Geosünteetika on üldnimetus mitmesuguste sünteetilistest materjalidest valmistatud toodete kohta, mida kasutatakse geotehnilises ja tsiviilehituses. Sünteetilised materjalid on kõrgmolekulaarsed polümeerid, mis on valmistatud kivisöest, naftast, maagaasist või lubjakivist saadud kemikaalidest, mida töödeldakse edasi kiudududeks või sünteetilisteks lehtedeks ja millest valmistatakse lõpuks mitmesuguseid tooteid. Geosünteetidel on palju mehaanilisi omadusi. Nende materjaliomaduste ja toote kvaliteedi katsetamisel on katsekehade hulka kuuluvad peamiselt tõmbetugevus, purunemistugevus, rebenemistugevus, hõõrdetugevus jne.
Kohaldamisala
Seda meetodit kohaldatakse enamiku geosünteetide tõmbekatsete suhtes, sealhulgas kootud geotekstiil, mittekootud geotekstiil, silmkoelised geotekstiilid, geokomposiidid, geonetid, geomaatika ja metallkiust tooted. See on kohaldatav ka geogrids ja geotekstiilid, millel on sarnane võrgusilma struktuur, kuid proovi suurust võib olla vaja kohandada. See ei kehti polümeer- või asfaldigeomembraanide kohta, kuid seda kohaldatakse savist geomembraanid.
Eksperimentaalsed standardid
Tuginedes GB/T15788 ja ISO10319 kui geosünteetiliste materjalide tõmbekatsemeetodite standarditele.
Katseseadmed ja reaktiivid
Elektrooniline tõmbemasin
Elektroonilisel tõmbemasinal on kompaktse struktuuri ja lihtsa kasutamise omadused. Seda saab kasutada tõmbe-, surve-, painutus-, nihke-, koorimis-, rebimis- ja muude jõukatsete tegemiseks maksimaalse koormusega 100 kN.
Geotekstiili tõmbekinnitus
Geotekstiili ja muude tekstiilriide proovide pikenemisomaduste testimine.
Geotekstiili pneumaatiline lõhkeseadeldis
Kasutatakse geotekstiilide lõhkumis- ja läbistamiskatsete tegemiseks.
Ekstensomeeter
Ekstensiomeetriga saab teha korduvaid aksiaalseid tõmbekatseid ja seda kasutatakse peamiselt erinevate materjalide, sealhulgas metallmaterjalide, plastmaterjalide, komposiitmaterjalide jne deformatsiooni katsetamiseks.
Reaktiivid
Destilleeritud vett ja mitteioonilist märgistusainet (üldine polüoksüetüleenglükoolalküüleeter mahusuhtega 0,05%) kasutatakse ainult proovide leotamiseks.
Katseproovi ettevalmistamine
Katseproovide arv
Lõika vähemalt 5 proovi pikisuunas (MD) ja põiksuunas (CMD).
Katseproovide suurus
① Mittekootud geotekstiil, kootud geotekstiil, geovõrgud, geovõrgumatt, savi geomembraanid, drenaažikomposiitmaterjalidja muud tooted
Iga näidise lõplik laius on (200±1) mm, näidise pikkus vastab klambrite vahekaugusele 100 mm ja selle pikkuse suund on paralleelne rakendatud koormuse suunaga.
② Riidest geotekstiilid
Riidest geotekstiilide puhul lõigatakse iga näidis umbes 220 mm laiuseks ja seejärel eemaldatakse mõlemalt küljelt ligikaudu võrdne arv küljelõngu, et saada näidise nimilaius (200 ± 1) mm.
③Ühesuunalised, kahesuunalised ja neljasuunalised geovõrgud
Ühesuunaliste, kahesuunaliste ja neljasuunaliste geovõrkude puhul peab iga näidise laius olema vähemalt 200 mm ja piisavalt pikk, et täita vähemalt 100 mm pikkust klambrite vahekaugust.
Lõika kõik sooned 10 mm kaugusel igast sõlme. (Ühesuunaliste geovõrgutoodete puhul, mille sõlmede vahe on ≤10 mm, peaks ettevalmistatud proovi laius olema 2 ribi võrra laiem kui nõutav proovi laius. Kui näidis on lõugadesse kinnitatud, lõigake üleliigne osa mõlemast otsast ära).
Katsetulemuse (tugevuse) arvutamine peaks olema seotud täielike tõmberibide arvuga ühiku laiuse kohta.
Proov peaks sisaldama lisaks klambriga hoitavatele sõlmedele või ristkoele vähemalt ühte rida sõlmi või ristkudesid (nagu allpool näidatud).
