Geokunststoffe ist ein allgemeiner Begriff für verschiedene Produkte aus synthetischen Materialien, die in der Geotechnik und im Bauwesen verwendet werden. Kunststoffe sind hochmolekulare Polymere, die aus Chemikalien hergestellt werden, die aus Kohle, Erdöl, Erdgas oder Kalkstein gewonnen werden, und die zu Fasern oder Kunststoffbahnen weiterverarbeitet und schließlich zu verschiedenen Produkten verarbeitet werden. Geokunststoffe haben viele mechanische Eigenschaften. Bei der Prüfung der Materialeigenschaften und der Produktqualität werden vor allem Zugfestigkeit, Berstfestigkeit, Reißfestigkeit, Reibungsverhalten usw. geprüft.
Umfang der Anwendung
Diese Methode gilt für Zugprüfungen der meisten Geokunststoffe, einschließlich gewebte Geotextilien, Vliesstoffe für Geotextilien, gestrickte Geotextilien, Geokompositen, Geonetze, Geomatik und Metallfaserprodukte. Es ist auch anwendbar auf geogrids und Geotextilien mit ähnlichen Maschenstrukturen, aber die Probengröße muss möglicherweise angepasst werden. Sie gilt nicht für Polymer- oder Asphaltdichtungsbahnen, sondern für Ton-Dichtungsbahnen.
Experimentelle Normen
Basierend auf GB/T15788 und ISO10319 als Standards für Zugprüfungsmethoden für Geokunststoffe.
Testgeräte und Reagenzien
Elektronische Zugmaschine
Die elektronische Zugprüfmaschine zeichnet sich durch eine kompakte Struktur und eine einfache Bedienung aus. Sie kann für Zug-, Druck-, Biege-, Scher-, Schäl-, Reiß- und andere Krafttests mit einer maximalen Last von 100kN verwendet werden.
Geotextil-Zugbefestigung
Prüfung der Dehnungseigenschaften von Geotextilien und anderen Textilgeweben.
Pneumatische Berstvorrichtung für Geotextilien
Wird für Berst- und Durchstichprüfungen von Geotextilien verwendet.
Extensometer
Der Dehnungsaufnehmer kann wiederholte axiale Zugversuche durchführen und wird hauptsächlich zur Prüfung der Verformung verschiedener Werkstoffe, einschließlich Metallwerkstoffen, Kunststoffen, Verbundwerkstoffen usw. verwendet.
Reagenzien
Destilliertes Wasser und nichtionisches Netzmittel (allgemeiner Polyoxyethylenglykolalkylether mit einem Volumenverhältnis von 0,05%) werden nur zum Einweichen der Proben verwendet.
Vorbereitung der Testprobe
Anzahl der Prüfmuster
Schneiden Sie mindestens 5 Proben in Längsrichtung (MD) und Querrichtung (CMD).
Größe der Prüfmuster
① Geotextilvliese, Geotextilgewirke, Geonetze, Geonetzmatten, Geomembranen aus Ton, Drainageverbundstoffeund andere Produkte
Die endgültige Breite jedes Probekörpers beträgt (200±1) mm, die Länge des Probekörpers entspricht dem Klemmenabstand von 100 mm, und seine Längsrichtung ist parallel zur Richtung der aufgebrachten Last.
② Gewebte Geotextilien
Bei gewebten Geotextilien schneiden Sie jede Probe auf eine Breite von etwa 220 mm zu und entfernen dann von beiden Seiten der Probe etwa gleich viele Seitenfäden, um eine nominale Probenbreite von (200±1) mm zu erhalten.
③Unidirektionale, bidirektionale und vierdirektionale Geogitter
Bei unidirektionalen, bidirektionalen und vierdirektionalen Geogittern darf die Breite eines jeden Probekörpers nicht weniger als 200 mm betragen und muss lang genug sein, um den Klemmabstand von mindestens 100 mm einzuhalten.
Schneiden Sie alle Rippen im Abstand von 10 mm von jedem Knoten ab. (Bei unidirektionalen Geogittern mit Knotenabständen ≤10 mm sollte die Breite der vorbereiteten Probe 2 Rippen breiter sein als die erforderliche Probenbreite. Wenn die Probe in die Klemmbacken eingespannt ist, schneiden Sie den Überstand an beiden Enden ab).
Die Berechnung des Prüfergebnisses (Festigkeit) sollte auf die Anzahl der vollständigen Zugrippen pro Breiteneinheit bezogen werden.
Die Probe sollte zusätzlich zu den von der Klemme gehaltenen Knoten oder Kreuzgeweben mindestens eine Reihe von Knoten oder Kreuzgeweben enthalten (wie unten dargestellt).
Wenn die Quertrennung des Produkts weniger als 75 mm beträgt (Quertrennung: der Abstand zwischen dem Anfangspunkt einer Rippe (krafttragende Einheit) und dem Anfangspunkt der nächsten Rippe), sollten in Breitenrichtung mindestens 4 vollständige Zugeinheiten (Zugrippen) vorhanden sein.
