Phương pháp xác định cường độ kéo giật vải địa kỹ thuật

Mục lục

Cơ sở pháp lý
Thuật ngữ và định nghĩa
Nguyên tắc
Điều kiện phòng thí nghiệm
Mẫu thử dùng trong thí nghiệm
Thiết bị, dụng cụ thử nghiệm
Tiến hành thí nghiệm xác định cường độ kéo giật của vải địa kỹ thuật
Xử lý số liệu
Báo cáo kết quả thử nghiệm
Lưu mẫu thử nghiệm
Kết luận

Cường độ chịu kéo, độ giãn dài hay cường độ kéo giật là một trong những thông số quan trọng cấu thành nên một tấm vải địa. Nếu cường độ chịu kéo phản ánh khả năng chịu lực của vải địa thì cường độ kéo giật sẽ phản ánh điều gì? Phương pháp để xác định cường độ này ra sao? Cùng Phú Thành Phát tìm hiểu về nội dung này thông qua bài viết dưới đây nhé!

Cơ sở pháp lý

Tài liệu viện dẫn:
- TCVN 8871-1: 2011: Tiêu chuẩn xác định lực kéo giật và độ giãn dài kéo giật
- TCVN 8222:2009, Vải địa kỹ thuật – Quy định chung về lấy mẫu, thử mẫu và xử lý thống kê.
Phạm vi áp dụng: Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định lực kéo giật và độ giãn dài của vải địa kỹ thuật.

Thuật ngữ và định nghĩa

Lực kéo giật (Grab strength)
Lực kéo giật là giá trị lực kéo lớn nhất, tính bằng kilô niutơn (kN) hoặc Niutơn (N) nhận được trong quá trình kéo cho tới khi mẫu thử đứt hoàn toàn.
Độ giãn dài kéo giật (Grab elongation)
Độ giãn dài tính bằng phần trăm (%) là tỷ số giữa lượng gia tăng chiều dài của mẫu thử trong quá trình kéo và chiều dài ban đầu.
Lực kéo giật khi đứt (Grab breaking load)
Lực kéo giật khi đứt là giá trị lực kéo tại thời điểm mẫu thử đứt hoàn toàn, tính bằng kilô niutơn (kN) hoặc Niutơn (N).
Độ giãn dài khi đứt (Elongation at breaking load)
Độ giãn khi đứt tính bằng phần trăm (%) là độ giãn dài tại thời điểm mẫu thử đứt hoàn toàn.
Chiều khổ (Cross – Machine direction)
Chiều khổ của vải ĐKT là hướng trong mặt phẳng của vải vuông góc với hướng chế tạo;
Chiều cuộn (Machine direction)
Chiều cuộn của vải ĐKT là hướng trong mặt phẳng của vải song song với hướng chế tạo.

Nguyên tắc

Mẫu thử được kẹp một phần chiều rộng bằng hai ngàm kẹp và bị kéo với tốc độ không đổi đến khi mẫu đứt hoàn toàn. Ghi lại lực kéo, chiều dài giãn ra của mẫu thử trên thiết bị thử nghiệm. Từ đó xác định được giá trị lực kéo giật và độ giãn dài kéo giật tương ứng và giá trị lực chịu kéo giật khi đứt hoàn toàn và độ giãn dài kéo giật khi đứt hoàn toàn theo từng chiều của cuộn vải.

Điều kiện phòng thí nghiệm

Quá trình thí nghiệm phải được tiến hành ở điều kiện không khí được duy trì ở độ ẩm tương đối (65 ± 5)% và nhiệt độ (21 ± 2)^oC.

Mẫu thử dùng trong thí nghiệm

Chuẩn bị mẫu thử

Lựa chọn mẫu thử

Lấy mẫu đưa về phòng thử nghiệm

Lấy một đoạn vải có chiều rộng chiếm hết chiều khổ của cuộn vải và chiều dài khoảng 4,0m theo chiều cuộn từ mỗi cuộn vải trong lô mẫu. Loại bỏ 2m phần vải ngoài cùng của cuộn vải. Không sử dụng phần vải xung quanh lõi cuộn vải để thử nghiệm.

Cắt chọn mẫu thử

Cắt một số mẫu thử từ mỗi đoạn vải đã được xác định trước. Không lấy mẫu thử trong phạm vi 120chiều rộng của vải hoặc 150mm tính từ mép vải (biên của cuộn vải).

Số lượng mẫu thử

Quy định thông thường

Trên mỗi đoạn vải theo chiều cuộn và chiều khổ cắt mỗi chiều một tập mẫu tối thiểu 5 mẫu thử.

