Geosintéticos es un término general para diversos productos fabricados con materiales sintéticos utilizados en la construcción geotécnica y de ingeniería civil. Los materiales sintéticos son polímeros de alto peso molecular que se fabrican a partir de sustancias químicas extraídas del carbón, el petróleo, el gas natural o la piedra caliza, y que posteriormente se transforman en fibras o láminas sintéticas y, finalmente, se convierten en diversos productos. Los geosintéticos tienen muchas propiedades mecánicas. Cuando se prueban sus propiedades materiales y la calidad del producto, los elementos de prueba incluyen principalmente la resistencia a la tracción, la resistencia a la rotura, la resistencia al desgarro, el rendimiento de fricción, etc.
Ámbito de aplicación
Este método se aplica a los ensayos de tracción de la mayoría de los geosintéticos, incluyendo geotextiles tejidos, geotextiles no tejidos, geotextiles de punto, geocompuestos, georredesgeomática y productos de fibra metálica. También es aplicable a geomallas y geotextiles con estructuras de malla similares, pero puede ser necesario ajustar el tamaño de la probeta. No se aplica a geomembranas poliméricas o asfálticas, pero sí a geomembranas de arcilla.
Normas experimentales
Basado en GB/T15788 e ISO10319 como normas de métodos de ensayo de tracción para geosintéticos.
Equipos de ensayo y reactivos
Máquina de tracción electrónica
La máquina de tracción electrónica tiene las características de una estructura compacta y fácil uso. Puede utilizarse para ensayos de tracción, compresión, flexión, cizallamiento, pelado, desgarro y otros ensayos de fuerza con una carga máxima de 100 kN.
Fijación por tracción del geotextil
Probar las características de elongación de muestras de geotextil y otros tejidos textiles.
Accesorio de rotura neumática del geotextil
Se utiliza para las pruebas de rotura y perforación de geotextiles.
Extensómetro
El extensómetro puede realizar ensayos de tracción axial repetidos y se utiliza principalmente para probar la deformación de diversos materiales, incluidos materiales metálicos, materiales plásticos, materiales compuestos, etc.
Reactivos
El agua destilada y el agente humectante no iónico (polioxietilenglicol alquil éter general con una relación de volumen de 0,05%) sólo se utilizan para remojar las muestras.
Preparación de la muestra
Número de muestras de ensayo
Cortar al menos 5 probetas en dirección longitudinal (MD) y transversal (CMD).
Tamaño de las muestras de ensayo
① Geotextiles no tejidos, geotextiles de punto, georredes, esteras de georredes, geomembranas de arcilla, materiales compuestos de drenajey otros productos
La anchura final de cada espécimen es de (200±1) mm, la longitud del espécimen cumple con el espaciado de la abrazadera de 100 mm, y su dirección longitudinal es paralela a la dirección de la carga aplicada.
② Geotextiles tejidos
Para los geotextiles tejidos, cortar cada espécimen a unos 220 mm de ancho y, a continuación, retirar aproximadamente el mismo número de hilos laterales de ambos lados del espécimen para obtener una anchura nominal del espécimen de (200±1) mm.
③Geomallas unidireccionales, bidireccionales y cuatridireccionales
En el caso de las geomallas unidireccionales, bidireccionales y cuatridireccionales, la anchura de cada probeta no será inferior a 200 mm y su longitud será suficiente para que la separación entre mordazas no sea inferior a 100 mm.
Corte todas las nervaduras a 10 mm de cualquier nodo. (En el caso de geomallas unidireccionales con espaciado entre nudos ≤10 mm, la anchura de la probeta preparada debe ser 2 nervaduras mayor que la anchura de la probeta requerida. Cuando la probeta esté sujeta en las mordazas, corte el exceso en ambos extremos).
El cálculo del resultado de la prueba (resistencia) debe relacionarse con el número de nervios de tracción completos por unidad de anchura.
La muestra debe contener al menos una fila de ganglios o tejidos transversales además de los ganglios o tejidos transversales sujetos por la pinza (como se muestra a continuación).
