，有效地防止建筑物构件的漏水渗水，减震缓冲等作用，以确保建筑物的使用寿命。

遇水膨胀橡胶是把具有高度亲水性的物质（如吸水性聚氨酯，高吸水性树脂）掺和混在橡胶中后制成的产品。它是一种既有一般橡胶制品的特点，又有遇水可自行膨胀以水制水功能的橡胶材料。

遇水膨胀橡胶根据其形态可分为制品型和腻子型两大类型，它可以作为嵌缝腻子、止水带、截水材料，在与水接触过程中会迅速溶胀，从而充斥缝隙的各个空间，保持高度的密封性，达到防水的效果。 二、检测依据

1、 标准名称及代号

《高分子防水材料 第二部分 止水带》GB18173.2-2000 《橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法》GB/T531-1999

《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》GB/T528-1998

《硫化橡胶、热塑性橡胶、常温、高温和低温下压缩永久变形测定》GB/T7759-1996 《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》GB/T529-2008 《硫化橡胶低温脆性的测定（多试样法）》GB/T15256-94

《硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验》GB/T3512-2001 《硫化橡胶或热塑性橡胶耐臭氧静态拉伸试验》GB/T7762-2003 《高分子防水材料 第三部分 遇水膨胀橡胶》GB/T18173.3-2002 2、 技术指标

（1）止水带的物理性能应符合表1的规定。

表1 止水带的物理性能

（2）制品型膨胀橡胶的物理性能应符合表2的规定。

表2 制品型膨胀橡胶胶料物理性能

⑶ 腻子型膨胀橡胶的物理性能应符合表3的规定。

表3 腻子型膨胀橡胶物理性能

三、止水带、膨胀橡胶的试验方法

1、 样品和试样

（1）尚未制备试样的样品及试样进行调节之前，应保存在引起老化可能性最小的环境中，如热、光或污染物，包括来自其他样品的交叉污染。

（2）只要有可能，硫化与试验之间的时间间隔不应超过三个月。

（3）较厚样品需制试样时，可用旋转刀具设备，切割机等专用器械进行切片后，再用砂轮或挠性打磨带等将切片打磨到试件所需厚度。

（4）拉伸、撕裂、脆性温度试验的试片，打磨后的厚度应为（2.0±0.2）㎜，低温弯折试件厚度为2㎜。

（5）膨胀橡胶成品测试在从制品上裁取制备试样时，需经（70±2）℃恒温3小时后，再在标准温度下停放4h。

（6）需进行拉伸试验、撕裂试验和压缩永久变形试验的试样，在裁切试样时，试片在标准温度下至少调节3小时

（7）做拉伸试验的试片裁切应与压延方向一致；做撕裂试验的试片裁切，撕裂口应与压延方向一致。

2、环境要求 温度23℃±2℃ 3、 硬度（邵尔A）试验

在可能的情况下，试样在测试前在标准温度下进行调节。 （1）仪器设备 邵尔硬度计A型 （2）试件制备

①试样厚度至少6㎜。若试样厚度小于6㎜，可用不多于3层、每层厚度不小于2㎜的光滑、平行试样进行叠加。但这样所测得的结果和在整块试样上所测得的硬度不能相比较。

②试样必须有足够的面积，使压针和试样接触位置距离边缘至少12㎜，试样的表面和压足接触部分必须平整。

（3）操作步骤

① 把试样放置在坚固的平面上，拿住硬度计，压足中孔的压针距离试块边缘至少12㎜，平稳地把压足压在试样上，不能有任何振动，并保持压足平行于试样表面，以使压针垂直地压入试样。

所施加的力要刚好足以使压足和试样完全接触，必须在压足和试样完全接触后1s内读数。 ② 在试样相距至少6㎜的不同位置测量硬度值5次。

③ 使用支架固定硬度计或在压针轴上用砝码加力使压足和试样接触，或两种方法兼用，可以提高测量准确度。对于邵尔硬度计，A型推荐使用1㎏砝码。

（4）数据处理与结果判定

取5次硬度值的中位数。

4、拉伸试验（拉伸强度、扯断伸长率） （1）仪器设备

拉力试验机：能同时测定拉力与延伸率，保证拉力测试值在量程的20%～80%间，精度1%；能够达到（500±50）mm/min的拉伸速度，测长装置测量精度1mm。

厚度计：分度值为0.01mm,压力为（22±5）kPa,扁平园形测足直径为（2-10）mm。 （2）操作步骤

①按要求在已打磨好的试片上裁取三个符合GB/T528-1998中的哑铃Ⅱ型如图1所示试件，拉伸速度（500±50）mm/min,夹具间距约（50～55）mm,标线间距离12.5mm，如遇接头部位应保证使其位于两条标线之内。用厚度计测量标线间中间3点的厚度，取中值作为试件厚度。

②将试件置于夹持器中心夹紧，不得歪扭，开动拉力试验机。读取试件的最大拉力P，试件断裂时标线间的长度L1，若试件在标线外断裂，数据作废，用备用试件补做。

图１ Ⅱ型哑铃形试件（单位：ｍｍ）

A—总长，最小值75；B—标距段的宽度4.00.1；C—标距段的长度25.01.0；

D—端部宽度12.51.0；R—大半径12.51.0；r—小半径8.00.1；

L—标距线间的距离12.51.0

（3）数据处理与结果判定

拉伸强度按下式计算，精确到0.1MPa:

