纖維增強熱固性塑料管平行板外載性能試驗方法

本標準適用于測定通過兩平行加載板對纖維增強熱固性塑料管施加徑向載荷時管的剛度、剛度因子、載荷-變形曲線以及出現顯著性事件時的載荷和變形。 1術語定義在本標準中所用主要術語定義如下： 1.1管徑變化量：沿加載方向測得的管內徑的變化量。 1.2管徑向變形率：管徑變化量與初始內徑的百分比。 1.3線載荷：產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：指管內襯開裂或龜裂、管壁開裂或分層等。 a.內襯開裂或龜裂：在管內襯上出現可見裂紋或網狀細裂紋； b.管壁開裂：在管壁上出現可見裂紋； c.管壁分層：在管壁中出現可見分層。 2試樣 2.1試樣的最小長度應是管的公稱直徑的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%。應修約為整數。 2.2每組試樣至少為三根。 2.3應垂直切割試樣端部，其切割面應無毛剌和鋸齒邊緣。 2.4為防止沿試樣長度方向載荷分布不均勻，在不損傷增強材料條件下，若試樣與加載板接觸部位不平整應予打磨或噴砂。 3試驗條件及設備 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)境下進行試驗。 3.2仲裁試驗時，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)境下進行試驗。 3.3試驗設備按GB 1446—83《纖維增強塑料性能試驗方法總則》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。板的長度應不小于試樣長度，寬度應不小于試樣達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變形測量儀表應精確到0.25mm。 4試驗步驟 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)定對試樣進行狀態(tài)調節(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襯層厚度，分別取平均值。 4.4.3確定試樣的平均內徑 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，算出試樣的平均內徑。 4.4.3.2對內徑控制管，測量試樣每一端面互相垂直的兩個方向上的內徑，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。 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不大于試樣平均內徑的5%。 4.9注意觀察出現的第一個顯著性事件，及時記錄事件的類型、位置以及相應的載荷和變形。 4.10當出現下列情況之一時，應中斷試驗： a.變形增加而載荷不增加。 b.試樣變形已達到平均內徑的30%或所規(guī)定的最大變形。 5計算 5.1管剛度按式(1)計算： F PS=------……………………………………………(1)△Y式中：PS——與管徑變化量△Y相對應的管剛度，kPa(kgf/cm[2])；△Y——管徑變化量，mm(cm)； F——與管徑變化量△Y相對應的線載荷，N/m(kgf/cm)。 5.2剛度因子按式(2)計算： 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——試樣平均內徑(對有內襯層管材，試樣平均內徑應加上兩倍的內襯層厚度)，mm (cm)； t——試樣平均壁厚(對有內襯層管材，試樣平均壁厚應減去內襯層厚度)，mm(cm)。 5.3管徑向變形率按式(4)計算：△Y P＝-------×10……………………………………(4) d式中：P——管徑向變形率，%；△Y——同式(1)； d——同式(3)。 6試驗結果給出每根試樣的以下全部或部分試驗結果： 6.1記錄出現第一個顯著性事件的類型、位置以及相應的載荷和變形。 6.2注明中斷試驗的原因。 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；當顯著性事件出現在管徑向變形率小于5%時應給出出現顯著性事件時的剛度和剛度因子。 6.4給出載荷-變形曲線，在曲線上標出出現顯著性事件的位置。 7試驗報告除試驗結果按第6章外，其它按GB 1446—83第7章規(guī)定。 ____________________附加說明：本標準由國家建筑材料工業(yè)局提出，由全國纖維增強塑料標準化技術委員會歸口。本標準由國家建筑材料工業(yè)局北京玻璃鋼研究所、機械工業(yè)部上海材料研究所和城鄉(xiāng)建設環(huán)境保護部哈爾賓建筑工程學院共同起草。本標準主要起草人汪振華、何小元、朱莉珍、施詠玉、趙景海、何守儉。本標準等效于美國試驗與材料協(xié)會標準ASTMD 2412—77《平行板加載測定塑料管外載特性標準方法》。但適和范圍僅為纖維增強熱固性塑料管。