建筑材料检测培训教材-土工合成材料

《建筑材料检测培训教材-土工合成材料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《建筑材料检测培训教材-土工合成材料（63页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、湖北省建设工程质量检测人员培训教材 建筑材料检测（土工合成材料）,华中科技大学 武汉华中科大土木工程检测中心 李继能 QQ75354427,第十五章 土工合成材料,知识撑握要求,了解土工合成材料分类和功能； 了解常规土工合成材料物理性能、力学性能、水力特性试验方法； 撑握土工合成材料厚度、质量、强力、伸长率、顶破、撕裂强力试验方法。,定仪和分类,定义: 土工合成材料是岩土工程和土木工程建设中应用的土工织物、土工膜、土工格栅、土工复合材料、土工特种材料的总称。 分类: 土工合成材料一般可按照产品结构和形成工艺分类，也可从应用的角度，按产品的功能分类，对于其具体分料国内外尚未统一规定，国内一般分为

2、四类，如图15-1所示。,功能和应用,土工合成材料的功能 土工合成材料具有多方面的功能，一种土工合成材料往往就兼有数种功能。随着土工复合材料的发展，所兼有的功能就更多。总的说来，土工合成材料的主要功能可归纳为六类，即反滤功能、排水功能、隔离功能、防渗功能、防护功能以及加固(筋)能。 土工合成材料的应用 土工合成材料是应用于岩土工程的、以合成材料为原材料制成的新型建筑材料，已广泛应用于水利、公路、铁路、港口、建筑等工程的各个领域。目前，国内外通常采用聚酯纤维、聚丙烯纤维、聚酰胺纤维及聚乙烯醇纤维等原料制造土工合成材料，形成了八大系列产品，如：土工织物、土工膜、土工网、土工格栅、土工席垫、土工格室

3、、土工复合材料及相关产品等。,常见土工合成材料图片,长丝土工布系列,短丝土工布,机织土工布,HDPE土工膜,常见土工合成材料图片,单向塑料格栅,双向塑料格栅,钢塑料格栅,璃纤格栅,土工合成材料性能指标,土工合成材料的性能指标包括以下内容，实际工程应用中应依据工程设计要求确定试验项目。 (1) 物理性能：单位面积质量、厚度、幅宽、网孔尺寸等。 (2) 力学性能：拉伸强力、伸长率、撕破强力、CBR顶破强力、刺破强力、粘点极限剥离力、落锥穿透、直剪摩擦、拉拔摩擦等。 (3) 水力学性能：垂直渗透系数、有效孔径、耐静水压力、通水量、淤堵试验等。 (4) 耐久性能：抗氧化、抗酸碱液性、抗紫外线、炭黑含量

4、等 具体要求见相关的产品标准或设计要求。,检测依据,GB/T 13762-2009土工合成材料 土工布及土工布有关产品单位面积质量的测定方法 GB/T 19979.1-2005 土工合成材料 防渗性能 第1部分耐静水压的测定 GB/T 19979.2-2006 土工合成材料 防渗性能 第2部分渗透系数的测定 GB/T17642-1998土工合成材料 非织造复合土工膜 JTG E50-2006公路工程土工合成材料试验规程 SL 235-2012 土工合成材料测试规程 GB50290-98土工合成材料应用技术规范 TB 10118-2006铁路路基土工合成材料应用设计规范 ASTM D 4354-

5、1999试验用土工合成纤维织物的抽样的标准操作规程,试验前准备,样品取样与制样: 取样的基本原则：就是要使抽取的样品具有代表性，使样品的被测试样的性能代表被抽取产品的特性；从而对样品的检测结果可以真实的代表被抽取产品的特性。在我们检测工作中一般取样与制样要注意以下几点： （1）裁取样品样前，应按相关的产品试验标准获取相应的数量、形状和其他任何要求的信息。 （2）全部试验的试样应在同一样品中裁取； （2）卷装材料的头两层不应取作样品； （3）取样时应尽量避免污渍、折痕、孔洞或其它损伤部分，否则要加放足够数量。,试验前准备,调湿和状态调节 土工织物 试样应在标准大气压条件下调湿24h,标准大气按G