Cuando el paso transversal del producto es inferior a 75 mm (paso transversal: distancia entre el punto de inicio de una costilla (unidad portadora de fuerza) y el punto de inicio de la costilla siguiente), debe haber al menos 4 unidades de tracción completas (costillas de tracción) en su dirección de anchura.
Cuando el paso transversal es de 75mm≤＜120mm, deben incluirse al menos 2 unidades de tracción completas.
Cuando el paso transversal es superior a 120 mm, 1 unidad de tracción completa puede cumplir los requisitos del ensayo.
Los puntos de marcado para medir el alargamiento deben marcarse en el punto medio de las nervaduras de tracción de la fila central de la probeta. Los dos puntos de marcado deben estar a una distancia mínima de 60 mm y separados por al menos 1 nodo o tejido transversal.
En caso necesario, los puntos de marcado pueden separarse mediante varias filas de nodos o tejidos cruzados para obtener una separación mínima de 60 mm.
En este caso, marque los puntos en los puntos medios o nodos de las costillas, y la longitud de la galga debe ser un múltiplo entero de la separación de la cuadrícula.
Mida la longitud nominal del calibre con una precisión de ±1 mm.
En el caso de las geomallas tridimensionales, cada espécimen deberá tener una anchura no inferior a 200 mm y una longitud suficiente para que la separación entre abrazaderas no sea inferior a 100 mm. Corte la probeta y mida su anchura según las figuras 4 y 5.
El punto de marcado para medir el alargamiento debe marcarse en el centro del nudo de la probeta y debe estar separado por al menos 1 nudo o tejido transversal.
Si es necesario, el punto de marcado puede separarse mediante varias filas de nodos o tejido cruzado para obtener una separación mínima de 60 mm.
En este caso, el punto de marcado debe mantenerse en el punto medio de la costilla, y la longitud del espaciado debe ser un múltiplo entero del espaciado de la cuadrícula.
Mida la longitud de separación nominal con una precisión de ±1 mm.
⑤ Probetas húmedas para ensayo
Cuando se requiera tanto la carga máxima en húmedo como la carga máxima en seco, la longitud de la probeta será al menos el doble de la especificada, se numerará la probeta y se cortarán dos probetas del medio, una para el ensayo en húmedo y otra para el ensayo en seco. El número de la muestra se marcará en cada una de ellas.
Para los geosintéticos con contracción húmeda severa, la resistencia a la tracción se medirá en base a la carga húmeda máxima y a la anchura inicial antes del remojo después del acondicionamiento a la humedad, con una precisión de ±1mm.
Muestras húmedas
General
Las probetas húmedas y los ensayos se realizan en condiciones atmosféricas normales. Se considera que la probeta está correctamente acondicionada cuando el cambio de masa de la probeta en pesadas sucesivas a intervalos de al menos 2 horas no supera 0,25% de la masa de la probeta.
Condiciones de ensayo en mojado
Las probetas utilizadas para los ensayos en húmedo se sumergirán en agua a una temperatura de (20±2)°C durante al menos 24 horas, tiempo suficiente para humedecer completamente la probeta. Para humedecer completamente la probeta, podrá añadirse al agua un agente humectante no iónico que no supere 0,05%.
Pasos de la prueba
1. Preparación de la máquina de ensayo
Antes de la prueba, ajuste el calibre de la abrazadera a (100±3) mm (excepto para geosintéticos y geomallas que utilicen abrazaderas de cabrestante), y seleccione el rango de carga de la máquina de pruebas para que el valor de la fuerza sea exacto a 10N.
Para geosintéticos con un alargamiento de εm＞5%, ajustar la velocidad de tracción de la máquina de ensayos de modo que la tasa de alargamiento de la muestra sea de (20±5)%/min de la longitud de calibre; para geosintéticos con un alargamiento de εm≤5%, seleccionar una velocidad de tracción adecuada de modo que el tiempo medio de rotura de todas las muestras sea de (30±5)s.
La muestra húmeda se analiza en los 3 minutos siguientes a su extracción.
2. Sujete la muestra
Sujete la probeta en la mordaza de forma centrada. Tenga en cuenta que la dirección longitudinal de la probeta para los ensayos longitudinales y transversales es paralela a la dirección de la carga.
