Геосинтетиката е общ термин за различни продукти от синтетични материали, използвани в геотехническото и гражданското строителство. Синтетичните материали са високомолекулни полимери, които се произвеждат от химикали, извлечени от въглища, нефт, природен газ или варовик, и се преработват допълнително във влакна или синтетични листове и накрая се правят на различни продукти. Геосинтетиците имат много механични свойства. Когато се изпитват свойствата на материалите и качеството на продуктите, тестовите елементи включват главно якост на опън, якост на скъсване, якост на разкъсване, характеристики на триене и др.
Обхват на приложение
Този метод се прилага за изпитвания на опън на повечето геосинтетични материали, включително тъкани геотекстили, нетъкан геотекстил, трикотажни геотекстили, геокомпозити, геонети, геоматика и продукти от метални влакна. Той е приложим и за геомрежи и геотекстили с подобна мрежеста структура, но може да се наложи да се коригира размерът на образеца. Тя не се прилага за полимерни или асфалтови геомембрани, но се прилага за глинени геомембрани.
Експериментални стандарти
Основава се на GB/T15788 и ISO10319 като стандарти за метод за изпитване на опън за геосинтетика.
Оборудване за изпитване и реактиви
Електронна машина за опъване
Електронната машина за опъване се отличава с компактна структура и лесна употреба. Тя може да се използва за тестове на опън, натиск, огъване, срязване, отлепване, разкъсване и други силови тестове с максимално натоварване 100 kN.
Приспособление за опън на геотекстила
Изпитване на характеристиките на удължаване на геотекстил и други образци от текстилни тъкани.
Приспособление за пневматично разкъсване на геотекстил
Използва се за тестове за разкъсване и пробиване на геотекстил.
Екстензометър
Екстензометърът може да извършва многократни аксиални изпитвания на опън и се използва главно за изпитване на деформацията на различни материали, включително метални материали, пластмасови материали, композитни материали и др.
Реактиви
Дестилирана вода и нейонно овлажняващо вещество (общ полиоксиетиленгликол алкил етер с обемно съотношение 0,05%) се използват само за накисване на пробите.
Подготовка на тестовата проба
Брой на тестовите образци
Изрежете най-малко 5 образеца в надлъжна посока (MD) и в напречна посока (CMD).
Размер на тестовите образци
① Нетъкани геотекстили, трикотажни геотекстили, геонетки, геонетки, глинести геомембрани, дренажни композитни материали, и други продукти
Крайната ширина на всеки образец е (200±1) mm, дължината на образеца отговаря на разстоянието между скобите от 100 mm, а посоката на дължината му е успоредна на посоката на приложеното натоварване.
② Тъкани геотекстили
За тъкани геотекстили всеки образец се изрязва с широчина около 220 mm, след което се отстраняват приблизително равен брой странични прежди от двете страни на образеца, за да се получи номинална широчина на образеца (200±1) mm.
③Еднопосочни, двупосочни и четирипосочни геомрежи
За еднопосочни, двупосочни и четирипосочни геомрежи широчината на всеки образец не трябва да е по-малка от 200 mm и трябва да е достатъчно дълга, за да отговаря на разстоянието между скобите, което не трябва да е по-малко от 100 mm.
Изрежете всички ребра на 10 мм от всеки възел. (За еднопосочни геомрежи с разстояние между възлите ≤ 10 mm, ширината на подготвения образец трябва да бъде с 2 ребра по-голяма от изискваната ширина на образеца. Когато образецът се закрепи в челюстите, отрязва се излишъкът в двата края.)
Изчисляването на резултата от изпитването (якост) трябва да се свърже с броя на пълните ребра на опън на единица ширина.
Образецът трябва да съдържа поне един ред възли или кръстосани тъкани в допълнение към възлите или кръстосаните тъкани, държани от скобата (както е показано по-долу).