6、B 6529 规定的三级标准：温度202、相对湿度65%5%。具体操作如下： 1.预调湿 为了使土工织物在调湿期间能在吸湿状态下进行调湿平衡，可能需要进行预调湿。将土工织物应放置于相对湿度为1025%，温度不超过50的大气下，使之平衡。 2.调湿 在测定土工织物的物理或机械性能之前，应将其放置于温带标准大气下进行调湿。调湿期间，应使空气能畅通地流土工织物，一直放置到与空气达到平衡为止。 塑料土工合成材料 按GB/T2918标准中规定，在温度232的环境下，进行状态调节，时间不少于4h。 如果确认试样不受环境不受环境影响，则可省去调湿和状态调节的处理程序，但应在记录中注明试验时的温度和湿度。,试

7、验前准备,试样的裁取: 当我们取得样品并经过调湿后，便可按照所需测试项目在样品上裁取试样。每一项目的试样要裁取多个。由于土工合成材料大部分是片状的，所以具有方向性，一般进行两种特例的特性测试，即纵向和横向，亦称顺机向 (经向)和横机向 (纬向)。因此在裁剪试样时就要区别纵向和横向，并且要注意，纵向试样 (测定纵向特性的试) 在样品上布置时，应将每个试样处往不同的纵向位置，使每个试样纵向纤维各不相同；对于横向试样 (测定横向特性的试样)，应将每个试样处于不相同的横向位置，使每个试样的横向纤维各不相同，见图15-1。更好的裁取试样的方法，见图15-2 。,试验前准备,试验前准备,梯形法取样可使每个

8、试样的纵横向纤维都互不相同，并使试样分布于较广的范围内，从而试样更具有代表性。在我们裁取工作中还应注意以下几点： （1）用于每次试验的试样，应从样品长度和宽度方向上均匀地裁取，但距样品幅边至少10cm； （2）试样不应包含影响试验结果的任何缺陷； （3）对同一项试验，应避免两个以上的试样处在相同的纵向或横向位置上； （4）试样应沿着卷装长度和宽度方向切割，需要时标出卷装的长度方向。除试验有其它要求，样品上的标志必须标到试样上； （5）样品经调湿后，再制成规定尺寸的试样； （6）在切割结构型土工合成材料时可指定相应的切割方案； （7）如果制样造成材料破碎，发生损伤，可能影响试验结果，则将所有脱落

9、的碎片和试样放到一起，用于备查。,试验前准备,试验数据整理与计算 （1）规定了算术平均值 、标准差和变异系数Cv的计算方法。 1）算术平均值 算术平均值 按下式计算： 式中：n试样个数； Xi 第i块试样的试验值； n块试样值的算术平均值。 2）标准差 标准差按下式计算： 式中符号意义同上式。 变异系数 变异系数Cv=按下式计算： 式中符号意义同上式。,试验前准备,试验数据的取舍 试验异常数据的取舍，应按各章节的具体规定进行。如没有明确规定，可按K倍标准差作为取舍标准，即舍去那些在 K范围以外的测定值。试件数量不同，K值不同。K值按表15-2选用。 表15-2 统计量的临界值,常规测试项目,土

10、工合成材料的性能指标包括以下内容，实际工程应用中应依据工程设计要求确定试验项目常规测试项目如下。 (1) 物理性能：单位面积质量、厚度。 (2) 力学性能：拉伸强力、伸长率、撕破强力、CBR顶破强力、刺破强力、粘点极限剥离力。 (3) 水力学性能：垂直渗透系数、有效孔径。,常用仪器图片,常用仪器图片,性能测试（单位面积质量）,1、仪器设备及材料： （1）剪刀或裁刀。 （2）称量天平：感量为0.01g （3）钢尺：刻度至毫米，精度为0.5mm。 2、试验步骤： （1）取样、试样调湿和状态调节按15.4章节要求 （2）试样制备 土工织物：用切刀或剪刀取面积为10000 的试样10块，剪裁和测量精度

11、为1mm.； 对于土工格栅、土工网这类孔径较大的材料除了标准有关规定外，试样尺寸应能代表该种材料的全部结构。可放大试样尺寸，剪裁是应从肋间对称剪取，剪裁后应测量试样的实际面积。 （3）称量 将制好的试样在标准的环境要求下进行称量，记录单个试样的检测数据，精确至0.01g,性能测试（单位面积质量）,3、结果计算 按式（15-4）计算每块式样的单位面积质量，按GB 8170 修约，保留小数一位： 式中：G试样单位面积质量（g/ ）; m试样品质（g） A试样面积（ ） 计算10块试样单位面积质量的平均值 ,精确到0.1g/m2 ;同时计算出标准差和变异系数Cv、平均值 、标准差 和变异系数Cv按照

