Norma „ASTM C1352/C1352M Standardowa metoda badania modułu sprężystości zginania kamienia wymiarowego”, opracowana przez Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów (ASTM), opisuje metodę badania służącą do określania modułu sprężystości zginania kamienia za pomocą prostej belki obciążonej w ćwiartki. Badania kamienia można przeprowadzać z obciążeniem przyłożonym prostopadle do płaszczyzny ułożenia lub pęknięcia oraz z obciążeniem przyłożonym równolegle do płaszczyzny ułożenia lub pęknięcia. Badania kamienia można przeprowadzać w warunkach mokrej i suchej próbki. Osoba przeprowadzająca badanie musi określić, które warunki zostaną zastosowane.
Ta metoda badawcza jest przydatna do określania wartości technicznych dla analizy naprężeń i ugięcia płyt kamiennych. Jest również przydatna do wykazania różnic w module sprężystości przy zginaniu między kamieniami o różnych rozmiarach a kamieniami tego samego typu przy różnych kierunkach obciążenia (równoległym i prostopadłym do pęknięcia lub szczeliny).
Dla celów niniejszej normy moduł sprężystości jest również znany jako naprężenie na jednostkę odkształcenia, moduł Younga.
Maszyna wytrzymałościowa używana w tych testach spełnia wymagania normy ASTM E4. Metoda obciążenia ćwierćpunktowego jest stosowana w testach zginania kamieni z wykorzystaniem bloków nośnych, aby zapewnić, że siły przyłożone do belki są wyłącznie pionowe i bez mimośrodu. Urządzenie musi być w stanie utrzymać rozpiętość przęsła oraz odległości między blokami nośnymi a podporowymi z tolerancją plus/minus 1,3 mm. Obciążenie musi być przykładane z równomierną prędkością i w sposób zapobiegający wstrząsom.
W testach stosuje się również mierniki ugięcia o dokładności do 0,002 mm, mierzące ugięcia w połowie rozpiętości na dwóch wolnych krawędziach oraz ugięcia podpór na obu końcach.
Próbki do badań powinny mieć szerokość 100 mm, grubość 32 mm i długość 380 mm, z otworem pomiarowym o średnicy 320 mm. Krawędzie próbki powinny być prostopadłe do góry i dołu. Próbki powinny być pokryte drobnym materiałem ściernym w płaszczyznach prostopadłych do obciążenia oraz cienką warstwą ścierną w pozostałych czterech płaszczyznach. Wymiary próbki powinny być zmierzone i zapisane z dokładnością do 0,2 mm. Dla każdego warunku badania należy zbadać co najmniej pięć próbek. Średnią wartość obliczoną z wykresów wyników badań należy podać jako moduł sprężystości przy zginaniu dla danego warunku.
Gdy określana jest grubość robocza (gdy określana jest grubość płyt kamiennych dla projektu), często żąda się wykonania badań modułu sprężystości przy zginaniu dla grubości roboczej. Poniższe regulują wielkość próbki, gdy wymagane jest badanie przy grubości roboczej i gdy grubość robocza zmienia się od 32 mm. Badana rozpiętość powinna być dziesięciokrotnie większa od grubości. Długości próbek nie powinny być mniejsze niż 50 mm i nie większe niż 100 mm od badanej rozpiętości. Gdy grubość jest mniejsza niż 70 mm, szerokość próbki powinna wynosić 100 mm. Gdy grubość jest większa niż 70 mm, szerokość powinna być 1,5 razy większa od grubości. Gdy grubość zmienia się od 32 mm, a wielkość próbki spełnia kryteria grubości roboczej określone powyżej, średnia wartość wyników badań dla każdego warunku jest podawana jako moduł sprężystości przy zginaniu kamienia przy grubości roboczej dla tych warunków.
W przypadku próbek o chropowatej powierzchni należy przygotować płaskie powierzchnie pod podpory przęseł i bloki obciążające punktowo, a następnie nałożyć na środek tych obszarów warstwę wodoodpornej masy uszczelniającej o szerokości 15 mm. Przed przystąpieniem do kondycjonowania próbek należy odczekać, aż masa uszczelniająca wyschnie lub utwardzi się zgodnie z zaleceniami producenta.
Przed badaniem próbki są suszone w suchym środowisku w temperaturze 60°C (60°F) plus/minus 2°C przez 48 godzin. W 46., 47. i 48. godzinie próbki są ważone, aby upewnić się, że mają tę samą wagę. Jeśli waga nadal maleje, próbki są suszone do uzyskania tej samej wagi w trzech kolejnych odczytach co godzinę. Po wyjęciu z pieca próbki są schładzane do temperatury pokojowej w eksykatorze przed badaniem.