TS

式中：TS—拉伸强度（MPa）；

P—最大拉力（N）；

B—试件中间部位宽度（mm）； d—试件厚度（mm）。 扯断伸长率按下式计算

p

Bd

Eb

式中：Eb—扯断伸长率； Lb—试样断裂时标距。

L0—试样的初始标距。 测试三个试样，结果取中位数。 5、撕裂强度试验

100LbLo

Lo

（1）设备仪器

①拉力试验机：符合ISO5893的规定，其测力精度达到B级；作用力误差应控制在2%以内，试验过程中夹持器移动速度保持匀速。

②直角裁刀：刀口锋利，不得有卷刃和缺口。

③厚度计：分度值为0.01mm，压力为（22±5）KPa,扁平园形测足为（2-10）mm. (2)操作步骤

①分别在已打磨好的试片上裁取5个试样，测量每个试样撕裂区域的厚度不得少于三点，取中位数。厚度值不得偏离所取中位数的2%。如果多组试样进行比较，则每一组试样厚度中位数必须在各组试样厚度中位数的7.5%范围内。

②将试样沿轴向对准拉伸方向分别夹入上下夹持器一定深度，以保证在平行的位置上充分均匀地夹紧。

③按（500±50）mm/min的速度对试样进行拉伸，直至试样撕裂，记录其最大力值。 （3）数据处理及结果判定 撕裂强度Ts按下式计算：

Ts

式中:Ts—撕裂强度（kN/m）；

F

d

F—试样撕裂时所需的力（取力值F的最大值），（N）； d—试样厚度中位数（mm）。

试验结果以5个测定值的中位数和最大最小表示，数值准确到整数位。 6、压缩永久变形试验 （1）仪器设备

①厚度计：百分表有一个直径4～10mm平面扁柱体压脚和一个平面测量台，压力为（22±5）Kpa；

②试验夹具：由压缩板、限制器和紧固件组成；

a、压缩板是二块或二块以上不锈钢板或镀铬的钢板组成，压缩板表面粗糙度应达到Ra不大于0.4μm。而且应有足够的刚度，压缩板受压时，压缩板的弯曲不应超过0.01mm。压缩板尺寸应足够大，使压缩的试样互相之间不接触。

钢板直径约为115mm，厚度为6.5mm和12.5mm。推荐常用的压缩装置见图2。

图2 试验夹具

b、不锈钢限制器

用限制器来控制试样压缩的高度，在确定限制器尺寸时，应保证限制器不与试样接触，建议 用环状的限制器。限制器的高度在压缩率为25%时是（4.7～4.8）mm，限止器的高度误差在±0.01mm之内。

③电热恒温箱：带有热风循环装置，控温精度±1℃。 （2）试样制备

①B型试样：直径为（13±0.5）mm，高度为（6.3±0.3）mm的圆柱体，并尽可能在成品的中部取样。

②用裁刀制备试样，在胶片上裁切试样时必须符合GB/T2941的有关规定。

③叠合型试样，试样按百分之几的压缩率压缩1min，使试样附着成一个整体，最后测量高度。 ④每组试样为三个。 （3）操作步骤

①在压缩夹具的压缩板表面上涂一层润滑剂（滑石粉、甲基硅油），使试样不粘夹具。所用的润滑剂对试验中的橡胶应无影响。

②调整厚度计指针为零，测量试样中心部位的高度（h0）。三个试样高度相差不超过0. 01mm。 ③将试样、限制器置于夹具中，均匀地压缩到规定的高度（h0），压缩时试样、限制器不能互相接触。

④把已装有试样的压缩夹具放入已达到试验温度的恒温箱中及标准温度环境中，即开始计算时间。

⑤常温或高温试验结束后，立即松开紧固件，把试样放置于木板上，在标准温度环境下，自由状态下放置（30±3）min，然后用厚度计测量试样恢复高度（h0），精确到0.01mm。

（4）数据处理及判定结果

压缩永久变形c（%）按下式计算：

c(%)

式中：h0——试样原高（mm）；

hS——限制器的高度（mm）； h1——试样恢复后的高度（mm）。 计算结果精确到1%

hoh1

100

hohs

每个试验结果与中值的差不大于±2%或与算术平均值的差不大于±10%，否则再取三个试样试验，结果是取所有试验数据的中值。

7、脆性温度试验 （1）仪器设备

低温脆性试验台：能在6mm范围内以（2.0±0.2）m/s不变的试验线速度，对每个试样以≥3.0J冲击能量对试件进行冲击，并在试验温度内可精确控制到±0.5℃。

（2）试样制备

A型：长25～40mm，宽6±1mm，厚2.0±0.2mm的条形试样； B型：试样厚度为2.0±0.2mm，形状和尺寸见图3。

单位：ｍｍ

图3 B型试样

A型试样可以采用另一种方法制备，使用双面平行锐利刀刃裁刀，一次冲切完毕，然后把条型试样切成规定的长度。

如果要获得可靠的结果，在试样制备中必须使用锋利裁刀。

（3）操作步骤

①试验开始前应在低温槽中将液体介质调节到试样的试验规定温度。在低温槽中应放入足够量的液体，以保证试样浸没深度约为25mm。

②把试样固定在试验装置上，并在试验温度下浸泡5min。 试样的自由长度应大于19mm。

如果冲击器的有效能量达到≥3.0J，每次冲击可用4个A型试样或10个B型试样。 正确地固紧夹持器是极为重要的，夹持器紧固应使每个试样所受压力大致相同。 ③在试验温度下，经规定的时间浸泡后，记录温度并对试样进行一次冲击。

检查每个试样，确定是否破坏。将试验时出现的肉眼可见的裂纹、裂缝、或小孔、或完全分离成两片以致更多碎片定义为破坏。当试样未完全断裂时，将试样沿冲击时所形成的弯曲方向弯曲90°角，然后在弯曲处检查试样裂纹。

