GBT21120-2007 水泥混凝土和砂浆用合成纤维.doc
ICS 91.100.90 Q 12 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 GB/T 211202007 水泥混凝土和砂浆用合成纤维 Synthetic fibres for cement,cement mortar and concrete 2007-11-01发布 2 0 0 8 - 0 6 - 0 1 实 施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布 GB/ T 211202007 目 次 前言 I 引言 Ⅱ 1 范围1 2 规范性引用文件 1 3 术语和定义 1 4 分类 3 5 要求 3 6 试验方法 4 7 检验规则7 8 标志、出厂、包装、运输、储存 8 附 录A 规范性附录 合成纤维断裂强度、初始模量和断裂伸长率试验方法 9 附 录B 规范性附录 水泥混凝土和砂浆用合成纤维耐碱性能试验方法 13 附录 C 规范性附录混凝土抗冲击性能试验方法冲压冲击试验法16 附 录D 资料性附录 混凝土抗冲击性能试验方法弯曲冲击试验法 18 图 A . 1 由负荷-伸长曲线确定初始模量的方法 10 图C. 1 混凝土冲压冲击试验装置示意图 16 图D. 1 混凝土弯曲冲击试验装置示意图 18 表 1 合成纤维的规格 3 表 2 合成纤维的性能指标 4 表 3 掺合成纤维水泥混凝土和砂浆性能指标 4 表 4 试验项目及所需数量6 GB/T 211202007 前 言 本标准主要参考了国内外标准及相关研究报告,根据我国混凝土工程实际应用要求和试验方法,在 试验验证的基础上制定的。 本标准附录 A、附录 B、附录 C 为规范性附录,本标准附录 D 为资料性附录。 本标准由中国建筑材料工业协会提出。 本标准由全国水泥制品标准化技术委员会SAC/TC 197归口。 本标准由苏州混凝土水泥制品研究院、苏州中材建筑建材设计研究院有限公司负责起草。 本标准参加起草单位余姚市交通设计院、北京中纺纤建科技有限公司、恒律发展有限公司、常州市 天怡工程纤维有限公司、深圳海川工程科技有限公司、深圳市维特耐工程材料有限公司、南京派尼尔科 技实业有限公司、济南金光达科贸有限责任公司、江苏海德新材料有限公司、泰安同伴工程塑料有限公 司 、 武 汉 汉 森 钢 纤 维 有 限 责 任 公 司 、 杭 州 华 驰 新 型 建 筑 材 料 有 限 公 司 、 江 苏 锦 华 建 筑 技 术 发 展 有 限 责 任 公 司 、 宁 波 大 成 新 材 料 股 份 有 限 公 司 、 射 阳 县 强 力 纤 维 制 造 有 限 公 司 、 绍 兴 市 巴 奇 新 型 建 材 有 限 公 司 、 丹 阳 合 成 纤 维 厂 、 常 州 第 二 纺 织 机 械 有 限 公 司 、 苏 州 东 得 新 型 建 材 有 限 公 司 、 国 家 水 泥 混 凝 土 制 品 质 量 监 督检验中心。 本标准主要起草人 谈永泉 、 岳秋辉 、 舒剑爽 、 陆仕详 、 谢彪 、 史小兴 、 王齐 、 何唯平 、 唐戴安 、 叶德平、 林轩羽、王自强、吴建铨。 本标准委托苏州混凝土水泥制品研究院、苏州中材建筑建材设计研究院有限公司负责解释。 本标准为首次发布。 I GB/T 211202007 引 言 水泥混凝土和砂浆用合成纤维是近年来发展迅速、应用量较大、起防裂、抗裂、增韧作用的高性能水 泥基复合新材料。为促进合成纤维材料的发展和混凝土行业的技术进步,适应我国纤维增强混凝土行 业快速发展的需要,特制定本标准。 