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充水式橡胶坝

行业新闻

影响橡胶坝坝袋使用年限的因素

坝袋的老化特性

橡胶坝袋长年在日晒、水浸的环境中使用,受到大气诸因素的作用逐渐发生老化变质。其老化特征主要表现在坝袋橡胶层发生粉化、龟裂、膨胀、起泡、脱层、破裂等现象,帆布层发生永久变形、脆化、破穿、霉烂等现象,使用性能如机械强度等会逐渐降低或变劣。其老化情况,除了直接与坝袋本身所采用的橡胶、纤维等质量有关外,还与坝袋的使用环境、条件,以及水工结构和维护管理等因素有关。同一橡胶坝袋在不同的部位’其老化过程差异很大。化工部合成材料老化所和广东省水利电力设计院等单位,在广东省洪秀全水库溢洪道等橡胶坝工程进行了坝体原型观测和坝袋胶布有关机械性能测试,说明橡胶坝袋老化特性有如下几点:

橡胶坝坝袋

(1)坝袋在加工、储存或使用过程中即开始老化。1966年建成的洪秀全水库橡胶坝,该坝挡水高度2. 4m,坝长50. 8m,  1970年便发现坝袋表面出现粉化,并且还出现细微形如蛛丝网状的老化裂纹(称龟裂)现象。甚至有些工程运行第一年,坝袋外胶层就出现龟裂。
(2)坝袋经常浸水,无水时受阳光曝晒的时间又长的部位,老化比较严重,布满了明显易见的龟裂,出现这些老化现象,是干、湿交替作用的结果。
(3)坝袋顶部平时不浸水,常受阳兆曝晒,粉化也较严重,但龟裂纹较浅。
(4)坝袋不浸水且背光,日晒时间较短的坝袋下游坝面,龟裂很微、粉化也较少。
(5)坝袋内面虽长期浸水,但由于隐蔽不曝光,只出现较微裂纹。
(6)由于安装不当,坝袋出现褶皱、屈挠部位,是橡胶坝袋容易老化且严重的薄弱点。坝袋老化程度与集中应力作用下变形情况的不同而老化速度也不一样。在伸长100%变形范围内,受拉伸越大老化越快。这是与大气中存在的微量臭氧作用等有关。橡胶坝袋在充胀时实际伸长变形约为6%~14%,但在褶皱部位应力更加集中,此部位容易受臭气作用而老化,因此在设计中或安装中应尽量减少坝袋受拉、受屈和褶皱等变形状态。
(7)坝袋橡胶层厚度不同,老化程度也不同,胶层厚度越厚老化速度越慢。所以坝袋内外胶层厚度,.不仅要满足止水、抗磨需要,而且也要满足抗老化的要求,因而胶层不宜过薄。
(8)坝袋胶布中使用的帆布老化速度较慢,是因为帆布受到胶层的保护的原因。胶布经日硒表面胶层发生老化,但里层帆布仍未受到很大的损害。例如洪秀全水库橡胶坝袋胶布,经过7年的使用,胶层表面虽出现了严重的龟裂、粉化、内外胶层变硬,邵氏硬度分别增加9。和12。,但胶布拉断强度变化不大;经过7年水浸,胶层也变硬,内外胶邵氏硬度分别增加7。和10。,但拉断强度仍保持80%以上,坝袋还可以使用。由此可说明,坝袋拉断强度干晒损失小于浸水损失,胶层干晒比浸水容埸变硬。
(9)环境影响胶布老化速度。为了比较坝袋胶布室内储存和室外曝晒静态的老化情况,将洪秀全水库橡胶坝袋胶布,分别置于室内储存和室外干晒10年。室内储存的胶布拉断强度变化不大,但曝晒拉断强度损失将近30%。胶层硬度都有所增加,内外胶层硬度室内储存的胶布分别增加6°和4°。曝晒的胶布内外胶层硬度分别增加14°和16°,储存件内外胶层未出现显著的龟裂纹,而日晒件内胶裂纹宽度小于0. 10mm,表面胶裂纹宽度大于0. 20mm。河南省禹州市北关橡胶坝,虽然坝袋表面出现老化现象,但运行21年后坝袋胶布拉断强度还保留80%。这就说明胶层出现一些老化现象,虽对其性能有一定影但只要里层帆布还未被曝露于外,未受到破损与老化不严重时,坝袋仍可以继续使用。

(10)由于橡胶坝所处的地理区域不一样,水中的pH值也有所不同,也易引起酸碱老化,另水土中含有有害橡胶的重金属离子含量不一样,也会导致橡胶不同程序的老化,这就需要设计部门要有先期的了解,在橡胶坝定制时,提示厂家从配方设计中加以考虑。