④一次试验至少需要4个A型试样或10个B型试样。 （4）数据处理及判定结果

一组试样中没有任何一个试样破坏，则视为合格。 8、热空气老化试验 （1）仪器设备 热空气老化箱

①具有强制空气循环装置，空气流速0.5m/s～1.5m/s； ②空气置换次数为每小时三到十次； ③温度波动度：±1℃；

④温度指示计：分度不大于1℃。 （2）操作步骤

①试验前在已打磨好的试片上裁取拉伸试件（拉伸强度、扯断伸长率）不应少于3个，对每一个试件编号，测量尺寸。并准备一块进行硬度测试的有足够面积及满足厚度的试件。

②调节试验箱至规定温度并稳定后，将试样呈自由状态悬挂在老化箱中。试样的总体积不超过老化箱有效容积的10%，悬挂试样的间距至少为10mm，试样与老化箱壁至少相距50mm。

注：互有影响的试样不允许同时在一箱内进行试验。

③试样放入老化箱即开始计算老化时间，达到规定时间时，取出试样。 ④取出的试样进行环境调节不少于16h。 ⑤有关性能的测定按相应测试标准的规定进行。 （3）数据处理及结果判定

拉伸性能（拉伸强度、扯断伸长率）按相应标准计算 硬度变化按下式计算：H=Xa—X0 式中：H——硬度变化；

Xa——试样老化后的硬度测定值；

X0——试样老化前的硬度测定值。 9、臭氧老化试验 （1）仪器设备

臭氧老化试验箱：符合GB/T 7762-2003规定

能通过臭氧发生器将臭氧化空气经过热交换器将其调节到试验所规定的温度和相对湿度后输入试验箱内，控制温度差±2℃，并可控制臭氧化空气的平均流速在（8～16）mm/s之间。

式样架：由不易分解臭氧的材料（如铝）制成，通过机械装置在箱内以（20～25）mm/s的速度旋转。

（2）试样制备

试样制备应符合GB/T2941-2006的规定。试样最好从新制模压出的试片上裁取，如果需要，可以从成品上裁取。试样至少具有一个完好无损的表面，被裁切或打磨后的试样表面不能用来评价耐臭氧性能。不同材料的比较只有用相同方法制成的相同样品来评价其表面龟裂才有效。

每一试验条件至少使用3个试样。 长条标准试样：

长条标准试样宽度为不小于10mm，厚度20mm±0.2mm，拉伸前夹具两端间试样的长度不小于40mm。

试样被夹持的端部可用耐臭氧漆防护。为防止油漆所使用的溶剂使橡胶明显膨胀，应小心选用油漆。不得采用硅油。此外也可用改善试样两端的办法，例如试样端部采用突出部分，使其两端能延伸而不致引起应力过分集中，并在臭氧暴露期间不会在夹持处断裂。

（3）操作步骤：

①将试样夹在试样框架上，并使其伸长率保持在20%±2%。

②拉伸后，试样在无光、基本无臭氧的大气中调节48～96h，调节温度按GB/T 2941规定，试件在调节期间不得互相接触或受到其他损伤。作对比试验时，调节时间和温度都应相同。

③开动臭氧老化仪，调节试验箱内的温度至规定的试验温度，将经拉伸静置后的试样移入试验箱内，使试样在箱内移动并恒温处理。

④将调节好的规定浓度和流速（或流量）的含臭氧空气通入试验箱内与试样接触，并开始记录时间。

⑤按预定的试验周期，通过装在试验箱的透明窗口，观测试样的表面变化，或者将试样从试验箱内取出进行外观检查，从而评定试样的耐臭氧老化性能。

（3）结果判定：根据产品标准，用相应倍数放大镜观察，以有无裂纹或裂纹程度报告试验结果。

注：本标准中臭氧老化“0级”表示无裂纹；“2级”表示显著裂纹。

10、橡胶与金属粘合试验

橡胶与金属粘合性能可采用任何适用的剪切或剥离试验方法。

结果判定从试样断裂部分应在弹性体之间为合格。

11、体积膨胀倍率试验

（1）试验方法（一）

①仪器设备

天平：精度0.001g

②试样制备

将试样制成长、宽各为（20.0±0.2）mm，厚为（2.0±0.2）mm，数量为3个。用成品制做试样时，应尽可能去掉表层。

③操作步骤

a、将制做好的试样先用0.001g精度的天平称出在空气中的质量，然后再称出样品悬挂在蒸馏水中的质量。

b、将试样浸泡在（23±5）℃的300mL蒸馏水中，试验过程中，应避免试样重叠及水分的挥发。 c、试样浸泡72h后，先用0.001g精度的天平称出其在蒸馏水中的质量，然后用滤纸轻轻吸干试样表面的水分，称出试样在空气中的质量。

④数据处理及结果判定：

Vm3m4m5100% m1m2m5

式中：ΔV——体积膨胀倍率（%）；

m1——浸泡前试样在空气中的质量（g）；

m2——浸泡前试样在蒸馏水中的质量（g）；

m3——浸泡后试样在空气中的质量（g）；

m4——浸泡后试样在蒸馏水中的质量（g）；

m5——坠子在蒸馏水中的质量（g）（如无坠子用发丝等特轻细丝悬挂可忽略不计）。

体积膨胀倍率取三个试样的平均值。

（2）试验方法（二）

① 仪器设备

天平：精度0.001g

量筒：50mL

② 试样制备

取试样质量为2.5g，制成直径约为12mm，高度约为12mm的圆柱体，数量为3个。

③ 试验步骤

a：将制做好的试样先用0.001g精度的天平称出其在空气中的质量，然后再称出试样悬挂在蒸馏水中的质量（必须用发丝等特轻细丝悬挂试样）。

b：先在量筒中注入20 mL左右的（23±5）℃的蒸馏水，放入试样后，加蒸馏水至50mL。然后，在标准环境的条件下放置120h（试样表面和蒸馏水必须充分接触）。

C：读出量筒中试样占水体积的mL数（即试样的高度），把ml数换算为g（水的体积是1ml时，质量为1g）；

④数据处理及结果判定：

V

式中：ΔV——体积膨胀倍率（%）； m3100% m1m2

m1——浸泡前试样在空气中的质量（g）；

m2——浸泡前试样在蒸馏水中的质量（g）；

m3——试样占水体积的mL数，换算为质量（g）；

体积膨胀倍率取三个试样的平均值。

12、反复浸水试验

（1）仪器设备

①电热恒温箱：带有热风循环装置，控温精度±2℃；

②拉力试验机：同本节拉伸试验用拉力试验机；

③厚度计：同本节拉伸试验测厚用厚度计；

④天平：精度0.001g。

（2）试样制备

①分别在已打磨好的试片上裁取拉伸试件不少于3个；

②体积膨胀倍率试件按本节第11条制作。

（3）试验步骤

试验前对每一个试件进行编号后，将试样在常温（23±5）℃的蒸馏水中浸泡16h，浸泡过程中，试样必须完全浸没在水中，试件不得重叠，取出后在70℃下烘干8h，再放到水中浸泡16h，再烘干

