تکیه گاه ها و درزهای انبساط الاستومری
(معرفی ، آزمایش ها و کنترل کیفیت)
نویسنده: شرکت استرونگ هلد ایران
1- تکیه گاه های الاستومری
کاربرد تکیه گاه های الاستومری ( نئوپرن ) در پل ها از حدود سال 1950 آغاز گریده و تا اکنون دارای سابقه عملکرد بسیار خوبی بوده و امروزه به عنوان پر مصرف ترین تکیه گاه پل مطرح میباشند.
نئوپرن ها را در دو نوع نئوپرن طبیعی ( تولید شده از کائوچو) و نئوپرن مصنوعی ( تولید شده از کلروپن ) دسته بندی می نماید.
نئوپرن (Neoprene) یا کلروپرن (Polychloroprene) از خانواده لاستیک های مصنوعی هستند که از پلیمریزاسیون کلروپرن تولید میشوند. نئوپرن دارای تعادل شیمیایی خوبی بوده و در دماهای مختلف انعطاف پذیر باقی میماند و در هر دو حالت جامد و مایع وجود دارد.
نئوپرن توسط پلیمریزاسیون آزاد رادیکال کلروپرنی تولید میگردد. در تولید تجاری، این پلیمر با پلیمریزاسیون امولسیون رادیکال آزاد تهیه میشود. پلیمریزاسیون با پرسولفات پتاسیم آغاز میگردد. نوکلئوفیل های بی فاکتور، اکسیدهای فلزی (به عنوان مثال اکسید روی) برای پیوند مجدد رشته های پلیمری استفاده میشود.
نئوپرن به صورت ساده که فقط از الاستومر ساده تشکیل شده و یا مسلح که شامل لایه های متناوب الاستومر به علاوه فولاد میباشد به دلیل انعطاف پذیری برشی مناسب، به صورت گسترده ای به عنوان جداساز لرزه ای مورد استفاده قرار میگیرد، بدین ترتیب که در پل ها در اثر جابجایی عرشه، نیروی برشی کمی را بر پایه ها (ستون ها) انتقال میدهد و در ساختمان ها نیز در اثر جابجایی فونداسیون نیروی برشی کمی به اسکلت انتقال میدهد. لاستیک های استفاده شده در این لرزه گیرها، لاستیک طبیعی(NR) و یا الاستومر مصنوعی (CR) است. نئوپرن به عنوان محصولی ایده آل برای کم کردن و انتقال نیروی وارده که در اثر ترافیک و ارتعاش و انبساط و انقباض حرارتی بر روی پل ها و سایر سیستم های مهندسی وارد میشود استفاده میگردد.
تکیه گاه الاستومری اِلمانی است که بین دو جزء از سازه قرار داده میشود (برای مثال بین پایه پل و عرشه در پل ها) که باعث کاهش نوسان سازه فوقانی شده و میزان حرکت ناشی از زلزله را نیز کاهش میدهد. علاوه بر این عملکرد مهم، تکیه گاه های الاستومری بایستی اجازه یا عدم اجازه حرکات مربوطه (از جمله انتقالی یا چرخشی) به المان های متصل به خود را بدهند و در عین حال دارای دوامی مطابق با عمر مفید سازه مورد نظر داشته باشند.
اجزای اصلی این تکیه گاه ها لایه های الاستومر و ورق های فولادی میباشد. مقدار سختی الاستومرها حدود 5 -/+ 60 ، مقاومت کششی حداقل آن برابر با 176 کیلوگرم بر سانتی متر مربع بوده و ازدیاد طول نهایی نیز 400 درصد میباشد (این مقادیر برای هر نئوپرن توسط استانداردهای مربوطه قابل آزمایش و اندازه گیری میباشد). حداقل مقاومت کششی ورق فولادی مورد استفاده نیز 3700 کیلوگرم بر سانتی متر مربع درنظر گرفته میشود.
شکل های معمول تکیه گاه های الاستومری بصورت مستطیلی یا دایره ای میباشد. ورق های فولادی و لایه های الاستومری بر روی هم قرار داده شده و ولکانیزه میشوند. برای جلوگیری از خوردگی ورق های فولادی، لایه های الاستومری بصورت کامل روی ورق را میپوشاند. تکیه گاه های الاستومری آزادی حرکت در تمامی جهات را دارند.
