关于GB 18173.1-2012 复合片材(FS2

应变性能测试方法的分析

 

GB 18173.1-2012已从20130601日起实施,现对标准中复合片材(FS2)应变性能拉断伸长率的测试方法进行分析、探讨。

复合片材是我国自主知识产权的技术产品,经二十多年的发展完善,已基本定型成为我国新型主导防水材料之一,对其性能测试还在逐步完善中。

根据GB 18173.1-2012定义:“复合片材 以高分子合成材料为主要材料,复合织物等保护或增强层,以改变其尺寸稳定性和力学特性,各部分截面结构一致的防水片材。”

复合片材定义规定了复合的保护或增强层的作用和效果:改变主要材料的尺寸稳定性;改变主要材料的力学特性显然,复合片材的主要材料性能被保护或增强层的特性改变。主要材料的应变性能要被保护或增强层的应变特性所改变,并且只能是约束、限制。拉断伸长率要被保护或增强层应变性能和复合效应所限制,体现出比保护或增强层更低的伸长率。这是复合片材正常的特性。

复合片材定义规定了主要材料与保护或增强层存在复合界面,保护或增强层复合在主要材料表面,属于外增强型防水片材。

根据GB 18173.1-2012规定,复合片材(FS2)应变性能测试拉断伸长率,现对其复合片材(FS2)应变性能拉断伸长率测试的包含范围进行分析:

根据GB 18173.1-2012规定,复合片材(FS2)拉断伸长率测试计算取完全断裂值,就此进行分析。

1      主要材料(芯层)实现完全断裂,体现主要材料(芯层)的应变性能

GB 18173.1-2012规定复合片材(FS2)完全断裂的拉断伸长率≥400%

基于复合片材定义和现实技术,拉断伸长率≥400%显然是指测试主要材料(芯层)的应变性能片材复合的织物等保护或增强层应变性能远达不到这个程度

拉断伸长率测试过程不考查保护或增强层(表层)的应变。测试过程的保护或增强层(表层)是先于主要材料(芯层)断裂,沿复合界面随应变过程逐步与主要材料(芯层)剥离,最终主要材料(芯层)实现完全断裂。这确定了拉断伸长率测定的是主要材料(芯层)的应变性能。这符合GB 18173.1-2012定义和复合片材产品功能。  

按照同一定义表达同一主体内容的原则,测试的各种状况均应表达同一主体内容,所以确定拉断伸长率测试表达复合片材主要材料(芯层)的应变性能。

厚度小于1mm的复合片材 

GB 18173.1-2012规定厚度小于1mm的复合片材(FS2)完全断裂的拉断伸长率≥100%

复合片材复合的织物等保护或增强层应变性能能够达到这个程度,测试过程的主要材料(芯层)与保护或增强层(表层)的应变包含了三种状况:

A 保护或增强层(表层)与主要材料(芯层)同时断裂;

主要材料(芯层)[与保护或增强层(表层)]实现完全断裂,确定了拉断伸长率测定的是主要材料(芯层)[与保护或增强层(表层)]的应变性能,这符合定义和产品功能。

B 保护或增强层(表层)先于主要材料(芯层)断裂;

主要材料(芯层)实现完全断裂,确定了拉断伸长率测定的是主要材料(芯层)的应变性能,这符合定义和产品功能。

C 主要材料(芯层)先于保护或增强层(表层)断裂。

保护或增强层(表层)实现完全断裂,确定了拉断伸长率测定的不是主要材料(芯层)的应变性能,这不符合定义和产品功能。主要材料(芯层)已失效,附加的保护或增强层已无意义。属于主要材料(芯层)降解等质劣片材。

状况 A 主要材料(芯层)与保护或增强层(表层)同时断裂,拉断伸长率<100%,有两种状况[根据短板原理]

是主要材料(芯层)与保护或增强层(表层)的应变性能相同、同时断裂,表达了主要材料(芯层)的应变性能;

是主要材料(芯层)与保护或增强层(表层)的应变性能不同,复合约束使之同时断裂。复合约束使之同时断裂有两种:

a 是主要材料(芯层)应变性能较保护或增强层(表层)的应变性能为小,表达的是主要材料(芯层)的应变性能;

b是主要材料(芯层)应变性能较保护或增强层(表层)的应变性能为大,表达的是保护或增强层(表层)的应变性能,主要材料(芯层)的应变性能没有被表达,属于复合稳定的质优片材。

综合以上分析:按照GB 18173.1-2012复合片材定义和完全断裂的规定,状况 1 2 A 2 B 2 AⅠ 、2 Aa 表达主要材料(芯层)的应变性能; 2C 2Ab缺失表达主要材料(芯层)的应变性能(见分析表)。

 

复合片材(FS2应变性能测试范围包含分析表

 

1

拉断伸长率≥400%

2 厚度<1mm

拉断伸长率≥100%

芯层表层同时断裂

拉断伸长率<100%

A

芯层表层同时断裂

B

表层先于芯层断裂

C

芯层先于表层断裂

A

应变性能相同

A

应变性能不同

a

芯层较表层小

芯层较表层大

主要材料

实现完全

断裂状态

实现

实现

实现

未实现

实现

实现

未实现

质量状态

认可

认可

认可

不认可

不认可

不认可

认可

应变表达

合格

合格

合格

合格

不合格

不合格

不合格

 

通过以上范围包含分析可以确定,GB 18173.1-2012 复合片材(FS2应变性能拉断伸长率测试规定的方法,比实际缺少两方面表达,均属于厚度1mm测试:

