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沥青路面用纤维 附录S 纤维断裂强度和断裂伸长率试验方法

时间:2020-09-12来源:泰鼎恒业浏览次数:

附录S
(规范性附录)
纤维断裂强度和断裂伸长率试验方法
S.1试验仪器
试验仪器及要求如下:
a)等速伸长拉伸试验机(CRE),要求如下:
——负荷测量:量程能适应试样最大荷载要求,误差应不大于0.1% ;分辨率0.001N;
——伸长测量:量程0mm - 100mm,误差应不大于0.05mm,分辨率1% ;
——夹持器:采用平板式夹持器,下夹持器下降速度连续可调;隔距2mm ~ 20mm连续可调,示 值误差应不大于0.2mm;下夹持器动程0mm ~ 100mm;
——具备负荷-伸长曲线储存、输出功能。
b) 烘箱:能够恒温 60℃±5℃、105℃ ±5℃和 210℃ ±5
S.2试验步骤
S.2.1 试样准备
按如下要求准备试样:
a) 在5个以上不同位置取大致等量样品组成约3g试样,当进行原样纤维断裂强度和断裂伸长率试验时,在105℃±5℃(聚合物纤维为60℃ ±5℃)烘箱内烘干2h,然后在干燥器中冷却至室温备用;当进行纤维耐热性试验时,将纤维置于210℃ ± 5℃烘箱内加热1 h后,然后在干燥器中冷却至室温备用;
b) 束状矿物纤维需分离出单根纤维后进行试验;单丝和膜裂网状聚合物纤维需分离出单根纤维后进行试验;
c) 取分离后的单根纤维,随机抽取50根为一组试样。
S.2.2试验参数设定
试验参数设定如下:
a) 拉伸速度参数设定:
1) 当试样的平均断裂伸长率小于8%时,拉伸速度为每分钟50%名义隔距长度;
2) 当试样的平均断裂伸长率为8% -50%时,拉伸速度为每分钟100%名义隔距长度;
3) 当试样的平均断裂伸长率大于或等于50%时,拉伸速度为每分钟200%名义隔距长度。
b) 名义隔距长度参数设定:
1) 当合成纤维的名义长度小于6mm时,名义隔距长度采用2mm;
2) 当合成纤维的名义长度为6mm〜10mm时,名义隔距长度采用3mm;
3) 当合成纤维的名义长度为10mm〜19mm时,名义隔距长度采用5mm;
4) 当合成纤维的名义长度大于19mm时,名义隔距长度采用10mmo
c) 预张力参数设定:
根据纤维线密度,按以下推荐值计算确定预张力,其中纤维线密度由厂家给定,或按GB/T 14335测定:
1) 束状矿物纤维,0.03cN/dtex 〜0.07cN/dtex ;
2) 聚酯纤维,0.15cN/dtex ~0.2cN/dtex;
3) 聚丙烯纤维,0.07cN/dtex ~0.13cN/dtex;
4) 聚丙烯腈纤维,0.07cN/dtex ~0.13cN/dtex;
5) 芳香族聚酰胺纤维,0.05cN/dtex ~ 0.08cN/dtexo
S.2.3试验步骤
试验步骤如下:
a) 检查钳口,确保钳口对正、平行,以保证试验时施加荷载不产生偏移;
b) 选择合适的张力夹,随机夹取一根纤维的一端,另一端在上夹持器中夹紧后放手,让张力夹自由下垂,以保证纤维沿轴向伸直,再夹紧下夹持器;
c) 在试样夹入夹持器时施加预张力,施加的预张力能够消除纤维卷曲又能够避免纤维产生伸长,不要用手触摸夹具之间试样;
d )开始拉伸试验,直到试样被拉断,记录断裂时荷载和断裂伸长值;试验时应防止夹具夹持处打滑或夹伤纤维;
e) 移动夹具回到零位,取下断裂的纤维试样;
f) 按附录H(聚丙烯腈按附录T)方法测定断裂纤维直径;对于膜裂网状纤维,应测定对应的单根纤维直径;
g) 在拉伸试验时仔细观察纤维断裂情况:当纤维断裂在钳口上(纤维断裂时看不出断裂端)或在夹持器中滑移的数量超过10% ,应检查和调试夹持器,重新试验;若不超过10%,则纤维断在钳口上或在夹持器中滑移的试样结果予以剔除。
S.3试验数据处理
S. 3.1单根纤维断裂强度按式(S.1)计算,准确至0.01MPa
        
式中:σi——第i根纤维的断裂强度(MPa);
         F——第i根纤维断裂时荷载(N);
        Di——第i根纤维的直径(mm)。
S.3.2断裂强度按式(S. 2 )计算,准确至0. 01MPao
                       (S.2)
式中σt——纤维的断裂强度(MPa);
        n——测定的纤维根数。
S.3.3单根纤维断裂伸长率按式(S.3)计算,准确至0.1。
                     (S.3)
式中:εi——第i根纤维断裂伸长率(% );
       Li——夹持器的断后隔距(mm);
      L0——夹持器的原始隔距(mm)。
S.3.4纤维断裂伸长率按式(S.4)计算,准确至0.1。
                             (S.4)

式中εt——纤维断裂伸长率。
S.3.5纤维断裂强度保留率按式(S.5)计算,准确至0.1。
         (S.5)
式中:P——纤维断裂强度保留率(% );
    σt——原纤维的断裂强度(MPa);
    σt——210℃加热1h后纤维的断裂强度(MPa)。
S.3.6纤维直径、断裂强度和断裂伸长率的标准差和变异系数按式(S.6)、(S.7)计算,准确至0.1。
        
式中:S——标准差;
       Xi——单根纤维的测定值;
       ——测定平均值;
     CV——变异系数。
S. 3.7当断裂强度、断裂伸长率测定值任何一项的变异系数大于30%时,则该组试验结果无效,应重新试验。