ISO 10319

Geokunststoffe spielen eine entscheidende Rolle im Tiefbau, bei der Entwässerung, der Bewehrung, dem Erosionsschutz, bei Deponien und im Straßenbau. Ihre langfristige Leistungsfähigkeit hängt stark vom Zugverhalten unter Belastung ab. ISO 10319 bietet ein standardisiertes Verfahren zur Bewertung der Zugeigenschaften von Geokunststoffen durch einen breit angelegten Zugversuch.

Die Methode nach ISO 10319 hilft Herstellern, Labors und Qualitätskontrollteams, Produkte unter einheitlichen Bedingungen zu vergleichen. Sie misst die Zugfestigkeit, die Dehnung, die Sekantensteifigkeit und die Dehnung bei maximaler Kraft. Da die Probenbreite größer ist als die Messlänge, spiegelt die Prüfung besser wider, wie sich Geokunststoffe in realen Anwendungen verhalten.

Was ist ISO 10319?

ISO 10319 ist eine internationale Norm zur Bestimmung der Zugeigenschaften von Geokunststoffen mit Hilfe einer breiten Streifenprobe. Die Methode gilt für viele Materialien, darunter:

• Gewebte Geotextilien
• Geotextilien aus Vliesstoff
• Gestrickte Geotextilien
• Geogitter
• Geokompositen
• Geonetze
• Geomaten
• Geosynthetische Barrieren aus Ton
• Metallische geosynthetische Produkte
• Erzeugnisse aus gewebtem Stahldraht

Die Norm gilt nicht für polymere oder bituminöse geosynthetische Barrieren. Sie gilt jedoch für geosynthetische Barrieren auf Tonbasis.

Breiter Zugversuch für geosynthetische Zugversuche

Die Breiter Zugversuch ist nach wie vor eine der wichtigsten Methoden für die Zugprüfung von Geokunststoffen, da sie die Randkontraktion minimiert und die Kraft über einen größeren Probenbereich verteilt.

Im Gegensatz zu den Schmalband-Zugmethoden werden bei der ISO 10319 Proben verwendet, die in der Regel 200 mm breit sind und eine Messlänge von 100 mm zwischen den Backen haben. Diese Geometrie bietet eine realistischere Darstellung der Leistung in der Praxis.

Während der Prüfung spannt der Bediener die Probe über ihre gesamte Breite ein und übt mit konstanter Traversengeschwindigkeit eine Zugkraft aus, bis ein Bruch auftritt. Ein Längenänderungsaufnehmer misst die Änderung der Messlänge zwischen zwei Referenzpunkten.

Der Test erzeugt eine Zugkraft-Dehnungs-Kurve, die es dem Benutzer ermöglicht, diese zu bestimmen:

• Maximale Zugkraft
• Zugfestigkeit pro Breiteneinheit
• Zugdehnung bei maximaler Kraft
• Sekanten-Zugsteifigkeit
• Dehnung bei Vorspannkraft
• Zugdehnung bei Nennzugfestigkeit
• Zweitspitzen-Zugfestigkeit für Produkte mit Mehrfachspitzenverhalten

Geosynthetische Dehnungsprüfung und Messung der Zugspannung

Die Prüfung der geosynthetischen Dehnung Gemäß ISO 10319 liegt der Schwerpunkt auf dem Dehnungsverhalten, wenn sich die Probe unter Belastung dehnt. Die genaue Messung der Dehnung ist von entscheidender Bedeutung, da viele geosynthetische Produkte ihre Formstabilität beibehalten und gleichzeitig flexibel sein müssen.

Die Norm legt eine nominale Messlänge von 60 mm zwischen zwei Referenzpunkten fest. Bevor die eigentliche Prüfung beginnt, wendet der Prüfer eine Vorspannkraft an, die 1% der erwarteten maximalen Zugkraft entspricht. Mit diesem Schritt wird die tatsächliche Messlänge festgelegt.

Für nicht gewebte Geotextilien erlaubt die Norm die Prüfung ohne Vorspannung, da sich diese Materialien oft anders verformen als gewebte Strukturen.

Die ISO 10319 legt außerdem fest, dass die Dehnungsgeschwindigkeit bei Produkten mit einer Dehnung von über 5% im Allgemeinen innerhalb von 20 ± 5% pro Minute liegen sollte. Spröde Produkte wie Geokunststoffe auf Glasbasis erfordern möglicherweise eine langsamere Geschwindigkeit, so dass der Bruch innerhalb von etwa 30 Sekunden erfolgt.