8h----------；如此反复浸水，烘干4个循环周期之后，按本节第4条测其拉伸强度和扯断伸长率，按本节第11条测其体积膨胀倍率。

（4）数据处理及结果判定

① 拉伸强度和扯断伸长率按本节第4条；

② 体积膨胀倍率按本节第11条。

13、低温弯折试验

⑴仪器设备

① 低温箱：能在（0～-40）℃之间自动调节，且能使试样在被操作过程中保持恒定温度； ② 弯折板：由金属平板、转轴和调距离螺丝组成，平板间距可任意调节。示意图如图4。

图4 弯折板示意图

（2）试件制备

将试片裁成20mm×100mm×2mm的长方体。

从试样制备到试验，时间为24h。

（3）操作步骤

①将制备的试样弯曲180°，使试样边缘重合、齐平，并用定位夹或10mm宽的胶布将边缘固定以保证其在试验中不发生错位；并将弯折板的两平板间距离调到试样厚度的三倍。

②将弯折板上平板打开，把厚度相同的两块试样平放在底板上，重合的一边朝向转轴，且距转轴20mm；在规定温度下保持2h，之后迅速压下上平板，达到所调间距位置，保持1s后将试样取出。待恢复到室温后观察试样弯折处是否断裂，或用放大镜观察试样弯折处受拉面有无裂纹。

（4）数据处理及判定结果

用8倍放大镜观察试样表面，以两个试样均无裂纹为合格。

14、高温流淌性试验

（1）仪器设备

电热鼓风干燥箱：控温精度±2℃；

75°倾角木架：木架面板上布有3个长20mm、宽20mm、深2mm的凹槽。

（2）试件制备

将腻子型膨胀橡胶放在事先涂有硅油的玻璃板上，用涂有硅油的光滑圆棒碾压腻子型膨胀橡胶，使其成4mm厚饼状，再用涂有硅油的刀把饼状腻子型膨胀橡胶切成20mm×20mm的试件三个。

（3）操作步骤

①将试件分别放入75°倾角木架的凹槽中，使试件厚度的2mm在槽内，2mm在槽外。

②把装有试件的木架放入已调节到试验温度的干燥箱中，木架与干燥箱壁间的距离不小于50mm，试件的中心宜与温度计的探头在同一水平位置，达至规定温度后放置5h取出，观察表面现象。

（4）结果判定

观察试样有无明显流淌，以不超过凹槽边线1mm为无流淌。

15、低温试验

（1）仪器设备

低温箱：可达-20℃，控温精度±2℃；

圆棒：直径10mm

（2）试件制备

将腻子型膨胀橡胶放在事先涂有硅油的玻璃板上，用涂有硅油的光滑圆棒碾压腻子型膨胀橡胶，使其成2mm厚饼状，再用涂有硅油的刀把饼状腻子型膨胀橡胶切成50mm×100mm的试件。

（3）操作步骤

将试件和圆棒一起放入低温箱中，在规定的温度下保持2h后打开低温箱，迅速把试件在10mm的棒上缠绕1圈。

（4）结果判定

观察试样是否脆裂。

四、例题

有制品型膨胀橡胶要测其在蒸馏水中浸泡后的体积膨胀倍率，试件为符合标准尺寸要求的薄片状3块，测试中以发丝悬挂试件称量并得知：浸泡前试样在空气中质量，1号试件是4.044g，2号试件是4.132g，3号试件是3.987g。浸泡前试样蒸馏水中的质量，1号试件是1.45g，2号试件是1.45g，3号试件是1.405g。浸泡后试样在空气中的质量，1号试件9.344g，2号试件是9.542g，3号试件是

9.222g。浸泡后试样在蒸馏水中的质量，1号试件是1.68g，2号试件是1.763g，3号试件是1.613g。试问该制品型膨胀橡胶的体积膨胀倍率在标准中应是什么型？ 解：体积膨胀倍率公式：Vm3m4100% m1m2

9.3441.68100%295% 4.0441.45

9.5421.763100%290% 二号试件V4.1321.45

9.2221.613100%295% 三号试件V3.9871.405一号试件V

3个试件的平均值=293%

根据指标中PZ250的体积膨胀倍率在≥250%~

所以该制品型膨胀橡胶在标准中应是PZ250型。

思考题

1、止水带及遇水膨胀橡胶检测的环境条件？

2、硬度检测时，试样厚度小于规定要求时如何处理？

3、拉伸性能的结果如何取值？

4、撕裂强度的试验结果如何表示？

5、压缩永久变形试验的三个试件允许高度误差是多少？试验结果如何取值？

6、如何试验体积膨胀倍率（任选一种方法）？

7、腻子型膨胀橡胶如何判断高温流淌性？

8、腻子型膨胀橡胶低温试验如何操作？

第二分册 建筑材料 第四篇 防水材料 第十七章 止水带、膨胀橡胶

一、概念

橡胶止水带是以天然橡胶与各种合成橡胶为主要原料，掺加各种助剂和填充剂，经塑炼、混炼、压制成型。橡胶止水带是利用橡胶的高弹性和压缩变形性，在各种荷载下产生压弹变形，用于建筑物的永久性接缝和周边的接缝上,起到紧固密封，有效地防止建筑物构件的漏水渗水，减震缓冲等作用，以确保建筑物的使用寿命。

