Geosintetici è un termine generale per indicare vari prodotti realizzati con materiali sintetici utilizzati nelle costruzioni geotecniche e di ingegneria civile. I materiali sintetici sono polimeri ad alto contenuto molecolare, ottenuti da sostanze chimiche estratte dal carbone, dal petrolio, dal gas naturale o dal calcare, che vengono ulteriormente lavorati in fibre o fogli sintetici e infine trasformati in vari prodotti. I geosintetici hanno molte proprietà meccaniche. Quando si testano le proprietà dei materiali e la qualità dei prodotti, i test includono principalmente la resistenza alla trazione, la resistenza allo scoppio, la resistenza allo strappo, le prestazioni di attrito, ecc.
Ambito di applicazione
Questo metodo si applica alle prove di trazione della maggior parte dei geosintetici, tra cui geotessili tessuti, geotessili non tessuti, geotessili a maglia, geocompositi, georeti, geomatica e prodotti in fibra metallica. È inoltre applicabile a geogriglie e geotessili con strutture di maglia simili, ma potrebbe essere necessario adattare le dimensioni del campione. Non si applica alle geomembrane in polimero o in asfalto, ma si applica a geomembrane in argilla.
Standard sperimentali
Basato su GB/T15788 e ISO10319 come standard per i metodi di prova di trazione dei geosintetici.
Apparecchiature di test e reagenti
Macchina di trazione elettronica
La macchina di trazione elettronica ha le caratteristiche di una struttura compatta e di un facile utilizzo. Può essere utilizzata per prove di trazione, compressione, piegatura, taglio, pelatura, strappo e altre prove di forza con un carico massimo di 100kN.
Fissaggio a trazione del geotessile
Testare le caratteristiche di allungamento dei campioni di geotessile e di altri tessuti.
Apparecchio per lo scoppio pneumatico del geotessile
Utilizzato per le prove di scoppio e perforazione dei geotessili.
Estensimetro
L'estensimetro può eseguire prove di trazione assiale ripetute e viene utilizzato principalmente per testare la deformazione di vari materiali, tra cui materiali metallici, materiali plastici, materiali compositi, ecc.
Reagenti
L'acqua distillata e l'agente umidificante non ionico (poliossietilenglicole alchil etere generico con un rapporto in volume di 0,05%) sono utilizzati solo per immergere i campioni.
Preparazione del campione di prova
Numero di campioni di prova
Tagliare almeno 5 campioni in direzione longitudinale (MD) e trasversale (CMD).
Dimensione dei campioni di prova
① Geotessili non tessuti, geotessili a maglia, georeti, tappeti di georeti, geomembrane di argilla, materiali compositi per il drenaggioe altri prodotti
La larghezza finale di ciascun provino è di (200±1) mm, la lunghezza del provino soddisfa la distanza tra i morsetti di 100 mm e la sua direzione di lunghezza è parallela alla direzione del carico applicato.
② Geotessili tessuti
Per i geotessili tessuti, tagliare ogni provino a circa 220 mm di larghezza, quindi rimuovere un numero approssimativamente uguale di filati laterali da entrambi i lati del provino per ottenere una larghezza nominale del provino di (200±1) mm.
③Geogriglie unidirezionali, bidirezionali e quadridirezionali
Per le geogriglie unidirezionali, bidirezionali e quadridirezionali, la larghezza di ciascun provino non deve essere inferiore a 200 mm e la lunghezza deve essere tale da rispettare una distanza tra i morsetti non inferiore a 100 mm.
Tagliare tutte le nervature a 10 mm di distanza da qualsiasi nodo. (Per i prodotti a geogriglia unidirezionale con spaziatura tra i nodi ≤10 mm, la larghezza del provino preparato deve essere di 2 nervature in più rispetto alla larghezza del provino richiesto. Quando il provino viene bloccato nelle ganasce, tagliare l'eccesso a entrambe le estremità).
Il calcolo del risultato della prova (resistenza) deve essere correlato al numero di nervature di trazione complete per unità di larghezza.
Il campione deve contenere almeno una fila di nodi o tessuti trasversali oltre ai nodi o tessuti trasversali trattenuti dalla pinza (come mostrato di seguito).
