第1部分：干燥、水飽和、凍融循環(huán)后壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)

本文引用：GB/T9966.1-2020天然石材試驗(yàn)方法-第1部分：干燥、水飽和、凍融循環(huán)后壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)

1范圍

GB/T 9966的本部分規(guī)定了天然石材壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)所用的儀器設(shè)備、試驗(yàn)樣品、試驗(yàn)步驟、試驗(yàn)結(jié)果和試驗(yàn)報告。

本部分適用于天然石材干燥、水飽和、凍融循環(huán)后靜態(tài)單軸壓縮強(qiáng)度的測定。

2規(guī)范性引用文件

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GB/T 17670天然石材統(tǒng)一編號

3儀器設(shè)備

3.1試驗(yàn)機(jī)：具有球形支座并能滿足試驗(yàn)要求，示值相對誤差不超過±1%。試樣破壞載荷應(yīng)在示值的20%~90%范圍內(nèi)。

3.2游標(biāo)卡尺：讀數(shù)值至少能精確到0.1 mm。

3.3萬能角度尺：精度為2。

3.4鼓風(fēng)干燥箱：溫度可控制在65℃±5℃范圍內(nèi)。

3.5冷凍箱：溫度可控制在-20℃±2℃范圍內(nèi)。

3.6恒溫水箱：可保持水溫在20℃±2℃,最大水深105 mm且至少容納2組試驗(yàn)樣品，底部墊不污染石材的圓柱狀支撐物。

3.7干燥器。

4試驗(yàn)樣品

4.1在同批料中制備具有典型特征的試樣，每種試驗(yàn)條件下的試樣為一組，每組5塊。

4.2試樣規(guī)格通常為邊長50 mm的正方體或φ50 mm×50 mm的圓柱體，尺寸偏差±1.0 mm；若試樣中最大顆粒粒徑超過5 mm,試樣規(guī)格應(yīng)為邊長70 mm的正方體或φ70 mm×70 mm的圓柱體，尺寸偏差±1.0 mm；如試樣中最大顆粒粒徑超過7 mm,每組試樣的數(shù)量應(yīng)增加一倍。若同時進(jìn)行干燥、水飽和、凍融循環(huán)后壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)需制備三組試樣。

4.3有層理的試樣應(yīng)標(biāo)明層理方向。通常沿著垂直層理的方向（見圖1)進(jìn)行試驗(yàn)，當(dāng)石材應(yīng)用方向是平行層理或使用在承重、承載水壓等場合時，壓縮強(qiáng)度選擇最弱的方向進(jìn)行試驗(yàn)，應(yīng)進(jìn)行平行層理方向的試驗(yàn)（見圖2),并且應(yīng)按4.1、4.2試驗(yàn)條件制備相應(yīng)數(shù)量的試樣。

注：有些石材明顯存在層理方向，其分裂方向可分為下列三種：

a)裂理(rift)方向：最易分裂的方向；

b)紋理(grain)方向：次易分裂的方向；

c)源粒(head-grain)方向：最難分裂的方向。

4.4試樣兩個受力面應(yīng)平行、平整、光滑，必要時應(yīng)進(jìn)行機(jī)械研磨，其他四個側(cè)面為金剛石鋸片切割面。試樣相鄰面夾角應(yīng)為90°±0.5°。

4.5試樣上不應(yīng)有裂紋、缺棱和缺角等影響試驗(yàn)的缺陷。

5試驗(yàn)步驟

5.1干燥壓縮強(qiáng)度

5.1.1將試樣在65℃±5℃的鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)干燥48 h,然后放入干燥器中冷卻至室溫。

5.1.2用游標(biāo)卡尺分別測量試樣兩受力面中線上的邊長或相互垂直的直徑，并計算每個受力面的面積，以兩個受力面面積的平均值作為試樣受力面面積，邊長或直徑測量值精度不低于0.1 mm。

5.1.3擦干凈試驗(yàn)機(jī)上下壓板表面，清除試樣兩個受力面上的塵粒。將試樣放置于材料試驗(yàn)機(jī)下壓板的中心部位，調(diào)整球形基座角度，使上壓板均勻接觸到試樣上受力面。以1 MPa/s±0.5 MPa/s的加載速率恒定施加載荷至試樣破壞，記錄試樣破壞時的最大載荷值和破壞狀態(tài)。