زمانی که حداقل بار قائم اعمالی بر روی تکیه گاه الاستومری به اندازه کافی نباشد و احتمال لغزیدن تکیه گاه وجود داشته باشد، تکیه گاه الاستومری مهار شده را با استفاده از برش گیرهایی به سازه متصل میکنند تا مانع از لغزش تکیه گاه گردد. بعبارت دیگر این نوع از تکیه گاه مانند نوع قبلی میباشد با این تفاوت که لایه ی بالایی و پایینی تکیه گاه بصورت ورق فولادی نسبتا ضخیم بوده که توسط برش گیرهایی به سازه ی اصلی وصل میگردد. این نوع از تکیه گاه الاستومری نیز در اشکال دایره ای و مستطیلی تولید میگردد. لازم به ذکر است گاهی مواقع برای ایجاد اصطکاک بین تکیه گاه و سازه بجای استفاده از برش گیرها از صفحات فولادی زبر استفاده میشود تا ضریب اصطکاک بین سطح تکیه گاه و سازه را افزایش داده و مانع از لغزش صفحات گردند.
در زمان نصب تکیه گاه های الاستومری در محل بایستی محل نصب تکیه گاه در بهترین شرایط ممکن باشد. پایین و بالای تکیه گاه (محل اتصال به سازه) بایستی صاف و تمیز و افقی باشد. برای رسیدن به این شرایط میتوان از یک ملات با مقاومت بالا در پایین و بالای تکیه گاه استفاده کرد. حداقل فاصله بین پایه پل و عرشه فولادی (بعد از اجرای ملات) بایستی 15 سانتی متر درنظر گرفته شود تا در صورت نیاز بتوان با جک های موجود، تکیه گاه مورد نظر را تعویض کرد (دلیل اجرایی).
سختی قائم تکیه گاه های الاستومری باید به اندازه ای باشد که بتواند بار استاتیک را تحمل نماید. سختی افقی نیز بایستی حداقل تا حدی باشد که بتواند تحت بار باد و ارتعاشات طبیعی سازه پایداری خود را حفظ نماید و در عین حال نباید از حدی فراتر رود، چراکه باید قابلیت این را داشته باشد که با حرکت افقی در هنگام زلزله به عنوان جداگر عمل نماید و حرکت سازه را از پایه جدا کند.
درجه سختی لاستیک های طبیعی ولکانیزه شده مطابق IRHD (درجه سختی بین المللی لاستیک) میتواند بین 20 تا 100 باشد. برای کاربرد لرزه ای این مقدار بین 50 تا 60 در نظر گرفته میشود.
برای کنترل سختی الاستومرها از مواد پرکننده نظیر اکسیدهای فلزات، خاک رس و سلولز استفاده میشود. پرکاربردترین پرکننده کربن بلاک میباشد. استفاده از کربن بلاک باعث افزایش سختی، افزایش مدول فشاری و برشی استاتیکی و دینامیکی، کاهش میزان ازدیاد طول نهایی نمونه و افزایش استهلاک انرژی میگردد.
فرآیند تولید تکیه گاه های الاستومری به دو صورت میباشد. تولید سرد و تولید گرم.
در فرآیند تولید سرد، لایه های الاستومری توسط چسب به ورق های فولادی چسبانده شده و پس از قرارگیری تمامی لایه ها آن را در اُوِن قرار داده و عمل آوری میکنند.
در تولید به روش گرم لاستیک الاستومری به صورت نیمه مایع بوده و در لابه لای ورق های فولادی قرار داده شده سپس مجموعه مورد نظر تحت فشار و حرارت عمل آوری میشود. برای حفظ فاصله بین لایه ی الاستومر و ورق فولادی از اسپیسر استفاده میشود.
برای بدست آوردن مدول فشاری الاستومر، تکیه گاه الاستومر تحت فشار قرار گرفته و منحنی نیرو – تغییرمکان آن ثبت میگردد. شیب این نمودار برابر با مقدار مدول فشاری تکیه گاه الاستومری میباشد. سرعت بارگذاری و مدت بارگذاری در بدست آوردن مدول فشاری تأثیر گذار بوده و بایستی منطبق بر استاندارد باشد.
برای بدست آوردن مدول برشی، یک ورف فولادی در وسط تکیه گاه الاستومری درنظر گرفته میشود سپس قسمت بالا و پایین تکیه گاه ثابت شده و نیروی برشی در چندین مرحله توسط جک به ورق وسطی اعمال گردیده و تغییرشکل برشی آن ثبت میگردد. لازم به ذکر است که در طول آزمایش یک بار فشاری مشخص روی تکیه گاه اعمال میگردد تا شرایط واقعی شبیه سازی گردد. در طول آزمایش نمونه از لحاظ ایجاد ترک و یا پوسته شدن کنترل میگردد.