在水泥混凝土和砂浆中掺加合成纤维如聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维 等可以不同程度地减少混凝土和砂浆的早期裂缝,提高混凝土的抗裂能力、抗渗性能、韧性、抗疲劳性 能、抗冲击性能等。水泥混凝土和砂浆用合成纤维,目前已应用于我国的水利、交通、军工、建筑等工程 中,取得了明显的社会和经济效益。 Ⅱ GB/T 211202007 水泥混凝土和砂浆用合成纤维 1 范围 本标准规定了水泥混凝土和砂浆用合成纤维的术语和定义、分类、要求、试验方法、检验规则、标志、 出厂、包装、运输、储存等。 本标准适用于在水泥混凝土和砂浆搅拌之前或拌制过程中加入的、能在混凝土和砂浆中均匀分散、 用以改善新拌混凝土和砂浆、硬化混凝土和砂浆性能的长度小于60 mm 的合成纤维。 本标准不适用于聚酯类纤维。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有 的 修 改 单 不 包 括 勘 误 的 内 容 或 修 订 版 均 不 适 用 于 本 标 准 , 然 而 , 鼓 励 根 据 本 标 准 达 成 协 议 的 各 方 研 究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 GB 175 通用硅酸盐水泥 GB/T 6672 塑料薄膜和薄片厚度测定 机械测量法GB/T 66722001,idt ISO 45931993 GB/T 6673 塑料薄膜和薄片长度和宽度的测定GB/T 66732001,idt ISO 49521992 GB 80761997 混凝土外加剂 GB/T 8170 数值修约规则 GB/T10685 羊毛纤维直径试验方法 投影显微镜法 GB/T 14337 合成短纤维断裂强力及断裂伸长试验方法 GB/T 14684 建筑用砂 GB/T 14685 建筑用卵石、碎石 GB/T 50080 普通混凝土拌合物性能试验方法标准 GB/T 500812002 普通混凝土力学性能试验方法标准 CECS 13 钢纤维混凝土试验方法 CECS 382004 纤维混凝土结构技术规程 JC 4741999 砂浆、混凝土防水剂 JGJ 55 普通混凝土配合比设计规程 JGJ 63 混凝土用水标准 JGJ 70 建筑砂浆基本性能试验方法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 合成纤维 synthetic fibre 以合成高分子化合物为原料制成的化学纤维。 3.2 聚丙烯纤维代号 PPF polypropylene fibre 由丙烯聚合成等规度97~98聚丙烯树脂后经熔融挤压法纺丝制成的纤维。 ] GB/T 211202007 3.3 聚丙烯腈纤维代号 PANF polyacrylonitrile fibre 由丙烯腈单体聚合或与其他单体共聚后再经纺丝制成的纤维。 3.4 聚酰胺纤维代号 PAF polyamide fibre 由聚酰胺树脂经熔融纺丝制成的纤维。可用于混凝土中的主要有尼龙6和尼龙66两种纤维。 3.5 聚乙烯醇纤维代号 PVAF polyvinyl alcohol fibre 以聚乙烯醇为主要原材料制成的纤维。 3.6 当量直径 identical diameter 异形、非圆截面的纤维按等面积原则折算为圆形截面后的计算直径。 3.7 单丝纤维 monofilament fibre 由相应的合成纤维基材经截面呈圆形或异形的喷丝头细孔压出,经后处理所制成的当量直径在 5 μm~100 μm单丝和束状单丝纤维。 