Kui toote põikisuunaline samm on väiksem kui 75 mm (põikisuunaline samm: ühe ribi (jõudu kandva üksuse) alguspunkti ja järgmise ribi alguspunkti vaheline kaugus), peab selle laiussuunas olema vähemalt 4 täielikku tõmbeühikut (tõmberibi).
Kui ristlõike samm on 75 mm≤＜120 mm, tuleb lisada vähemalt 2 täielikku tõmbekomplekti.
Kui põikisuunaline samm on suurem kui 120 mm, võib 1 täielik tõmbeühik vastata katsete nõuetele.
Pikenduse mõõtmise märgistuspunktid tuleks märkida näidise keskmises reas olevate tõmberibide keskpunkti. Kaks märgistuspunkti peaksid olema vähemalt 60 mm kaugusel teineteisest ja neid peaks eraldama vähemalt 1 sõlm või ristkoe.
Vajaduse korral võib märgistuspunkte eraldada mitme sõlme või ristkoe reaga, et saavutada minimaalne vahekaugus 60 mm.
Sellisel juhul märgistage punktid ribide keskpunktides või sõlmedes ja mõõtepikkus peaks olema ruudustiku vahekauguse täisarvuline kordaja.
Mõõtke nimipikkus ±1 mm täpsusega.
Kolmemõõtmelise geovõrgu puhul peab iga näidis olema vähemalt 200 mm lai ja piisavalt pikk, et täita vähemalt 100 mm pikkust klambrite vahekaugust. Lõika näidis ja mõõda näidise laius vastavalt joonistele 4 ja 5.
Pikenduse mõõtmise märgistuspunkt tuleks märkida proovi sõlme keskele ja seda peaks eraldama vähemalt 1 sõlme või ristkoe.
Vajaduse korral võib märgistuspunkti eraldada mitme rea sõlmede või ristkoe abil, et saavutada minimaalne vahekaugus 60 mm.
Sellisel juhul tuleks märgistuspunkt hoida ribi keskpunktis ja vahemaa pikkus peaks olema ruudustiku vahemaa täisarvuline kordaja.
Mõõtke nimivahetuse pikkus täpselt ±1 mm täpsusega.
⑤ Katsetamiseks mõeldud märjad proovid
Kui nõutakse nii maksimaalset märja kui ka maksimaalset kuiva koormust, peab näidise pikkus olema vähemalt kaks korda suurem kui ettenähtud pikkus, näidis peab olema nummerdatud ja keskelt tuleb lõigata kaks näidist, üks märja ja teine kuiva koormuse katsetamiseks. Igale näidisele märgitakse näidise number.
Tugeva niiskuskahanemisega geosünteetide puhul mõõdetakse tõmbetugevus maksimaalse niiske koormuse ja esialgse laiuse alusel enne leotamist pärast niiskuse konditsioneerimist, täpsusega ±1 mm.
Märjad proovid
Üldine
Märgad proovid ja katsed viiakse läbi standardsetes atmosfääritingimustes. Proov loetakse nõuetekohaselt konditsioneerituks, kui proovi massimuutus ei ületa vähemalt 2-tunniste intervallidega järjestikuste kaalumiste käigus 0,25% proovi massist.
Märjad katsetingimused
Märgkatsetes kasutatavad näidised tuleb vähemalt 24 tunniks (20±2)°C temperatuuril vees uputada, mis on piisav, et näidis täielikult märguks. Proovi täielikuks niisutamiseks võib veele lisada mitteionilist niisutusvahendit, mis ei ületa 0,05%.
Katsetamisetapid
1. Seadistage katseseade
Enne katset reguleeri klambrimõõtur (100±3) mm (v.a. geosünteetide ja geovõrkude puhul, mille puhul kasutatakse vintsiklambreid) ja vali katseseadme koormusvahemik nii, et jõu väärtus oleks 10N täpsusega.
Geosünteetide puhul, mille venivus on εm＞5%, tuleb katseseadme tõmbekiirus seadistada nii, et proovi venivus oleks (20±5)%/min mõõtepikkusest; geosünteetide puhul, mille venivus on εm≤5%, tuleb sobiv tõmbekiirus valida nii, et kõigi proovide keskmine rebenemisaeg oleks (30±5)s.
Märg proovi testitakse 3 minuti jooksul pärast eemaldamist.