Когато напречната стъпка на продукта е по-малка от 75 mm (напречна стъпка: разстоянието между началната точка на едно ребро (единица, носеща сила) и началната точка на следващото ребро), в посока на ширината трябва да има поне 4 пълни единици за опън (ребра за опън).
Когато напречната стъпка е 75 mm≤＜120 mm, трябва да се включат поне 2 пълни опъвателни единици.
Когато напречната стъпка е по-голяма от 120 mm, 1 пълна единица за опън може да отговори на изискванията за изпитване.
Точките на маркиране за измерване на удължението трябва да бъдат отбелязани в средната точка на ребрата за опън в средния ред на образеца. Двете точки за маркиране трябва да са на разстояние най-малко 60 mm една от друга и да са разделени от най-малко един възел или напречна тъкан.
Ако е необходимо, точките за маркиране могат да бъдат разделени с няколко реда възли или кръстосани тъкани, за да се получи минимално разстояние от 60 mm.
В този случай маркирайте точките в средните точки или възлите на ребрата, а дължината на измервателния уред трябва да бъде цяло число, кратно на разстоянието между решетките.
Измерете номиналната дължина на уреда с точност ±1 mm.
За триизмерна геомрежа всеки образец трябва да бъде широк не по-малко от 200 mm и да има достатъчна дължина, за да се спази разстоянието между скобите, което е не по-малко от 100 mm. Изрежете образеца и измерете ширината на образеца съгласно фигури 4 и 5.
Точката на маркиране за измерване на удължението трябва да бъде отбелязана в центъра на възела на образеца и трябва да бъде разделена от поне 1 възел или напречна тъкан.
Ако е необходимо, точката на маркиране може да бъде разделена от няколко реда възли или кръстосана тъкан, за да се получи минимално разстояние от 60 mm.
В този случай точката на маркиране трябва да се запази в средната точка на реброто, а дължината на разстоянието трябва да бъде цяло число, кратно на разстоянието между решетките.
Измерете номиналната дължина на разстоянието с точност до ±1 mm.
⑤ Мокри образци за изпитване
Когато се изисква едновременно максималното натоварване в мокро и максималното натоварване в сухо състояние, дължината на образеца трябва да бъде най-малко два пъти по-голяма от посочената дължина, образецът трябва да бъде номериран и от средата му трябва да бъдат отрязани два образеца - един за изпитване в мокро състояние и един за изпитване в сухо състояние. Номерът на образеца се отбелязва върху всеки образец.
За геосинтетичните материали със силно свиване в мокро състояние якостта на опън се измерва въз основа на максималното натоварване в мокро състояние и първоначалната ширина преди намокряне след кондициониране на влагата с точност ±1 mm.
Мокри образци
Обща информация
Мокрите образци и изпитванията се провеждат при стандартни атмосферни условия. Образецът се счита за правилно кондициониран, когато промяната в масата на образеца при последователни претегляния на интервали от най-малко 2 часа не надвишава 0,25% от масата на образеца.
Мокри условия на изпитване
Образците, използвани за мокри изпитвания, се потапят във вода с температура (20±2)°C за най-малко 24 часа, което е достатъчно за пълното намокряне на образеца. За пълното намокряне на образеца към водата може да се добави нейонно овлажняващо вещество с концентрация не по-голяма от 0,05%.
Етапи на изпитване
1. Настройка на машината за изпитване
Преди изпитването настройте манометъра на скобата на (100±3) mm (с изключение на геосинтетичните материали и геомрежите, използващи скоби за лебедка) и изберете обхвата на натоварване на машината за изпитване, така че стойността на силата да е с точност до 10 N.
За геосинтетични материали с удължение εm＞5%, задайте скорост на опън на машината за изпитване, така че скоростта на удължаване на образеца да е (20±5)%/min от дължината на измервателния уред; за геосинтетични материали с удължение εm≤5%, изберете подходяща скорост на опън, така че средното време на скъсване на всички образци да е (30±5)s.
Мократа проба се тества в рамките на 3 минути след изваждането.