3.8 膜裂网状纤维 fibrillated fibre 由相应的有机熔体经挤出裂膜和高倍拉伸取向后制成相互牵连的网状纤维束。 3.9 粗纤维 macro fibre 由相应的合成纤维基材经成形制成的当量直径大于100 μm 的纤维。其中包括单根纤维和由多根 细纤维粘集成束状的纤维。 3.10 初始模量 initial modulus of elasticity 由负荷-伸长曲线中起始部分荷载随伸长变化最大时点切线或割线的斜率。 3.11 合成纤维掺量 dosage of fibre 合成纤维掺量是指合成纤维在混凝土或砂浆中所占的体积分数或质量分数。 3.12 推荐掺量范围 recommended range of dosage 由合成纤维生产或销售企业根据试验结果确定的、推荐给使用方的合成纤维掺量范围。 3.13 适宜掺量 compliance dosage 能满足相应标准要求、具有较好的使用性和经济性的掺量。 注适宜掺量由合成纤维生产企业说明、并应在推荐掺量的范围之内。 3.14 基准混凝土 reference concrete 同一试验条件下、未掺加合成纤维的水泥混凝土。 3.15 受检混凝土 tested concrete 同一试验条件下、掺加有一定比例合成纤维的水泥混凝土。 2 GB/T 211202007 3.16 基准砂浆 reference mortar 同一试验条件下、未掺加合成纤维的水泥砂浆。 3.17 受检砂浆 tested mortar 同一试验条件下、掺加有一定比例合成纤维的水泥砂浆。 3.18 分散性 dispersivity 合成纤维在水泥混凝土或砂浆中是否均匀分散、不结团的性能。 4 分类 4.1 产品分类 合 成 纤 维 按 其 材 料 组 成 可 分 为 聚 丙 烯 纤 维 代 号 PPF 、 聚 丙 烯 腈 纤 维 代 号 PANF 、 聚 酰 胺 纤 维 即尼龙6和尼龙66,代号 PAF 、聚乙烯醇纤维代号 PVAF 等。 按其外形粗细可分为单丝纤维代号 M、膜裂网状纤维代号 S 和粗纤维代号T; 按 其 用 途 可 分 为 用 于 混 凝 土 的 防 裂 抗 裂 纤 维 代 号 HF 和 增 韧 纤 维 代 号 HZ 、 用 于 砂 浆 的 防 裂 抗 裂纤维代号 SF 等。 4.2 规格 合成纤维的规格根据需要确定,表1为合成纤维的规格范围。 表 1 合成纤维的规格 外形分类 公称长度/mm 当量直径/μm 用于水泥砂浆 用于水泥混凝土 单丝纤维 3~20 6~40 5~100 膜裂网状纤维 5~20 15~40 -- 粗纤维 15~60 100 注经供需双方协商,可生产其他规格的合成纤维。 4.3 产品标记 产品标记应由材料组成、用途、公称长度、当量直径、外形、断裂强度、断裂伸长率和标准号组成。 示例用于混凝土的防裂抗裂纤维、长度15 mm、当量直径20 μm、断裂强度大于380 MPa 、断裂伸长率不大于15 的聚丙烯单丝纤维,标记如下 PPF-HF-15/20-M-380/15 GB/T 211202007 5 要求 5.1 一般要求 5.1.1 本 标 准 包 括 的 产 品 不 应 对 人 体 、 生 物 和 环 境 造 成 危 害 , 涉 及 与 生 产 、 使 用 有 关 的 安 全 与 环 保 问 题,应符合我国相关标准和规范的规定。 5.1.2 合成纤维外观色泽应均匀、表面无污染。 5.2 尺寸 合成纤维的公称长度和当量直径偏差应在其相对量的10之内。 5.3 合成纤维的性能指标 合成纤维的性能指标应符合表2的要求。 