Die von der American Society for Testing and Materials (ASTM) entwickelte Norm „ASTM C1352/C1352M Standard Test Method for Flexural Modulus of Elasticity of Naturstein“ beschreibt ein Prüfverfahren zur Bestimmung des Biege-Elastizitätsmoduls von Naturstein mithilfe eines einfachen, quadrantenpunktbelasteten Balkens. Steinprüfungen können mit der Last senkrecht zur Schichtebene oder zum Riss sowie mit der Last parallel zur Schichtebene oder zum Riss durchgeführt werden. Steinprüfungen können unter nassen und trockenen Probenbedingungen durchgeführt werden. Der Prüfer muss die anzuwendenden Bedingungen festlegen.
Diese Prüfmethode ist nützlich, um technische Werte für die Spannungs- und Durchbiegungsanalyse von Steinplatten bereitzustellen. Sie ist auch nützlich, um Unterschiede im Biegemodul zwischen Steinen unterschiedlicher Größe und Steinen desselben Typs in verschiedenen Belastungsrichtungen (parallel und senkrecht zum Riss oder Spalt) aufzuzeigen.
Für die Zwecke dieser Norm wird der Elastizitätsmodul auch als Spannung pro Dehnungseinheit, Youngscher Modul, bezeichnet.
Die für diese Tests verwendete Prüfmaschine entspricht den Anforderungen der Norm ASTM E4. Bei Biegeversuchen an Steinen mit tragenden Blöcken wird die Viertelpunktbelastungsmethode verwendet, um sicherzustellen, dass die auf den Balken einwirkenden Kräfte ausschließlich vertikal und ohne Exzentrizität wirken. Die Vorrichtung muss die Spannweite und die Abstände zwischen den tragenden und stützenden Blöcken innerhalb von plus/minus 1,3 mm halten können. Die Belastung muss gleichmäßig und stoßfrei erfolgen.
Bei den Versuchen werden außerdem Durchbiegungsmessgeräte mit einer Messgenauigkeit von 0,002 mm eingesetzt, um die Durchbiegungen in der Mitte der Spannweite an den beiden freien Kanten und die Stützdurchbiegungen an beiden Enden zu messen.
Die Prüfkörper müssen 100 mm breit, 32 mm dick und 380 mm lang sein, mit einer Prüföffnung von 320 mm. Die Kanten der Prüfkörper müssen senkrecht zur Ober- und Unterseite verlaufen. Die Prüfkörper müssen auf den zur Last senkrechten Flächen mit einem feinen Schleifmittel und auf den anderen vier Flächen mit einer feinen Sägefläche beschichtet sein. Die Abmessungen der Prüfkörper sind auf 0,2 mm genau zu messen und aufzuzeichnen. Für jede Prüfbedingung sind mindestens fünf Prüfkörper zu prüfen. Der aus den Diagrammen der Prüfergebnisse berechnete Durchschnittswert ist als Biege-E-Modul für die jeweilige Bedingung anzugeben.
Wenn die Arbeitsdicke bestimmt wird (wenn die Dicke der Steinplatten für das Projekt festgelegt wird), wird häufig verlangt, dass Prüfungen des Biege-E-Moduls bei der Arbeitsdicke durchgeführt werden. Folgendes regelt die Probengröße, wenn Prüfungen bei der Arbeitsdicke angefordert werden und die Arbeitsdicke von 32 mm abweicht. Die geprüfte Spanne sollte das Zehnfache der Dicke betragen. Die Probenlängen sollten nicht weniger als 50 mm und nicht mehr als 100 mm länger als die geprüfte Spanne sein. Wenn die Dicke weniger als 70 mm beträgt, sollte die Probenbreite 100 mm betragen. Wenn die Dicke mehr als 70 mm beträgt, sollte die Breite das 1,5-fache der Dicke betragen. Wenn die Dicke von 32 mm abweicht und die Probengröße die oben angegebenen Kriterien für die Arbeitsdicke erfüllt, wird der Durchschnittswert der Prüfergebnisse für jede Bedingung als Biege-E-Modul des Steins bei der Arbeitsdicke für diese Bedingung angegeben.
Für Proben mit rauer Oberfläche werden flache Auflageflächen für die Spannstützen und Viertelpunkt-Belastungsblöcke vorbereitet. In der Mitte dieser Flächen wird eine 15 mm breite Raupe wasserfester Dichtungsmasse aufgetragen. Lassen Sie die Dichtungsmasse gemäß den Empfehlungen des Herstellers trocknen bzw. aushärten, bevor Sie mit der Konditionierung der Proben fortfahren.
Vor dem Test werden die Proben 48 Stunden lang in einer trockenen Umgebung bei 60 °C (60 °F) plus/minus 2 °C getrocknet. Nach 46, 47 und 48 Stunden werden die Proben gewogen, um sicherzustellen, dass sie das gleiche Gewicht haben. Nimmt das Gewicht weiter ab, werden die Proben getrocknet, bis drei aufeinanderfolgende stündliche Messungen des gleichen Gewichts vorliegen. Nach der Entnahme aus dem Ofen werden die Proben vor dem Test in einem Exsikkator auf Raumtemperatur abgekühlt.
