EB型300x6背贴式橡胶止水带

止水带材料的选择很大程度上取决于隧道的环境——地层、水土中的化学物质、影响隧道耐久性的有害介质等。

       通常，对于清洁的输水隧道来说，EPDM是一种理想的止水带材料；而在碳氢化合物等化学物质丰富的隧道环境下，丁晴橡胶性能更佳。同样，具体的止水带设计将取决于有害物质与碳氢化合物等物质的浓度与严重程度，或者其他可能在隧道内部提供的保护措施，以防止止水带损坏渗漏。

       对于更加极端的化学条件，也可以考虑使用其他等级的橡胶化合物，如氯丁橡胶、氟橡胶等；但EPDM与NBR如今仍是绝大多数隧道管片止水带的主流材料。

       橡胶化合物由各种成分组成，成分的类型和数量决定该橡胶化合物的物理和化学性质，就如同面粉、水以及其他材料的类型与配比决定了蛋糕的口感与口味。用于管片止水带的橡胶化合物典型成分有：

■ 聚合物：EPDM或NBR等；

■ 补强填料：典型材料有炭黑等；

■ 加工助剂：通常是矿物油或其他专用助剂；

■ 活性剂：催化剂，确保加工过程中化学反应

■ 固化剂：将橡胶硫化（交联）

■ 抗降解剂：保护材料免受氧气、光照、微生物等影响。

应力松弛是指：受到压缩或拉伸并保持在负载下的橡胶将在一段时间后开始松弛，并只需要较少的力来维持相同的变形。

       英国拉夫堡大学Birley教授在1980年代中期的研究确定了应力松弛与密封功能之间的相关性，开发了一种加速应力松弛测试，并确定，只要剩余至少30％的残余应力，就有足够的力（能量）形成密封。如今英国隧道协会/ ICE隧道规范中将该数值翻倍，规定止水带材料在其设计寿命结束时预计的残余应力应至少为其承受短期压力的65%。这一数值要求也与水密测试压力有关，在65％残余应力下，可对压力测试中可能出现的任何差异或变化进行调整补偿。

       应力松弛示例如下图所示，橡皮对施加的负载产生阻力，并在其预期寿命内持续施加应力。当材料的应力松弛性能较差时，它将在给定负载下不断被压缩。换句话说，在固定初始变形的情况下（同止水带在管片接头中的情况一样），橡胶内的能量（保持压缩所需的载荷）将逐渐消散，zui终失去密封性。

       一般工程人员可能难以区分压缩永jiu变形与应力松弛的区别，但从长期来看两者是存在联系的：在两者的共同作用下，对于给定的剖面结构，两者基本确定了储存在止水带中的能量，而这些能量的多少则代表着密封性能的好坏。

       选择止水带时考虑的另一大因素是材料对于微生物侵袭的抵抗能力。尽管EPDM和NBR都是合成橡胶，但这并不意味着其能够天然抵抗微生物侵袭；微生物会导致橡胶逐渐老化，橡胶将在较短的时间内降解劣化，短则几年长则几十年，无法达到目前隧道百年寿命的要求。

亲水材料：

       除了机械密封橡胶止水带之外，还有另一种材料也可以用于管片止水带——即与水接触后将其吸收并溶胀的亲水性材料。

       与机械密封止水带相似，亲水材料止水带也由多种成分与材料组成，使其具备止水所需的性能，而其中的关键成分是高吸水树脂（SAP）。

        亲水止水带可独立使用，也可以与机械橡胶止水带结合使用，具体可以安装到橡胶止水带中，或者在橡胶止水带表面覆盖亲水层。

目前，尚不明确是否存在一种能够完全满足止水所需物理与化学耐受性能的亲水材料，在这一点上似乎不及机械密封橡胶止水带。

        同时，在高吸水树脂在一段时间内将会逐渐迁移并从止水带中散逸，导致其与水接触时的溶胀能力逐渐降低。在实验中，若反复将亲水止水带材料浸入杯中再拿出，便能清晰地观察到这种情况——水会逐渐变得浑浊，亲水材料在干燥时也会变得脆弱。

        此外，尚不明确是否存在能够抵抗微生物侵袭的亲水性材料——根据VIP-Polymers进行的试验表明，亲水性材料对于微生物侵袭的抗性极差（近乎于无）。这给亲水材料止水带的耐久性带来了极大的挑战，仍需要进一步的长期研究，对亲水材料的性能与耐久性做出改进