3 GB/T 211202007 5.4 掺合成纤维水泥混凝土和砂浆性能指标 掺合成纤维水泥混凝土和砂浆性能指标应符合表3的要求。 表 2 合成纤维的性能指标 试验项目 用于混凝土的合成纤维 用于砂浆的合成纤维 防裂抗裂纤维HF 增韧纤维HZ 防裂抗裂纤维SF 断裂强度/MPa,≥ 270 450 270 初始模量/MPa,≥ 3.010 5.010 3.010 断裂伸长率/,≤ 40 30 50 耐碱性能极限拉力保持率/,≥ 95.0 表 3 掺合成纤维水泥混凝土和砂浆性能指标 试验项目 用于混凝土的合成纤维 用于砂浆的合成纤维 防裂抗裂纤维HF 增韧纤维HZ 防裂抗裂纤维SF 分散性相对误差/ 10~10 混凝土和砂浆裂缝降低系数/,≥ 55 混凝土抗压强度比/,≥ 90 砂浆抗压强度比/,≥ 一 一 90 混凝土渗透高度比/,≤ 30 一 砂浆透水压力比/,≥ 一 120 韧性指数I₅,≥ 3 抗冲击次数比,≥ 1.5 3.0 一 6 试验方法 6.1 尺寸的检查 6.1.1 长度 用分度值为0.02 mm 的游标卡尺直接测定10根纤维长度,取其平均值为合成纤维长度。 6.1.2 当量直径 6.1.2.1 单丝纤维和粗纤维的当量直径按GB/T 10685 规定的方法进行测定。 6.1.2.2 膜裂网状纤维的当量直径按 GB/T 6672 、GB/T 6673 规定的方法进行测定。 6.2 合成纤维的性能指标试验 6.2.1 断裂强度、初始模量、断裂伸长率 6.2.1.1 单丝纤维、膜裂网状纤维断裂强度、初始模量、断裂伸长率按本标准附录 A 规定的方法进行 测定。 6.2.1.2 粗纤维断裂强度、初始模量、断裂伸长率按 GB/T 14337 规定的方法进行测定。生产厂家应 分批号提供未经短切的同批长纤维样品用于试验检测。试验时应防止夹具夹持处打滑或夹伤纤维。 6.2.2 耐碱性能 合成纤维耐碱性能按本标准附录 B 规定的方法进行测定。 6.3 掺合成纤维水泥混凝土和砂浆性能试验 6.3.1 试验环境 本标准规定之掺合成纤维水泥混凝土和砂浆性能试验项目应在温度为20℃5℃的室内进行。拌 合混凝土用原材料应提前运至室内,存放时间不得小于24 h; 需要模拟施工条件下所用的混凝土或砂 4 GB/T 211202007 浆,试验室原材料的温度宜保持与施工现场一致。 6.3.2 材料 6.3.2.1 水泥 符 合 GB80761997 附 录 A 规 定 的 基 准 水 泥 。 在 因 故 得 不 到 基 准 水 泥 时 , 允 许 采 用 符 合 GB 175 之规定的 P042.5 的水泥。但仲裁仍需用基准水泥。 6.3.2.2 砂 符合 GB/T 14684 要求的细度模数为2.6~2.9、含泥量质量分数小于1的中砂。 6.3.2.3 石子 符合 GB/T 14685 粒径为5 mm~20mm 。 如有争议,以卵石试验结果为准。 6.3.2.4 水 符合JGJ 63 要求。 6.3.2.5 外加剂 符合相应外加剂之标准要求。 6.3.2.6 合成纤维 需要检测的合成纤维。 6.3.2.7 其他掺合料 需符合相应的标准要求。 6.3.3 混凝土和砂浆配合比 6.3.3.1 混凝土配合比 基准混凝土和受检混凝土之配合比按JGJ 55 进行设计,配合比设计应符合以下规定 a 混凝土强度等级为 C40。 b 使用外加剂及其他混凝土掺合料时,需依据相应标准的要求对混凝土配合比进行调整。 c 合成纤维按受检产品提供的推荐掺量。 d 用水量应使混凝土坍落度保持在180 mm20 mm 之间。 