體育場塑膠跑道材料的選擇課件

體育場塑膠跑道材料的選擇一、體育場塑膠跑道面層材料的發(fā)展簡史：

自1967年在加拿大召開的泛美運動會首次使用塑膠跑道起，并在1968年墨西哥奧運會上被正式采用，已有50年的歷史。

我國自1972年開始研制塑膠跑道面層，于1979年9月首次在北京體育館室內(nèi)田徑場鋪設(shè)。我國于1993年頒布并實施了國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14833-93。自80年代至今，每年平均月完成300多萬平米的鋪裝面積，產(chǎn)品也經(jīng)歷了更新和換代的過程，生產(chǎn)塑膠跑道材料的廠家也由初期的3家增加到2006年的300多家。塑膠面層被廣泛應(yīng)用于學(xué)校和全民健身的體育場地中。

二、塑膠跑道材料的分類：塑膠跑道按成型工藝可分為復(fù)合型和預(yù)制型兩種。其中復(fù)合型按照固化成型的不同又分為：混合型、透氣型（疏水型）。我國現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)田徑場地基本上多數(shù)采用混合型面層（圖1）。隨著國家經(jīng)濟(jì)水平的普遍提高，跑道面層的選用也逐步向環(huán)保型、預(yù)制型轉(zhuǎn)化（圖2）。上層硬度HRA40-45氣墊效果下層硬度HRA45-50預(yù)制型橡膠面層（圖2）

透氣型塑膠面層（疏水型）

上層為EPDM橡膠顆料下層為黑顆粒EPDM黑顆粒透氣型塑膠面層EPDM顆粒與膠水混合成型三、塑膠跑道材料使用中的問題：

聚氨酯塑膠跑道，不管是哪種類型，其基本原料都是聚醚多元醇和異氰酸酯。其中異氰酸酯主要為甲苯2，4-二異氰酸酯（TDI）。

TDI是聚氨酯工業(yè)生產(chǎn)的重要原料，在配方中加入TDI組分的聚氨酯跑道，為TDI聚氨酯跑道。TDI聚氨酯跑道生產(chǎn)工藝一般為雙組分工藝，即在原料廠按一定比例的TDI和聚醚多元醇反應(yīng)，制得含異氰酸酯端基的預(yù)聚體（甲組分）；以聚醚多元醇、MOCA（鄰苯二甲酸二辛酯）、無機填料、顏料、催化劑和其他助劑等混配的乙組分。施工時，將甲、乙組分，按一定比例混合，然后均勻地鋪在基礎(chǔ)地面上，刮平，在室溫下3～7天完全固化。一般10天后交付使用。

1、現(xiàn)有合成跑道面層材料使用的狀況：

自2004年起，社會各界對學(xué)校場地建設(shè)中鋪設(shè)TDI聚氨酯跑道會釋放有毒氣體，影響師生健康一事十分關(guān)注，并引起國家教育部高度重視。教育部體衛(wèi)藝司就“學(xué)校體育場地建設(shè)”召集有關(guān)專家進(jìn)行專題研討，與會者最終達(dá)成共識：我國大中小學(xué)校要繼續(xù)大力提倡鋪設(shè)塑膠跑道，這是學(xué)校體育發(fā)展的大勢所趨，但同時要嚴(yán)格執(zhí)行國家關(guān)于塑膠場地檢測和監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)。

針對目前可能存在的個別生產(chǎn)廠家在操作過程中的不規(guī)范現(xiàn)象，專家呼吁在塑膠跑道鋪設(shè)過程中，要嚴(yán)格執(zhí)行國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局2001年12月10日發(fā)布的《室內(nèi)裝飾裝修材料溶劑型木器涂料中有害物質(zhì)限量》和國家體育總局2003年9月發(fā)布的《人工材料體育場地使用要求及檢驗方法第1部分：室外合成面層田徑場地》中對合成跑道施工過程中產(chǎn)生的游離甲苯二異氰酸酯游離指標(biāo)不超過0.7%的一致規(guī)定。并要求實用方在場地竣工后應(yīng)邀請國家權(quán)威專業(yè)檢測機構(gòu)對場地進(jìn)行檢測，環(huán)保不超標(biāo)、場地體育工藝滿足設(shè)計要求的場地方可投入教學(xué)使用。