استفاده از ورق فولادی در دل الاستومر مانع از کمانش فشاری الاستومر تحت بار فشاری میگردد ولی تحت بار جانبی هیچ تأثیری بر باربری نمونه ندارد.
در صورت جوشکاری در نزدیکی تکیه گاه الاستومری نباید دمای اجزای متصل به الاستومر از 130 درجه سانتی گراد فراتر برود.
2- آزمایش های تکیه گاه الاستومری
- آزمایش دانسیته
- آزمایش مانایی فشار
- آزمایش استحکام کششی و آزمایش ازدیاد طول نهایی
- آزمایش زمانبندی حرارتی
- آزمایش مقاومت پارگی
- آزمایش دمای تردی نمونه
- آزمایش سفتی حرارتی آنی
- آزمایش مقاومت در برابر ازن
- آزمایش سنجش سختی
- آزمایش محاسبه مدول برشی نمونه تکیه گاه الاستومری
- آزمایش محاسبه مدول فشاری نمونه تکیه گاه الاستومری
در ادامه چند نمونه آزمایش که از اهمیت بالایی برخوردار میباشند مورد بررسی قرار میگیرد. روش انجام دقیق این آزمایش ها در استاندارد مربوطه توضیح داده شده است.
1-2- آزمایش دانسیته
مطابق با استاندارد ASTM D297 چگالی الاستومر را میتوان از چندین روش از جمله استفاده از پیکنومتر و استفاده از وزن هیدرواستاتیک تعیین کرد. اندازه گیری چگالی در دمای بین 24.5 تا 25.5 درجه سانتیگراد انجام میشود (بصورت میانگین در دمای 25 درجه سانتیگراد).
مطابق با توصیه استاندارد در روش پیکنومتر برای جلوگیری از ایجاد حباب در طول آزمایش از الکل به جای آب استفاده میگردد. رابطه ی مربوط به محاسبه دانسیته با روش پیکنومتر به صورت زیر میباشد.
که در آن A جرم نمونه بر حسب گرم، B جرم پیکنومتر پر شده با نمونه و الکل بر حسب گرم، C جرم پیکنومتر پرشده با الکل بر حسب گرم و D دانسیته الکل در دمای 25 درجه سانتیگراد بر حسب میلی گرم بر متر مکعب.
در روش هیدرواستاتیکی وزن نمونه را ابتدا در هوا اندازه گیری کرده سپس وزن همان نمونه را داخل آب بدست آورده و از این طریق دانسیته نمونه محاسبه میگردد. (برای افزایش دقت اندازه گیری قبل از گذاشتن نمونه داخل آب ابتدا در الکل غوطه ور میشود تا حباب های هوای نمونه از بین برود). رابطه ی مربوط به محاسبه دانسیته با روش هیدرواستاتیک به صورت زیر میباشد.
که در آن A جرم نمونه بر حسب گرم، B جرم نمونه بهمراه میله نگه دارنده در داخل آب بر حسب گرم و C جرم میله نگه دارنده در داخل آب بر حسب گرم.
در هر روش استفاده از یک نمونه برای بدست آوردن دانسیته کافی میباشد. شکل نمونه معمولا بصورت دیسک استوانه ای بوده و دارای قطر 0.5 -/+ 29 میلی متر و ضخامت 0.5 -/+ 12.5 میلی متر میباشد.
2-2- آزمایش مانایی فشاری
آزمایش مانایی فشار برای بررسی رفتار الاستومر وقتی در معرض تنش در محیط قرار میگیرد مورد استفاده قرار میگیرد. مطابق با استاندارد ASTM D395 دو نوع روش برای انجام این آزمایش وجود دارد.
روش اول (Method A): مانایی فشار تحت نیروی ثابت در هوا
روش دوم (Method B): مانایی فشار تحت تغییرشکل ثابت در هوا
استفاده از هر کدام از روش های فوق اختیاری میباشد. اگر اشاره ی خاصی به روش انجام آزمایش نشود معمولا از روش دوم برای تعیین مانایی فشار الاستومرها استفاده میگردد. لازم به ذکر است که روش دوم برای درجه سختی بین المللی (IRHD) بالاتر از 90 مناسب نمیباشد.
ابعاد نمونه در (Method A): قطر 0.5 -/+ 29 میلی متر و ضخامت 0.5 -/+ 12.5 میلی متر
ابعاد نمونه در (Method B): قطر 0.2 -/+ 13 میلی متر و ضخامت 0.2 -/+ 6 میلی متر
قبل از انجام آزمایش نمونه ها حداقل بایستی به مدت 3 ساعت در دمای 2 -/+ 23 سانتیگراد و همچنین نمونه ها حداقل به مدت 24 ساعت در رطوبت 5 -/+ 50 درصد نگهداری شوند.
