认识塑胶跑道的物理性能(六)
推广 2019/2/27 5:07:53
认识塑胶跑道的物理性能(六)
3.1.7 合成材料面层耐老化性能
耐老化性能是运动场地面层材料具有推迟延缓老化的特性。为保证合成材料运动场地面层的耐用性，本标准修订时拟增加要求：除专业比赛用丙烯酸涂层运动场地面层外，合成材料面层在标准老化箱内加速老化168小时，拉伸强度和拉断伸长率应满足表2的要求。
对于人工气候老化的实验方法，GB/T 14833-2011、GB/T 22517.6-2011以及国外相关人工气候老化的测定方法，多数与GB/T 16422.2-2006中的方法A,循环序号1的测定条件相同。计算发现GB/T 14833、GB/T 22517.6中提到的老化条件168h不能满足其标准中规定的3000MJ/m2的总辐照量；若按该总辐照量计算，并按标准中规定的条件，需要的测试时间高达1515个小时，检测周期长，且该总辐照量考核的主要目的是考核运动场地面层耐用性。
本标准针对这一实际情况进行如下修改：
将“氙灯照射（总辐射量3000MJ/m2），老化试验时间168h”改为“按GB/T 16422.2的规定进行氙灯辐照试验，试验条件为方法A、循环序号1，试验500h后，按6.4测定拉伸强度、拉断伸长率”，老化试验后，拉伸强度和拉断伸长率仍应符合加速老化前的指标要求，一定程度上保证了运动场地面层的耐用性。
3.1.8 合成材料运动场地面层中无机填料含量
调研中，铺设塑胶跑道学校反映较多的问题是：塑胶跑道表面防滑层颗粒较硬，学生摔倒时，塑胶跑道面层的防滑胶粒容易划破学生皮肤。经研究，发现塑胶跑道面层防滑胶粒较硬的主要原因是胶粒的无机填充料较高，含胶量少，造成胶粒不够柔软。
无机填料是橡胶制品的重要原材料之一，合理添加无机填料对于提高橡胶制品耐磨、导热、阻燃等性能具有重要的作用，但是如果无机填料添加过度，会造成橡胶制品的物理性能和抗老化性能大大下降，耐低温性能也下降，因此，将橡胶制品中无机填料的含量控制在合理范围是对其品质的有效保障。
由于无机填料相对于橡胶胶料的成本较低，一些生产者为了降低成本，可能会过度添加无机填料，结果会使其物理性能下降。即便物理性能短时间能够达到要求，其耐久性能也无法得到保障。除了塑胶跑道防滑胶粒外，人造草填充胶粒也存在类似的情况，无机填料过多会导致填充颗粒出现老化后的粉化现象，学生运动和活动中，极易吸入粉化而形成的粉尘，对学生带来危害。因此，为了解决上述问题，有效控制无机填料的过度添加，本标准参照GB/T 22517.6-2011中5.2.3，规定合成材料面层防滑胶粒及人造草填充胶粒无机填充料应不超过65%。
GB/T 22517.6-2011规定无机填料的测试方法采用热失重(TG)仪器法，但考虑到该方法称样量过小（10mg左右），对于本身不均匀的合成材料面层，很难保证取样的代表性，因此本标准按照热失重(TG)仪器法的测试原理，采用GB/T 4498.1-2013《橡胶灰分的测定第1部分:马弗炉法》方法A测试灰分的方法，进行无机填料含量的测试，测试温度也与热失重(TG)仪器法相同，规定为（550±25）℃。
3.1.9 合成材料面层防滑胶粒和人造草填充合成材料颗粒中聚合物总量
合成材料面层防滑胶粒和人造草填充合成材料颗粒直接暴露于大气环境，也是直接与人体直接接触的固体原材料，它的物理性能和抗老化性能对于整个合成材料面层物理性能和抗老化性能具有重要意义。无论是合成材料面层防滑胶粒，还是人造草填充合成材料颗粒，其弹性和抗老化性能除了与其中的无机填料含量相关外，还与其中的高聚物总量相关，在一定范围内，无机填料含量固定时，高聚物总量越高，其弹性越好，抗老化性能也越好。
目前我国市场上销售的合成材料面层防滑胶粒和人造草填充合成材料颗粒，品质差异很大。以EPDM颗粒为例，目前市售的颗粒中的高聚物总量从不足10%到30%以上，价格差异很大，选用不同高聚物含量的颗粒对于整个合成材料运动场地面层的造价影响很大，这就造成施工方为降低成本大量使用劣质颗粒，极大的影响了场地的性能和使用寿命。
为保证颗粒的品质，国外发达国家对其中的高聚物含量都有一定要求，对于保证运动场地的性能发挥了重要作用。为进一步提高中小学合成材料运动场地面层的使用性能和抗老化性能，结合我国的行业发展现状，本标准参考德国DIN 18035-6:2014要求，规定合成材料面层防滑胶粒和人造草填充弹性颗粒中聚合物总量应≥20%。
3.1.10 合成材料面层的邵氏硬度、压缩复原率、回弹值
原标准中规定的邵氏硬度、压缩复原率、回弹值，鉴于目前国际、国内相关标准已不再将其作为运动面层物理性能指标，因此在本标准中予以删除。
3.1.11 物理性能指标的测试方法
（1）本标准附录A 是参照GB/T 22517.6-2011第6章的内容并根据场地验收专家现场实际测量操作方法和经验整理而成。
（2）本标准附录B、附录C参照了欧盟标准EN 14808和EN 14809中关于冲击吸收值及垂直变形的测试方法内容。
（3）本标准附录D参照了国家标准GB/T 22517.6-2011中附录F（规范性附录）抗滑值的检测方法内容。
