Geomembranos atlieka svarbų vaidmenį izoliavimo sistemose, sąvartynų įdėkluose, kasybos tvenkiniuose, kanaluose, rezervuaruose ir hidroizoliacinėse konstrukcijose. Šiose srityse dėl pradūrimo pažeidimų gali atsirasti nuotėkis, sutrumpėti tarnavimo laikas ir brangiai kainuoti remontas. ASTM D4833 pateikia standartizuotą geomembranų ir susijusių medžiagų atsparumo pradūrimui matavimo būdą.
ASTM D4833 plačiai naudojamas gamintojų, bandymų laboratorijų ir kokybės kontrolės komandų, nes jis suteikia pakartojamą indekso vertę, leidžiančią palyginti skirtingus gaminius ir gamybos partijas. Metodas padeda nustatyti, kaip gerai geomembrana gali atsispirti plieninio strypo veikiamai koncentruotai apkrovai.
ASTM D4833 apžvalga
ASTM D4833 "Standartinis geomembranų ir su jomis susijusių gaminių atsparumo pradūrimui indekso bandymo metodas" nustato jėgą, kurios reikia bandiniui pradurti kontroliuojamomis sąlygomis.
Atliekant bandymą operatorius užspaudžia bandinį tarp apvalių plokščių, tačiau jo neįtempia. Tuomet kietas plieninis strypas spaudžiamas į nepalaikomą centrinę bandinio sritį, kol įvyksta plyšimas. Didžiausia per bandymą užregistruota jėga yra atsparumo pradūrimui vertė.
Kadangi ASTM D4833 pateikia indekso vertę, o ne lauko eksploatacinių savybių modeliavimą, jis geriausiai tinka:
- Medžiagų palyginimas
- Įvežamų prekių kokybės tikrinimas
- Gamybos kokybės kontrolė
- Produkto kūrimas
- Komercinių siuntų priėmimo bandymai
- Medžiagų suderinamumo tarp partijų patikrinimas
Geomembranų atsparumo pradūrimui bandymo principas
Atliekant ASTM D4833 standarte nurodytą geomembranų atsparumo pradūrimui bandymą, naudojamas pastovaus tempimo greičio tempimo arba gniuždymo bandymo aparatas su žiediniu spaustuvu ir pradūrimo zondu.
Bandymo įtaisą sudaro:
- Žiedinis spaustukas, kurio vidinės angos skersmuo 45 ± 0,025 mm
- Kietas plieninis 8 ± 0,1 mm skersmens praduriamasis strypas
- Išfrezuotas lazdos galiukas, skirtas kontroliuojamam įsiskverbimui užtikrinti
- Pastovus 300 ± 10 mm/min bandymo greitis
Bandinys lieka be atramos centrinėje zonoje tarp gnybtų žiedų. Plieniniam strypui judant žemyn, įtempiai koncentruojasi nepalaikomoje dalyje, kol medžiaga plyšta.
Užregistruota didžiausia apkrova rodo geomembranų ir susijusių gaminių atsparumą pradūrimui.
Geomembranų atsparumo pradūrimams indeksas ir jo reikšmė
Geomembranų atsparumo pradūrimui indeksas padeda inžinieriams ir pirkėjams palyginti skirtingas medžiagas prieš jas montuojant.
Geomembrana, pasižyminti didesniu atsparumu pradūrimui, gali geriau apsaugoti nuo:
- Aštrūs akmenys po įdėklais
- Statybinė žala
- Šaknų įsiskverbimas
- Įrangos eismas
- Agregatų kontaktas
- Įrengimo įtampa
Ši savybė ypač svarbi sąvartynų įdėkluose, kasyklų apsaugos sistemose, žemės ūkio tvenkiniuose ir vandens rezervuaruose, kur dėl pradūrimo gedimo gali kilti didelė rizika aplinkai ir eksploatacijai.
Daugelis pirkėjų į pirkimo specifikacijas įtraukia ASTM D4833 reikalavimus, nes šis metodas yra bendras pagrindas skirtingų tiekėjų gaminiams palyginti.
ASTM D4833 bandymo aparatas
Norėdama atlikti patikimą geomembranos pradūrimo bandymą, laboratorija turi naudoti tinkamą įrangos konfigūraciją.
Tempimo arba suspaudimo bandymo mašina
ASTM D4833 reikalauja pastovaus tempimo greičio bandymo mašinos, galinčios išlaikyti stabilų greitį ir tiksliai matuoti apkrovą.
Cell Instruments TST-01 tempimo testeris puikiai tinka ASTM D4833 standartui, nes juo galima reguliuoti greitį nuo 1 iki 500 mm/min ir tiksliai valdyti poslinkį naudojant rutulinį švaistiklį.
PLC valdoma valdymo sistema ir 7 colių HMI jutiklinis ekranas leidžia operatoriams realiuoju laiku stebėti jėgos kreives ir bandymo eigą. Prietaisas taip pat palaiko perforavimo, tempimo, plėšimo ir kitus pritaikytus priedus, todėl jis naudingas laboratorijose, kuriose bandomos įvairios medžiagos.
