Глибоко під водою між океаном та підводним тунелем стоїть тонка смужка гуми. Інженери розрахували її термін служби на 100 років. Проте свіжі дослідження свідчать: у реальних умовах матеріал зношується значно швидше.
Китайські вчені з Університету Шіцзячжуан Тіедао взяли зразки гуми з тунелю Юлянчжоу. Вони перевірили водонепроникну прокладку GINA під постійним тиском сталевих з’єднань і в солоній воді. Результати шокували: гума втратила 67,66% герметизуючої сили.
“Сторічна безпека гідроізоляції всього проєкту безпосередньо визначається прокладкою GINA як основним бар’єром для гідроізоляції занурених з’єднань тунелю”, — зазначили дослідники в журналі Tunnelling and Underground Space Technology.
Чому прогнози виявилися оптимістичними
Попередні моделі, що враховували лише морську воду, обіцяли 2,32 мегапаскаля ущільнювального тиску через століття. Нова, з урахуванням стискання, знизила показник до 1,51 мегапаскаля — на 35% менше.
Підводні тунелі збирають із секцій, які занурюють і з’єднують під водою. Прокладка GINA стискається між сталевими поверхнями, блокуючи протікання. Дослідники створили пристрій для імітації цього тиску. Результат: комбінований вплив води й навантаження прискорив деградацію.
Твердіша гума — не запорука успіху
Парадокс: твердість прокладки зросла на 14,18%, щільність — на 5,88%. Зовні це виглядає як покращення. Та насправді матеріал втрачав ключові властивості.
“Суть старіння прокладки GINA полягає в деградації матеріалу, спричиненій структурною деградацією”, — пояснили вчені. Молекулярні ланцюги руйнувалися, полімерна мережа слабшала. Температура затвердіння зросла на 14,5°C нижче.
За прискореними тестами значні зміни відбулися вже за 90 днів. Це сигнал: деградація починається задовго до кінця терміну служби.