3.1.7 合成材料面层耐老化性能
耐老化性能是运动场地面层材料具有推迟延缓老化的特性。为保证合成材料运动场地面层的耐用性，本标准修订时拟增加要求：除专业比赛用丙烯酸涂层运动场地面层外，合成材料面层在标准老化箱内加速老化168小时，拉伸强度和拉断伸长率应满足表2的要求。
对于人工气候老化的实验方法，GB/T 14833-2011、GB/T 22517.6-2011以及国外相关人工气候老化的测定方法，多数与GB/T 16422.2-2006中的方法A,循环序号1的测定条件相同。计算发现GB/T 14833、GB/T 22517.6中提到的老化条件168h不能满足其标准中规定的3000MJ/m2的总辐照量；若按该总辐照量计算，并按标准中规定的条件，需要的测试时间高达1515个小时，检测周期长，且该总辐照量考核的主要目的是考核运动场地面层耐用性。
本标准针对这一实际情况进行如下修改：
将“氙灯照射（总辐射量3000MJ/m2），老化试验时间168h”改为“按GB/T 16422.2的规定进行氙灯辐照试验，试验条件为方法A、循环序号1，试验500h后，按6.4测定拉伸强度、拉断伸长率”，老化试验后，拉伸强度和拉断伸长率仍应符合加速老化前的指标要求，一定程度上保证了运动场地面层的耐用性。
3.1.8 合成材料运动场地面层中无机填料含量
调研中，铺设塑胶跑道学校反映较多的问题是：塑胶跑道表面防滑层颗粒较硬，学生摔倒时，塑胶跑道面层的防滑胶粒容易划破学生皮肤。经研究，发现塑胶跑道面层防滑胶粒较硬的主要原因是胶粒的无机填充料较高，含胶量少，造成胶粒不够柔软。
无机填料是橡胶制品的重要原材料之一，合理添加无机填料对于提高橡胶制品耐磨、导热、阻燃等性能具有重要的作用，但是如果无机填料添加过度，会造成橡胶制品的物理性能和抗老化性能大大下降，耐低温性能也下降，因此，将橡胶制品中无机填料的含量控制在合理范围是对其品质的有效保障。
由于无机填料相对于橡胶胶料的成本较低，一些生产者为了降低成本，可能会过度添加无机填料，结果会使其物理性能下降。即便物理性能短时间能够达到要求，其耐久性能也无法得到保障。除了塑胶跑道防滑胶粒外，人造草填充胶粒也存在类似的情况，无机填料过多会导致填充颗粒出现老化后的粉化现象，学生运动和活动中，极易吸入粉化而形成的粉尘，对学生带来危害。因此，为了解决上述问题，有效控制无机填料的过度添加，本标准参照GB/T 22517.6-2011中5.2.3，规定合成材料面层防滑胶粒及人造草填充胶粒无机填充料应不超过65%。
GB/T 22517.6-2011规定无机填料的测试方法采用热失重(TG)仪器法，但考虑到该方法称样量过小（10mg左右），对于本身不均匀的合成材料面层，很难保证取样的代表性，因此本标准按照热失重(TG)仪器法的测试原理，采用GB/T 4498.1-2013《橡胶灰分的测定第1部分:马弗炉法》方法A测试灰分的方法，进行无机填料含量的测试，测试温度也与热失重(TG)仪器法相同，规定为（550±25）℃。
3.1.9 合成材料面层防滑胶粒和人造草填充合成材料颗粒中聚合物总量
合成材料面层防滑胶粒和人造草填充合成材料颗粒直接暴露于大气环境，也是直接与人体直接接触的固体原材料，它的物理性能和抗老化性能对于整个合成材料面层物理性能和抗老化性能具有重要意义。无论是合成材料面层防滑胶粒，还是人造草填充合成材料颗粒，其弹性和抗老化性能除了与其中的无机填料含量相关外，还与其中的高聚物总量相关，在一定范围内，无机填料含量固定时，高聚物总量越高，其弹性越好，抗老化性能也越好。
目前我国市场上销售的合成材料面层防滑胶粒和人造草填充合成材料颗粒，品质差异很大。以EPDM颗粒为例，目前市售的颗粒中的高聚物总量从不足10%到30%以上，价格差异很大，选用不同高聚物含量的颗粒对于整个合成材料运动场地面层的造价影响很大，这就造成施工方为降低成本大量使用劣质颗粒，极大的影响了场地的性能和使用寿命。
为保证颗粒的品质，国外发达国家对其中的高聚物含量都有一定要求，对于保证运动场地的性能发挥了重要作用。为进一步提高中小学合成材料运动场地面层的使用性能和抗老化性能，结合我国的行业发展现状，本标准参考德国DIN 18035-6:2014要求，规定合成材料面层防滑胶粒和人造草填充弹性颗粒中聚合物总量应≥20%。
3.1.10 合成材料面层的邵氏硬度、压缩复原率、回弹值
原标准中规定的邵氏硬度、压缩复原率、回弹值，鉴于目前国际、国内相关标准已不再将其作为运动面层物理性能指标，因此在本标准中予以删除。
3.1.11 物理性能指标的测试方法
（1）本标准附录A 是参照GB/T 22517.6-2011第6章的内容并根据场地验收专家现场实际测量操作方法和经验整理而成。
（2）本标准附录B、附录C参照了欧盟标准EN 14808和EN 14809中关于冲击吸收值及垂直变形的测试方法内容。
（3）本标准附录D参照了国家标准GB/T 22517.6-2011中附录F（规范性附录）抗滑值的检测方法内容。
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