Quando il passo trasversale del prodotto è inferiore a 75 mm (passo trasversale: la distanza tra il punto di partenza di una nervatura (unità portante) e il punto di partenza della nervatura successiva), devono essere presenti almeno 4 unità di trazione complete (nervature di trazione) nella direzione della larghezza.
Quando il passo trasversale è 75mm≤＜120mm, è necessario includere almeno 2 unità di trazione complete.
Quando il passo trasversale è superiore a 120 mm, 1 unità di trazione completa può soddisfare i requisiti di prova.
I punti di marcatura per la misurazione dell'allungamento devono essere segnati sul punto medio delle nervature di trazione nella fila centrale del campione. I due punti di marcatura devono essere distanti almeno 60 mm e separati da almeno 1 nodo o tessuto trasversale.
Se necessario, i punti di marcatura possono essere separati da più file di nodi o tessuti trasversali per ottenere una distanza minima di 60 mm.
In questo caso, si segnano i punti ai punti medi o ai nodi delle nervature e la lunghezza del calibro deve essere un multiplo intero della spaziatura della griglia.
Misurare la lunghezza nominale del calibro con una precisione di ±1 mm.
Per la geogriglia tridimensionale, ogni provino deve avere una larghezza non inferiore a 200 mm e una lunghezza sufficiente a soddisfare la distanza tra i morsetti non inferiore a 100 mm. Tagliare il provino e misurarne la larghezza secondo le Figure 4 e 5.
Il punto di marcatura per la misurazione dell'allungamento deve essere segnato al centro del nodo del campione e deve essere separato da almeno 1 nodo o tessuto trasversale.
Se necessario, il punto di marcatura può essere separato da più file di nodi o tessuti trasversali per ottenere una distanza minima di 60 mm.
In questo caso, il punto di marcatura deve essere mantenuto nel punto centrale della nervatura e la lunghezza della spaziatura deve essere un multiplo intero della spaziatura della griglia.
Misurare con precisione la lunghezza della distanza nominale con un'approssimazione di ±1 mm.
⑤ Campioni umidi per le prove
Quando sono richiesti sia il carico massimo a umido che il carico massimo a secco, la lunghezza del provino deve essere almeno il doppio della lunghezza specificata, il provino deve essere numerato e due provini devono essere tagliati dal centro, uno per la prova a umido e uno per la prova a secco. Il numero del provino deve essere indicato su ciascun provino.
Per i geosintetici con forte ritiro a umido, la resistenza alla trazione deve essere misurata in base al carico massimo a umido e alla larghezza iniziale prima dell'immersione dopo il condizionamento dell'umidità, con una precisione di ±1 mm.
Campioni umidi
Generale
I campioni bagnati e le prove sono condotti in condizioni atmosferiche standard. Il provino si considera adeguatamente condizionato quando la variazione di massa del provino in pesate successive a intervalli di almeno 2 ore non supera lo 0,25% della massa del provino.
Condizioni di test a umido
I provini utilizzati per le prove ad umido devono essere immersi in acqua a una temperatura di (20±2)°C per almeno 24 ore, sufficiente a bagnare completamente il provino. Per bagnare completamente il provino, è possibile aggiungere all'acqua un agente bagnante non ionico non superiore a 0,05%.
Fasi del test
1. Impostazione della macchina di prova
Prima della prova, regolare il calibro della pinza a (100±3) mm (tranne che per i geosintetici e le geogriglie che utilizzano pinze ad argano) e selezionare il campo di carico della macchina di prova in modo che il valore della forza sia preciso a 10N.
Per i geosintetici con un allungamento di εm＞5%, impostare la velocità di trazione della macchina di prova in modo che il tasso di allungamento del campione sia (20±5)%/min della lunghezza del calibro; per i geosintetici con un allungamento di εm≤5%, selezionare una velocità di trazione adeguata in modo che il tempo medio di rottura di tutti i campioni sia (30±5)s.
Il campione bagnato viene analizzato entro 3 minuti dal prelievo.
2. Bloccare il campione
Bloccare il provino nel morsetto in modo centrato. Si noti che la direzione della lunghezza del provino per le prove longitudinali e trasversali è parallela alla direzione del carico.
