Geosyntetika je všeobecný pojem pre rôzne výrobky zo syntetických materiálov, ktoré sa používajú v geotechnickom a inžinierskom staviteľstve. Syntetika sú vysokomolekulárne polyméry, ktoré sa vyrábajú z chemických látok získavaných z uhlia, ropy, zemného plynu alebo vápenca a ďalej sa spracovávajú na vlákna alebo syntetické dosky a nakoniec sa z nich vyrábajú rôzne výrobky. Geosyntetiká majú mnoho mechanických vlastností. Pri skúšaní ich materiálových vlastností a kvality výrobkov patria medzi skúšobné položky najmä pevnosť v ťahu, pevnosť v pretrhnutí, pevnosť v roztrhnutí, trecia schopnosť atď.
Rozsah použitia
Táto metóda sa vzťahuje na ťahové skúšky väčšiny geosyntetických materiálov vrátane tkané geotextílie, netkané geotextílie, pletené geotextílie, geokompozity, geonety, geomatika a výrobky z kovových vlákien. Je tiež použiteľný na geomreže a geotextílie s podobnou štruktúrou oka, ale môže byť potrebné upraviť veľkosť vzorky. Nevzťahuje sa na polymérové alebo asfaltové geomembrány, ale vzťahuje sa na hlinené geomembrány.
Experimentálne normy
Vychádza z noriem GB/T15788 a ISO10319 ako skúšobnej metódy na ťahové skúšky geosyntetiky.
Testovacie zariadenia a činidlá
Elektronický ťahový stroj
Elektronický ťahový stroj sa vyznačuje kompaktnou konštrukciou a jednoduchým používaním. Môže sa používať na skúšky ťahom, tlakom, ohybom, strihaním, odlupovaním, trhaním a inými skúškami sily s maximálnym zaťažením 100 kN.
Upevnenie geotextílie v ťahu
Testovanie charakteristík predĺženia geotextílií a iných vzoriek textilných tkanín.
Pneumatické zariadenie na praskanie geotextílií
Používa sa na skúšky geotextílií na roztrhnutie a prerazenie.
Extenzometer
Extenzometer môže vykonávať opakované axiálne ťahové skúšky a používa sa najmä na testovanie deformácie rôznych materiálov vrátane kovových materiálov, plastových materiálov, kompozitných materiálov atď.
Činidlá
Destilovaná voda a neiónové zmáčadlo (všeobecný polyoxyetylénglykolalkyléter s objemovým pomerom 0,05%) sa používajú len na namáčanie vzoriek.
Príprava skúšobnej vzorky
Počet testovaných vzoriek
Odrežte najmenej 5 vzoriek v pozdĺžnom smere (MD) a v priečnom smere (CMD).
Veľkosť testovaných vzoriek
① Netkané geotextílie, pletené geotextílie, geonety, geonetové rohože, hlinené geomembrány, drenážne kompozitné materiálya ďalšie produkty
Konečná šírka každej vzorky je (200 ± 1) mm, dĺžka vzorky zodpovedá rozstupu svoriek 100 mm a smer jej dĺžky je rovnobežný so smerom pôsobiaceho zaťaženia.
② Tkané geotextílie
V prípade tkaných geotextílií rozrežte každú vzorku na šírku približne 220 mm a potom odstráňte približne rovnaký počet bočných priadzí z oboch strán vzorky, aby ste získali menovitú šírku vzorky (200 ± 1) mm.
③Jednosmerné, obojsmerné a štvorsmerné geomreže
V prípade jednosmerných, obojsmerných a štvorsmerných geomreží nesmie byť šírka každej vzorky menšia ako 200 mm a musí byť dostatočne dlhá na to, aby spĺňala rozstupy medzi svorkami najmenej 100 mm.
Odrežte všetky rebrá 10 mm od akéhokoľvek uzla. (V prípade jednosmerných geomreží s rozstupom uzlov ≤ 10 mm by šírka pripravenej vzorky mala byť o 2 rebrá väčšia ako požadovaná šírka vzorky. Po upnutí vzorky do čeľustí odrežte prebytok na oboch koncoch.)
Výpočet výsledku skúšky (pevnosti) by sa mal vzťahovať na počet úplných ťahových rebier na jednotku šírky.
Vzorka by mala obsahovať aspoň jeden rad uzlov alebo krížových tkanív okrem uzlov alebo krížových tkanív, ktoré drží svorka (ako je znázornené nižšie).
