Geosyntetika hrají zásadní roli v inženýrském stavitelství, při odvodňování, zpevňování, protierozní ochraně, skládkových systémech a výstavbě silnic. Jejich dlouhodobá výkonnost do značné míry závisí na chování v tahu při zatížení. Norma ISO 10319 stanoví standardizovanou metodu pro hodnocení tahových vlastností geosyntetik pomocí širokorozchodné tahové zkoušky.
Metoda ISO 10319 pomáhá výrobcům, laboratořím a týmům kontroly kvality porovnávat výrobky za jednotných podmínek. Měří pevnost v tahu, prodloužení, sekanční tuhost a deformaci při maximální síle. Protože šířka vzorku je větší než délka měřidla, zkouška lépe odráží chování geosyntetik v reálných aplikacích.
Co je ISO 10319?
ISO 10319 je mezinárodní norma pro stanovení tahových vlastností geosyntetik pomocí širokého pásového vzorku. Metoda se používá pro mnoho materiálů, včetně:
- Tkané geotextilie
- Netkané geotextilie
- Pletené geotextilie
- Geomříže
- Geokompozity
- Geonets
- Geomaty
- Jílové geosyntetické bariéry
- Kovové geosyntetické výrobky
- Tkané výrobky z ocelového pletiva
Norma se nevztahuje na polymerní nebo bitumenové geosyntetické bariéry. Vztahuje se však na geosyntetické bariéry na bázi jílu.
Širokoúhlá tahová zkouška pro zkoušení geosyntetik v tahu
Na stránkách tahová zkouška v širokém rozsahu zůstává jednou z nejdůležitějších metod pro tahové zkoušky geosyntetik, protože minimalizuje kontrakci okrajů a rozkládá sílu na větší plochu vzorku.
Na rozdíl od úzkopáskových tahových metod se podle normy ISO 10319 používají vzorky, které jsou obvykle 200 mm široké a mezi čelistmi mají měrnou délku 100 mm. Tato geometrie poskytuje realističtější reprezentaci výkonu v terénu.
Při zkoušce obsluha upne vzorek po celé jeho šířce a působí na něj tahovým zatížením při konstantní rychlosti křížové hlavy, dokud nedojde k jeho roztržení. Extenzometr měří změnu délky měřidla mezi dvěma referenčními body.
Zkouška vytváří křivku tahové síly a deformace, která umožňuje uživatelům určit:
- Maximální tahová síla
- Pevnost v tahu na jednotku šířky
- Deformace v tahu při maximální síle
- Sekantní tuhost v tahu
- Prodloužení při síle předpětí
- Deformace v tahu při jmenovité pevnosti v tahu
- Pevnost v tahu s druhým vrcholem pro výrobky s vícenásobným vrcholem chování
Zkouška prodloužení geosyntetik a měření tahové deformace
Na stránkách zkouška prodloužení geosyntetiky podle normy ISO 10319 se zaměřuje na deformační chování při roztažení vzorku pod zatížením. Přesné měření prodloužení je nezbytné, protože mnoho geosyntetických výrobků musí zachovávat rozměrovou stabilitu a zároveň poskytovat pružnost.
Norma definuje jmenovitou délku měřidla 60 mm mezi dvěma referenčními body. Před zahájením vlastní zkoušky působí obsluha předpínací silou rovnající se 1% očekávané maximální tahové síly. Tímto krokem se stanoví skutečná délka měřidla.
U netkaných geotextilií norma umožňuje zkoušení bez předpětí, protože tyto materiály se často deformují jinak než tkané konstrukce.
Norma ISO 10319 rovněž stanoví, že rychlost deformace by měla obecně zůstat v rozmezí 20 ± 5% za minutu u výrobků s prodloužením nad 5%. Křehké výrobky, jako jsou geosyntetika na bázi skla, mohou vyžadovat nižší rychlost, aby k prasknutí došlo přibližně do 30 sekund.
Tahové vlastnosti geosyntetik měřené podle ISO 10319
Norma se zabývá několika kritickými tahovými vlastnostmi geosyntetik.
Pevnost v tahu
Pevnost v tahu představuje maximální sílu na jednotku šířky, kterou vzorek vydrží, než dojde k jeho roztržení. Laboratoře tuto hodnotu uvádějí v kN/m.
U některých výrobků, zejména u některých geomříží a výztužných materiálů, může křivka tahové síly a deformace vykazovat druhý vrchol. V takových případech norma ISO 10319 vyžaduje uvádění hodnot prvního i druhého vrcholu.