2. Затегнете образеца
Затегнете образеца в скобата по центриран начин. Обърнете внимание, че посоката на дължината на образеца при надлъжни и напречни изпитвания е успоредна на посоката на натоварване.
Подходящият подход е двете предварително начертани маркировъчни линии по ширината на образеца, разположени на разстояние 100 mm една от друга, да съвпадат максимално с краищата на горната и долната скоба.
3. Монтирайте екстензометъра
Поставете маркировъчни точки върху образеца на интервали от 60 mm (съответно на 30 mm от центъра на образеца) и фиксирайте екстензометъра.
4. Определяне на свойствата на опън
Стартирайте машината за изпитване и приложете предварително натоварване от 1% от очакваното максимално натоварване, за да определите началната точка на изпитването за първоначално удължаване. Продължете да прилагате натоварването, докато образецът се скъса.
Спрете теста и върнете патронника в първоначалното му положение. Запишете и отчетете максималното натоварване (с точност до 10 N/m); запишете удължението с точност до един знак след десетичната запетая.
Въз основа на наблюдаваните условия на образеца по време на изпитването, уникалната променливост на геосинтетичните материали и съответните разпоредби се определя дали резултатите от изпитването трябва да бъдат отхвърлени.
5. Определяне на удължаването
Използвайте подходящо записващо устройство, за да измерите нарастването на действителната дължина на образеца при всяко конкретно натоварване.
Изчисляване на резултатите от изпитването
1. Якост на опън
Заместете данните, получени от машината за изпитване, във формула (1), за да изчислите якостта на опън Tmax на всеки образец.
（1）Tmax = Fmax X c
Fmax - Максимално регистрирано натоварване, в kN.
C - Изчислява се по съответната формула (2) или (3).
За тъкани геотекстили, нетъкани геотекстили, трикотажни геотекстили, геонети, геоматика, глинени геомембрани, дренажни композити и трирешетки и други продукти:
（2）C = 1 / B
B - Номинална ширина на модела в метри.
（3）c = Nm / n
Nm - броят на единиците на опън в рамките на 1 m ширина на образеца.
n - броят на единиците на опън в действителния образец.
За съставни продукти изберете формула (2) или формула (3) в зависимост от основната носеща единица. За продукти с крива с два пика (като фигура 7) резултатите, съответстващи на двата пика, трябва да се изчислят поотделно.
2. Удължение при максимално натоварване
Запишете удължението при максимално натоварване на всеки образец, изразено в проценти (като AF на фигура 8), с точност до 0,1%. Удължението при максимално натоварване може да се изчисли по формула (4):
（4）e макс = (△L - Lo') / Lo x 100
e макс - удължение при максимално натоварване, %.
△L - удължение при максимално натоварване, mm.
Lo' - удължение при достигане на предварително натоварване, mm.
Lo - действителната дължина на интервала, mm.
3. Удължение при номинална якост
Запишете удължението при номиналната якост на всеки образец, изразено в проценти, с точност до 0,1%.
4. Модул на рязане
Определете якостта при определено удължение и изчислете модула на рязане при това специфично удължение съгласно формула (5).
（5）J = F x c x 100 / e
J - модул на напречно натоварване, kN/m.
F - якост, измерена при удължение e, kN.
C - Изчислява се по съответната формула (2) или формула (3).
e - Специфично удължаване, %.
5. Средна стойност и коефициент на вариация
Изчислете средната стойност и коефициента на вариация на якостта на опън, удължението при максимално натоварване и секущия модул на две групи образци съответно в надлъжна или напречна посока.
Якостта на опън и секущият модул са с точност до три значещи цифри, удължението е с точност до 1%, а коефициентът на вариация е с точност до 0,1%.
Резюме
Горепосоченото е общото съдържание на дизайна на метода за изпитване на опън на широка лента геосинтетика. Все още има много детайли и изпълнения, които не са подробно изброени. Ако се интересувате от това, моля, не се колебайте да се свържете с нас за подробни данни и съдържание.