Ak je priečna rozteč výrobku menšia ako 75 mm (priečna rozteč: vzdialenosť medzi začiatočným bodom jedného rebra (jednotky nesúcej silu) a začiatočným bodom nasledujúceho rebra), v smere šírky by mali byť aspoň 4 úplné ťahové jednotky (ťahové rebrá).
Ak je priečna rozteč 75 mm≤＜120 mm, mali by byť zahrnuté aspoň 2 kompletné ťahové jednotky.
Ak je priečna rozteč väčšia ako 120 mm, požiadavky na skúšku môže splniť 1 kompletná ťahová jednotka.
Body na meranie predĺženia by sa mali vyznačiť v strede rebier v ťahu v strednom rade vzorky. Dva označovacie body by mali byť od seba vzdialené najmenej 60 mm a mali by byť od seba vzdialené najmenej 1 uzol alebo priečne tkanivo.
V prípade potreby môžu byť označovacie body oddelené viacerými radmi uzlov alebo krížovými tkanivami, aby sa dosiahol minimálny odstup 60 mm.
V tomto prípade označte body v stredových bodoch alebo uzloch rebier a dĺžka meradla by mala byť celočíselným násobkom rozstupu mriežky.
Nominálnu dĺžku meradla zmerajte s presnosťou ±1 mm.
V prípade trojrozmernej geomreže musí byť každá vzorka široká najmenej 200 mm a musí mať dostatočnú dĺžku na dodržanie rozstupu svoriek najmenej 100 mm. Vzorku rozrežte a zmerajte jej šírku podľa obrázkov 4 a 5.
Označenie bodu na meranie predĺženia by malo byť vyznačené v strede uzla vzorky a malo by byť oddelené aspoň 1 uzlom alebo krížom tkaniva.
V prípade potreby môže byť bod značenia oddelený viacerými radmi uzlov alebo krížovým tkanivom, aby sa dosiahol minimálny odstup 60 mm.
V tomto prípade by sa mal bod označenia nachádzať v strede rebra a dĺžka rozstupu by mala byť celočíselným násobkom rozstupu mriežky.
Presne zmerajte menovitú dĺžku rozstupu s presnosťou ±1 mm.
⑤ Mokré vzorky na testovanie
Ak sa vyžaduje maximálne zaťaženie za mokra aj maximálne zaťaženie za sucha, dĺžka vzorky musí byť najmenej dvojnásobná ako stanovená dĺžka, vzorka sa očísluje a zo stredu sa odrežú dve vzorky, jedna na skúšku za mokra a jedna na skúšku za sucha. Číslo vzorky sa vyznačí na každej vzorke.
Pri geosyntetikách so silným zmrašťovaním sa pevnosť v ťahu meria na základe maximálneho zaťaženia za mokra a počiatočnej šírky pred nasiaknutím po úprave vlhkosťou s presnosťou ±1 mm.
Mokré vzorky
Všeobecné
Mokré vzorky a testy sa vykonávajú za štandardných atmosférických podmienok. Vzorka sa považuje za správne kondicionovanú, ak zmena hmotnosti vzorky pri postupnom vážení v intervaloch najmenej 2 hodín nepresiahne 0,25% hmotnosti vzorky.
Podmienky mokrého testu
Vzorky použité na mokré skúšky sa ponoria do vody s teplotou (20 ± 2) °C na najmenej 24 hodín, čo postačuje na úplné zmáčanie vzorky. Na úplné zmáčanie vzorky sa do vody môže pridať neiónové zmáčadlo, ktorého koncentrácia nepresahuje 0,05%.
Testovacie kroky
1. Nastavenie testovacieho stroja
Pred skúškou nastavte meradlo svorky na (100 ± 3) mm (okrem geosyntetických a geomreží, ktoré používajú svorky navijaka) a vyberte rozsah zaťaženia skúšobného stroja tak, aby bola hodnota sily presná na 10 N.
Pre geosyntetiká s predĺžením εm＞5% nastavte rýchlosť ťahu skúšobného stroja tak, aby rýchlosť predĺženia vzorky bola (20±5)%/min dĺžky meradla; pre geosyntetiká s predĺžením εm≤5% vyberte vhodnú rýchlosť ťahu tak, aby priemerný čas pretrhnutia všetkých vzoriek bol (30±5)s.
Mokrá vzorka sa testuje do 3 minút od odobratia.
2. Upnite vzorku
Vzorku upnite do svorky tak, aby bola vycentrovaná. Upozorňujeme, že smer dĺžky vzorky pri pozdĺžnych a priečnych skúškach je rovnobežný so smerom zaťaženia.