6.3.3.2 砂浆配合比 砂浆的质量配合比为水泥砂水11.50.5。 6.3.3.3 混凝土和砂浆的计量、搅拌 试验用原材料应称重计量,称量的精确度水泥、水、外掺料外加剂和合成纤维为0.5;砂、石 为士1。 采 用 强 制 式 混 凝 土 搅 拌 机 , 全 部 材 料 及 外 加 剂 一 次 投 入 , 拌 合 量 控 制 在 1 0 L~45L 之 间 , 搅 拌 3 min,出 料 后 在 铁 板 上 用 人 工 翻 拌 2 ~ 3 次 再 行 试 验 。 受 检 混 凝 土 或 砂 浆 的 搅 拌 方 式 按 照 受 检 产 品 说 明书提供的搅拌方法进行。 6.3.4 试件制作、养护及试验所需试件数量 混凝土试件制作、养护按 GB/T 500812002 进行,硬化混凝土或砂浆的标准养护龄期为28 d。 试验项目及所需数量详见表4。 6.4 混凝土或砂浆拌合物 6.4.1 分散性能 按 6 . 3 . 3 配 制 受 检 混 凝 土 或 受 检 砂 浆 , 分 别 按 GB/T 50080 和 JGJ 70 表 观 密 度 试 验 或 密 度 试 验 的 方法进行混凝土或砂浆的装料及捣实。 用75 μm 孔径的方孔筛从受检混凝土或受检砂浆中水洗分离出合成纤维,洗净后在105℃5℃温 度的烘箱内烘干至恒重,冷却至室温后分别称其质量,精确至0.01 g。 若三批试验合成纤维含量的算术平均值与理论计算值的相对误差在10~10范围之内,则 该组试验的分散性能合格。计算如式1式所示 5 6 GB/T 211202007 式 中 1 β合成纤维分散性相对误差结果精确到1,; G₀ 合成纤维含量理论计算值,单位为克g; G₁ 三批试验合成纤维含量的算术平均值,单位为克g。 表 4 试验项目及所需数量 试验项目 合成纤维类别 试验类别 试验所需数量 拌合 批数 每批取 样数目 掺合成纤维 混凝土或砂浆 总取样数目 基准混凝土或 砂浆总取样 数 目 分散性相对误差 HF、HZ、SF 混凝土和 砂浆拌合物 3 1次 3 次 混凝土和砂浆裂缝降低系数 HF、HZ、SF 2 1 次 2 次 2 次 混凝土抗压强度比 HF、HZ 硬化混凝土 和砂浆 3 3 块 9 块 9 块 砂浆抗压强度比 SF 3 3 块 9 块 9 块 混凝土渗透高度比 HF、HZ 3 2 块 6块 6 块 砂浆透水压力比 SF 3 2 块 6块 6 块 韧性指数I₅ HZ 3 4 块 12块 12块 抗冲击次数比 HF、HZ 3 8 块 2 4 块 2 4 块 注试验时,检验一种纤维的混凝土或砂浆试验要在同一天内完成。 6.4.2混凝土和砂浆裂缝降低系数 混凝土和砂浆裂缝降低系数试验按 CECS 382004 附录 D 进行。 6.5 硬化混凝土和砂浆 6.5.1 混凝土抗压强度比 混 凝 土 抗 压 强 度 比 以 受 检 混 凝 土 与 基 准 混 凝 土 同 龄 期 1 5 0 mm150 mm150mm 立 方 体 试 件 的 抗 压 强 度 比 表 示 , 计 算 如 式 2 式 所 示 2 式 中 ac混凝土抗压强度比,; fccl受检混凝土的抗压强度,单位为兆帕MPa; fec 基准混凝土的抗压强度,单位为兆帕MPa。 受检混凝土与基准混凝土抗压强度按GB/T 500812002 进行试验和计算。 混 凝 土 抗 压 强 度 比 以 三 批 试 验 测 值 的 平 均 值 表 示 结 果 精 确 到 1 。 