Trường hợp 1

Khi có sự tranh chấp hoặc có quy định và thỏa thuận khác trong yêu cầu kỹ thuật, số lượng mẫu thử trong tập mẫu thử đối với một chỉ tiêu sao cho có thể có được 95% xác suất tin cậy của kết quả thử nghiệm với giá trị không vượt quá 5% so với giá trị trung bình của mỗi đoạn vải ứng với mỗi chiều cuộn và chiều khổ (xem TCVN 8222:2009).

Trường hợp 2

Gia công mẫu thử cắt các mẫu thử hình chữ nhật có kích thước theo chiều rộng 100mm và chiều dài 200mm. Sau đó tiến hành kẻ các đường thẳng như sau (xem hình1):

XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ KÉO GIẬT CỦA VẢI ĐỊA KỸ THUẬT 2

Kẻ một đường thẳng dọc theo chiều dài của mẫu thử cách mép mẫu 50mm (để đánh dấu vị trí dọc trục theo tim của ngàm kẹp, đối với các loại vải ĐKT dệt hoặc vải ĐKT gia cường, đường này phải được kẻ chính xác song song với các sợi dọc của mẫu thử);
Kẻ hai đường thẳng song song cách nhau 75mm theo chiều rộng cách mép mẫu thử là 62.5mm.

Mẫu thử thông thường

Mẫu thử thông thường được tiến hành ở trạng thái khô. Khi có yêu cầu, việc thử nghiệm có thể tiến hành trong điều kiện mẫu ở trạng thái ướt.

Xử lý mẫu thử

Mẫu ở trạng thái khô

Đưa các mẫu thử về sự cân bằng độ ẩm trong khí quyển để thử nghiệm. Sự cân bằng đạt được khi độ tăng khối lượng của mẫu thử trong những lần cân liên tiếp với khoảng thời gian không dưới 2 giờ và không vượt quá 0,1% khối lượng mẫu thử.

CHÚ THÍCH: Trong thử nghiệm thông thường có thể chỉ cần để mẫu thử ở điều kiện không khí chuẩn trong khoảng thời gian hợp lý trước khi thử nghiệm. Phần lớn các trường hợp đều cho thấy khoảng thời gian 24 giờ trong điều kiện phòng thử nghiệm là chấp nhận được. Tuy nhiên, một số loại sợi của mẫu thử thể hiện tốc độ cân bằng độ ẩm chậm, khi mẫu thử còn ướt. Trạng thái này của mẫu thử không được chấp thuận trong trường hợp xảy ra tranh chấp.

Mẫu ở trạng thái ướt

Các mẫu thử được thử nghiệm trong điều kiện ướt phải được nhúng trong nước có nhiệt độ duy trì ở (21 ± 2)^oC. Thời gian nhúng phải đủ để làm ướt hoàn toàn mẫu thử. Đảm bảo không có sự thay đổi đáng kể về độ bền hoặc độ giãn. Sau khi nhúng thêm ít nhất 2 phút để làm ướt hoàn toàn mẫu thử, có thể cho thêm không quá 0.05% chất làm ướt trung tính không ion hoá vào nước. Khi thử nghiệm mẫu thử ở trạng thái ướt, thời gian thử nghiệm không quá 20 phút sau khi lấy mẫu thử ra khỏi nước.

Thiết bị, dụng cụ thử nghiệm

Thiết bị kéo

Tốc độ của thiết bị phải điều chỉnh được ở tốc độ (300 ± 10)mm/min, phải ghi được giá trị lực kéo và giãn dài tương ứng để vẽ được đường quan hệ giữa lực kéo và độ giãn dài.
Lực kéo của thiết bị phụ thuộc vào loại vải địa kỹ thuật, nhưng phải có thang đo lực không nhỏ hơn 20kN, dải đo 1N, độ chính xác ±1N.
CHÚ THÍCH: Lực chịu kéo giật của các loại vải địa kỹ thuật rất khác nhau. Để đảm bảo xác định chính xác lực kéo giật của vải địa kỹ thuật phải lựa chọn bộ phận đo lực của máy thí nghiệm kéo cho phù hợp nhưng không lớn hơn 100 kN.
Thiết bị đo giãn dài phụ thuộc vào loại vải địa kỹ thuật, nhưng phải có thang đo không nhỏ hơn 300mm, dải đo 1mm, độ chính xác dải đo ± 0,1mm.

Ngàm kẹp

Chuẩn bị ngàm kẹp dạng phẳng có đủ lực để giữ mẫu không bị tuột. Bao gồm hai má kẹp:

Má kẹp thứ nhất có chiều rộng là 100mm, chiều cao là 50,8mm và chiều dày >= 25,4mm
Má kẹp thứ hai có chiều rộng là 25,4mm, chiều cao là 50,8mm và chiều dày >= 25,4mm.