遇水膨胀橡胶是把具有高度亲水性的物质（如吸水性聚氨酯，高吸水性树脂）掺和混在橡胶中后制成的产品。它是一种既有一般橡胶制品的特点，又有遇水可自行膨胀以水制水功能的橡胶材料。

遇水膨胀橡胶根据其形态可分为制品型和腻子型两大类型，它可以作为嵌缝腻子、止水带、截水材料，在与水接触过程中会迅速溶胀，从而充斥缝隙的各个空间，保持高度的密封性，达到防水的效果。 二、检测依据

1、 标准名称及代号

《高分子防水材料 第二部分 止水带》GB18173.2-2000 《橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法》GB/T531-1999

《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》GB/T528-1998

《硫化橡胶、热塑性橡胶、常温、高温和低温下压缩永久变形测定》GB/T7759-1996 《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》GB/T529-2008 《硫化橡胶低温脆性的测定（多试样法）》GB/T15256-94

《硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验》GB/T3512-2001 《硫化橡胶或热塑性橡胶耐臭氧静态拉伸试验》GB/T7762-2003 《高分子防水材料 第三部分 遇水膨胀橡胶》GB/T18173.3-2002 2、 技术指标

（1）止水带的物理性能应符合表1的规定。

表1 止水带的物理性能

（2）制品型膨胀橡胶的物理性能应符合表2的规定。

表2 制品型膨胀橡胶胶料物理性能

⑶ 腻子型膨胀橡胶的物理性能应符合表3的规定。

表3 腻子型膨胀橡胶物理性能

三、止水带、膨胀橡胶的试验方法

1、 样品和试样

（1）尚未制备试样的样品及试样进行调节之前，应保存在引起老化可能性最小的环境中，如热、光或污染物，包括来自其他样品的交叉污染。

（2）只要有可能，硫化与试验之间的时间间隔不应超过三个月。

（3）较厚样品需制试样时，可用旋转刀具设备，切割机等专用器械进行切片后，再用砂轮或挠性打磨带等将切片打磨到试件所需厚度。

（4）拉伸、撕裂、脆性温度试验的试片，打磨后的厚度应为（2.0±0.2）㎜，低温弯折试件厚度为2㎜。

（5）膨胀橡胶成品测试在从制品上裁取制备试样时，需经（70±2）℃恒温3小时后，再在标准温度下停放4h。

（6）需进行拉伸试验、撕裂试验和压缩永久变形试验的试样，在裁切试样时，试片在标准温度下至少调节3小时

（7）做拉伸试验的试片裁切应与压延方向一致；做撕裂试验的试片裁切，撕裂口应与压延方向一致。

2、环境要求 温度23℃±2℃ 3、 硬度（邵尔A）试验

在可能的情况下，试样在测试前在标准温度下进行调节。 （1）仪器设备 邵尔硬度计A型 （2）试件制备

①试样厚度至少6㎜。若试样厚度小于6㎜，可用不多于3层、每层厚度不小于2㎜的光滑、平行试样进行叠加。但这样所测得的结果和在整块试样上所测得的硬度不能相比较。

②试样必须有足够的面积，使压针和试样接触位置距离边缘至少12㎜，试样的表面和压足接触部分必须平整。

（3）操作步骤

① 把试样放置在坚固的平面上，拿住硬度计，压足中孔的压针距离试块边缘至少12㎜，平稳地把压足压在试样上，不能有任何振动，并保持压足平行于试样表面，以使压针垂直地压入试样。

所施加的力要刚好足以使压足和试样完全接触，必须在压足和试样完全接触后1s内读数。 ② 在试样相距至少6㎜的不同位置测量硬度值5次。

③ 使用支架固定硬度计或在压针轴上用砝码加力使压足和试样接触，或两种方法兼用，可以提高测量准确度。对于邵尔硬度计，A型推荐使用1㎏砝码。

（4）数据处理与结果判定

取5次硬度值的中位数。

4、拉伸试验（拉伸强度、扯断伸长率） （1）仪器设备

拉力试验机：能同时测定拉力与延伸率，保证拉力测试值在量程的20%～80%间，精度1%；能够达到（500±50）mm/min的拉伸速度，测长装置测量精度1mm。

厚度计：分度值为0.01mm,压力为（22±5）kPa,扁平园形测足直径为（2-10）mm。 （2）操作步骤

①按要求在已打磨好的试片上裁取三个符合GB/T528-1998中的哑铃Ⅱ型如图1所示试件，拉伸速度（500±50）mm/min,夹具间距约（50～55）mm,标线间距离12.5mm，如遇接头部位应保证使其位于两条标线之内。用厚度计测量标线间中间3点的厚度，取中值作为试件厚度。

②将试件置于夹持器中心夹紧，不得歪扭，开动拉力试验机。读取试件的最大拉力P，试件断裂时标线间的长度L1，若试件在标线外断裂，数据作废，用备用试件补做。

图１ Ⅱ型哑铃形试件（单位：ｍｍ）

A—总长，最小值75；B—标距段的宽度4.00.1；C—标距段的长度25.01.0；

D—端部宽度12.51.0；R—大半径12.51.0；r—小半径8.00.1；

L—标距线间的距离12.51.0

（3）数据处理与结果判定

拉伸强度按下式计算，精确到0.1MPa:

TS

式中：TS—拉伸强度（MPa）；

P—最大拉力（N）；

B—试件中间部位宽度（mm）； d—试件厚度（mm）。 扯断伸长率按下式计算

p

Bd

Eb

式中：Eb—扯断伸长率； Lb—试样断裂时标距。

L0—试样的初始标距。 测试三个试样，结果取中位数。 5、撕裂强度试验

100LbLo

Lo

（1）设备仪器

①拉力试验机：符合ISO5893的规定，其测力精度达到B级；作用力误差应控制在2%以内，试验过程中夹持器移动速度保持匀速。

②直角裁刀：刀口锋利，不得有卷刃和缺口。

③厚度计：分度值为0.01mm，压力为（22±5）KPa,扁平园形测足为（2-10）mm. (2)操作步骤

①分别在已打磨好的试片上裁取5个试样，测量每个试样撕裂区域的厚度不得少于三点，取中位数。厚度值不得偏离所取中位数的2%。如果多组试样进行比较，则每一组试样厚度中位数必须在各组试样厚度中位数的7.5%范围内。

②将试样沿轴向对准拉伸方向分别夹入上下夹持器一定深度，以保证在平行的位置上充分均匀地夹紧。

③按（500±50）mm/min的速度对试样进行拉伸，直至试样撕裂，记录其最大力值。 （3）数据处理及结果判定 撕裂强度Ts按下式计算：

Ts

式中:Ts—撕裂强度（kN/m）；

F

d

F—试样撕裂时所需的力（取力值F的最大值），（N）； d—试样厚度中位数（mm）。

试验结果以5个测定值的中位数和最大最小表示，数值准确到整数位。 6、压缩永久变形试验 （1）仪器设备

①厚度计：百分表有一个直径4～10mm平面扁柱体压脚和一个平面测量台，压力为（22±5）Kpa；

②试验夹具：由压缩板、限制器和紧固件组成；

a、压缩板是二块或二块以上不锈钢板或镀铬的钢板组成，压缩板表面粗糙度应达到Ra不大于0.4μm。而且应有足够的刚度，压缩板受压时，压缩板的弯曲不应超过0.01mm。压缩板尺寸应足够大，使压缩的试样互相之间不接触。

钢板直径约为115mm，厚度为6.5mm和12.5mm。推荐常用的压缩装置见图2。

图2 试验夹具

b、不锈钢限制器

用限制器来控制试样压缩的高度，在确定限制器尺寸时，应保证限制器不与试样接触，建议 用环状的限制器。限制器的高度在压缩率为25%时是（4.7～4.8）mm，限止器的高度误差在±0.01mm之内。

③电热恒温箱：带有热风循环装置，控温精度±1℃。 （2）试样制备

①B型试样：直径为（13±0.5）mm，高度为（6.3±0.3）mm的圆柱体，并尽可能在成品的中部取样。

②用裁刀制备试样，在胶片上裁切试样时必须符合GB/T2941的有关规定。

③叠合型试样，试样按百分之几的压缩率压缩1min，使试样附着成一个整体，最后测量高度。 ④每组试样为三个。 （3）操作步骤

①在压缩夹具的压缩板表面上涂一层润滑剂（滑石粉、甲基硅油），使试样不粘夹具。所用的润滑剂对试验中的橡胶应无影响。

②调整厚度计指针为零，测量试样中心部位的高度（h0）。三个试样高度相差不超过0. 01mm。 ③将试样、限制器置于夹具中，均匀地压缩到规定的高度（h0），压缩时试样、限制器不能互相接触。

④把已装有试样的压缩夹具放入已达到试验温度的恒温箱中及标准温度环境中，即开始计算时间。

⑤常温或高温试验结束后，立即松开紧固件，把试样放置于木板上，在标准温度环境下，自由状态下放置（30±3）min，然后用厚度计测量试样恢复高度（h0），精确到0.01mm。

（4）数据处理及判定结果

压缩永久变形c（%）按下式计算：

c(%)

式中：h0——试样原高（mm）；

hS——限制器的高度（mm）； h1——试样恢复后的高度（mm）。 计算结果精确到1%

hoh1

100

hohs

每个试验结果与中值的差不大于±2%或与算术平均值的差不大于±10%，否则再取三个试样试验，结果是取所有试验数据的中值。

7、脆性温度试验 （1）仪器设备

低温脆性试验台：能在6mm范围内以（2.0±0.2）m/s不变的试验线速度，对每个试样以≥3.0J冲击能量对试件进行冲击，并在试验温度内可精确控制到±0.5℃。

（2）试样制备

A型：长25～40mm，宽6±1mm，厚2.0±0.2mm的条形试样； B型：试样厚度为2.0±0.2mm，形状和尺寸见图3。

单位：ｍｍ

图3 B型试样

A型试样可以采用另一种方法制备，使用双面平行锐利刀刃裁刀，一次冲切完毕，然后把条型试样切成规定的长度。

如果要获得可靠的结果，在试样制备中必须使用锋利裁刀。

（3）操作步骤

①试验开始前应在低温槽中将液体介质调节到试样的试验规定温度。在低温槽中应放入足够量的液体，以保证试样浸没深度约为25mm。

②把试样固定在试验装置上，并在试验温度下浸泡5min。 试样的自由长度应大于19mm。

如果冲击器的有效能量达到≥3.0J，每次冲击可用4个A型试样或10个B型试样。 正确地固紧夹持器是极为重要的，夹持器紧固应使每个试样所受压力大致相同。 ③在试验温度下，经规定的时间浸泡后，记录温度并对试样进行一次冲击。

检查每个试样，确定是否破坏。将试验时出现的肉眼可见的裂纹、裂缝、或小孔、或完全分离成两片以致更多碎片定义为破坏。当试样未完全断裂时，将试样沿冲击时所形成的弯曲方向弯曲90°角，然后在弯曲处检查试样裂纹。