5.2水飽和壓縮強(qiáng)度

5.2.1將試樣置于恒溫水箱中，試樣間隔不小于15 mm,試樣底部墊圓柱狀支撐。加入20℃±10℃的自來水到試樣高度的一半，靜置1 h；然后繼續(xù)加水到試樣高度的四分之三，靜置1 h；繼續(xù)加滿水，水面應(yīng)超過試樣高度25 mm±5 mm。試樣在清水中浸泡48 h±2 h后取出，用擰干的濕毛巾擦去試樣表面水分后，應(yīng)立即進(jìn)行試驗(yàn)。

TD9966-2S型天然石材水飽和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)水箱

5.2.2測量尺寸和計算受力面面積按5.1.2進(jìn)行。

5.2.3加載破壞試驗(yàn)按5.1.3進(jìn)行。

5.3凍融循環(huán)后壓縮強(qiáng)度

5.3.1將試樣置于恒溫水箱中，試樣間隔不小于15 mm,試樣底部墊圓柱狀支撐。加入20℃±10℃的自來水到試樣高度的一半，靜置1 h；然后繼續(xù)加水到試樣高度的四分之三，靜置1 h；繼續(xù)加滿水，水面應(yīng)超過試樣高度25 mm±5 mm。試樣在清水中浸泡48 h±2 h后取出。

5.3.2將試樣立即放入-20℃±2℃的冷凍箱內(nèi)冷凍6 h,試樣間距離不小于10 mm,試樣與箱壁距離不小于20 mm。取出后再將其放入恒溫水箱中融化6 h,恒溫水箱溫度應(yīng)保持在20℃±2℃。如此反復(fù)凍融50次后，用擰干的濕毛巾將試樣表面水分擦去，觀察并記錄表面出現(xiàn)的外觀變化，然后立即進(jìn)行試驗(yàn)。

5.3.3試驗(yàn)如采用自動化控制凍融試驗(yàn)機(jī)時，應(yīng)每隔14個循環(huán)后將試樣上下翻轉(zhuǎn)一次。凍融試驗(yàn)過程中如遇到非正常中斷時，試樣應(yīng)浸泡在20℃±5℃清水中。

5.3.4測量尺寸和計算受力面面積按5.1.2進(jìn)行。

5.3.5加載破壞試驗(yàn)按5.1.3進(jìn)行。

6試驗(yàn)結(jié)果

壓縮強(qiáng)度按式(1)計算：

P＝F/S………………………………(1)

式中：

P—壓縮強(qiáng)度，單位為兆帕(MPa);

F—試樣最大載荷，單位為牛(N);

S—試樣受力面面積，單位為平方毫米(mm2)。

以每組試樣壓縮強(qiáng)度的算術(shù)平均值作為該條件下的壓縮強(qiáng)度，數(shù)值修約到1 MPa。

7試驗(yàn)報告

試驗(yàn)報告應(yīng)至少包含以下信息：

a)按GB/T 17670規(guī)定的石材的商業(yè)名稱；

b)試樣數(shù)量、規(guī)格尺寸，表面處理狀況（根據(jù)測試需要），有層理時應(yīng)注明壓縮方向與層理方向的關(guān)系；

c)實(shí)驗(yàn)室的名稱、地址，如果試驗(yàn)進(jìn)行的地點(diǎn)不是測試實(shí)驗(yàn)室則應(yīng)注明試驗(yàn)進(jìn)行的地點(diǎn)；

d)試樣試驗(yàn)條件；

e)試驗(yàn)遵循的標(biāo)準(zhǔn)編號(GB/T 9966.1—2020);

f)凍融循環(huán)后外觀變化等記錄；

g)每個試樣的壓縮強(qiáng)度、試驗(yàn)方向和破壞狀態(tài)；

h)每組試樣壓縮強(qiáng)度的平均值；

i)標(biāo)準(zhǔn)差，修約到兩位有效數(shù)字。

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