若 三 批 试 验 测 值 的 最 大 值 或 最 小 值 与 中 间 值 的 差 值 超 过 中 间 值 的 1 5 , 则 把 最 大 及 最 小 值 一 并 舍 去 , 取 中 间 值 作 为 该 批 的 试 验 结 果 ; 如 三 批 试 验 测 值 的 最 大 值 和 最 小 值 与 中 间 值 的 差 均 超 过 中 间 值 的 1 5 , 则 该 组 试 验 结 果 无 效 , 应 该 重 做 。 6.5.2 砂 浆 抗 压 强 度 比 砂 浆 抗 压 强 度 比 以 受 检 砂 浆 与 基 准 砂 浆 同 龄 期 7 0 . 7 mm70.7mm70.7mm 立 方 体 试 件 的 抗 压 强 度 比 表 示 , 计 算 如 式 3 式 所 示 3 GB/T 211202007 式 中 am,c 砂浆抗压强度比,; fm,eu 受检砂浆的抗压强度,单位为兆帕MPa; fm,cuo 基准砂浆的抗压强度,单位为兆帕MPa。 受检混凝土与基准混凝土抗压强度按JGJ 70 进行试验和计算。 砂 浆 抗 压 强 度 比 以 三 批 试 验 测 值 的 平 均 值 表 示 结 果 精 确 到 1 。 若 三 批 试 验 测 值 的 最 大 值 或 最 小值与中间值的差值超过中间值的15,则把最大及最小值一并舍去,取中间值作为该批的试验结果; 如 三 批 试 验 测 值 的 最 大 值 和 最 小 值 与 中 间 值 的 差 均 超 过 中 间 值 的 1 5 , 则 该 组 试 验 结 果 无 效 , 应 该 重 做 。 6.5.3 混凝土渗透高度比 混凝土渗透高度比试验按JC4741999 中5.3.6规定的方法进行测定。 6.5.4 砂浆透水压力比 砂浆透水压力比试验按JC 4741999中5.2.8规定的方法进行测定。 6.5.5 韧性指数 韧性指数试验按CECS 13 规定的方法进行测定。 6.5.6 抗冲击次数比 抗冲击次数比试验按附录 C 规定的方法进行测定。 注本标准附录 D资料性附录中给出“混凝土弯曲冲击试验方法”,供参考。 7 检验规则 检验分为出厂检验和型式检验。 7.1 出厂检验 出厂检验项目,根据分类按本标准表2规定的项目进行检验。 7.2 型式检验 型式检验项目包括本标准5.2、表2中的合成纤维的性能指标及表3中新拌及硬化混凝土性能指 标。其中表3中混凝土渗透高度比、砂浆透水压力比、韧性指数、抗冲击次数比四项指标的试验,可由供 需双方协商选用。有下列情况之一时,应进行型式检验 a 新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定; b 正式生产后,如材料、工艺有较大改变,可能影响产品性能时; c 正常生产时,一年至少进行一次检验; d 产品停产半年以上恢复生产时; e 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时; f 合同规定时; g 国家质量监督机构提出进行型式检验要求时。 7.3 组批规则 7.3.1 生产厂应根据材料、用途、规格等,将产品组批。每批为50 t, 不足50 t 也按一个批次计。 7.3.2 抽样及留样 7.3.2.1 以批为单位,每批随机抽取纤维5 kg。 7.3.2.2 每 批 取 得 的 试 样 应 分 为 两 等 份 , 一 份 按 规 定 的 项 目 进 行 试 验 。 另 一 份 要 密 封 保 存 半 年 , 以 备 有疑问时提交复验或仲裁。 7.4 判定规则 产品经检验,合成纤维的性能指标符合本标准5.2及表2的要求,掺合成纤维的新拌和硬化混凝土 的 各 项 性 能 符 合 表 3 要 求 , 则 判 定 该 批 合 成 纤 维 合 格 , 如 不 符 合 上 述 要 求 时 , 则 判 该 批 合 成 纤 维 不 合 格 。 