纖維增強(qiáng)熱固性塑料管平行板外載性能試驗(yàn)方法

本標(biāo)準(zhǔn)適用于測定通過兩平行加載板對纖維增強(qiáng)熱固性塑料管施加徑向載荷時管的剛度、剛度因子、載荷-變形曲線以及出現(xiàn)顯著性事件時的載荷和變形。 1術(shù)語定義在本標(biāo)準(zhǔn)中所用主要術(shù)語定義如下： 1.1管徑變化量：沿加載方向測得的管內(nèi)徑的變化量。 1.2管徑向變形率：管徑變化量與初始內(nèi)徑的百分比。 1.3線載荷：產(chǎn)生一個給定的管徑向變形率，需施加于管單位長度上的載荷值。 1.4平均半徑：平均外徑一平均壁厚之差的二分之一，即管壁中心半徑。 1.5管剛度：線載荷除以相應(yīng)的管徑變化量所得的值。 1.6剛度齒子：管剛度與0.149r[3]的乘積。 1.7管顯著性事件：指管內(nèi)襯開裂或龜裂、管壁開裂或分層等。 a.內(nèi)襯開裂或龜裂：在管內(nèi)襯上出現(xiàn)可見裂紋或網(wǎng)狀細(xì)裂紋； b.管壁開裂：在管壁上出現(xiàn)可見裂紋； c.管壁分層：在管壁中出現(xiàn)可見分層。 2試樣 2.1試樣的最小長度應(yīng)是管的公稱直徑的3倍，或30cm，取其中較小值。對公稱直徑大于1 50cm的試樣，其取小長度為公稱直徑的20%。應(yīng)修約為整數(shù)。 2.2每組試樣至少為三根。 2.3應(yīng)垂直切割試樣端部，其切割面應(yīng)無毛剌和鋸齒邊緣。 2.4為防止沿試樣長度方向載荷分布不均勻，在不損傷增強(qiáng)材料條件下，若試樣與加載板接觸部位不平整應(yīng)予打磨或噴砂。 3試驗(yàn)條件及設(shè)備 3.1試樣至少在溫度為23±2℃環(huán)境中存放4h，并在相同環(huán)境下進(jìn)行試驗(yàn)。 3.2仲裁試驗(yàn)時，試樣至少在溫度為23±2℃和相對濕度為50±5%的環(huán)境中存放40h，并在同樣環(huán)境下進(jìn)行試驗(yàn)。 3.3試驗(yàn)設(shè)備按GB 1446—83《纖維增強(qiáng)塑料性能試驗(yàn)方法總則》第5章規(guī)定。 3.4加載板：對試樣施加徑向載荷的兩塊互相平行的鋼板。與試樣相接觸的板面應(yīng)平整、光滑。板的厚度不小于6mm，以保證有足夠的剛度。板的長度應(yīng)不小于試樣長度，寬度應(yīng)不小于試樣達(dá)最大徑向變形時與加載板的接觸寬度加15mm。 3.5加載形式如下圖所示： 3.6加載速度為10～20mm/min。 3.7變形測量儀表應(yīng)精確到0.25mm。 4試驗(yàn)步驟 4.1按2.3和2.4規(guī)定制備試樣。 4.2按GB 1446—83 2.1的規(guī)定檢查試樣外觀。 4.3按3.1或3.2的規(guī)定對試樣進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)。 4.4將合格試樣編號，測量試樣尺寸，測量精度除長度為1mm外，其它均為0.02mm。 4.4.1至少沿圓轅四等分間隔測量試樣長度，取平均值。 4.4.2任取一端面至少八等分間隔測量壁厚和內(nèi)襯層厚度，分別取平均值。 4.4.3確定試樣的平均內(nèi)徑 4.4.3.1對外徑控制管，在試樣三個不同截面的位置上，分別測量相互垂直兩個方向上的外徑取平均值為平均外徑，再減去兩倍平均壁厚，算出試樣的平均內(nèi)徑。 4.4.3.2對內(nèi)徑控制管，測量試樣每一端面互相垂直的兩個方向上的內(nèi)徑，取平均值。 4.5將試樣置于下加載板的中心位置。 4.6安裝變形測量儀表于合適位置。施加初載使上加載板與試樣接觸。檢查并調(diào)整變形測量系統(tǒng)，使整個系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)，此時作為測量變形的起點(diǎn)。 