지오신세틱스는 지반 공학 및 토목 건설에 사용되는 합성 재료로 만든 다양한 제품을 총칭하는 용어입니다. 합성 물질은 석탄, 석유, 천연가스 또는 석회석에서 추출한 화학 물질로 만든 고분자 폴리머로, 섬유 또는 합성 시트로 추가 가공하여 다양한 제품으로 만들어집니다. 지오신세틱은 다양한 기계적 특성을 가지고 있습니다. 재료 특성 및 제품 품질을 테스트할 때 주로 인장 강도, 파열 강도, 인열 강도, 마찰 성능 등을 테스트합니다.
적용 범위
이 방법은 다음을 포함한 대부분의 지오신세틱스의 인장 시험에 적용됩니다. 직조 지오텍스타일, 부직포 지오텍스타일, 니트 지오텍스타일, 지오컴포지트, 지오넷, 지오매틱스 및 금속 섬유 제품에도 적용할 수 있습니다. 다음에도 적용 가능합니다. 지오그리드 및 유사한 메시 구조를 가진 지오텍스타일에도 적용되지만 시편 크기를 조정해야 할 수 있습니다. 폴리머 또는 아스팔트 지오멤브레인에는 적용되지 않지만 다음에는 적용됩니다. 점토 지오멤브레인.
실험 표준
지오신세틱스의 인장 시험 방법 표준으로 GB/T15788 및 ISO10319를 기반으로 합니다.
테스트 장비 및 시약
전자 인장 기계
전자 인장 시험기는 구조가 콤팩트하고 사용하기 쉬운 것이 특징입니다. 인장, 압축, 굽힘, 전단, 박리, 인열 및 기타 힘 테스트에 최대 100kN의 하중으로 사용할 수 있습니다.
지오텍스타일 인장 고정 장치
지오텍스타일 및 기타 섬유 직물 샘플의 신장 특성을 테스트합니다.
지오텍스타일 공압 파열 고정 장치
지오텍스타일의 파열 및 펑크 테스트에 사용됩니다.
신장계
신장계는 반복적인 축방향 인장 시험을 수행할 수 있으며 주로 금속 재료, 플라스틱 재료, 복합 재료 등 다양한 재료의 변형을 테스트하는 데 사용됩니다.
시약
증류수와 비이온성 습윤제(일반 폴리옥시 에틸렌 글리콜 알킬 에테르, 부피비 0.05%)는 시료를 담글 때만 사용합니다.
테스트 샘플 준비
테스트 샘플 수
세로 방향(MD)과 가로 방향(CMD)으로 최소 5개의 시편을 자릅니다.
테스트 샘플의 크기
부직포 지오텍스타일, 니트 지오텍스타일, 지오넷, 지오넷 매트, 점토 지오멤브레인, 배수 복합 재료및 기타 제품
각 시편의 최종 폭은 (200±1) mm이고, 시편 길이는 클램프 간격 100mm를 충족하며, 길이 방향은 적용된 하중 방향과 평행합니다.
직조 지오텍스타일
직조 지오텍스타일의 경우 각 시편을 폭 약 220mm로 자른 다음 시편 양쪽에서 거의 같은 수의 측면 실을 제거하여 공칭 시편 폭 (200±1) mm를 얻습니다.
단방향, 양방향 및 4방향 지오그리드의 경우 각 시편의 폭은 200mm 이상이어야 하며 100mm 이상의 클램프 간격을 충족할 수 있을 만큼 충분히 길어야 합니다.
모든 리브를 노드에서 10mm 떨어진 곳에서 잘라냅니다. (노드 간격이 10mm 이하인 단방향 지오그리드 제품의 경우, 준비된 시편의 폭은 필요한 시편 폭보다 2리브 더 넓어야 합니다. 시편이 턱에 고정되면 양쪽 끝에서 초과분을 잘라냅니다.)
테스트 결과(강도)의 계산은 단위 폭당 완전한 인장 리브의 수와 관련이 있어야 합니다.
시편에는 클램프가 고정하는 노드 또는 교차 조직 외에 최소 한 줄의 노드 또는 교차 조직이 포함되어야 합니다(아래 그림 참조).