Bei einem Querabstand von 75mm≤＜120mm sollten mindestens 2 komplette Zugglieder enthalten sein.
Wenn der Querabstand größer als 120 mm ist, kann eine komplette Zugeinheit die Prüfanforderungen erfüllen.
Die Markierungspunkte für die Messung der Dehnung sollten in der Mitte der Zugrippen in der mittleren Reihe des Probekörpers markiert werden. Die beiden Markierungspunkte sollten mindestens 60 mm voneinander entfernt sein und durch mindestens einen Knoten oder ein Kreuzgewebe getrennt sein.
Falls erforderlich, können die Markierungspunkte durch mehrere Reihen von Knoten oder Kreuzgeweben getrennt werden, um einen Mindestabstand von 60 mm zu erreichen.
In diesem Fall markieren Sie die Punkte an den Mittelpunkten oder Knotenpunkten der Rippen, und die Messlänge sollte ein ganzzahliges Vielfaches des Rasterabstandes sein.
Messen Sie die Nennmesslänge mit einer Genauigkeit von ±1 mm.
Bei dreidimensionalen Geogittern muss jede Probe mindestens 200 mm breit sein und eine ausreichende Länge haben, um den Klemmabstand von mindestens 100 mm einzuhalten. Schneiden Sie den Probekörper zu und messen Sie die Breite des Probekörpers gemäß den Abbildungen 4 und 5.
Der Markierungspunkt für die Messung der Dehnung sollte in der Mitte des Probenknotens markiert werden und durch mindestens einen Knoten oder ein Kreuzgewebe getrennt sein.
Falls erforderlich, kann der Markierungspunkt durch mehrere Reihen von Knoten oder Kreuzgewebe getrennt werden, um einen Mindestabstand von 60 mm zu erreichen.
In diesem Fall sollte der Markierungspunkt in der Mitte der Rippe liegen und die Abstandslänge sollte ein ganzzahliges Vielfaches des Rasterabstandes sein.
Messen Sie die Länge des Nennabstandes auf ±1 mm genau.
⑤ Nasse Proben für die Prüfung
Wenn sowohl die maximale Nasslast als auch die maximale Trockenlast erforderlich sind, muss die Länge des Probekörpers mindestens das Doppelte der angegebenen Länge betragen, der Probekörper ist zu nummerieren, und aus der Mitte sind zwei Probekörper herauszuschneiden, einer für die Nassprüfung und einer für die Trockenprüfung. Die Probennummer ist auf jeder Probe zu vermerken.
Bei Geokunststoffen mit starkem Nassschwinden ist die Zugfestigkeit auf der Grundlage der maximalen Nasslast und der ursprünglichen Breite vor dem Durchnässen nach der Feuchtigkeitskonditionierung mit einer Genauigkeit von ±1 mm zu messen.
Nasse Exemplare
Allgemein
Nasse Proben und Prüfungen werden unter normalen atmosphärischen Bedingungen durchgeführt. Die Probe gilt als ordnungsgemäß konditioniert, wenn die Massenänderung der Probe bei aufeinanderfolgenden Wägungen im Abstand von mindestens 2 Stunden nicht mehr als 0,25% der Masse der Probe beträgt.
Nasse Testbedingungen
Die für die Nassprüfungen verwendeten Proben müssen mindestens 24 Stunden lang in Wasser mit einer Temperatur von (20±2)°C getaucht werden, was ausreicht, um die Probe vollständig zu benetzen. Um die Probe vollständig zu befeuchten, darf dem Wasser ein nichtionisches Netzmittel von höchstens 0,05% zugesetzt werden.
Prüfschritte
1. Einrichten der Prüfmaschine
Stellen Sie vor der Prüfung die Klemmenlehre auf (100±3) mm ein (außer bei Geokunststoffen und Geogittern mit Windenklemmen), und wählen Sie den Kraftbereich der Prüfmaschine so, dass der Kraftwert auf 10N genau ist.
Bei Geokunststoffen mit einer Dehnung von εm＞5% ist die Zuggeschwindigkeit der Prüfmaschine so einzustellen, dass die Dehnungsrate der Probe (20±5)%/min der Messlänge beträgt; bei Geokunststoffen mit einer Dehnung von εm≤5% ist eine geeignete Zuggeschwindigkeit so zu wählen, dass die durchschnittliche Bruchzeit aller Proben (30±5)s beträgt.
Die feuchte Probe wird innerhalb von 3 Minuten nach der Entnahme getestet.
2. Einspannen der Probe
Spannen Sie die Probe zentriert in die Klemme ein. Beachten Sie, dass die Längsrichtung der Probe bei Längs- und Querprüfungen parallel zur Lastrichtung verläuft.