Deformace v tahu při maximální síle
Tahová deformace při maximální síle udává, jak moc se materiál roztáhne, když dosáhne svého maximálního zatížení. Tato hodnota pomáhá inženýrům pochopit, zda se výrobek chová jako výztužný materiál s nízkým prodloužením, nebo jako pružnější separátor či filtr.
Sekantní tuhost v tahu
Sekantní tuhost poskytuje další informace o vztahu mezi zatížením a deformací ve zvoleném bodě křivky. Tato hodnota je užitečná zejména pro návrh výztuže, protože ukazuje, jak materiál reaguje před porušením.
Zkoušky za mokra a kondicionované zkoušky
Norma ISO 10319 obsahuje postupy pro zkoušení za sucha i za mokra. Zkouška za mokra vyžaduje ponoření vzorků do vody o teplotě 20 °C na dobu nejméně 24 hodin.
Tento požadavek je důležitý pro výrobky používané v drenážních, protierozních nebo zasypaných aplikacích, kde působení vlhkosti ovlivňuje výkonnost.
Požadavky na přípravu vzorků podle normy ISO 10319
Správná příprava vzorků silně ovlivňuje přesnost výsledků podle normy ISO 10319.
Většina vzorků vyžaduje jmenovitou šířku 200 mm a dostatečnou délku, aby mezi čelistmi zůstalo alespoň 100 mm. Různé geosyntetické struktury však mohou vyžadovat speciální přípravu.
Například:
- Tkané geotextilie často vyžadují rovnoměrné ořezání vláken z obou stran.
- Geomříže vyžadují neporušená žebra a uzly v oblasti rozchodu.
- Výrobky z ocelového pletiva vyžadují extenzometrické značky na dvojitých zákrutech
- Úzké výrobky, jako jsou geopásy nebo geobuňky, by měly být testovány na celou šířku výrobku.
- Při zkoušení švů a spojů by se měla použít stejná šířka vzorku jako u referenčního vzorku bez švu.
Laboratoře obvykle zkoušejí nejméně pět vzorků ve směru stroje (MD) i ve směru kříže stroje (CMD).
Zařízení pro zkoušku tahem v širokém rozsahu podle normy ISO 10319
Spolehlivý tahový zkušební stroj je nezbytný pro dodržení normy ISO 10319. Zařízení by mělo odpovídat normě ISO 7500-1 třídy 1 nebo lepší a mělo by poskytovat:
- Konstantní regulace otáček křížové hlavy
- Přesné měření síly
- Široké rukojeti nebo rukojeti s kapstrem
- Minimální sklouznutí vzorku
- Kompatibilita s extenzometrem
- Počítačový sběr dat a analýza křivek
U silných materiálů nebo materiálů náchylných k prokluzování často zlepšují upínací výkony kapslové rukojeti. Volně se otáčející čelisti také pomáhají rovnoměrně rozložit zatížení po celé šířce vzorku.
Cell Instruments nabízí tahové zkušební systémy vhodné pro ISO 10319 aplikace. Správně nakonfigurovaný univerzální tahový tester s širokými úchyty, integrací extenzometru a přizpůsobitelnými přípravky může podporovat testování tkaných geotextilií, netkaných geotextilií, geomříží a geokompozitů.
Nejčastější dotazy
Norma ISO 10319 stanoví normalizovanou metodu pro stanovení tahových vlastností geosyntetik pomocí tahové zkoušky v širokém rozsahu.
Norma platí pro tkané a netkané geotextilie, geomříže, geomaty, geonety, geokompozity, hliněné geosyntetické bariéry a kovové geosyntetické výrobky.
Širší vzorek snižuje smršťování okrajů a lépe reprezentuje skutečné chování v terénu při zatížení.
Většina vzorků má jmenovitou šířku 200 mm, i když speciální konstrukce, jako jsou geomříže, mohou vyžadovat jiné rozměry.
Norma měří pevnost v tahu, deformaci v tahu, prodloužení, sekanční tuhost a maximální zatížení na jednotku šířky.
Ano. Norma obsahuje postupy pro úpravu vzorků za mokra, které vyžadují hodnocení vlastností po ponoření do vody.
Zkouška vyžaduje tahový zkušební stroj s konstantní regulací otáček, přesné měření síly, vhodné úchyty a extenzometr.