2. Kinnitage näidis
Kinnitage näidis klambrisse tsentreeritud viisil. Piki- ja põikkatsete puhul tuleb silmas pidada, et proovi pikkusuunad on paralleelsed koormuse suunaga.
Sobiv lähenemisviis on, et kaks eelnevalt tõmmatud märgistusjoont, mis kulgevad üle proovi laiuse ja asuvad üksteisest 100 mm kaugusel, langeksid võimalikult täpselt kokku ülemise ja alumise klambri servadega.
3. Paigaldage ekstensomeeter
Määrake näidisele 60 mm vahedega (vastavalt 30 mm kaugusel näidise keskpunktist) märgistuspunktid ja fikseerige ekstensomeeter.
4. Määrake tõmbeomadused
Käivitage katseseade ja rakendage eelkoormus 1% eeldatavast maksimaalsest koormusest, et määrata esialgse venivuskatse alguspunkt. Jätkata koormuse rakendamist, kuni näidis puruneb.
Peatage katse ja viige toorik tagasi algasendisse. Registreeritakse ja esitatakse maksimaalne koormus (täpsusega 10N/m); registreeritakse pikenemine ühe kümnendkoha täpsusega.
Katse ajal täheldatud proovi tingimuste, geosünteetide ainulaadse varieeruvuse ja asjakohaste eeskirjade põhjal tuleb otsustada, kas katsetulemused tuleks tagasi lükata.
5. Määrata pikenemine
Kasutage sobivat registreerimisseadet, et mõõta näidise tegeliku mõõtepikkuse suurenemist mis tahes konkreetse koormuse juures.
Katsetulemuste arvutamine
1. Tõmbetugevus
Iga proovi tõmbetugevuse Tmax arvutamiseks asendatakse katsemasinast saadud andmed valemiga (1).
（1）Tmax = Fmax X c
Fmax - maksimaalne registreeritud koormus, kN.
C - arvutatakse asjakohase valemi (2) või (3) abil.
Geotekstiilide, mittekootud geotekstiilide, kootud geotekstiilide, geovõrkude, geomaterjalide, savi geomembraanide, drenaažikomposiitide ja kolmevõrkude ning muude toodete jaoks:
（2）C = 1 / B
B - mustri nimilaius meetrites.
（3）c = Nm / n
Nm - tõmbeühikute arv proovi 1 m laiuses ulatuses.
n - tõmbeühikute arv tegelikus proovis.
Komposiittoodete puhul valige valem (2) või valem (3) vastavalt peamisele kandevale ühikule. Kahe piigiga toodete puhul (nt joonis 7) tuleb kahele piigile vastavad tulemused arvutada eraldi.
2. Pikenemine maksimaalse koormuse korral
Märkige iga proovi maksimaalse koormuse all olev pikenemine, väljendatuna protsentides (näiteks AF joonisel 8), täpsusega 0,1%. Pikenduse maksimaalse koormuse all saab arvutada vastavalt valemile (4):
（4）e max = (△L - Lo') / Lo x 100
e max - venitus maksimaalsel koormusel, %.
△L - venitus maksimaalsel koormusel, mm.
Lo' - pikenemine eelpinge saavutamisel, mm.
Lo - tegelik intervalli pikkus, mm.
3. Pikenemine nimitugevuse juures
Märkige iga proovi nimitugevuse juures mõõdetud venivus, väljendatuna protsentides, täpsusega 0,1%.
4. Lõikemoodul
Määrake tugevus konkreetse pikenemise juures ja arvutage lõikemoodul selle konkreetse pikenemise juures vastavalt valemile (5).
（5）J = F x c x 100 / e
J - sekantsi moodul, kN/m.
F - tugevus mõõdetud pikenemisel e, kN.
C - arvutatakse vastavalt valemile (2) või valemile (3).
e - spetsiifiline pikenemine, %.
5. Keskmine väärtus ja variatsioonikordaja
Arvutage vastavalt kahe proovikehade rühma piki- või põikisuunas tõmbetugevuse, maksimaalse koormuse all oleva pikenemise ja sekantsmooduli keskmine väärtus ja variatsioonikoefitsient.
Tõmbetugevus ja sekantsi moodul on täpsed kolme olulise numbriga, venivus on täpne 1% ja variatsioonikordaja on täpne 0,1%.
Kokkuvõte
Ülaltoodud on geosünteetide laiade ribade tõmbekatse meetodi üldine sisu. On veel palju üksikasju ja rakendusi, mida ei ole üksikasjalikult loetletud. Kui olete sellest huvitatud, võtke meiega ühendust üksikasjalike andmete ja sisu saamiseks.