Przed przeprowadzeniem badań w wilgotnym środowisku, próbki zanurza się w wodzie o temperaturze 22°C (22°F) plus/minus 2°C (22°F) na 48 godzin. Natychmiast po wyjęciu próbek z kąpieli, woda z ich powierzchni jest wycierana, a próbki poddawane testom.
Aby rozpocząć badanie, aparat jest montowany, próbka jest umieszczana na podporach przęseł, a bloki obciążające są ustawiane tak, aby stykały się z próbkami. Próbka jest wstępnie obciążana dwukrotnie do maksymalnego obciążenia odpowiadającego 50% oczekiwanej wytrzymałości, a następnie przywracana do zera. Obciążenie jest zwiększane z szybkością odpowiadającą zmianie naprężenia zginającego, nie większą niż 4,14 MPa na minutę. Wartości granicznej wytrzymałości na zginanie najlepiej określa się zgodnie z normą ASTM C880. Przyłożono obciążenie wstępne 44 N, wyzerowano wskaźniki ugięcia i zastosowano urządzenie do odczytu obciążenia.
Obciążenie zwiększa się skokowo, co około 10% oczekiwanego obciążenia niszczącego. Przy każdym skoku obciążenie jest zatrzymywane, a ugięcia krawędzi obu próbek w połowie rozpiętości są rejestrowane. Zwiększanie obciążenia i odczyty ugięcia są kontynuowane aż do momentu zniszczenia. Często trudno jest ustawić wskaźniki ugięcia na zero, gdy próbka nie jest obciążona. Powszechną praktyką jest przyłożenie do próbki niewielkiego obciążenia początkowego, takiego jak 44 N, i ustawienie wskaźników ugięcia na zero dla tego obciążenia. Ponieważ pożądane jest jedynie nachylenie krzywej naprężenie-odkształcenie, to obciążenie początkowe nie wpływa na wynik końcowy.
Krótko mówiąc, norma ASTM C1352/C1352M zawiera metodę badawczą służącą do określania odporności materiałów ogniotrwałych na odkształcenia pod wpływem stałego obciążenia ściskającego w wysokich temperaturach. Badanie to jest istotne dla oceny zachowania się materiałów ogniotrwałych stosowanych w piecach, piecach do wypalania, piecach do spopielania i reaktorach pod wpływem rzeczywistych naprężeń termicznych i mechanicznych. Ta metoda badawcza mierzy pełzanie materiału ogniotrwałego poddanego stałemu obciążeniu w wysokiej temperaturze przez określony czas. Jest ona szczególnie przydatna do oceny:
Norma ta ma zastosowanie do szerokiej gamy wyrobów ogniotrwałych kształtowych, w tym cegieł szamotowych, cegieł o wysokiej zawartości tlenku glinu i materiałów ogniotrwałych izolacyjnych.
Materiały ogniotrwałe muszą zachować swój kształt i właściwości strukturalne w warunkach ekstremalnych temperatur i ciśnienia. Pełzanie, czyli powolne odkształcanie pod wpływem obciążeń wysokotemperaturowych, może negatywnie wpłynąć na wydajność wykładzin w urządzeniach przemysłowych, prowadząc do przedwczesnej awarii lub zagrożenia bezpieczeństwa. Niniejsza norma zapewnia znormalizowany sposób pomiaru tego współczynnika wydajności, zapewniając spójność i niezawodność w doborze materiałów oraz kontroli jakości.
Głównymi parametrami ocenianymi tutaj są:
Do gałęzi przemysłu wykorzystujących tę normę do oceny materiałów ogniotrwałych należą:
Norma ta pomaga producentom i inżynierom dobrać odpowiednie materiały ogniotrwałe do wymagających zastosowań, w których kluczowa jest długoterminowa stabilność termiczna i mechaniczna.
Zalety normy ASTM C1352/C1352M obejmują:
W rezultacie norma ASTM C1352/C1352M stanowi kluczowe narzędzie oceny właściwości mechanicznych materiałów ogniotrwałych w wysokich temperaturach. Symulując warunki eksploatacji, w tym ciepło i ciśnienie, norma ta gwarantuje, że materiały stosowane w ekstremalnych warunkach przemysłowych wytrzymują próbę czasu, temperatury i naprężeń.
Nasza organizacja, działająca od wielu lat i skrupulatnie śledząca globalny rozwój nauki i technologii, przeprowadza testy, pomiary i analizy w szerokim zakresie dziedzin dla firm z każdej branży, dysponując wykwalifikowanym zespołem i rozbudowaną infrastrukturą. W tym kontekście świadczymy również usługi testowe zgodnie ze „Standardową metodą badania modułu sprężystości przy zginaniu kamieni wymiarowych” (ASTM C1352/C1352M).
Możesz poprosić nas o wypełnienie formularza, aby umówić się na spotkanie, uzyskać bardziej szczegółowe informacje lub poprosić o ocenę.