Es empfiehlt sich, die beiden vorgezeichneten Markierungslinien quer über die Breite des Probekörpers im Abstand von 100 mm so weit wie möglich mit den Kanten der oberen und unteren Klemme zusammenfallen zu lassen.
3. Installieren Sie den Extensometer
Auf der Probe werden im Abstand von 60 mm (jeweils 30 mm von der Mitte der Probe) Markierungspunkte gesetzt und der Längenänderungsaufnehmer befestigt.
4. Bestimmen Sie die Zugfestigkeitseigenschaften
Starten Sie die Prüfmaschine und bringen Sie eine Vorlast von 1% der erwarteten Höchstlast auf, um den Startpunkt der Anfangsdehnungsprüfung zu bestimmen. Fahren Sie mit dem Aufbringen der Last fort, bis die Probe bricht.
Stoppen Sie den Test und bringen Sie das Spannfutter in seine Ausgangsposition zurück. Erfassen und protokollieren Sie die Höchstlast (auf 10N/m genau); erfassen Sie die Dehnung auf eine Dezimalstelle genau.
Auf der Grundlage der während der Prüfung beobachteten Probenbedingungen, der einzigartigen Variabilität von Geokunststoffen und der einschlägigen Vorschriften ist zu entscheiden, ob die Prüfergebnisse abgelehnt werden sollten.
5. Bestimmung der Dehnung
Verwenden Sie ein geeignetes Aufzeichnungsgerät, um den Zuwachs der tatsächlichen Messlänge der Probe bei einer bestimmten Last zu messen.
Berechnung der Prüfergebnisse
1. Zugfestigkeit
Setzen Sie die von der Prüfmaschine erhaltenen Daten in Formel (1) ein, um die Zugfestigkeit Tmax jeder Probe zu berechnen.
（1）Tmax = Fmax X c
Fmax - Maximale aufgezeichnete Last in kN.
C - Berechnet nach der entsprechenden Formel (2) oder (3).
Für gewebte Geotextilien, nicht gewebte Geotextilien, gestrickte Geotextilien, Geonetze, Geomatik, Ton-Dichtungsbahnen, Drainage-Verbundstoffe und Dreigitter und andere Produkte:
（2）C = 1 / B
B - Nennbreite des Musters, in Metern.
（3）c = Nm / n
Nm - die Anzahl der Zugeinheiten innerhalb von 1 m Breite der Probe.
n - die Anzahl der Zugeinheiten in der tatsächlichen Probe.
Bei zusammengesetzten Produkten wählen Sie Formel (2) oder Formel (3) entsprechend der Haupttrageinheit. Bei Produkten mit einer Doppelspitzen-Kurve (wie in Abbildung 7) sollten die Ergebnisse für die beiden Spitzenwerte getrennt berechnet werden.
2. Dehnung bei maximaler Belastung
Notieren Sie die Dehnung unter maximaler Belastung jeder Probe, ausgedrückt als Prozentsatz (wie AF in Abbildung 8), auf 0,1% genau. Die Dehnung unter maximaler Belastung kann nach Formel (4) berechnet werden:
（4）e max = (△L - Lo') / Lo x 100
e max - Dehnung bei maximaler Belastung, %.
△L - Dehnung bei Höchstlast, mm.
Lo' - Dehnung bei Erreichen der Vorspannung, mm.
Lo - tatsächliche Intervalllänge, mm.
3. Dehnung bei Nennfestigkeit
Notieren Sie die Dehnung bei der Nennfestigkeit jeder Probe, ausgedrückt in Prozent, auf 0,1% genau.
4. Schneidemodul
Bestimmen Sie die Festigkeit bei einer bestimmten Dehnung, und berechnen Sie den Schnittmodul bei dieser bestimmten Dehnung nach Formel (5).
（5）J = F x c x 100 / e
J - Sekantenmodul, kN/m.
F - Festigkeit gemessen bei Dehnung e, kN.
C - Berechnet nach der entsprechenden Formel (2) oder Formel (3).
e - Spezifische Dehnung, %.
5. Durchschnittswert und Variationskoeffizient
Berechnen Sie den Mittelwert und den Variationskoeffizienten der Zugfestigkeit, der Dehnung unter Höchstlast und des Sekantenmoduls von zwei Probengruppen in Längs- bzw. Querrichtung.
Zugfestigkeit und Sekantenmodul sind auf drei signifikante Zahlen genau, die Dehnung ist auf 1% genau und der Variationskoeffizient ist auf 0,1% genau.
Zusammenfassung
Das oben Gesagte ist der allgemeine Inhalt des Entwurfs der Geokunststoff-Breitband-Zugversuchsmethode. Es gibt noch viele Details und Implementierungen, die nicht im Detail aufgeführt sind. Wenn Sie daran interessiert sind, können Sie uns gerne kontaktieren, um detaillierte Daten und Inhalte zu erhalten.