Một trong hai ngàm kẹp phải có khớp xoay cho phép hàm kẹp có thể xoay quanh mặt phẳng tạo bởi hướng của lực tác dụng và hướng vuông góc với hướng của lực tác dụng.

Dụng cụ đo kích thước của mẫu thử

Dụng cụ đo kích thước của mẫu thử có thể sử dụng các dưỡng mẫu có kích thước chuẩn hoặc thước đo có độ chính xác 0,1mm.

Thiết bị làm ẩm

Bể ngâm mẫu hoặc thiết bị phun tạo nước nhỏ giọt.

Tiến hành thí nghiệm xác định cường độ kéo giật của vải địa kỹ thuật

Vận hành thiết bị kéo

Điều chỉnh khoảng cách giữa hai ngàm kẹp là (75 ± 3) mm.
Đặt tốc độ khi kéo là (300 ± 10) mm/min.
Chọn thang lực đo của thiết bị nằm trong khoảng từ 30% đến 90% lực kéo đứt mẫu thử.
CHÚ THÍCH: Đối với mỗi loại vải địa kỹ thuật có lực kéo giật khác nhau. Để thu được kết quả đo chính xác, tùy theo lực kéo giật của mẫu thử cần lựa chọn loại thiết bị đo có thang lực kéo phù hợp.
Đặt chế độ làm việc các thiết bị tự ghi số liệu thử nghiệm.

Lắp mẫu thử vào ngàm kẹp

Đưa mẫu lần lượt vào từng ngàm kẹp sao cho khoảng cách giữa hai ngàm kẹp là (75 ± 3)mm đã được kẻ trước trên mặt mẫu làm cữ theo chiều rộng và chính giữa của từng ngàm kẹp (vị trí của đường kẻ ở tim dọc theo chiều dài mẫu trùng với đường ở tim của mỗi ngàm kẹp).

Tiến hành thử nghiệm

Sau khi đã kiểm tra hoàn tất thiết bị kéo và lắp xong mẫu thử vào ngàm kẹp. Tiến hành xác định cường độ kéo giật bằng cách cho thiết bị kéo chạy cho tới khi mẫu đứt hoàn toàn.
Lưu các số liệu thu được trong suốt quá trình thử nghiệm.
Tiếp tục lặp lại tuần tự các bước trên cho tới khi thử nghiệm hết số lượng mẫu thử.

Xử lý số liệu

Loại bỏ các kết quả dị thường

Theo quy định của TCVN 8222:2009 và gia công lại mẫu thử, xem mục “Tính số lượng mẫu thử”.

Tính các giá trị của mẫu riêng lẻ

Xác định giá trị lực kéo giật đối với từng mẫu

Giá trị lực kéo giật (ký hiệu là T_g) của từng mẫu được xác định trên đường cong quan hệ giữa lực kéo giật và độ giãn dài có đơn vị là kN hoặc N.

Giá trị lực kéo giật khi đứt (ký hiệu là T_đ) của từng mẫu được xác định trên đường cong quan hệ giữa lực kéo giật và độ giãn dài, đơn vị kN hoặc N. (Xem hình 2)

Xác định độ giãn dài đối với từng mẫu

Độ giãn dài của mẫu thử tính theo công thức:

e = 100 x ∆L/L_o (1)
∆L = L₁ – L_o (2)

Trong đó:

e là độ giãn dài của mẫu thử tính bằng (%);
L_o là chiều dài ban đầu của mẫu thử (mm);
L₁ là chiều dài ra tăng của mẫu thử (mm).

CHÚ THÍCH: Khi đường cong quan hệ giữa lực kéo và độ giãn dài không đi qua gốc tọa độ. Trước xác định độ giãn dài cần phải hiệu chỉnh đưa đường cong về gốc tọa độ bằng cách tịnh tiến trục tung đến vị trí giao điểm của đường cong với trục hoành.

CHÚ DẪN:

T_g là lực kéo giật lớn nhất;
T_gđ là lực kéo giật tại điểm đứt hoàn toàn;
SA là độ giãn dài dư, xuất hiện khi lực kéo bằng 1% T_f ;
e_g là độ giãn dài tại lực kéo giật lớn nhất;
e_gđ là độ giãn dài tại điểm đứt hoàn toàn.

