Die von der American Society for Testing and Materials (ASTM) entwickelte Norm „ASTM C880/C880M Standard Test Method for Flexural Strength of Dimensional Stone“ beschreibt ein Prüfverfahren zur Bestimmung der Biegefestigkeit von Steinen mithilfe eines einfachen Balkens unter Viertelpunktbelastung. Steinprüfungen sollten gegebenenfalls für Belastungen senkrecht zur Schichtebene und für Belastungen parallel zur Schichtebene durchgeführt werden. Bei Bedarf sollten Biegeprüfungen auch unter feuchten Bedingungen durchgeführt werden.
Mit dieser Prüfmethode lassen sich Unterschiede in der Biegefestigkeit von Steinen unterschiedlicher Größe aufzeigen. Außerdem können damit Steine des gleichen Typs verglichen werden.
Die für die Tests verwendete Prüfmaschine entspricht den Anforderungen der Norm ASTM E4. Bei Steinbiegeversuchen mit tragenden Blöcken wird die Viertelpunkt-Belastungsmethode verwendet, um sicherzustellen, dass die auf den Balken einwirkenden Kräfte ausschließlich vertikal und ohne Exzentrizität wirken. Die Maschine muss in der Lage sein, die Spannweite und den Abstand zwischen den tragenden und unterstützenden Blöcken innerhalb von plus/minus 1,3 mm einzuhalten. Die Belastung muss gleichmäßig und stoßfrei aufgebracht werden.
Die Probe wird so ausgewählt, dass sie den tatsächlichen Durchschnitt der betreffenden Steinart oder -klasse und der unter der zu prüfenden Typenbezeichnung auf dem Markt angebotenen Qualität repräsentiert. Die Probe kann vom Käufer oder seinem Bevollmächtigten aus Steinbruchgestein oder natürlichem Aufschluss ausgewählt werden und muss ausreichend groß sein, um die Herstellung der erforderlichen Anzahl von Prüfproben zu ermöglichen. Bei erkennbaren Unterschieden kann der Käufer so viele Proben auswählen, wie zur Bestimmung der Unterschiede in der Biegefestigkeit erforderlich sind.
Die Prüfkörper müssen 102 mm breit, 32 mm dick und 381 mm lang sein, mit einer Prüföffnung von 318 mm. Die Kanten der Prüfkörper müssen senkrecht zur Ober- und Unterseite verlaufen. Die Prüfkörper müssen auf den zur Last senkrechten Ebenen eine feine Schleifoberfläche und auf den anderen vier Ebenen eine feine Sägeoberfläche aufweisen. Die Abmessungen der Prüfkörper sind auf 0,3 mm genau zu messen und aufzuzeichnen. Für jede Prüfbedingung sind mindestens fünf Prüfkörper zu prüfen. Der Durchschnittswert der Prüfergebnisse ist als Biegefestigkeit des Steins anzugeben.
Bei der Bestimmung der Arbeitsdicke (beispielsweise bei der Bestimmung der Dicke von Steinplatten für ein Projekt) sind häufig Biegeversuche bei der Arbeitsdicke erforderlich. Wenn eine Prüfung bei der Arbeitsdicke erforderlich ist und die Arbeitsdicke von 32 mm abweicht, sollte die Probengröße wie folgt bestimmt werden: Die geprüfte Öffnung sollte das Zehnfache der Dicke betragen. Die Probenlänge sollte nicht weniger als 51 mm und nicht mehr als 102 mm länger als die geprüfte Öffnung sein. Wenn die Dicke weniger als 68 mm beträgt, sollte die Probenbreite 102 mm betragen. Wenn die Dicke mehr als 68 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 Testergebnisse als Biegefestigkeit des Steins bei der Arbeitsdicke angegeben.
Wenn die Qualität der Arbeitsfläche vorgegeben ist (z. B. die architektonische Qualität der Platten für das Projekt), empfiehlt es sich grundsätzlich, Biegeversuche an Proben derselben Qualität wie die Arbeitsfläche durchzuführen. Bei der Durchführung von Versuchen an der Arbeitsfläche sind folgende Punkte zu beachten: Die Proben sollten in einer Ebene senkrecht zur Belastung eine Qualität aufweisen, die der für den Auftrag festgelegten Qualität entspricht. Sofern nicht anders angegeben, sollte die Probe so positioniert werden, dass die fertige Oberfläche einer Biegespannung ausgesetzt ist. Der Durchschnittswert der Prüfergebnisse ist als Biegefestigkeit des Steins auf der Arbeitsfläche anzugeben.
Vor dem Test werden die Proben 48 Stunden lang bei 60 °C (60 °F) plus/minus 2 °C (120 °F) getrocknet. Nach 46, 47 und 48 Stunden werden die Proben gewogen, um ein gleichmäßiges Gewicht sicherzustellen. 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 Grad Celsius (plus/minus 2 Grad Celsius) warmes Wasser getaucht. Sobald die Proben aus dem Bad genommen werden, wird das Oberflächenwasser 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 Last wird mit einer konstanten Spannungsrate von 4,14 MPa bis zum Versagen aufgebracht.
Kurz gesagt ist die Norm ASTM C880/C880M ein Prüfverfahren zur Bestimmung der Biegefestigkeit (Bruchmodul) von Naturstein. Diese Eigenschaft ist entscheidend für die Beurteilung der Bruch- und Rissfestigkeit eines Steins bei Biegung oder Belastung, insbesondere bei architektonischen und strukturellen Anwendungen wie Arbeitsplatten, Fußböden, Verkleidungen oder Treppen. Dieser Test liefert Designern, Architekten, Ingenieuren und Lieferanten die Daten, die sie benötigen, um sicherzustellen, dass ihre Steinprodukte die Leistungs- und Sicherheitsanforderungen erfüllen.
Die Biegefestigkeit ist die maximale Spannung, der ein Material beim Biegen standhalten kann. Sie ist besonders wichtig für horizontal verlegte oder Biegekräften ausgesetzte Natursteine. Das in dieser Norm beschriebene Prüfverfahren bietet:
Diese Methode wird häufig zum Testen von Materialien wie Granit, Marmor, Kalkstein, Sandstein, Schiefer und Travertin verwendet.
Faktoren, die die Biegefestigkeit beeinflussen, sind:
Die Ergebnisse der ASTM C880/C880M-Standardtests helfen:
Die Verwendung dieses Standards bietet folgende Vorteile:
Daher ist die Norm ASTM C880/C880M eine wichtige Prüfmethode in der Stein- und Bauindustrie. Sie hilft festzustellen, ob ein Natursteinprodukt den Biegungen und Belastungen standhält, denen es im tatsächlichen Einsatz ausgesetzt ist. Durch die Einhaltung dieser Norm können Hersteller und Designer die Sicherheit, Haltbarkeit und Leistungsfähigkeit von steinbasierten Strukturen und Produkten gewährleisten.
Unsere Organisation ist seit vielen Jahren tätig und verfolgt die globalen Entwicklungen in Wissenschaft und Technologie aufmerksam. Mit einem qualifizierten Team und einer umfassenden Infrastruktur führt sie für Unternehmen aller Branchen Tests, Messungen und Analysen in einer Vielzahl von Bereichen durch. In diesem Zusammenhang bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm „ASTM C880/C880M Standard Test Method for Flexural Strength of Naturstein“ an.
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