Zugfestigkeitseigenschaften von Geokunststoffen, gemessen nach ISO 10319

Die Norm behandelt mehrere kritische Zugeigenschaften von Geokunststoffen.

Zugfestigkeit

Die Zugfestigkeit ist die maximale Kraft pro Breiteneinheit, die die Probe aushalten kann, bevor sie reißt. Die Labors geben diesen Wert in kN/m an.

Bei einigen Produkten, insbesondere bei bestimmten Geogittern und Bewehrungsmaterialien, kann die Zugkraft-Dehnungskurve eine zweite Spitze aufweisen. In solchen Fällen verlangt die ISO 10319 die Angabe sowohl des ersten als auch des zweiten Spitzenwertes.

Zugdehnung bei maximaler Kraft

Die Zugdehnung bei maximaler Kraft gibt an, wie stark sich das Material dehnt, wenn es seine Spitzenlast erreicht. Dieser Wert hilft Ingenieuren zu verstehen, ob sich ein Produkt wie ein dehnungsarmes Verstärkungsmaterial oder wie ein flexiblerer Abscheider oder Filter verhält.

Secant Tensile Steifigkeit

Die Sekantensteifigkeit liefert zusätzliche Informationen über das Verhältnis zwischen Belastung und Dehnung an einem bestimmten Punkt der Kurve. Dieser Wert ist besonders nützlich für die Bemessung der Bewehrung, da er zeigt, wie das Material vor dem Versagen reagiert.

Nass- und konditionierte Tests

ISO 10319 enthält Verfahren für Trocken- und Nassprüfungen. Bei der Nassprüfung müssen die Proben mindestens 24 Stunden lang in Wasser bei 20 °C getaucht werden.

Diese Anforderung ist wichtig für Produkte, die in der Entwässerung, im Erosionsschutz oder in erdverlegten Anwendungen eingesetzt werden, bei denen die Feuchtigkeit die Leistung beeinträchtigt.

Anforderungen an die Probenvorbereitung nach ISO 10319

Eine ordnungsgemäße Probenvorbereitung hat großen Einfluss auf die Genauigkeit der Ergebnisse nach ISO 10319.

Die meisten Proben benötigen eine Nennbreite von 200 mm und eine ausreichende Länge, um einen Abstand von mindestens 100 mm zwischen den Backen einzuhalten. Verschiedene geosynthetische Strukturen können jedoch eine besondere Vorbereitung erfordern.

Zum Beispiel:

• Bei gewebten Geotextilien müssen die Fäden oft von beiden Seiten gleichmäßig abgeschnitten werden.
• Geogitter erfordern intakte Rippen und Knotenpunkte im Messbereich
• Bei Stahldrahtgeflechterzeugnissen sind Dehnungsmessstreifen an Doppeldrehungen erforderlich.
• Schmale Produkte wie Geostreifen oder Geozellen sollten in voller Produktbreite geprüft werden.
• Für die Prüfung von Nähten und Verbindungen sollte die gleiche Probenbreite wie für die ungesäumte Referenzprobe verwendet werden.

In der Regel prüfen die Labors mindestens fünf Proben sowohl in Maschinenrichtung (MD) als auch quer zur Maschinenrichtung (CMD).

Ausrüstung für die ISO 10319 Breitenzugprüfung

Eine zuverlässige Zugprüfmaschine ist für die Einhaltung der ISO 10319 unerlässlich. Die Ausrüstung sollte der ISO 7500-1 Klasse 1 oder besser entsprechen und Folgendes bieten:

• Konstante Traversendrehzahlregelung
• Genaue Kraftmessung
• Breite Griffe oder Capstan-Griffe
• Minimales Abrutschen der Probe
• Kompatibilität der Extensometer
• Computergesteuerte Datenerfassung und Kurvenanalyse

Bei starken oder schlupfgefährdeten Materialien verbessern Capstan-Probenhalter oft die Klemmleistung. Frei schwenkbare Backen helfen außerdem, die Last gleichmäßig über die Probenbreite zu verteilen.

Cell Instruments bietet Zugprüfsysteme an, die geeignet sind für ISO 10319 Anwendungen. Ein richtig konfiguriertes universelles Zugprüfgerät mit breiten Spannzeugen, integriertem Extensometer und anpassbaren Spannvorrichtungen kann die Prüfung von gewebten Geotextilien, nicht gewebten Geotextilien, Geogittern und Geokompositen unterstützen.

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