7 GB/T 211202007 7.5 复验 复验以封存样进行。如使用单位要求现场取样,应事先在供货合同中规定,并在生产和使用单位人 员在场的情况下于现场取平均样,复验按照型式检验项目检验。 8 标志、出厂、包装、运输、储存 8.1 标志 所有包装上均应在显著位置注明以下内容产品名称、规格型号、净质量、生产厂名、厂址、生产日 期、执行标准等,如有商标应在产品包装上标明。包装上应特别注明劳动保护提示。 8.2 出厂 凡有下列情况之一者,不得出厂不合格品、技术文件不全产品说明书、合格证、检验报告、包装不 符、数量不足、产品受潮。 生产厂应随货提供产品说明书,其内容应包括产品名称及型号、出厂日期、主要特性、适用范围及推 荐掺量、储存条件、使用方法及注意事项。 8.3 包装、运输、储存 可按单位混凝土或砂浆体积用量进行小袋包装,若干个小袋组合成一个大件包装。粗纤维的大件 包装内应分产品批号提供未经短切的同批长纤维样品。 包装应采取避光、密封防潮的措施。运输过程应防止包装损坏。出厂产品在使用前应安置在较为 阴凉、干燥的地方,避免与其他易腐蚀的化学产品混放。 8 GB/T 211202007 附 录 A 规范性附录 合成纤维断裂强度、初始模量和断裂伸长率试验方法 A.1 范围 本 方 法 适 用 于 合 成 纤 维 的 长 度 不 小 于 6 mm 的 单 丝 纤 维 和 膜 裂 网 状 纤 维 的 断 裂 强 度 、 初 始 模 量 和 断裂伸长率的测定。单丝纤维和膜裂网状纤维需分离出单根纤维后进行试验。 A.2 原理 单根纤维试样以规定名义隔距长度和拉伸速度在等速伸长型强伸仪上拉伸到断裂,得出断裂强力 和断裂伸长值。由断裂强力和纤维截面积计算断裂强度;由负荷-伸长曲线中起始部分荷载随伸长变化 最大时点切线或割线的斜率作为初始模量;由断裂伸长值和原长计算断裂伸长率。 A.3 仪器的主要技术指标 a 负荷测量范围能适应试样最大荷载要求; b 负荷测量误差≤1; c 负荷测量分辨率0.001 N; d 伸长测量范围100 mm; e 伸长测量误差≤0.05 mm; f 伸长测量分辨率1; g 下夹持器下降速度连续可调; h 夹持器隔距2 mm~20 mm 连续可调; i 下夹持器动程100 mm; j 具备负荷-伸长曲线输出功能或初始模量自动计算功能。 A.4 试验方法 A.4.1 试验条件 A.4.1.1 试样的处理 试样应在提供的样品中用四分法缩分到2 g 左右,然后在80℃烘箱内烘干控制合成纤维的含水量 在2以下,在干燥器中冷却到室温。 A.4.1.2 拉伸速度的选择 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; 当试样的平均断裂伸长率大于或等于8,小于50时,拉伸速度为每分钟100名义隔距长度; 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。 A.4.1.3 名义隔距长度 当合成纤维的名义长度小于或等于6 mm 时,名义隔距长度采用2 mm; 当合成纤维的名义长度大于6 mm, 小于或等于10 mm 时,名义隔距长度采用3 mm; 当合成纤维的名义长度大于10 mm 时,名义隔距长度采用5 mm。 A.4.1.4 预张力 预张力的选择按0.07510-N/dtex~0.210-N/dtex 计算确定。 注预张力按合成纤维的名义线密度计算。 9 GB/T 211202007 A.4.2 试验步骤 A.4.2.1 试样以随机抽取50根为一组。 