제품의 가로 피치(가로 피치: 하나의 리브(힘을 지탱하는 단위)의 시작점과 다음 리브의 시작점 사이의 거리)가 75mm 미만인 경우, 폭 방향으로 최소 4개의 완전한 인장 단위(인장 리브)가 있어야 합니다.
가로 피치가 75mm≤＜120mm인 경우, 최소 2개의 완전한 인장 단위가 포함되어야 합니다.
가로 피치가 120mm보다 큰 경우 완전한 인장 단위 1개로 테스트 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
연신율 측정을 위한 표시점은 시편 중간 줄의 인장 리브의 중간 지점에 표시해야 합니다. 두 마킹 포인트는 최소 60mm 이상 떨어져 있어야 하며 최소 1개의 노드 또는 교차 조직으로 분리되어야 합니다.
필요한 경우 마킹 포인트를 여러 줄의 노드 또는 교차 조직으로 분리하여 최소 60mm의 간격을 확보할 수 있습니다.
이 경우 리브의 중간점 또는 노드에 점을 표시하고 게이지 길이는 그리드 간격의 정수 배수여야 합니다.
공칭 게이지 길이를 ±1mm의 정확도로 측정합니다.
3차원 지오그리드의 경우, 각 시편의 폭은 200mm 이상이어야 하며 클램프 간격은 100mm 이상이어야 합니다. 시편을 절단하고 그림 4 및 5에 따라 시편의 너비를 측정합니다.
연신율 측정을 위한 표시 지점은 시료 노드의 중앙에 표시해야 하며 최소 1개 노드 또는 교차 조직으로 분리해야 합니다.
필요한 경우 마킹 포인트를 여러 줄의 노드 또는 교차 조직으로 분리하여 최소 60mm의 간격을 확보할 수 있습니다.
이 경우 마킹 포인트는 리브의 중간 지점에 유지해야 하며, 간격 길이는 그리드 간격의 정수 배수여야 합니다.
공칭 간격 길이를 ±1mm로 정확하게 측정합니다.
테스트용 습식 시편
최대 습하중과 최대 건하중이 모두 필요한 경우 시편의 길이는 지정된 길이의 두 배 이상이어야 하며, 시편에 번호를 매기고 중간에서 습식 시험용과 건식 시험용 시편 2개를 절단해야 합니다. 시편 번호는 각 시편에 표시해야 합니다.
습식 수축이 심한 토목 합성물의 경우, 인장 강도는 최대 습식 하중과 습기 조절 후 침지 전 초기 폭을 기준으로 ±1mm의 정확도로 측정해야 합니다.
습식 시편
일반
습식 시편 및 시험은 표준 대기 조건에서 수행됩니다. 최소 2시간 간격으로 연속 계량할 때 시료의 질량 변화가 시료 질량의 0.25%를 초과하지 않으면 시료가 적절하게 컨디셔닝된 것으로 간주합니다.
습식 테스트 조건
습식 시험에 사용되는 시편은 시편을 완전히 적시기에 충분한 (20±2)°C의 온도에서 최소 24시간 동안 물에 담가야 합니다. 시편을 완전히 적시기 위해 0.05%를 초과하지 않는 비이온성 습윤제를 물에 첨가할 수 있습니다.
테스트 단계
1. 테스트 머신 설정
테스트 전에 클램프 게이지를 (100±3) mm로 조정하고(윈치 클램프를 사용하는 지오신세틱 및 지오그리드 제외), 힘 값이 10N으로 정확하도록 테스트 기계의 하중 범위를 선택합니다.
연신율이 εm＞5%인 토목용 합성물의 경우 시료의 연신율이 게이지 길이의 (20±5)%/min이 되도록 시험기의 인장 속도를 설정하고, 연신율이 εm≤5%인 토목용 합성물의 경우 모든 시료의 평균 파열 시간이 (30±5)s가 되도록 적절한 인장 속도를 선택합니다.
젖은 샘플은 제거 후 3분 이내에 테스트합니다.
2. 시편을 고정합니다.
클램프에 시편을 중앙에 고정합니다. 세로 및 가로 테스트의 경우 시편의 길이 방향은 하중 방향과 평행합니다.