④一次试验至少需要4个A型试样或10个B型试样。 （4）数据处理及判定结果

一组试样中没有任何一个试样破坏，则视为合格。 8、热空气老化试验 （1）仪器设备 热空气老化箱

①具有强制空气循环装置，空气流速0.5m/s～1.5m/s； ②空气置换次数为每小时三到十次； ③温度波动度：±1℃；

④温度指示计：分度不大于1℃。 （2）操作步骤

①试验前在已打磨好的试片上裁取拉伸试件（拉伸强度、扯断伸长率）不应少于3个，对每一个试件编号，测量尺寸。并准备一块进行硬度测试的有足够面积及满足厚度的试件。

②调节试验箱至规定温度并稳定后，将试样呈自由状态悬挂在老化箱中。试样的总体积不超过老化箱有效容积的10%，悬挂试样的间距至少为10mm，试样与老化箱壁至少相距50mm。

注：互有影响的试样不允许同时在一箱内进行试验。

③试样放入老化箱即开始计算老化时间，达到规定时间时，取出试样。 ④取出的试样进行环境调节不少于16h。 ⑤有关性能的测定按相应测试标准的规定进行。 （3）数据处理及结果判定

拉伸性能（拉伸强度、扯断伸长率）按相应标准计算 硬度变化按下式计算：H=Xa—X0 式中：H——硬度变化；

Xa——试样老化后的硬度测定值；

X0——试样老化前的硬度测定值。 9、臭氧老化试验 （1）仪器设备

臭氧老化试验箱：符合GB/T 7762-2003规定

能通过臭氧发生器将臭氧化空气经过热交换器将其调节到试验所规定的温度和相对湿度后输入试验箱内，控制温度差±2℃，并可控制臭氧化空气的平均流速在（8～16）mm/s之间。

式样架：由不易分解臭氧的材料（如铝）制成，通过机械装置在箱内以（20～25）mm/s的速度旋转。

（2）试样制备

试样制备应符合GB/T2941-2006的规定。试样最好从新制模压出的试片上裁取，如果需要，可以从成品上裁取。试样至少具有一个完好无损的表面，被裁切或打磨后的试样表面不能用来评价耐臭氧性能。不同材料的比较只有用相同方法制成的相同样品来评价其表面龟裂才有效。

每一试验条件至少使用3个试样。 长条标准试样：

长条标准试样宽度为不小于10mm，厚度20mm±0.2mm，拉伸前夹具两端间试样的长度不小于40mm。

试样被夹持的端部可用耐臭氧漆防护。为防止油漆所使用的溶剂使橡胶明显膨胀，应小心选用油漆。不得采用硅油。此外也可用改善试样两端的办法，例如试样端部采用突出部分，使其两端能延伸而不致引起应力过分集中，并在臭氧暴露期间不会在夹持处断裂。

（3）操作步骤：

①将试样夹在试样框架上，并使其伸长率保持在20%±2%。

②拉伸后，试样在无光、基本无臭氧的大气中调节48～96h，调节温度按GB/T 2941规定，试件在调节期间不得互相接触或受到其他损伤。作对比试验时，调节时间和温度都应相同。

③开动臭氧老化仪，调节试验箱内的温度至规定的试验温度，将经拉伸静置后的试样移入试验箱内，使试样在箱内移动并恒温处理。

④将调节好的规定浓度和流速（或流量）的含臭氧空气通入试验箱内与试样接触，并开始记录时间。

⑤按预定的试验周期，通过装在试验箱的透明窗口，观测试样的表面变化，或者将试样从试验箱内取出进行外观检查，从而评定试样的耐臭氧老化性能。

（3）结果判定：根据产品标准，用相应倍数放大镜观察，以有无裂纹或裂纹程度报告试验结果。

注：本标准中臭氧老化“0级”表示无裂纹；“2级”表示显著裂纹。

10、橡胶与金属粘合试验

橡胶与金属粘合性能可采用任何适用的剪切或剥离试验方法。

结果判定从试样断裂部分应在弹性体之间为合格。

11、体积膨胀倍率试验

（1）试验方法（一）

①仪器设备

天平：精度0.001g

②试样制备

将试样制成长、宽各为（20.0±0.2）mm，厚为（2.0±0.2）mm，数量为3个。用成品制做试样时，应尽可能去掉表层。

③操作步骤

a、将制做好的试样先用0.001g精度的天平称出在空气中的质量，然后再称出样品悬挂在蒸馏水中的质量。

b、将试样浸泡在（23±5）℃的300mL蒸馏水中，试验过程中，应避免试样重叠及水分的挥发。 c、试样浸泡72h后，先用0.001g精度的天平称出其在蒸馏水中的质量，然后用滤纸轻轻吸干试样表面的水分，称出试样在空气中的质量。