Lo adecuado es hacer coincidir en la medida de lo posible las dos líneas de marcado trazadas previamente a lo ancho de la probeta y separadas 100 mm con los bordes de las pinzas superior e inferior.
3. Instalar el extensómetro
Establezca puntos de marcado en la probeta a intervalos de 60 mm (a 30 mm del centro de la probeta respectivamente) y fije el extensómetro.
4. Determinar las propiedades de tracción
Ponga en marcha la máquina de ensayo y aplique una precarga de 1% de la carga máxima prevista para determinar el punto de partida del ensayo de alargamiento inicial. Continúe aplicando la carga hasta que la probeta se rompa.
Detenga la prueba y vuelva a colocar el mandril en su posición inicial. Registre y comunique la carga máxima (con una precisión de 10 N/m); registre el alargamiento, con una precisión de un decimal.
Basándose en las condiciones observadas de la muestra durante el ensayo, la variabilidad única de los geosintéticos y la normativa pertinente, determinar si los resultados del ensayo deben rechazarse.
5. Determinar el alargamiento
Utilice un dispositivo de registro adecuado para medir el incremento de la longitud de calibre real de la probeta con cualquier carga específica.
Cálculo de los resultados de las pruebas
1. Resistencia a la tracción
Sustituya los datos obtenidos de la máquina de ensayos en la fórmula (1) para calcular la resistencia a la tracción Tmáx de cada muestra.
（1）Tmax = Fmax X c
Fmax - Carga máxima registrada, en kN.
C - Calculado mediante la fórmula apropiada (2) o (3).
Para geotextiles tejidos, geotextiles no tejidos, geotextiles de punto, georredes, geomembranas, geomembranas de arcilla, compuestos de drenaje y rejillas triples y otros productos:
（2）C = 1 / B
B - Anchura nominal del patrón, en metros.
（3）c = Nm / n
Nm: número de unidades de tracción en 1 m de anchura de la muestra.
n - el número de unidades de tracción de la muestra real.
Para los productos compuestos, seleccione la fórmula (2) o la fórmula (3) en función de la unidad de carga principal. Para los productos con una curva de doble pico (como la figura 7), los resultados correspondientes a los dos picos deben calcularse por separado.
2. Alargamiento bajo carga máxima
Registrar el alargamiento bajo carga máxima de cada muestra, expresado en porcentaje (como AF en la figura 8), con una precisión de 0,1%. El alargamiento bajo carga máxima puede calcularse según la fórmula (4):
（4）e max = (△L - Lo') / Lo x 100
e max - alargamiento con carga máxima, %.
△L - alargamiento con carga máxima, mm.
Lo' - alargamiento cuando se alcanza la precarga, mm.
Lo - longitud real del intervalo, mm.
3. Alargamiento a la resistencia nominal
Registrar el alargamiento a la resistencia nominal de cada probeta, expresado en porcentaje, con una precisión de 0,1%.
4. Módulo de corte
Determinar la resistencia a un alargamiento específico, y calcular el módulo de corte a este alargamiento específico según la fórmula (5).
（5）J = F x c x 100 / e
J - Módulo secante, kN/m.
F - Resistencia medida al alargamiento e, kN.
C - Calculado según la fórmula apropiada (2) o la fórmula (3).
e - Elongación específica, %.
5. Valor medio y coeficiente de variación
Calcular el valor medio y el coeficiente de variación de la resistencia a la tracción, el alargamiento bajo carga máxima y el módulo secante de dos grupos de probetas en dirección longitudinal o transversal respectivamente.
La resistencia a la tracción y el módulo secante tienen una precisión de tres cifras significativas, el alargamiento tiene una precisión de 1% y el coeficiente de variación tiene una precisión de 0,1%.
Resumen
Lo anterior es el contenido general del diseño del método de ensayo de tracción de banda ancha de geosintéticos. Todavía hay muchos detalles e implementaciones que no se enumeran en detalle. Si usted está interesado en esto, por favor no dude en contactar con nosotros para obtener datos detallados y el contenido.