Vhodným prístupom je, aby sa dve vopred nakreslené označovacie čiary na šírku vzorky a vo vzdialenosti 100 mm od seba čo najviac zhodovali s okrajmi hornej a dolnej svorky.
3. Inštalácia extenzometra
Na vzorke nastavte označovacie body v 60 mm intervaloch (30 mm od stredu vzorky) a upevnite extenzometer.
4. Stanovte ťahové vlastnosti
Spustite skúšobný stroj a aplikujte predbežné zaťaženie 1% očakávaného maximálneho zaťaženia, aby ste určili počiatočný bod počiatočnej skúšky predĺženia. Pokračujte v zaťažovaní, kým sa vzorka nepretrhne.
Zastavte test a vráťte skľučovadlo do pôvodnej polohy. Zaznamenajte a uveďte maximálne zaťaženie (s presnosťou na 10 N/m); zaznamenajte predĺženie s presnosťou na jedno desatinné miesto.
Na základe pozorovaných podmienok vzorky počas skúšky, jedinečnej variability geosyntetiky a príslušných predpisov určte, či by sa výsledky skúšky mali zamietnuť.
5. Určenie predĺženia
Pomocou vhodného záznamového zariadenia zmerajte prírastok skutočnej dĺžky meradla vzorky pri akomkoľvek konkrétnom zaťažení.
Výpočet výsledkov testov
1. Pevnosť v ťahu
Údaje získané zo skúšobného stroja dosaďte do vzorca (1) a vypočítajte pevnosť v ťahu Tmax každej vzorky.
（1）Tmax = Fmax X c
Fmax - maximálne zaznamenané zaťaženie v kN.
C - Vypočíta sa podľa príslušného vzorca (2) alebo (3).
Pre tkané geotextílie, netkané geotextílie, pletené geotextílie, geonety, geomembrány, hlinené geomembrány, drenážne kompozity a trojsieťky a iné výrobky:
（2）C = 1 / B
B - menovitá šírka vzoru v metroch.
（3）c = Nm / n
Nm - počet ťahových jednotiek v rámci 1 m šírky vzorky.
n - počet ťahových jednotiek v skutočnej vzorke.
V prípade zložených výrobkov vyberte vzorec (2) alebo vzorec (3) podľa hlavnej nosnej jednotky. V prípade výrobkov s krivkou s dvojitým vrcholom (ako napríklad na obrázku 7) by sa výsledky zodpovedajúce dvom vrcholom mali vypočítať samostatne.
2. Predĺženie pri maximálnom zaťažení
Zaznamenajte predĺženie pri maximálnom zaťažení každej vzorky vyjadrené v percentách (ako AF na obrázku 8) s presnosťou na 0,1%. Predĺženie pri maximálnom zaťažení sa môže vypočítať podľa vzorca (4):
（4）e max = (△L - Lo') / Lo x 100
e max - predĺženie pri maximálnom zaťažení, %.
△L - predĺženie pri maximálnom zaťažení, mm.
Lo' - predĺženie pri dosiahnutí predpätia, mm.
Lo - skutočná dĺžka intervalu, mm.
3. Predĺženie pri menovitej pevnosti
Zaznamenajte predĺženie pri menovitej pevnosti každej vzorky vyjadrené v percentách s presnosťou na 0,1%.
4. Rezný modul
Určte pevnosť pri určitom predĺžení a vypočítajte modul rezu pri tomto určitom predĺžení podľa vzorca (5).
（5）J = F x c x 100 / e
J - modul sekancie, kN/m.
F - Pevnosť meraná pri predĺžení e, kN.
C - Vypočíta sa podľa príslušného vzorca (2) alebo vzorca (3).
e - Špecifická elongácia, %.
5. Priemerná hodnota a variačný koeficient
Vypočítajte priemernú hodnotu a variačný koeficient pevnosti v ťahu, predĺženia pri maximálnom zaťažení a sekančného modulu dvoch skupín vzoriek v pozdĺžnom, resp. priečnom smere.
Pevnosť v ťahu a sekančný modul sú presné na tri platné čísla, predĺženie je presné na 1% a variačný koeficient je presný na 0,1%.
Zhrnutie
Vyššie je uvedený všeobecný obsah návrhu metódy skúšky ťahom širokého pásu geosyntetiky. Existuje ešte mnoho detailov a realizácií, ktoré nie sú podrobne uvedené. Ak vás to zaujíma, neváhajte nás kontaktovať, aby sme vám poskytli podrobné údaje a obsah.