(一)主要材料(芯层)应变性能较保护或增强层(表层)的应变性能为小,应变测试主要材料(芯层)先于保护或增强层(表层)断裂,测得性能指标≥100%主要材料(芯层)应变伸长率<100%

(二)主要材料(芯层)应变性能较保护或增强层(表层)的应变性能为大,应变测试主要材料(芯层)与保护或增强层(表层)同时断裂,测得性能指标<100%主要材料应变伸长率≥100%  

根据定义和技术实践,缺失(一)是复合片材主要材料质劣体现的特性,属于标准限制范围;缺失(二)是复合片材约束稳定体现的特性,属于标准鼓励范围。根据定义和复合强度性能指标取值范围,复合强度不限制上限,可以确定:不存在复合过度的限制。  

显然,标准限制和鼓励的范围,正是标准作用的对象,这是不容忽视、涉及标准权威、标准导向的原则问题,应给予正确表达,使标准科学和符合客观实际。

表达缺失的主要材料(芯层)应变性能,需要将主要材料(芯层)应变性能与保护或增强层(表层)应变性能区分,采用与1 相同的原则,直接考查或测试主要材料(芯层)应变性能。

范围 2C 应在测试过程中直接考查确定。范围2Ab单独取样测试,对试样进行表层断裂引导,使表层先于芯层断裂,直接测试主要材料(芯层)应变性能。

由于厚度1mm复合片材受复合效应影响,主要材料(芯层)截面改变比率较大,其应变性能相应下降,其拉断伸长率性能指标应在100%400%范围间。

  

复合片材相关特点:

主要材料芯层实现产品防水功能;

表层保护和增强材料仅是改变主要材料尺寸稳定性和力学特性;

表层保护或增强材料对主要材料的应变性能具有明显的约束、限制;

应变性能表达与主要材料直接相关;

复合效应相应降低主要材料芯层的应变性能:

厚度小于1mm的产品是复合片材应用的主要部分,占总应用量75%以上。

 

应遵循的基本原则:

测试表达应整体统一:复合片材主要材料的应变性能。  

按照复合片材的定义,复合片材最终由表层保护或增强材料和复合状态决定整体力学特性。

按照复合片材定义和完全断裂的规定,其拉断伸长率的测定实际是表层材料断裂、对其主要材料应变性能的测定。

当主要材料与表层材料厚度比例较大时,表层材料对主要材料的应变性能约束作用较小,表层材料先行断裂,测定体现主要材料应变性能。

当主要材料与表层材料厚度比例较小时,表层材料对主要材料的应变性能约束作用较大,表层材料约束主要材料并同时断裂,测定不体现主要材料应变性能。 

主要材料与表层材料厚度比例较小时,主要材料的厚度较小,复合过程受表层材料的影响较大,主要材料应变性能相应下降。

正确体现主要材料(芯层)应变性能的方法是引导表层材料先行断裂,测试主要材料应变性能。

主要材料体现复合片材功能,无论复合片材主要材料与表层材料厚度比例大小,应变性能都应测定其主要材料。

如果,复合片材主要材料与表层材料厚度比例大与复合片材主要材料与表层材料厚度比例小反映的是不同的主体内容,则是与复合片材定义相悖的对复合片材应变性能的错误表达。

当主要材料与表层材料厚度比例较小时,引导表层材料先行断裂,实现对复合片材主要材料的考查、测定是可行和必要的。

按照复合片材的构造,复合片材主要材料与表层保护或增强材料受拉应变同时断裂,应充分考察区分:主要材料与表层材料应变特性相同;主要材料比表层材料应变伸长率较大,受复合约束同时断裂。受复合约束同时断裂,测定结果则不反映主要材料的真实应变性能,则需要将表层先行断裂,直接测试主要材料应变性能。 

 

表层断裂引导:

在复合片材试样局部去除部分表层,引导试样表层测试中在此局部先行断裂,表层与芯层剥离,以测定片材主要材料的应变性能。在试样长度方向中间段,将表层材料可剥除部分(约占表层材料的3/5厚度)剥离去除约20mm长,表层材料应在试样引导部分应变先行断裂,主要材料应变继续延伸。

 

结论

1GB 18173.1-2012 复合片材(FS2应变性能拉断伸长率测试规定的方法,厚度1mm测试比实际缺少两方面表达

1主要材料(芯层)应变性能较保护或增强层(表层)的应变性能为小,应变测试主要材料(芯层)先于保护或增强层(表层)断裂,测得性能指标≥100%主要材料(芯层)实际应变伸长率<100%

2)主要材料(芯层)应变性能较保护或增强层(表层)的应变性能为大,应变测试主要材料(芯层)与保护或增强层(表层)同时断裂,测得性能指标<100%主要材料实际应变伸长率≥100%  

2、根据GB 18173.1-2012定义和技术实践,缺少表达的分别是复合片材主要材料质劣体现的特性(属于标准限制范围)和复合片材约束稳定体现的特性(属于标准鼓励范围)。

3、按照标准作用和导向原则,GB 18173.1-2012 复合片材(FS2应变性能拉断伸长率测试规定的方法,厚度1mm测试比实际缺少的两方面表达,均应给予正确表达。

4GB 18173.1-2012 复合片材(FS2应变性能拉断伸长率测试规定的方法,厚度1mm测试比实际缺少的两方面表达,正确表达的方法是通过表层断裂引导,直接测试片材主要材料(芯层)应变性能拉断伸长率。

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