A.4.2.2 选择合适的张力夹,随机夹取一根合成纤维的一端,另一端在上夹持器中夹紧后放手,让张 力夹自由下垂,以保证合成纤维沿轴向伸直,再夹紧下夹持器,然后进行拉伸试验,测得试样断裂负荷和 伸长值。试验时应防止夹具夹持处打滑或夹伤纤维。 A.4.2.3 在拉伸试验时仔细观察合成纤维断裂情况,合成纤维断裂的位置在钳口上的数量不应超过 10,否则应检查和调试夹持器,重新试验;若不超过10,则合成纤维断在钳口上或在夹持器中滑移 的试样结果应剔除重测。 A.4.2.4 按6.1.2规定的方法测定合成纤维当量直径。 A.4.3 结果计算 A.4.3.1 平均断裂强力 10 A.1 式中 F 平均断裂强力,单位为牛N; F 单根纤维断裂强力测定值,单位为牛N; n合成纤维测试根数。 A.4.3.2 单根断裂强度 A.2 式中 σ合成纤维的单根断裂强度,单位为兆帕MPa; F合成纤维的单根断裂强力,单位为牛N; D 合成纤维的单根当量直径,单位为毫米mm。 注当膜裂网状纤维测定时,由于当量直径的测定值偏差较大,应用对应的单根纤维当量直径计算单根断裂强度。 A.4.3.3 断裂强度 A.3 式中 o₁合成纤维的断裂强度,单位为兆帕MPa; σ合成纤维的单根断裂强度,单位为兆帕MPa; n合成纤维的测试根数。 A.4.3.4 单根纤维的初始模量 单根纤维的初始模量由图 A.1 的方法确定。 F/N 图 A.1 由负荷-伸长曲线确定初始模量的方法 11 式中 E-- 单根纤维的初始模量,单位为兆帕MPa; F. 单根纤维伸长到 A 点时对应的强力测定值,单位为牛N; Fb切线上横坐标 B 点所对应的强力值,单位为牛N; OA单根纤维在A 点的位移量,单位为毫米mm; OB单根纤维在 B点的位移量,单位为毫米mm; D₂合成纤维的单根当量直径,单位为毫米mm。 A.4.3.5 初始模量 式中 E, 初始模量,单位为兆帕MPa; E; 单根纤维的初始模量,单位为兆帕MPa; n测定次数。 A.4.3.6 单根断裂伸长率 式中 E;纤维的单根断裂伸长率,; L;夹持器的断后隔距,单位为毫米mm; L。夹持器的原始隔距,单位为毫米mm。 A.4.3.7 断裂伸长率 式中 E合成纤维的伸长率,; E;合成纤维的单根断裂伸长率,; n合成纤维的测试根数。 GB/T 211202007 A.4 A.5 A.6 A.7 A.4.3.8 用下列公式计算合成纤维当量直径、断裂强力、断裂强度、初始模量和断裂伸长率的标准差 和变异系数。 式中 A.8 A.9 S 标准差; X, 单次测定值; X 测定平均值; n测定次数; C, 变异系数,。 A.4.4 试验结果的处理 平均断裂强力、单根断裂强度、单根纤维的初始模量、单根断裂伸长率、变异系数计算到小数点后二 GB/T 211202007 位,按 GB/T 8170 修约到小数点后一位。直径测试至小数点后三位,当量直径计算至小数点后四位,修 约到小数点后三位。断裂强度试验结果精确到1 MPa、初始模量试验结果精确到0.110 MPa、断裂 伸长率试验结果精确到1。 如断裂强度、初始模量、断裂伸长率测定值任何一项的变异系数大于30,则该组试验结果无效, 应该重做。 A.5 试验报告 试验报告应包括以下内容 a 样品名称; b 样品数量; c 代表部位; d 试验根数; e 试验条件; f 试验依据; g 强伸仪型号; h 采用的夹持器长度; i 合成纤维的平均当量直径及变异系数; j 合成纤维的平均断裂强力及变异系数; k 合成纤维的断裂强度及变异系数; 1 合成纤维的初始模量及变异系数; m 合成纤维的断