적절한 접근 방식은 시편 너비에 걸쳐 미리 그려진 두 개의 마킹 라인이 위쪽 및 아래쪽 클램프의 가장자리와 최대한 일치하도록 100mm 간격으로 배치하는 것입니다.
3. 신장계 설치
시편에 60mm 간격(각각 시편 중앙에서 30mm)으로 마킹 포인트를 설정하고 신장계를 고정합니다.
4. 인장 특성 결정
시험기를 시작하고 예상 최대 하중의 1%의 예압을 가하여 초기 연신율 시험의 시작점을 결정합니다. 시편이 파단될 때까지 하중을 계속 가합니다.
테스트를 중지하고 척을 초기 위치로 되돌립니다. 최대 하중을 기록하고 보고합니다(10N/m까지 정확). 연신율을 소수점 이하 한 자리까지 정확하게 기록합니다.
테스트 중 관찰된 시편 조건, 지오신세틱의 고유한 가변성 및 관련 규정에 따라 테스트 결과를 거부할지 여부를 결정합니다.
5. 연신율 결정
적절한 기록 장치를 사용하여 특정 하중에서 시편의 실제 게이지 길이의 증가를 측정합니다.
테스트 결과 계산
1. 인장 강도
시험기에서 얻은 데이터를 공식 (1)에 대입하여 각 샘플의 인장 강도 Tmax를 계산합니다.
（1）Tmax = Fmax X c
Fmax - 기록된 최대 부하, kN 단위입니다.
C - 적절한 공식 (2) 또는 (3)을 사용하여 계산합니다.
직조 지오텍스타일, 부직포 지오텍스타일, 편직 지오텍스타일, 지오넷, 지오매틱스, 점토 지오멤브레인, 배수 복합재 및 트라이그리드 및 기타 제품용입니다:
（2）C = 1 / B
B - 패턴의 공칭 너비(미터)입니다.
（3）c = Nm / n
Nm - 샘플의 폭 1m 내에서 인장 단위의 수입니다.
n - 실제 샘플의 인장 단위 수입니다.
복합 제품의 경우 주 하중 지지 장치에 따라 공식 (2) 또는 공식 (3)을 선택합니다. 이중 피크 곡선이 있는 제품(예: 그림 7)의 경우 두 피크에 해당하는 결과를 별도로 계산해야 합니다.
2. 최대 하중에서의 연신율
각 샘플의 최대 하중 하에서 연신율을 백분율로 표시(예: 그림 8의 AF)하여 0.1%까지 정확하게 기록합니다. 최대 하중에서의 연신율은 공식 (4)에 따라 계산할 수 있습니다:
（4）e 최대 = (△L - Lo') / Lo x 100
e 최대 - 최대 하중에서의 연신율, %.
L - 최대 하중에서의 연신율, mm.
Lo' - 프리로드에 도달했을 때의 신장률, mm.
Lo - 실제 간격 길이, mm.
3. 공칭 강도에서의 연신율
각 시편의 공칭 강도에서 연신율을 백분율로 표시하여 0.1%까지 정확하게 기록합니다.
4. 절단 계수
특정 연신율에서의 강도를 결정하고 공식 (5)에 따라 이 특정 연신율에서의 절삭 계수를 계산합니다.
（5）J = F x c x 100 / e
J - 세컨트 계수, kN/m.
F - 연신율 e에서 측정한 강도, kN.
C - 적절한 공식(2) 또는 공식(3)에 따라 계산합니다.
e - 특정 연신율, %.
5. 평균값 및 변동 계수
세로 또는 가로 방향으로 각각 두 그룹의 시편의 인장 강도, 최대 하중 하에서의 연신율, 세컨트 계수의 평균값과 변화 계수를 계산합니다.
인장 강도와 세컨트 계수는 세 자리 수까지 정확하고, 연신율은 1%까지 정확하며, 변동 계수는 0.1%까지 정확합니다.
요약
위는 토목 합성 섬유 광폭 스트립 인장 시험 방법의 설계에 대한 일반적인 내용입니다. 아직 상세히 나열되지 않은 세부 사항과 구현이 많이 있습니다. 이에 대해 관심이 있으시면 언제든지 문의하여 자세한 데이터와 내용을 확인하시기 바랍니다.