با توجه به اینکه استفاده از روش دوم (Method B) مرسوم میباشد لذا در این بخش روش دوم مورد بررسی قرار میگیرد.
در این روش ابتدا ضخامت اصلی نمونه قبل از آزمایش ثبت میگردد سپس نمونه ها بین صفحات فولادی مطابق شکل قرار داده میشوند. برای حفظ تغییرشکل ثابت نمونه ها از یک سری اسپیسر بین صفحات استفاده میگردد. دو نوع نمونه میتوان برای آزمایش آماده کرد. در نمونه های نوع اول از دو عدد نمونه استفاده شده و میانگین نتایج گزارش میگردد ولی در نمونه های نوع دوم، سه نمونه آزمایش شده و میانه به عنوان نتیجه گزارش میگردد. ضخامت اسپیسر برای نمونه های نوع اول برابر با 0.02 -/+ 9.5 میلی متر و برای نمونه های نوع دوم برابر با 0.02 -/+ 4.5 میلی متردرنظر گرفته میشود.
دستگاه تست مانایی فشار در Method B
مقدار مانایی فشار بر حسب درصد با استفاده از رابطه ی زیر محاسبه میگردد.
که در آن t0 ضخامت نمونه قبل از تست، ti ضخامت نمونه در انتهای تست و tn ضخامت اسپیسر میباشد.
3-2- آزمایش استحکام کششی و ازدیاد طول نهایی
روش های تست موجود در استاندارد ASTM D412 مشخصات مقاومت کششی الاستومرهای ولکانیزه شده را پوشش میدهد. دو روش برای انجام تست کشش بر روی الاستومرها توسط این استاندارد ارائه شده است.
روش اول (Method A): نمونه های دمبلی شکل و مستقیم (مستطیلی) شکل
روش دوم (Method B): نمونه های حلقهای شکل
قبل از انجام آزمایش نمونه ها حداقل بایستی به مدت 3 ساعت در دمای 2 -/+ 23 سانتیگراد و همچنین نمونه ها حداقل به مدت 24 ساعت در رطوبت 5 -/+ 50 درصد نگهداری شوند.
بعد از اینکه نمونه در دستگاه کشش قرار داده شده و فیکس گردید، چنگگ های نگه دارنده نمونه با سرعت ثابت 50 -/+ 500 میلی متر بر دقیقه از هم فاصله میگیرند.
در این میان روش اول مرسوم بوده و بر روی بیشتر نمونه ها انجام میگردد. در این بخش روش اول توضیح داده میشود.
مطابق با استاندارد، شکل نمونه دمبلی شکل به صورت زیر میباشد. پارامترهای مربوطه بایستی با توجه به نوع دستگاه کشش از جدول زیر انتخاب گردد. لازم به ذکر است مطابق با تأکید استاندارد، ضخامت نمونه های انتخابی بایستی 0.3 -/+ 3 میلی متر درنظر گرفته شود. ضخامت نمونه های خارج از رنج اشاره شده لزوما به نتایج صحیحی منتهی نخواهند شد.
برش استاندارد برای برش نمونه های دمبلی شکل
ابعاد استاندارد برش های مربوط به نمونه های دمبلی شکل
نمونه های آماده شده میتوانند به صورت تزریقی یا به صورت برش باشند. تمامی نمونه ها بایستی صاف و تمیز و بدون ترک باشند (در برش نمونه ها بایستی دقت کافی به عمل آید و قبل از آزمایش بازرسی گردد).
بیشترین و مرسوم ترین ابعاد دمبلی شکل مطابق با Die C میباشد.
نمونه با سرعت ثابت کشیده شده و مقدار نیروی کششی و حداکثر ازدیاد طول نهایی نمونه تا لحظه پارگی ثبت میگردد. سه نمونه مورد بررسی قرار گرفته و در نهایت میانه به عنوان نتیجه گزارش میگردد.
در دو حالت استثناء زیر بایستی پنج نمونه آزمایش شود و میانه به عنوان نتیجه نهایی گزارش گردد.
استثناء یک: اگر یک یا دو مورد از سه مقدار اندازه گیری شده در زمان آزمایش برای انطباق با مشخصات، با مقادیر مشخص شده مطابقت نداشته باشند.
استثناء دو: اگر تست داوری انجام میشود.