4.7按3.5規(guī)定的加載速度，對試樣加載。 4.8測定載荷-變形曲線時可采用連續(xù)測量或間隔測量。間隔測量的變形增量應(yīng)不大于試樣平均內(nèi)徑的5%。 4.9注意觀察出現(xiàn)的第一個顯著性事件，及時記錄事件的類型、位置以及相應(yīng)的載荷和變形。 4.10當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時，應(yīng)中斷試驗(yàn)： a.變形增加而載荷不增加。 b.試樣變形已達(dá)到平均內(nèi)徑的30%或所規(guī)定的最大變形。 5計(jì)算 5.1管剛度按式(1)計(jì)算： F PS=------……………………………………………(1)△Y式中：PS——與管徑變化量△Y相對應(yīng)的管剛度，kPa(kgf/cm[2])；△Y——管徑變化量，mm(cm)； F——與管徑變化量△Y相對應(yīng)的線載荷，N/m(kgf/cm)。 5.2剛度因子按式(2)計(jì)算： SF=0.149r[3]·PS…………………………………………(2) D-t d+t r=-----或r=------………………………………………(3) 2 2式中：SF——與管剛度PS相對應(yīng)的剛度因子，kPa·mm[3](cm[3]·kgf/cm[2])； PS——同式(1)； r——平均半徑，mm(cm)； D——試樣平均外徑，mm(cm)； d——試樣平均內(nèi)徑(對有內(nèi)襯層管材，試樣平均內(nèi)徑應(yīng)加上兩倍的內(nèi)襯層厚度)，mm (cm)； t——試樣平均壁厚(對有內(nèi)襯層管材，試樣平均壁厚應(yīng)減去內(nèi)襯層厚度)，mm(cm)。 5.3管徑向變形率按式(4)計(jì)算：△Y P＝-------×10……………………………………(4) d式中：P——管徑向變形率，%；△Y——同式(1)； d——同式(3)。 6試驗(yàn)結(jié)果給出每根試樣的以下全部或部分試驗(yàn)結(jié)果： 6.1記錄出現(xiàn)第一個顯著性事件的類型、位置以及相應(yīng)的載荷和變形。 6.2注明中斷試驗(yàn)的原因。 6.3給出每個試樣在管徑向變形率為5%和10%的剛度和剛度因子；當(dāng)顯著性事件出現(xiàn)在管徑向變形率小于5%時應(yīng)給出出現(xiàn)顯著性事件時的剛度和剛度因子。 6.4給出載荷-變形曲線，在曲線上標(biāo)出出現(xiàn)顯著性事件的位置。 7試驗(yàn)報告除試驗(yàn)結(jié)果按第6章外，其它按GB 1446—83第7章規(guī)定。 ____________________附加說明：本標(biāo)準(zhǔn)由國家建筑材料工業(yè)局提出，由全國纖維增強(qiáng)塑料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口。本標(biāo)準(zhǔn)由國家建筑材料工業(yè)局北京玻璃鋼研究所、機(jī)械工業(yè)部上海材料研究所和城鄉(xiāng)建設(shè)環(huán)境保護(hù)部哈爾賓建筑工程學(xué)院共同起草。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人汪振華、何小元、朱莉珍、施詠玉、趙景海、何守儉。本標(biāo)準(zhǔn)等效于美國試驗(yàn)與材料協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)ASTMD 2412—77《平行板加載測定塑料管外載特性標(biāo)準(zhǔn)方法》。但適和范圍僅為纖維增強(qiáng)熱固性塑料管。