④数据处理及结果判定：

Vm3m4m5100% m1m2m5

式中：ΔV——体积膨胀倍率（%）；

m1——浸泡前试样在空气中的质量（g）；

m2——浸泡前试样在蒸馏水中的质量（g）；

m3——浸泡后试样在空气中的质量（g）；

m4——浸泡后试样在蒸馏水中的质量（g）；

m5——坠子在蒸馏水中的质量（g）（如无坠子用发丝等特轻细丝悬挂可忽略不计）。

体积膨胀倍率取三个试样的平均值。

（2）试验方法（二）

① 仪器设备

天平：精度0.001g

量筒：50mL

② 试样制备

取试样质量为2.5g，制成直径约为12mm，高度约为12mm的圆柱体，数量为3个。

③ 试验步骤

a：将制做好的试样先用0.001g精度的天平称出其在空气中的质量，然后再称出试样悬挂在蒸馏水中的质量（必须用发丝等特轻细丝悬挂试样）。

b：先在量筒中注入20 mL左右的（23±5）℃的蒸馏水，放入试样后，加蒸馏水至50mL。然后，在标准环境的条件下放置120h（试样表面和蒸馏水必须充分接触）。

C：读出量筒中试样占水体积的mL数（即试样的高度），把ml数换算为g（水的体积是1ml时，质量为1g）；

④数据处理及结果判定：

V

式中：ΔV——体积膨胀倍率（%）； m3100% m1m2

m1——浸泡前试样在空气中的质量（g）；

m2——浸泡前试样在蒸馏水中的质量（g）；

m3——试样占水体积的mL数，换算为质量（g）；

体积膨胀倍率取三个试样的平均值。

12、反复浸水试验

（1）仪器设备

①电热恒温箱：带有热风循环装置，控温精度±2℃；

②拉力试验机：同本节拉伸试验用拉力试验机；

③厚度计：同本节拉伸试验测厚用厚度计；

④天平：精度0.001g。

（2）试样制备

①分别在已打磨好的试片上裁取拉伸试件不少于3个；

②体积膨胀倍率试件按本节第11条制作。

（3）试验步骤

试验前对每一个试件进行编号后，将试样在常温（23±5）℃的蒸馏水中浸泡16h，浸泡过程中，试样必须完全浸没在水中，试件不得重叠，取出后在70℃下烘干8h，再放到水中浸泡16h，再烘干

8h----------；如此反复浸水，烘干4个循环周期之后，按本节第4条测其拉伸强度和扯断伸长率，按本节第11条测其体积膨胀倍率。

（4）数据处理及结果判定

① 拉伸强度和扯断伸长率按本节第4条；

② 体积膨胀倍率按本节第11条。

13、低温弯折试验

⑴仪器设备

① 低温箱：能在（0～-40）℃之间自动调节，且能使试样在被操作过程中保持恒定温度； ② 弯折板：由金属平板、转轴和调距离螺丝组成，平板间距可任意调节。示意图如图4。

图4 弯折板示意图

（2）试件制备

将试片裁成20mm×100mm×2mm的长方体。

从试样制备到试验，时间为24h。

（3）操作步骤

①将制备的试样弯曲180°，使试样边缘重合、齐平，并用定位夹或10mm宽的胶布将边缘固定以保证其在试验中不发生错位；并将弯折板的两平板间距离调到试样厚度的三倍。

②将弯折板上平板打开，把厚度相同的两块试样平放在底板上，重合的一边朝向转轴，且距转轴20mm；在规定温度下保持2h，之后迅速压下上平板，达到所调间距位置，保持1s后将试样取出。待恢复到室温后观察试样弯折处是否断裂，或用放大镜观察试样弯折处受拉面有无裂纹。

（4）数据处理及判定结果

用8倍放大镜观察试样表面，以两个试样均无裂纹为合格。

14、高温流淌性试验

（1）仪器设备

电热鼓风干燥箱：控温精度±2℃；

75°倾角木架：木架面板上布有3个长20mm、宽20mm、深2mm的凹槽。

（2）试件制备

将腻子型膨胀橡胶放在事先涂有硅油的玻璃板上，用涂有硅油的光滑圆棒碾压腻子型膨胀橡胶，使其成4mm厚饼状，再用涂有硅油的刀把饼状腻子型膨胀橡胶切成20mm×20mm的试件三个。

（3）操作步骤

①将试件分别放入75°倾角木架的凹槽中，使试件厚度的2mm在槽内，2mm在槽外。

②把装有试件的木架放入已调节到试验温度的干燥箱中，木架与干燥箱壁间的距离不小于50mm，试件的中心宜与温度计的探头在同一水平位置，达至规定温度后放置5h取出，观察表面现象。

（4）结果判定

观察试样有无明显流淌，以不超过凹槽边线1mm为无流淌。

15、低温试验

（1）仪器设备

低温箱：可达-20℃，控温精度±2℃；

圆棒：直径10mm

（2）试件制备

将腻子型膨胀橡胶放在事先涂有硅油的玻璃板上，用涂有硅油的光滑圆棒碾压腻子型膨胀橡胶，使其成2mm厚饼状，再用涂有硅油的刀把饼状腻子型膨胀橡胶切成50mm×100mm的试件。

（3）操作步骤

将试件和圆棒一起放入低温箱中，在规定的温度下保持2h后打开低温箱，迅速把试件在10mm的棒上缠绕1圈。

（4）结果判定

观察试样是否脆裂。

四、例题

有制品型膨胀橡胶要测其在蒸馏水中浸泡后的体积膨胀倍率，试件为符合标准尺寸要求的薄片状3块，测试中以发丝悬挂试件称量并得知：浸泡前试样在空气中质量，1号试件是4.044g，2号试件是4.132g，3号试件是3.987g。浸泡前试样蒸馏水中的质量，1号试件是1.45g，2号试件是1.45g，3号试件是1.405g。浸泡后试样在空气中的质量，1号试件9.344g，2号试件是9.542g，3号试件是

9.222g。浸泡后试样在蒸馏水中的质量，1号试件是1.68g，2号试件是1.763g，3号试件是1.613g。试问该制品型膨胀橡胶的体积膨胀倍率在标准中应是什么型？ 解：体积膨胀倍率公式：Vm3m4100% m1m2

9.3441.68100%295% 4.0441.45

9.5421.763100%290% 二号试件V4.1321.45

9.2221.613100%295% 三号试件V3.9871.405一号试件V

3个试件的平均值=293%

根据指标中PZ250的体积膨胀倍率在≥250%~

所以该制品型膨胀橡胶在标准中应是PZ250型。

思考题

1、止水带及遇水膨胀橡胶检测的环境条件？

2、硬度检测时，试样厚度小于规定要求时如何处理？

3、拉伸性能的结果如何取值？

4、撕裂强度的试验结果如何表示？

5、压缩永久变形试验的三个试件允许高度误差是多少？试验结果如何取值？

6、如何试验体积膨胀倍率（任选一种方法）？

7、腻子型膨胀橡胶如何判断高温流淌性？

8、腻子型膨胀橡胶低温试验如何操作？