4-2- آزمایش زمانبندی حرارتی (زوال حرارتی)
استاندارد ASTM D573 روش هایی برای تعیین خصوصیات لاستیک ها در دماهای بالا را ارائه میدهد. خصوصیات فیزیکی نمونه ها مشابه استاندارد ASTM D412 میباشد. برای بررسی تأثیر دمای بالا بر روی لاستیک از ابعاد نمونه هایی که قبلا در دمای معمولی تست شده بودند استفاده میشود. حداقل سه نمونه بایستی تست گردد چنانچه نتایج منطبق بر مقادیر آیین نامه ای نباشد بایستی دو نمونه دیگر از همان جنس تست شود. اگر چنانچه نتایج این نمونه ها نیز منطبق بر آیین نامه نباشد، نمونه مورد نظر مردود اعلام میشود. فاصله ی زمانی تست 3 ، 7 و 21 روزه میباشد. برای تست های معمولی و بر روی مواد مشخص فاصله زمانی کوتاه (3 روز یا 72 ساعت) بکار گرفته میشود. فضای داخل محفظه اُوِن دارای حداقل ابعاد 300x300x300 میلی متر و حداکثر ابعاد 900x900x900 میلی متر میباشد. برای دمای تا 70 درجه سانتیگراد از اُوِن کوچک و برای دماهای بالاتر از اُوِن بزرگتر استفاده میشود. بعد از بیرون آوردن نمونه از داخل اُوِن، نمونه را در دمای اتاق روی یک صفحه صاف قرار داده و به مدت 16 تا 96 ساعت در دمای محیط نگهداری کرده و سپس تستهای مربوط به خصوصیات فیزیکی روی نمونه ها انجام میگردد.
نتیجه حاصل از تست آزمایش حرارتی درصدی از تغییرات در هر یک از خصوصیات فیزیکی نمونه (سختی، استحکام کششی، ازدیاد طول و ...) میباشد و از رابطه زیر محاسبه میگردد.
که در آن P درصد تغییرات در خصوصیات فیزیکی، A مقدار خصوصیات فیزیکی در شرایط دمایی عادی و O مقدار خصوصیات فیزیکی در شرایط دمایی بالا میباشد.
5-2- آزمایش مقاومت پارگی
نحوه اندازه گیری مقاومت پارگی لاستیک در استاندارد ASTM D624 ارائه شده است. نمونه مورد نظر دستگاه تست کشش قرار داده شده و با سرعت مشخصی کشیده میشود تا زمانی که پارگی اتفاق بیافتد. ضخامت نمونه های مورد آزمایش 0.02 -/+ 9.5 میلی متر میباشد. قبل از انجام آزمایش نمونه ها حداقل بایستی به مدت 3 ساعت در دمای 2 -/+ 23 سانتیگراد و همچنین نمونه ها حداقل به مدت 24 ساعت در رطوبت 5 -/+ 50 درصد نگهداری شوند.
انواع آزمایش برای بدست آوردن مقاومت پارگی به صورت زیر میباشد.
تست نوع A : شکل و ابعاد مورد نظر در شکل زیر نشان داده شده است.
شکل و ابعاد تست نوع A
تست نوع B : شکل و ابعاد مورد نظر در شکل زیر نشان داده شده است.
شکل و ابعاد تست نوع B
تست نوع C : شکل و ابعاد مورد نظر در شکل زیر نشان داده شده است.
شکل و ابعاد تست نوع C
تست نوع T: شکل و ابعاد مورد نظر در شکل زیر نشان داده شده است.
شکل و ابعاد تست نوع T
تست نوع CP: شکل و ابعاد مورد نظر در شکل زیر نشان داده شده است.
شکل و ابعاد تست نوع CP
بعد از اینکه نمونه در دستگاه کشش قرار داده شده و فیکس گردید، چنگگ های نگه دارنده نمونه برای تست های نوع A، B و C با سرعت ثابت 50 -/+ 500 میلی متر بر دقیقه و برای تست های نوع T و CP با سرعت 5 -/+ 50 میلی متر بر دقیقه از هم فاصله میگیرند تا زمانی که نمونه ی مورد نظر گسیخته گردد.
6-2- آزمایش دمای شکنندگی (تردی)
برای تعیین دمای شکنندگی الاستومرها و پلاستیک ها از استاندارد ASTM D746 استفاده میشود. مطابق با این استاندارد، دمای شکنندگی دمایی است که در آن 50 درصد نمونه ها آسیب ببینند.
این آزمایش در دو نوع A و B انجام میگیرد.
برای آزمایش نوع A طول نمونه برابر با 6.35 -/+ 31.75 میلی متر ، 0.51 -/+ 6.35 میلی متر و 0.13 -/+ 1.91 میلی متر می باشد.