L'approccio appropriato consiste nel far coincidere il più possibile le due linee di demarcazione tracciate in precedenza sulla larghezza del provino e distanti 100 mm l'una dall'altra con i bordi dei morsetti superiore e inferiore.
3. Installare l'estensimetro
Impostare i punti di marcatura sul provino a intervalli di 60 mm (rispettivamente a 30 mm dal centro del provino) e fissare l'estensimetro.
4. Determinare le proprietà di trazione
Avviare la macchina di prova e applicare un precarico di 1% del carico massimo previsto per determinare il punto di partenza della prova di allungamento iniziale. Continuare ad applicare il carico fino alla rottura del provino.
Interrompere la prova e riportare il mandrino nella posizione iniziale. Registrare e riportare il carico massimo (con una precisione di 10N/m); registrare l'allungamento, con una precisione di un decimale.
In base alle condizioni del provino osservate durante la prova, alla variabilità unica dei geosintetici e alle normative pertinenti, determinare se i risultati della prova devono essere rifiutati.
5. Determinare l'allungamento
Utilizzare un dispositivo di registrazione adeguato per misurare l'incremento della lunghezza effettiva del provino a qualsiasi carico specifico.
Calcolo dei risultati del test
1. Resistenza alla trazione
Sostituire i dati ottenuti dalla macchina di prova nella formula (1) per calcolare la resistenza alla trazione Tmax di ciascun campione.
（1）Tmax = Fmax X c
Fmax - Carico massimo registrato, in kN.
C - Calcolato con la formula appropriata (2) o (3).
Per geotessili tessuti, geotessili non tessuti, geotessili a maglia, georeti, geomatici, geomembrane in argilla, compositi per il drenaggio, tri-griglie e altri prodotti:
（2）C = 1 / B
B - Larghezza nominale del motivo, in metri.
（3）c = Nm / n
Nm - il numero di unità di trazione all'interno della larghezza di 1 m del campione.
n - il numero di unità di trazione nel campione reale.
Per i prodotti compositi, selezionare la formula (2) o la formula (3) in base all'unità portante principale. Per i prodotti con una curva a doppio picco (come la Figura 7), i risultati corrispondenti ai due picchi devono essere calcolati separatamente.
2. Allungamento sotto carico massimo
Registrare l'allungamento sotto il carico massimo di ciascun campione, espresso in percentuale (come AF nella Figura 8), con una precisione di 0,1%. L'allungamento sotto carico massimo può essere calcolato secondo la formula (4):
（4）e massimo = (△L - Lo') / Lo x 100
e massimo - allungamento al carico massimo, %.
△L - allungamento al carico massimo, mm.
Lo' - allungamento al raggiungimento del precarico, mm.
Lo - lunghezza effettiva dell'intervallo, mm.
3. Allungamento alla resistenza nominale
Registrare l'allungamento alla resistenza nominale di ciascun provino, espresso in percentuale, con una precisione di 0,1%.
4. Modulo di taglio
Determinare la resistenza a uno specifico allungamento e calcolare il modulo di taglio a questo specifico allungamento secondo la formula (5).
（5）J = F x c x 100 / e
J - Modulo secante, kN/m.
F - Resistenza misurata all'allungamento e, kN.
C - Calcolato secondo la formula appropriata (2) o la formula (3).
e - Allungamento specifico, %.
5. Valore medio e coefficiente di variazione
Calcolare il valore medio e il coefficiente di variazione della resistenza alla trazione, dell'allungamento sotto carico massimo e del modulo secante di due gruppi di provini rispettivamente in direzione longitudinale o trasversale.
La resistenza alla trazione e il modulo secante sono precisi a tre cifre significative, l'allungamento è preciso a 1% e il coefficiente di variazione è preciso a 0,1%.
Sintesi
Quanto sopra è il contenuto generale della progettazione del metodo di prova di trazione dei geosintetici a strisce larghe. Ci sono ancora molti dettagli e implementazioni che non sono elencati in dettaglio. Se siete interessati, non esitate a contattarci per ottenere dati e contenuti dettagliati.