第一，在20℃時，TDI飽和蒸汽濃度為142mg/kg，炎熱天氣時聚氨酯跑道的地表溫度在60℃以上，會使場地空間TDI揮發(fā)氣體的濃度劇增。一個標(biāo)準(zhǔn)的田徑場面積在

10000㎡左右，同時向大氣中排放TDI氣體的總量不可小視。

第二，人在劇烈運動時的呼吸量是安靜時的20倍以上，使肺通氣量劇增，在短時間內(nèi)可吸入大量氣體，即使是吸入極低劑量的

TDI揮發(fā)氣體，由于新陳代謝的提高會加速有毒氣體在體內(nèi)與血液的結(jié)合，從而影響運動者的健康。

第三，大部分企業(yè)不具備檢驗游離TDI的儀器，原材料來源渠道多，產(chǎn)品質(zhì)量不易控制。在中國如此廣大的地域里，進(jìn)行如此大規(guī)模多點的、施工水平參差不齊、投入和功能各不相同的學(xué)校體育場地施工，由哪些部門負(fù)責(zé)對現(xiàn)場施工材料進(jìn)行全程、全面而有效的施工檢測，是一個棘手的問題，如果不從根源上徹底解決材質(zhì)問題，是很難達(dá)到監(jiān)測目的的。

第四，游離TDI不超過0.7%的標(biāo)準(zhǔn)，忽略了對TDI聚氨酯跑道組分中多種催化劑（含鉛、汞、錫）、二元胺類擴(kuò)鏈劑、有機分子增塑劑、溶劑、橡膠配合劑和雙苯溶劑等有毒有害化學(xué)物質(zhì)的監(jiān)測。游離TDI可以在幾年內(nèi)揮發(fā)掉，但材料內(nèi)有毒有害化學(xué)物質(zhì)對人體的侵害，以及對環(huán)境造成的不良影響，會在相當(dāng)長的時間內(nèi)存在。

第五，聚氨酯跑道不僅含有多種有毒有害化學(xué)物質(zhì)、攤鋪施工時公害嚴(yán)重，而且還因為在聚氨酯樹脂組分中加入了抗細(xì)菌、酵母、真菌的殺蟲劑及高分子量的聚醚，以免受微生物侵襲，致使

TDI聚氨酯跑道難于在自然條件下降解。

3、跑道面層材料危害性認(rèn)識的誤區(qū)：業(yè)主對運動場地建設(shè)的招標(biāo)、施工和使用存在著誤區(qū)；施工層層轉(zhuǎn)包，使得施工方會在施工用料上做文章；施工監(jiān)理缺乏體育工藝意識，難以保證施工質(zhì)量。

TDI聚氨酯跑道的鋪設(shè)可根據(jù)投資的多少在原料上加以調(diào)整，對于投資低的TDI聚氨酯跑道可用多加填料的方法進(jìn)行施工，如將陶土的填量加大、摻入大量膠粒等。這種低成本多配方的施工方法雖然可以降低造價，但它是以偷工減料的方式進(jìn)行的。由于甲方對鋪設(shè)聚氨酯跑道技術(shù)的不甚了解，所以施工方會以降低成本的方式進(jìn)行施工。這必然使場地面層的壽命會大打折扣，一般2至3年跑道就出現(xiàn)老化現(xiàn)象。這樣鋪設(shè)完成的跑道氣味重，使環(huán)保性能進(jìn)一步降低。4、對選擇跑道面層材料的建議：

目前，國產(chǎn)的聚氨酯塑膠跑道由于技術(shù)原因，只能用TDI作為固化劑，因此國內(nèi)鋪設(shè)的合成跑道多屬于TDI體系。遇炎熱天氣或紫外線強照射，跑道會加速釋放出有害氣體，游離TDI含量越高，對運動員身體健康的危害就越大。

研制和使用對人體危害較小的MDI合成面層材料，逐步淘汰TDI體系。研制不含NCO基團(tuán)、無溶劑、無臭味、無污染、低成本的水性聚氨酯跑道材料。大力推廣使用環(huán)保預(yù)制型卷材。四、提倡使用更加環(huán)保的預(yù)制型橡膠跑道材料

隨著人們環(huán)保意識的不斷增強和深化，對運動場地材料環(huán)保性能的要求越來越高，開發(fā)性能先進(jìn)、綠色環(huán)保的換代升級產(chǎn)品成了必然。自1976年以來，預(yù)制橡膠跑道產(chǎn)品就用于奧運會主賽場，更是引導(dǎo)著高水平田徑比賽場地建設(shè)的潮流和主流。