برای آزمایش نوع B طول نمونه برابر با 0.25 -/+ 20 میلی متر ، 0.05 -/+ 2.5 میلی متر و 0.1 -/+ 1.6 میلی متر می باشد.
قبل از انجام آزمایش نمونه ها حداقل بایستی به مدت 40 ساعت در دمای 2 -/+ 23 سانتیگراد و در رطوبت 5 -/+ 50 درصد نگهداری شوند.
برای شروع آزمایش توصیه میشود از دمایی شروع شود که انتظار میرود 50 درصد نمونه ها در آن دما آسیب میبینند. برای شروع آزمایش حداقل 10 نمونه تست میگردد اگر تمامی نمونه ها آسیب دیدند، دما را 10 درجه سانتیگراد افزایش داده و آزمایش برای 10 نمونه ی جدید از نو انجام میگردد. اگر هیچکدام از نمونه ها در دمای مذکور آسیب ندیدند دما را با گام های 2 درجه سانتیگراد کاهش داده و در هر مرحله تعداد نمونه های آسیب دیده ثبت میگردد. این کاهش گام به گام دما تا جایی ادامه پیدا میکند که تمامی نمونه ها آسیب ببینند. (در هر گام از 10 نمونه جدید و سالم استفاده میشود و تعداد نمونه های آسیب دیده در هر گام یادداشت میشود).
دمای تردی نمونه ها با استفاده از رابطه زیر بدست میآید.
که در آن Tb دمای تردی نمونه، Th بیشترین دمایی که در آن تمای نمونه ها آسیب ببینند، Delta T گام دمایی در هر مرحله و S مجموع درصد نمونه هایی که در هر گام آسیب دیده اند.
7-2- آزمایش خصوصیات سختی بر اساس تابعی از دما (سفتی حرارتی آنی)
این روش آزمایش برای تعیین خصوصیات سختی پلاستیک ها در دماهای مختلف بوسیله اندازه گیری مستقیم مدول ظاهری بوده و مطابق با استاندارد ASTM D1043 بایستی انجام شود.
ابعاد نمونه ها بصورت مستطیلی میباشد که در شکل زیر نشان داده شده است. نحوه ی نمونه برداری میتواند بصورت تزریقی یا برشی از یک نمونه بزرگتر باشد. با توجه به اینکه ماشین آزمایش قابلیت آزمایش دهانه های مختلف را دارد لذا توصیه میشود نسبت طول دهانه به عرض (L/a) نمونه ها بین 6 تا 8 درنظر گرفته شود. همچنین توصیه میگردد طول دهانه بین 38 تا 100 میلیمتر انتخاب گردد. ضخامت نمونه هم بین 1 تا 3 میلیمتر درنظر گرفته می شود. تعداد دو نمونه برای هر جنس بایستی تست گردد. چنانچه یکی از نمونه ها دارای پاسخ متفاوت با نمونه ی دیگری باشد (تفاوت زیاد)، یک نمونهی دیگر نیز مورد آزمایش قرار گرفته و نتایج این نمونه با نتایج دو نمونه قبلی مقایسه میگردد. دو نمونه ای که دارای نتایج نزدیک به هم هستند انتخاب شده و نمونه سوم از محاسبات خارج میشود.
قبل از انجام آزمایش نمونه ها حداقل بایستی به مدت 40 ساعت در دمای 2 -/+ 23 سانتیگراد و در رطوبت 5 -/+ 50 درصد نگهداری شوند.
نمونه ی مورد آزمایش
8-2- آزمایش مقاومت در برابر اُزُن
آزمایش ازن برای تخمین مقاومت لاستیک در برابر شروع ترک وقتی در معرض ازن قرار میگیرد، انجام میشود. در تکیه گاه های الاستومری محافظت در برابر ازن اهمیت بسیار زیادی دارد زیرا اگر ترک های ریز ناشی از ازن ایجاد گردد همین ترک ها تحت بار به ترک های درشت تبدیل شده و باعث آسیب تکیه گاه الاستومری میشوند. برای این منظور تکیه گاه های الاستومری را از لحاظ مقاومت در برابر ازن مورد آزمایش قرار می دهند.
نحوه انجام آزمایش بایستی منطبق بر استاندارد ASTM D1149 باشد. محفظه مربوط به آزمایش ازن بایستی دارای حجم 0.11 تا 0.14 متر مکعب باشد. با توجه به اینکه ازن یک ماده خطرناک بوده و برای سلامتی مضر میباشد لذا قبل از آزمایش نکات مربوط به ایمنی بایستی حتما رعایت گردد.