Vor dem Test in feuchter Umgebung werden die Proben 48 Stunden lang in 22 °C (22 °F) plus/minus 2 °C (22 °F) warmes Wasser getaucht. Unmittelbar nach der Entnahme aus dem Bad wird das Wasser von der Oberfläche abgewischt und die Proben getestet.
Zu Beginn des Tests wird die Vorrichtung zusammengebaut, die Probe auf die Spannstützen gelegt und Viertelpunkt-Belastungsblöcke so eingestellt, dass sie die Probe berühren. Die Probe wird zweimal auf eine Maximallast vorgespannt, die 50 Prozent der erwarteten Bruchfestigkeit entspricht, und anschließend auf Null zurückgesetzt. Die Belastung wird mit einer Geschwindigkeit erhöht, die der Änderung der Biegespannung von maximal 4,14 MPa pro Minute entspricht. Die Werte der Bruchfestigkeit werden am besten nach ASTM C880 bestimmt. Es wird eine Vorlast von 44 N angelegt, die Durchbiegungsanzeigen werden auf Null gestellt und das Lastmessgerät wird verwendet.
Die Last wird in Schritten von etwa 10 Prozent der erwarteten Versagenslast erhöht. Bei jedem Schritt wird die Belastung gestoppt und die Durchbiegungen in der Mitte der Spannweite beider Proben aufgezeichnet. Die Lasterhöhungen und Durchbiegungsmessungen werden fortgesetzt, bis ein Versagen eintritt. Es ist oft schwierig, die Durchbiegungsanzeiger auf Null zu setzen, wenn die Probe nicht belastet ist. Üblicherweise wird eine kleine Anfangslast, beispielsweise 44 N, auf die Probe ausgeübt und die Durchbiegungsanzeiger für diese Last auf Null gesetzt. Da nur die Steigung der Spannungs-Dehnungs-Kurve gemessen werden soll, hat diese Anfangslast keinen Einfluss auf das Endergebnis.
Kurz gesagt, die Norm ASTM C1352/C1352M beinhaltet ein Prüfverfahren zur Bestimmung der Verformungsbeständigkeit von Feuerfestmaterialien unter konstanter Druckbelastung bei hohen Temperaturen. Dieses Prüfverfahren ist wichtig, um das Verhalten von Feuerfestmaterialien in Öfen, Brennöfen, Verbrennungsanlagen und Reaktoren unter realen thermischen und mechanischen Belastungen zu beurteilen. Es misst das Kriechverhalten eines Feuerfestmaterials, das über einen bestimmten Zeitraum einer konstanten Last bei hoher Temperatur ausgesetzt ist. Es eignet sich insbesondere zur Beurteilung von:
Diese Norm gilt für eine breite Palette geformter feuerfester Produkte, darunter Schamottesteine, Tonerdesteine und isolierende Feuerfestmaterialien.
Feuerfeste Materialien müssen ihre Form und strukturelle Leistung auch unter extremer Hitze und Druck beibehalten. Kriechverformung oder langsame Verformung unter Hochtemperaturbelastung kann die Leistung der Auskleidung in Industrieanlagen beeinträchtigen und zu vorzeitigem Ausfall oder Sicherheitsrisiken führen. Diese Norm bietet eine standardisierte Methode zur Messung dieses Leistungsfaktors und gewährleistet Konsistenz und Zuverlässigkeit bei der Materialauswahl und Qualitätskontrolle.
Die wichtigsten hier ausgewerteten Parameter sind:
Zu den Branchen, die diesen Standard zur Bewertung feuerfester Werkstoffe verwenden, gehören:
Diese Norm hilft Herstellern und Ingenieuren bei der Auswahl der richtigen feuerfesten Materialien für anspruchsvolle Anwendungen, bei denen eine langfristige thermische und mechanische Stabilität entscheidend ist.
Zu den Vorteilen des ASTM C1352/C1352M-Standards gehören:
Daher ist ASTM C1352/C1352M ein wichtiges Instrument zur Bewertung der mechanischen Leistungsfähigkeit feuerfester Materialien bei hohen Temperaturen. Durch die Simulation von Betriebsbedingungen mit Hitze und Druck stellt diese Norm sicher, dass Materialien, die in extremen Industrieumgebungen eingesetzt werden, den Belastungen durch Zeit, Temperatur und Beanspruchung standhalten.
Unser Unternehmen ist seit vielen Jahren tätig und verfolgt die globalen Entwicklungen in Wissenschaft und Technologie aufmerksam. Mit einem qualifizierten Team und einer umfassenden Infrastruktur führt es für Unternehmen aller Branchen Tests, Messungen und Analysen in einer Vielzahl von Bereichen durch. In diesem Zusammenhang bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der „ASTM C1352/C1352M Standardtestmethode für den Biege-Elastizitätsmodul von Naturstein“ an.
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