ASTM C99/C99M-18 石材断裂模量标准试验方法

美国材料与试验协会（ASTM）发布的标准《ASTM C99/C99M-18 石材抗折强度标准试验方法》描述了一种测定除板岩外所有类型石材抗折强度的试验方法。

就本标准而言，“ASTM C119-20 尺寸石材标准术语”标准中给出的术语和定义是有效的。

该测试方法有助于展示不同尺寸石头的断裂模量的差异。这种测试方法还提供了比较同一类型宝石的元素。

这些测试中使用的测试机的精度应在 50 至 5000 N 范围内的 1% 以内。样品的负载应用和支撑应为摇杆类型，其边长至少与样品的宽度一样长。载荷施加块可以是摇杆式或刚性式。与石头接触的负载施加块和支撑块的部分必须是圆形的，并且标称半径为 13 毫米。

所选样品应能代表所讨论的石材类型或等级的真实平均值以及待测试类型描述下市场上提供的质量。样品可由购买者或其授权代表从采石场或天然露头中选择，并且样品应具有足够的尺寸以允许制备所需数量的测试样本。当发生可检测到的变化时，购买者可以根据需要选择尽可能多的样品来确定断裂模量的变化。

有关选择、准备和调节试样的更多信息，请参阅“ASTM C1799/C1799M-22 尺寸石材试样取样和准备标准指南”。

样品尺寸应为 100 毫米 x 200 毫米 x 60 毫米，公差为正负 2 毫米。它们从样品上切下来，然后通过研磨来完成，直到其表面变得光滑。 100 毫米 x 200 毫米的表面应尽可能平坦且平行。对于垂直于狭缝的负载，准备五个 100 毫米 x 200 毫米的样本，其表面与狭缝平面平行；对于平行于狭缝的负载，准备五个 100 毫米 x 60 毫米的样本，其表面与狭缝平行。

这里使用“裂缝”一词来表示石头最容易裂开的方向。在层状石中，它被认为与层理或层理相一致。采石场工人应始终在样品上标记裂纹方向，因为通常无法在小块样品上确定裂纹方向。

当裂纹平面垂直且平行于梁的长度时，结构中可能会出现另一种载荷情况。可以通过切割 60 毫米 x 200 毫米的样品（其表面与裂缝平行）来测量石材的强度。对于这种载荷条件，可用的少量数据表明，强度至少与图中所示载荷垂直施加于狭缝时一样高。

当要求对石材进行干湿两种条件下的试验时，每个加载方向应准备10个试件，即干向垂直于裂缝试验5个试件，湿向垂直于裂缝试验5个试件。

标记和测量样品时，在 100 毫米 x 200 毫米表面上画出中心线，垂直于一个边缘（60 毫米 x 200 毫米表面），并将两个边缘垂直于 100 毫米 x 200 毫米表面延伸。在距离中心线每个方向 90 毫米处，绘制两组相似的线。每个样品都标有切口的方向，并贴上适当的数字或字母，以便在测量和测试过程中识别。

样品在 60 度±2 度的温度下干燥 48 小时，然后在干燥条件下进行测试。在 46、47 和 48 小时时对样品进行称重，以确保重量相同。如果重量继续下降，则继续干燥样品，直到连续三个小时的读数具有相同的重量。将样品从烤箱中取出后，放入干燥器中冷却至室温，然后进行测试。在对样品进行湿态测试之前，先将其浸入 22 度±2 度的水中 48 小时。将样品从浴中取出后，立即将其从表面水中擦去，进行测试。

将试件平放在支撑块上，与载荷施加块等距，间距178mm，三个载荷施加块和支撑块平行放置。当三个载荷施加和支撑块均为摇杆类型时，应小心调整所有三个载荷施加和支撑块，直到加载时试样的顶面处于水平状态。一旦施加了 44 N 负载，就停止加载，并将样本置于负载应用块下方的中心，并将支撑块移动到间隙标记下方，从而使所有负载应用和支撑块与样本上的标记对齐。以不超过 4450 N/min 的速率施加负载，直到试样断裂。根据标准给出的公式计算每个试样的断裂模量。

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