سه نوع نمونه به عنوان نمونه ی استاندارد برای انجام انجام آزمایش شناخته میشوند.
نمونه A : نوار مستطیلی دارای عرض 25 میلیمتر و طول 150 میلی متر بوده و ضخامت آن بین 1.9 تا 2.5 میلی متر متغیر میباشد. این نمونه تحت 20 درصد کشش آزمایش میگردد.
نمونه B : نوار مستطیلی دارای عرض 25 میلیمتر و طول 95 میلی متر بوده و ضخامت آن بین 1.9 تا 2.5 میلی متر متغیر میباشد. این نمونه بصورت حلقه خم شده آزمایش میگردد. این نمونه در شکل زیر نشان داده شده است.
سطح مقطع نمونه حلقه ای و مقدار کشش در نقاط مختلف
نمونه C : نوار مخروطی شکل که دارای ضخامت بین 1.9 تا 2.5 میلی متر می باشد. این نمونه تحت کشش با مقادیر 10 ، 15 و 20 درصد انجام میشود. این نمونه در شکل زیر نشان داده شده است.
نمونه ی مخروطی شکل
فشارهای استاندارد ازن که در آزمایش استفاده میشود برابر است با (با 10 درصد تولرانس):
25 MPa (24.75 pphm)
50 MPa (49.5 pphm)
100 MPa (99 pphm)
200 MPa (198 pphm)
لازم به ذکر است که یک مگاپاسکال برابر است با 0.99 قسمت در صد میلیون ازن: 1MPa=0.99pphm
دمای استاندارد انجام آزمایش 40 درجه سانتیگراد میباشد.
9-2- آزمایش سنجش سختی درومتر
این آزمایش برای سنجش سختی انواع مواد از جمله لاستیک ها، الاستومرها، ژل ها و ... بکار میرود. مطابق با استاندارد ASTM D2240 برای سنجش سختی از دوازده نوع درومتر (سختی سنج) میتوان استفاده کرد. اساس این آزمایش بر مبنای نفوذ یک شیء تیز در داخل نمونه مورد نظر میباشد. سختی نمونه های مورد آزمایش متأثر از مدول الاستیسیته و رفتار ویسکوالاستیک میباشد. حداقل ضخامت نمونه های مورد آزمایش 6 میلی متر بایستی در نظر گرفته شود. سطح نمونه ها بایستی صاف بوده تا دستگاه بتواند کاملا با نمونه تماس داشته باشد. حداقل سطح تماس بایستی به شعاع 6 میلیمتر از مرکز تیزی درنظرگرفته شود. ابعاد نمونه نیز بایستی به اندازه ای باشد که دستگاه قابلیت اندازه گیری داشته باشد. این مقدار حداقل برابر با 12 میلی متر از هر گوشه نمونه میباشد. به صورت عموم ابعاد نمونه برای سنجش سختی به صورت زیر است:
قطر 0.5 -/+ 29 میلی مترو ضخامت 0.5 -/+ 12.5 میلی متر
دمای انجام آزمایش نمونه ها 2 -/+ 23 سانتیگراد میباشد. هر دمایی به جز این دما ممکن است باعث تغییر در کالیبراسیون آزمایش شود.
در شکل زیر یکی از روش های انجام آزمایش (مرسوم ترین روش) نشان داده شده است.
روش آزمایش نوع A و C
10-2- آزمایش محاسبه مدول برشی نمونه تکیه گاه الاستومری
برای بدست آوردن مدول برشی تکیه گاه الاستومری از استانداردEN 1337-3 (Annex F) استفاده میشود. در این استاندارد نحوه محاسبه مدول برشی یک تکیه الاستومری کامل ارائه شده است. ابعاد نمونه های مورد استفاده متأثر از ابعاد جک های آزمایش میباشد (ابعاد جک بایستی کمی بزرگتر از ابعاد نمونه باشد تا بتوان آزمایش را انجام داد). ابعاد استاندارد نمونه ها در استاندارد ارائه شده است. مدول برشی بر اساس مقدار تغییرشکل برشی متناظر 
محاسبه میشود که در آن Tq ضخامت کل لایه های لاستیک (با احتساب پوشش بالا و پایین) میباشد.
خطای تجهیزات اندازه گیری تغییرمکان برشی نباید بیشتر از 2 درصد بزرگترین عدد گزارش شده باشد. همچنین ضخامت ورق های بالا و پایین باید به اندازه ی کافی باشد تا خود ورق ها تحت بار تغییرشکل ندهند (تغییرشکل خود ورق ها بیشتر از 1 درصد تغییرشکل کل نمونه نباشد).
