纤维增强热固性塑料管平行板外载性能试验方法

本标准适用于测定通过两平行加载板对纤维增强热固性塑料管施加径向载荷时管的刚度、刚度因子、载荷-变形曲线以及出现显著性事件时的载荷和变形。 1术语定义在本标准中所用主要术语定义如下： 1.1管径变化量：沿加载方向测得的管内径的变化量。 1.2管径向变形率：管径变化量与初始内径的百分比。 1.3线载荷：产生一个给定的管径向变形率，需施加于管单位长度上的载荷值。 1.4平均半径：平均外径一平均壁厚之差的二分之一，即管壁中心半径。 1.5管刚度：线载荷除以相应的管径变化量所得的值。 1.6刚度齿子：管刚度与0.149r[3]的乘积。 1.7管显著性事件：指管内衬开裂或龟裂、管壁开裂或分层等。 a.内衬开裂或龟裂：在管内衬上出现可见裂纹或网状细裂纹； b.管壁开裂：在管壁上出现可见裂纹； c.管壁分层：在管壁中出现可见分层。 2试样 2.1试样的最小长度应是管的公称直径的3倍，或30cm，取其中较小值。对公称直径大于1 50cm的试样，其取小长度为公称直径的20%。应修约为整数。 2.2每组试样至少为三根。 2.3应垂直切割试样端部，其切割面应无毛剌和锯齿边缘。 2.4为防止沿试样长度方向载荷分布不均匀，在不损伤增强材料条件下，若试样与加载板接触部位不平整应予打磨或喷砂。 3试验条件及设备 3.1试样至少在温度为23±2℃环境中存放4h，并在相同环境下进行试验。 3.2仲裁试验时，试样至少在温度为23±2℃和相对湿度为50±5%的环境中存放40h，并在同样环境下进行试验。 3.3试验设备按GB 1446—83《纤维增强塑料性能试验方法总则》第5章规定。 3.4加载板：对试样施加径向载荷的两块互相平行的钢板。与试样相接触的板面应平整、光滑。板的厚度不小于6mm，以保证有足够的刚度。板的长度应不小于试样长度，宽度应不小于试样达最大径向变形时与加载板的接触宽度加15mm。 3.5加载形式如下图所示： 3.6加载速度为10～20mm/min。 3.7变形测量仪表应精确到0.25mm。 4试验步骤 4.1按2.3和2.4规定制备试样。 4.2按GB 1446—83 2.1的规定检查试样外观。 4.3按3.1或3.2的规定对试样进行状态调节。 4.4将合格试样编号，测量试样尺寸，测量精度除长度为1mm外，其它均为0.02mm。 4.4.1至少沿圆辕四等分间隔测量试样长度，取平均值。 4.4.2任取一端面至少八等分间隔测量壁厚和内衬层厚度，分别取平均值。 4.4.3确定试样的平均内径 4.4.3.1对外径控制管，在试样三个不同截面的位置上，分别测量相互垂直两个方向上的外径取平均值为平均外径，再减去两倍平均壁厚，算出试样的平均内径。 4.4.3.2对内径控制管，测量试样每一端面互相垂直的两个方向上的内径，取平均值。 4.5将试样置于下加载板的中心位置。 4.6安装变形测量仪表于合适位置。施加初载使上加载板与试样接触。检查并调整变形测量系统，使整个系统处于正常工作状态，此时作为测量变形的起点。 4.7按3.5规定的加载速度，对试样加载。 4.8测定载荷-变形曲线时可采用连续测量或间隔测量。间隔测量的变形增量应不大于试样平均内径的5%。 4.9注意观察出现的第一个显著性事件，及时记录事件的类型、位置以及相应的载荷和变形。 4.10当出现下列情况之一时，应中断试验： a.变形增加而载荷不增加。 b.试样变形已达到平均内径的30%或所规定的最大变形。 5计算 5.1管刚度按式(1)计算： F PS=------……………………………………………(1)△Y式中：PS——与管径变化量△Y相对应的管刚度，kPa(kgf/cm[2])；△Y——管径变化量，mm(cm)； F——与管径变化量△Y相对应的线载荷，N/m(kgf/cm)。 5.2刚度因子按式(2)计算： SF=0.149r[3]·PS…………………………………………(2) D-t d+t r=-----或r=------………………………………………(3) 2 2式中：SF——与管刚度PS相对应的刚度因子，kPa·mm[3](cm[3]·kgf/cm[2])； PS——同式(1)； r——平均半径，mm(cm)； D——试样平均外径，mm(cm)； d——试样平均内径(对有内衬层管材，试样平均内径应加上两倍的内衬层厚度)，mm (cm)； t——试样平均壁厚(对有内衬层管材，试样平均壁厚应减去内衬层厚度)，mm(cm)。 5.3管径向变形率按式(4)计算：△Y P＝-------×10……………………………………(4) d式中：P——管径向变形率，%；△Y——同式(1)； d——同式(3)。 6试验结果给出每根试样的以下全部或部分试验结果： 6.1记录出现第一个显著性事件的类型、位置以及相应的载荷和变形。 6.2注明中断试验的原因。 6.3给出每个试样在管径向变形率为5%和10%的刚度和刚度因子；当显著性事件出现在管径向变形率小于5%时应给出出现显著性事件时的刚度和刚度因子。 6.4给出载荷-变形曲线，在曲线上标出出现显著性事件的位置。 7试验报告除试验结果按第6章外，其它按GB 1446—83第7章规定。 ____________________附加说明：本标准由国家建筑材料工业局提出，由全国纤维增强塑料标准化技术委员会归口。本标准由国家建筑材料工业局北京玻璃钢研究所、机械工业部上海材料研究所和城乡建设环境保护部哈尔宾建筑工程学院共同起草。本标准主要起草人汪振华、何小元、朱莉珍、施咏玉、赵景海、何守俭。本标准等效于美国试验与材料协会标准ASTMD 2412—77《平行板加载测定塑料管外载特性标准方法》。但适和范围仅为纤维增强热固性塑料管。