QBT 2854-2007 塑料土工格柵蠕變試驗和評價方法

中華人民共和國輕工行業(yè)標準塑料土工格柵蠕變試驗2007-05-29發(fā)布2007-12-01實施中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會發(fā)布1QB/T2854-2007塑料土工格柵蠕變試驗和評價方法本標準規(guī)定了塑料土工格柵蠕變試驗和評價方法。本標準適用于塑料土工格柵蠕變強度的測定和評價。2規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內容)或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據本標準達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標準。GB/T17689—1999土工合成材料塑料土工格柵GB/T15788-2005土工布及其有關產品寬條拉伸試驗方法ISO13431:1999土工布及相關產品拉伸蠕變和蠕變斷裂的測定3符號定義P——蠕變測試中施加的荷載，單位為千牛每米(kN/m)。(P/T?v)10%蠕變測試在設計年限中達到10%應變的設定荷載比，無量綱。(P/T?v)rup蠕變測試在設計年限中斷裂時的設定荷載比，無量綱.Pau容許荷載(在設計年限中達到失效應變的荷載的95%置信下限值),單位為千牛每米Toso拉伸強度的95%置信下限值，單位為千牛每米(kN/m). tioo蠕變測試中達到10%應變的時間，單位為小時(h).tn蠕變測試中達到斷裂的時間，單位為小時(h)。RF考慮蠕變數(shù)據外推影響因素的折減系數(shù)，無量綱.SF?02從40℃到20℃的時間轉換因子4原理10%應變或斷裂)的時間(t)。2QB/T2854-2007定，通常為1×10?h或110年。公式(1)計算 (1)54取樣方法見附錄A。6拉伸試驗溫度要求：恒定溫度，溫度控制±2℃,測量精度為±01%,質量精度：1%。試樣夾持應可靠，不應有兩個相同的測試荷載比如果需要同時測量達到10%應變和斷裂的數(shù)據，可以簡單地將測試荷載的范圍加大。如要測量HDPE格柵在20℃時的達到10%應變和斷裂的時間，其測試荷載比可以為40%～60%。3QB/T2854-2007表1蠕變測試過程中施加的荷載聚合物溫度/℃確定達到10%應變的時間的蠕變測試荷載比(P/Tav)1%確定達到斷裂的時間的蠕變測試荷載比(P/Tav)1%高密度聚乙烯45～6050～6540～5535～5040～5530～4535～5025～4030～45聚丙烯30～6035～6525～5530～6020～5025～5520～50 44QB/T2854-200748數(shù)據處理81有高溫測試數(shù)據時的時間轉換因子的計算根據不同溫度下應變一時間對數(shù)的曲線，分別得到在不同荷載比下到達失效應變(如10%應變，也可以是其他應變或斷裂)的時間并列表。表2不同溫度不同載荷比失效應變時間達到失效應變(如10%)的時間tio%/hA?A?A?A?A?A?20℃時的測試40℃時的測試50℃時的測試t1?SF?0-20=(t?/ts+t?/t?)/2SFso-40=(t?/tg+tg/tio)/282將高溫下的數(shù)據轉換成設計溫度下的值如設計溫度是20℃,則不同荷載比下到達失效應變(如10%,也可以是其他應變或斷裂)的時間，表320℃不同載荷比失效應變時間P/TA?A?A?A?AsA?A?A?20℃40℃ts×SF?0→20t6×SF?0→20SF?0-2Ctg×SF40→2050℃tg×SFso→20to×SFso→20tn×SFso→20SF?0→2083數(shù)據外推處理根據表3轉換后(如僅有20℃測試，則僅用20℃下的值)得到的數(shù)據，轉換成對數(shù)值(logio),繪——x軸為測試荷載比(P/Tv)的對數(shù)值，線性比例；——y軸為“達到失效應變(如10%或斷裂)的時間”的對數(shù)值，線性比例。應的值就是在設計年限中達到失效應變(如10%或斷裂)的荷載值，表示為logio(P/T)?0%或log?o5QB/T2854-2007——外推的長度(基于實測的時間數(shù)據，從最長的實測試驗持續(xù)時間外推至設計年限的時間長度的對數(shù)值);外推方法與在實際的測試時間上外推的長度有關的RF值1log單位3從高溫下的數(shù)據轉換至或超過設計年限僅從設計溫度下測試得到的數(shù)據進行線性外推不允許a1)對超過實際測試時間，又不在上表所述單位內的數(shù)據外推，采用線性內插的方法確定適當?shù)腞F。值2)僅從設計下測試得到的數(shù)據進行線性外推，2個以上log單位的外推是不允許的3)采用高溫下數(shù)據進行線性外推，3個以上log單位外推是不允許的可以按公式(4)計算：可以按公式(4)計算：)達到失效應變的時間(t)與設定荷載比(P/T)數(shù)據的表格和對數(shù)曲線。6外側兩根肋條剪斷，對另外3根肋條加載。為了與之匹配，從相同的5根肋條上裁取5個樣品做拉伸7圖A1~選取測試樣品的方法8(資料性附錄)測試樣品變異性的案例記錄B1本附錄顯示了一個研究蠕變測試和相關的拉伸試驗的案例記錄。附錄A中推薦的裁取測試樣品的方式就以此為基礎。通過試驗，研究沿著格柵橫向的變異性。