Các giá trị tiêu biểu

Các giá trị tiêu biểu được xác định bởi các giá trị thu được từ các mẫu thử riêng lẻ với độ chính xác như sau:

Lực kéo giật chính xác tới 1N, độ giãn dài ứng với lực kéo giật chính xác tới 1%.
Lực kéo giật khi đứt chính xác tới 1N, độ giãn dài khi đứt chính xác tới 1%.
CHÚ THÍCH: Loại bỏ các kết quả dị thường không đưa vào tính toán. Tuy nhiên, các kết quả này cần ghi lại và báo cáo riêng.
Đối với mỗi tính chất, các giá trị tiêu biểu sau đây cần được xác định (theo TCVN 8222:2009, mục “Tính số lượng mẫu thử”):
- Giá trị trung bình
- Độ lệch chuẩn
- Hệ số biến thiên

Yêu cầu đối với việc thử thêm

Khả năng lặp lại các kết quả

Khi hệ số biến đổi theo quy định tại “Các giá trị tiêu biểu” vượt quá 20% cần phải tăng số mẫu thử nhiều lên để thu được kết quả có giới hạn sai số cho phép và số lượng các mẫu thử yêu cầu được tính theo quy định TCVN 8222:2009, mục “Tính số lượng mẫu thử”.

Các giới hạn sai số

Kiểm tra các kết quả thu được theo quy định tại “Các giá trị tiêu biểu” để đảm bảo các giới hạn sai số thực tế không vượt quá giới hạn quy định. Sai số kết quả thử nghiệm được coi là thỏa mãn nếu số lần thử nghiệm tính theo TCVN 8222:2009 không vượt quá kết quả thực tế. Nghĩa là các kết quả thử nghiệm đã thỏa mãn khi thử nghiệm đủ số lần và đáp ứng yêu cầu của “Các giá trị tiêu biểu”.

CHÚ THÍCH: Kết quả thử nghiệm theo tiêu chuẩn này có thể so sánh với kết quả thử theo tiêu chuẩn ASTM D 4632 đối với cùng loại mẫu thử.

Báo cáo kết quả thử nghiệm

Báo cáo kết quả thử nghiệm bao gồm các nội dung sau:

Viện dẫn tiêu chuẩn này;
Loại mẫu thử nghiệm (vật liệu hoặc sản phẩm);
Số lượng các mẫu thử được thử nghiệm theo từng hướng;
Trạng thái của mẫu thử nghiệm (ướt hay khô);
Kiểu, chủng loại thiết bị thử nghiệm;
Các giá trị tiêu biểu:
Lực kéo giật trung bình theo từng chiều của cuộn vải, tính bằng kN hoặc N;
Độ giãn kéo giật trung bình theo từng chiều của cuộn vải, tính bằng %;
Các giá trị riêng lẻ:
Lực kéo giật của các mẫu thử trong tập mẫu thử nghiệm theo từng chiều của cuộn vải, tính bằng kN hoặc N;
Độ giãn dài kéo giật của các mẫu thử trong tập mẫu thử nghiệm theo từng chiều của cuộn vải, tính bằng %;
Biểu đồ quan hệ giữa lực kéo giật và giãn dài (Hình 2);
Người thí nghiệm;
Người kiểm tra;
Ngày thí nghiệm;
Điều kiện về nhiệt độ, độ ẩm khi thử nghiệm;
Các thay đổi về điều kiện, quy trình thử so với tiêu chuẩn này (nếu có);
Thông tin về kết quả bị loại bỏ kể cả nguyên nhân không dùng các kết quả đó để đánh giá các trị số tiêu biểu;

Và các mục khác khi yêu cầu.

Lưu mẫu thử nghiệm

Mẫu lưu có diện tích không nhỏ hơn 1m² .
Mẫu lưu và điều kiện tiêu chuẩn theo quy định của TCVN 8222:2009.
Thời gian lưu mẫu tối thiểu là 28 ngày

Kết luận

Cường độ kéo giật của vải địa kỹ thuật là một trong những thông số vô cùng quan trọng và có tầm ảnh hưởng nhu cầu sử dụng của vải khi ứng dụng thi công. Bên cạnh các thông số được cung cấp của nhà sản xuất. Trước khi thi công, để đảm bảo vải địa kỹ thuật đạt chỉ tiêu chất lượng thì cần phải thí nghiệm để xác định một lần nữa thông số của vải. Hy vọng rằng với thông tin trên, bạn sẽ biết được như thế nào là cường độ kéo giật của vải địa. Cũng như phương pháp xác định cường độ kéo giật của vải.

Ngoài ra, nếu có bất kỳ thắc mắc gì về vải địa kỹ thuật hay yêu cầu báo giá vải địa PR, cần tư vấn. Vui lòng để lại thông tin hoặc liên hệ trực tiếp với Phú Thành Phát. Chúng tôi sẽ hỗ trợ giải đáp hoặc gửi báo giá sớm nhất cho bạn.

THÔNG TIN LIÊN HỆ
Trụ sở chính: 15 Đường số 5, KDC Vĩnh Lộc, Bình Hưng Hòa B, Bình Tân, TP.HCM
Hotline: 028.666.03482 – 0909.452.039 – 0903.877.809
Email: infor@vaidiakythuat.com