نمونه ها حداقل 24 ساعت بعد از ولکانیزه شدن مورد تست قرار گیرند. میانگین فشار روی نمونه ها بایستی 6 مگاپاسکال درنظر گرفته شود. سرعت جکی که نیروی برشی را به نمونه اعمال میکند 150 میلی متر بر دقیقه بوده و تاجایی ادامه پیدا میکند که تغییرشکل برشی متناظر نمونه برابر با 
شده و سپس به حالت تغییرشکل صفر بازگردد. بعد از هر مرحله از تست برشی، نیروی فشاری روی نمونه به اندازه ی 5 دقیقه برداشته شده و سپس مرحله دوم تست همانند مرحله ی اول ادامه پیدا میکند. این بارگذاری جانبی حداقل بایستی برای 10 سیکل انجام شده و نتایج آن ثبت گردد.
شکل زیر نحوه انجام آزمایش را نشان میدهد.
آزمایش مدول برشی تکیه گاه الاستومری
با توجه به اینکه در این آزمایش دو نمونه تکیه گاه بصورت پشت به پشت استفاده شده است مقدار تنش برشی از رابطه ی زیر بدست می آید:
که در آن Fx نیروی برشی در واحد نیوتن و A سطح مقطع تکیه گاه الاستومر در جهت اعمال بار فشاری (پلان) در واحد میلیمتر مربع میباشد.
مقدار کرنش برشی نیز از رابطه ی زیر بدست می آید:
در نهایت مدول برشی نمونه از رابطه ی زیر بدست می آید:
که در آن
11-2- آزمایش محاسبه ی مدول فشاری نمونه تکیه گاه الاستومری
استاندارد EN 1337-3 (Annex H) نحوه تعیین مدول فشاری نمونه تکیه گاه الاستومری را توضیح میدهد. در این استاندارد نحوه محاسبه مدول فشاری یک تکیه الاستومری کامل ارائه شده است. ابعاد نمونه های مورد استفاده در این آزمایش بایستی به اندازه ای باشد که کمانش اتفاق نیافتد (مطابق با بند استاندارد). در این آزمایش نمونه تحت بار فشاری افزایشی قرار میگیرد و مقدار مدول فشاری اندازه گیری میگردد. در انتهای آزمایش نیز نمونه از لحاظ خرابی و معیوب بودن بررسی میگردد.
خطای تجهیزات اندازه گیری مدول فشاری نباید بیشتر از 2 درصد بزرگترین عدد گزارش شده باشد. همچنین ضخامت ورق های بالا و پایین باید به اندازهی کافی باشد تا خود ورق ها تحت بار تغییرشکل ندهند (تغییرشکل خود ورق ها بیشتر از 1 درصد تغییرشکل کل نمونه نباشد).
نمونه ها حداقل 24 ساعت بعد از ولکانیزه شدن مورد تست قرار گیرند
در مرحله اول از آزمایش بیشترین بار طراحی تکیه گاه 
به نمونه اعمال میگردد و یک دقیقه تحت بار نگه داشته شده و سپس بار برداشته میشود. این عمل برای دو سیکل کامل انجام میشود.
پس از اینکه نمونه به مدت 10 دقیقه استراحت کرد، گیج های تغییرمکان را متناظر با فشار 5 مگاپاسکال صفر کرده و سپس بار به طور مداوم برای حداقل 6 مرحله افزایش مییابد. در هر نقطه اندازه گیری، بار باید حداقل 2 دقیقه ثابت نگه داشته شود تا اثرات ویسکوالاستیک به حداقل برسد. وقتی که نمونه به طور کامل بارگذاری شد، بررسی بصری سطوح انجام میشود.
در مرحله دوم بیشترین بار سرویس به نمونه ی موردنظر اعمال میشود. این بارگذاری حداقل در 5 مرحله و با نرخ 0.5 -/+ 5 مگاپاسکال بر دقیقه افزایش مییابد. مقدار تغییرمکان قائم بایستی در دو گام ثبت گردد. گام اول مقدار بار برابر با 1/3 بیشترین بار و گام دوم در بیشترین بار میباشد. در این مرحله نیز بررسی بصری سطوح انجام میشود.
در مرحله سوم نیز تحت بیشترین بار سرویس، نمونه از لحاظ خرابی سطحی و نحوه قرارگیری صفحات فولادی و یا خرابی های ممکن در سطح الاستومر در طول آزمایش مورد بررسی قرار میگیرد.
شکل زیر نحوه انجام آزمایش را نشان میدهد.
آزمایش مدول فشاری تکیه گاه الاستومری