從HDPE格柵的整個卷寬方向的平行位置裁取8個蠕變試驗樣品(每個樣品有5根肋條寬，將外側肋條剪斷)。對于每一個蠕變試樣，沿著縱向方向，從相同的5根肋條上再裁取5個拉伸試驗樣品，如圖A1所示。B2按照ISO13431-1999規(guī)定的方法對8個試驗樣品(C1～C8)進行蠕變測試。所有測試均在20℃下進行，測試荷載為283kN/m。試驗一直持續(xù)到發(fā)生斷裂。測試結果如圖B1所示。從中可以清晰地看到8個樣品很明顯的差異，達到某一特定的應變的時間差別可在10倍左右。時間/h圖B18個平行試樣的應變與時間的關系(C1～C8)B3測試樣品提供的拉伸強度的下限值為60kN/m。對按照上文所述方式準備的5個測試樣品進行拉伸試驗。測試方法為GB/T15788-2005,考慮測試樣品的寬度較窄(5個肋條寬，外側肋條被剪斷),試驗中要進行調整。表B1中對拉伸試驗和蠕變試驗中的結果進行了小結。表B1樣品C1～C8的平均拉伸強度、達到10%應變的時間和斷裂的時間樣品平均拉伸強度Tv/(kN/m)達到10%應變的時間t1o/b斷裂的時間trp/h9B4表B.1中的數(shù)據顯示較小的拉伸強度對應于較短的達到10%應變和斷裂的時間。將數(shù)據繪制在圖B2中，對蠕變測試荷載用每個樣品測試的拉伸強度進行規(guī)化。從中可以發(fā)現(xiàn)實際的數(shù)據P/Ty與達到10%應變和斷裂的時間之間有很好的關聯(lián)關系。0達到10%應變的時間和斷裂的時間(10%/h;trmp/h)圖B2樣品C1～C8達到10%應變和斷裂的荷載與時間的關系B5這個案例可以證明，若要將蠕變測試荷載以拉伸強度進行規(guī)化，就必須測量與蠕變測試樣品相同肋條(沿著格柵卷的縱向)的拉伸強度。這樣，即便在卷寬方向存在變異性，P/T的值也是一致的，以此確保蠕變特性與施加的荷載之間有可靠的關聯(lián)。附錄A中建議的選取格柵試樣的方法就是以此為基應變/%應變/%變定義為10%應變。C23個蠕變試驗的結果見圖C.1,蠕變測試荷載為拉伸強度的40%,50%和60%,從這些數(shù)據中對達到10%應變的時間進行評估，在表C1中小結。圖C1HDPE格柵在20℃下的蠕變測試結果P/Tav達到10%應變的時間t10%/h20℃時的測試log?o(20℃時的測試值)-0154940414C3既然兩個坐標軸是線性的，因此圖C.2中顯示的線性關系可以用簡單的線性方程式定義y=-23914x+42298……(C.1)圖C2HDPE格柵在20℃下達到10%應變時荷載與時間的關系如圖loglo(P/Tv)=15179,則P/Tv=3295%~或-03295?！璂1對某一PP格柵取4個試樣在20℃下進行蠕變試驗，另4個試樣在40℃下進行蠕變試驗。從其拉伸強度記錄中提取T9s%為50kN/m。要確定20℃時設計年限為10?h的允許設計強度(Pal)(95%置信下限)。失效應變定義為30%應變。圖D1PP格柵在20℃下的蠕變測試結果蠕變測試荷載比為30%,40%,50%和60%。40℃下的4個蠕變測試結果見圖D2,蠕變測試荷載比為20%,30%,40%和50%。從這些數(shù)據中，對達到30%應變時表D1從蠕變曲線中截取的達到30%應變的時間和轉換因子的確定P/Tv達到30%應變的時間t3o%/h40%logio(P/Tav)20℃下的則試44040℃下的則試轉換因子SF40→2(將40℃數(shù)據轉換為20℃數(shù)據50739253695log?o(20℃的測試值’264353089937076log?o(從40℃轉換至20℃的值)309203705344043SF?0→20=t30%[20℃]/30%[40℃]=1230/95=1295測試荷載比P/Ty=50%SF40-20=130%[20℃]/t30[40℃]=5100/39=1308測試荷載比P/Tav=40%SFav=[1295+1308]/2=1301130%[20℃]=130%[40℃]×SFay=95×1301=123595t?0%[20℃]=130%[40℃]×SFav=39×1301=50739t30%[20℃]=t30%[40℃]×SFa=195×1301=253695測試荷載比P/Tav=50%測試荷載比P/Tav=30%這些計算值添加至表D1中。將荷載比(P/Tv)和達到30%應變的時間(t3o%)轉換成對數(shù)值(logto),——y軸為達到30%應變的時間的對數(shù)值，線性比例。D3既然兩個坐標軸是線性的，因此圖D3中顯示的線性關系可以用簡單的線性方程式定義：y=log?o(t30%)。這個公式可以用來計算在整個設計年限10h時候達到30%應變的荷載比(P/T)30%。x=(y-1318/-59285=(6-1318/-59285=12111…(D2)圖D3中以正方形符號來表示10?h的值。如圖logn(P/TN)=12111,P/Tα=1626%或01626.QB/T2854-2007的荷載值的95%。y=-282x+51.9………………(E1)x=log?o(P/Tav)rup;y=logto(trup)。表E1從QA蠕變曲線中截取的達到斷裂時的時間和轉換因子P/Tav達到斷裂的時間trup/h20℃測試40℃測試時間轉換因子SF?0→2將40℃的數(shù)據轉換至20℃8log?o(20℃的則試值)logto(從40℃轉換至20℃的值)將表