Žiedo spaustuko tvirtinimo įtaisas
Žiedinio spaustuvo laikiklis pritvirtina bandinį be slydimo. ASTM D4833 nurodo, kad spaustuvo angos skersmuo yra 45 mm, ir rekomenduoja paviršių su grioveliais, O-žiedeliais arba šiurkščiu švitriniu popieriumi, kad pagerėtų sukibimas.
Plieninis pradurtas strypas
Standartinio dūrio strypo skersmuo yra 8 mm, o jo kraštas yra nuožulnus. Nuosekli strypo geometrija padeda užtikrinti, kad rezultatai skirtingose laboratorijose būtų pakartojami.
ASTM D4833 Bandinių paruošimas
Tinkamas mėginių paruošimas turi didelę įtaką rezultatų nuoseklumui.
ASTM D4833 rekomenduoja:
- Mažiausias bandinio skersmuo: 100 mm
- Mėginių ėmimas iš viso ritinio pločio
- Vengti pavyzdžių prie krašto arba pakraščio
- Bandinių parinkimas įstrižai per visą bandinį
- Mėginių kondicionavimas iki drėgmės pusiausvyros prieš bandymą
Standarte taip pat rekomenduojama, kad, jei nėra istorinio variacijos įvertinimo, viename pavyzdžių mėginyje būtų ne mažiau kaip penki pavyzdžiai.
Laboratorijose, turinčiose pakankamai ankstesnių duomenų, reikiamą bandinių skaičių galima apskaičiuoti statistiškai, naudojant variacijos koeficientą ir Stjudento t vertę.
Geomembranos pradūrimo bandymo procedūra
Geomembranos pradūrimo bandymo procedūra paprastai atliekama šiais etapais:
- Bandinius kondicionuokite reikiamoje laboratorinėje aplinkoje.
- Pasirinkite atitinkamą apkrovos elemento diapazoną.
- Bandinį tvirtai užspauskite tarp žiedinių laikiklių.
- Sureguliuokite dūrio strypą su nepalaikomos bandomosios srities viduriu.
- Nustatykite bandymų greitį 300 mm/min.
- Bandymą pradėkite tol, kol jis visiškai nutrūks.
- Užrašykite didžiausią pradūrimo jėgą.
- Apskaičiuokite visų bandinių vidurkį ir standartinį nuokrypį.
Sudėtinių geomembranų jėgos kreivė gali turėti dvi didžiausias vertes. Tokiu atveju pagal ASTM D4833 standartą reikalaujama nurodyti pirmąją maksimalią vertę, net jei antroji maksimali vertė yra didesnė.
Veiksniai, turintys įtakos ASTM D4833 rezultatams
ASTM D4833 bandymo rezultatams gali turėti įtakos keli kintamieji:
- Medžiagos storis
- Polimero tipas
- Sustiprinimo struktūra
- Paviršiaus tekstūra
- Pavyzdžių kondicionavimas
- Griebtuvo slydimas
- Perdūrimo strypo nusidėvėjimas
- Bandymo greičio kitimas
- Bandinio vieta ritinyje
Kokybės kontrolės personalas turėtų užtikrinti, kad šie veiksniai būtų pastovūs, siekiant sumažinti kintamumą ir pagerinti pakartojamumą.
ASTM D4833 bandymų privalumai
ASTM D4833 gamintojams ir galutiniams naudotojams suteikia keletą privalumų:
- Greitas ir pakartojamas testavimo procesas
- Lengvas medžiagų palyginimas
- Naudinga įprastinei kokybės kontrolei
- Palaiko siuntos priėmimo bandymus
- Padeda nustatyti gamybos skirtumus
- Teikia patikimus duomenis techninei dokumentacijai.
- Didina pirkėjų pasitikėjimą geomembranų eksploatacinėmis savybėmis
Įmonėms, gaminančioms geomembranas, geotekstilę, kompozicinius įdėklus ar hidroizoliacines membranas, ASTM D4833 bandymai gali sustiprinti gaminių kvalifikacijos programas ir padėti įgyvendinti klientų reikalavimus.
DUK
ASTM D4833 matuojama didžiausia jėga, kurios reikia norint pradurti geomembraną ar susijusią medžiagą plieniniu strypu kontroliuojamomis laboratorinėmis sąlygomis.
Jame nurodytas 8 ± 0,1 mm skersmens plieninis dūrio strypas.
Pagal standartą reikalaujama, kad bandymo greitis būtų 300 ± 10 mm/min.
Dauguma laboratorijų, neturėdamos istorinių statistinių duomenų, ištiria mažiausiai penkis mėginius.
Jis padeda nustatyti, ar geomembrana gali atlaikyti koncentruotas pradūrimo jėgas ją tvarkant, montuojant ir eksploatuojant.
Taip. ASTM D4833 gali išbandyti sudėtines geomembranas ir susijusius gaminius. Jei jėgos kreivė rodo du pikus, reikia nurodyti pirmąjį piką.