1、專業(yè)性能突出：結(jié)合運動科學(xué)和材料科學(xué)，采用工廠預(yù)制工藝，能充分滿足和體現(xiàn)運動員和運動參與者對跑道的專業(yè)要求，獨特的表面凸紋和底部凹巢設(shè)計提供了合適的沖擊吸收和能量回送系統(tǒng)，這能夠有效提高運動成績。

2、運動安全性能突出：采用立體網(wǎng)狀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，大大增強了跑道的回彈、減震、抗沖擊性能，能夠更加有效地減少運動員的肌肉疲勞和微損傷。成型產(chǎn)品由上下兩層復(fù)合而成，表層的凹凸圖案具有優(yōu)良的防滑、耐磨、抗反光作用，亞光表面，無反射光，無眩目感，底層由黑色復(fù)合彈性材料組成，在保證跑道面層厚度的同時，進(jìn)一步增強了面層的彈性和抗震功能。還具有理想的阻燃、絕緣、隔音性能，對確保使用者的安全和降低運動時的噪音起到至關(guān)重要的作用。4、理化性能恒定：傳統(tǒng)的聚胺酯塑膠面層現(xiàn)場澆注化合而成，施工過程中的溫度變化及對厚度控制的稍許偏差都會造成面層性能的改變。預(yù)制型環(huán)保橡膠跑道面層的厚度和物理性能均由計算機按設(shè)計控制，完全避免了施工操作失誤及天氣變化等因素所造成的厚度和物理性能改變的可能，無論何時何地，都能給運動員提供公平的技術(shù)發(fā)揮空間。5、施工、維護(hù)便捷，維修成本低：復(fù)合橡膠添加無機納米材料經(jīng)壓光、硫化、穩(wěn)定處理預(yù)制成型，施工時不需要運送大量的物料和施工設(shè)備，不需占用大片現(xiàn)場貯存空間，只需用特制的膠粘劑將其粘貼在基面上即可；在使用過程中，表面無顆粒脫落，無需特別維護(hù)，只需日常清潔保養(yǎng)，維修成本十分低廉。

6、適合頻繁使用，使用壽命長久：面層為彩色復(fù)合橡膠，具有長久抵御紫外光及多變氣候、氣象條件影響的性能，可全天候使用；不含橡膠顆粒，無脫粒產(chǎn)生，抗尖釘能力強，具有優(yōu)良的耐磨損性能，非常適合頻繁使用，通常使用壽命長達(dá)15年以上。根據(jù)現(xiàn)在市場情況來看，對于塑膠跑道工程主要有二種建設(shè)方式，一種是招總包，即全部工程由一家企業(yè)承攬，做好交鑰匙；二是分包，即將基礎(chǔ)和面層分開包給二家或更多企業(yè)來做。我們建議業(yè)主單位應(yīng)采取項目總承包的模式，由具有體育建設(shè)專項資質(zhì)的專業(yè)施工企業(yè)參與競標(biāo)，這樣能最大限度的避免“外行干內(nèi)行的活”這種情況的發(fā)生，能夠保證投資方和使用方雙重利益，從源頭杜絕劣質(zhì)工程的產(chǎn)生。昆山體育中心即采用總承包模式，責(zé)任明確，建設(shè)實施過程中質(zhì)量控制效果明顯。六、塑膠跑道材料滿足的技術(shù)要求和檢測標(biāo)準(zhǔn)對比：項目中國標(biāo)準(zhǔn)IAAF相應(yīng)IAAF/ISSS標(biāo)準(zhǔn)測試手段1、硬度（邵A），度45—6045—60——實驗室/現(xiàn)場2、拉伸強度，Mpa≥0.7≥0.5≥0.5實驗室3、扯斷伸長率，%≥90≥40≥40實驗室4、壓縮復(fù)原率，%95————實驗室5、回彈值，%≥20≥20——實驗室6、摩擦系數(shù)相當(dāng)0.5—600.50.5實驗室7、表面平整度≥85%；3mm/2m6mm/4m，3mm/1m6mm/4m，3mm/1m現(xiàn)場8、表面厚度≥13mm，輔區(qū)另計5%≥10mm；其余≥12mm現(xiàn)場9、緩沖性能——35—50%實驗室/現(xiàn)場10、垂直