12、前面规定计算。,性能测试（土工织物厚度测定）,土工织物在承受规定压力下，正反两面之间的距离。常规厚度：在2kPa压力下测得的试样 1、仪器设备及材料： （1） 基准板：面积应大于2倍的压块面积。 （2） 压块：圆形，表面光滑，面积为25cm2,重为5N、50N、500N不等；其中常规厚度的压块为5 N，对试样施加的2kPa0.01 kPa的压力。 （3） 百分表：最小分度值0.01mm。 （4） 秒表：最小分度值0.1s （5）土工布测厚仪。 2、试验步骤： （1） 取样、试样调湿和状态调节按15.4章节或标准要求进行； （2） 试样制备：除符合规范有关规定外，裁取有代表性的试样10块，试样尺

13、寸应不小于基板的面积；,性能测试（土工织物厚度测定）,（3） 测定2KPa压力下的常规厚度：擦净基准板和5N的压块，压块放在基准板上，调整百分表零点；提起5N的压块，将试样自然平放在基准板与压块之间，轻轻放下压块，使试样受到的压力为2kPa0.01kPa,放下测量装置的百分表触头，接触后开始记时，30s时读数，精确至0.01mm.；重复上述步骤，完成10块试样的测试； （4）根据需要选用不同的压块，使压力为20kPa0.1kPa，重复（3）规定的程序，测定20kPa0.1kPa压力下的试样厚度； （5）根据需要选用不同的压块，使压力为200kPa1 kPa，重复（3）规定的程序，测定200kP

14、a1kPa压力下的试样厚度； 3、试验结果： （1）计算在同一压力下所测的10块试样厚度的算术平均值 ，以毫米为单位，计算到小数点后三位，按GB 8170修约到小数点后两位； （2） 如果需要，同时计算出标准差和变异系数Cv.标准差和变异系数Cv按照前面规定计算。,性能测试（土工膜厚度测定）,采用用机械测量法测定土工薄膜、薄片厚度的试验方法，适用于没有压花和波纹的土工薄膜、薄片。 1、仪器设备及材料： （1）基准板：表面光滑有足够的面积。 （2）千分表：最小分度值0.001mm。 （3）土工膜测厚仪。 2、试验步骤： （1）取样、试样调湿和状态调节按15.4章节或标准要求进行； （2）试样制备

15、； （3）测量前将千分表放置在基准板上校准表读值基准点，测量后重新检查基准点是否变动；,性能测试（土工膜厚度测定）,（4）测量厚度时，要轻轻放下表侧头，待指针稳定后读值； （5）当土工膜（片）宽大于2000mm时，每200mm测量一点；膜（片）宽在3002000mm时，以大致相等间距测量10点；膜（片）宽在100300mm时，每50mm测量一点；膜（片）宽小于100mm时，至少测量3点。对于未裁毛边的样品，应在离边缘50mm以外进行测量； 3、试验结果 以试样的平均厚度和厚度的最大值、最小值表示，计算到小数点后4位，按GB8170修约到小数点后3位，准确至0.001mm.；如果需要计算平均厚度

16、的标准偏差和变异系数Cv则按照前面规定计算。,力学性能测试(宽条拉伸试验),1、适用范围 （1）本方法规定了用宽条试验测定土工织物及其有关产品拉伸性能的试验方法。 （2）本方法适用于大多数土工合成材料，包括土工织物及复合土工织物，也适用于土工格栅。 （3）本方法包括测定调湿和浸湿两种试样拉伸性能的程序，包括单位宽度的最大负荷和最大负荷下的伸长率以及特定伸长率下的拉伸力的测定。 2、引用标准 GB/T6682 分析试验用水规格和试验方法。 3、定义 （1）名义夹持长度 用伸长计量时，名义夹持长度：在试样的受力方向上，标记的两个参考点间的初始距离，一般为60mm(两边距试样对称中心为30cm),记为Lo.,力学性能测试(宽条拉伸试验),用夹具的位移测量时，名义夹持长度：初始夹具间距，一般为100mm,记为Lo. （2）隔距长度： 试验机上下两夹持器之间的距离，当用夹具的位移测量时，隔距长度即为名义夹持长度。 （3）预负荷伸长：在相当于最大负荷1%的外加负荷下，所测得夹持长度的增加