幕墙干挂用石材养护综合性能试验方法
时间:2014-09-02 16:35来源:环球幕墙 点击:
| 幕墙干挂用石材养护综合性能试验方法？ 【解答】石材是天然产品，每一种石材都是独一无二的，都有其自身特有的物化性能。石材暴露在在空气中，经过风化作用，其强度会发生衰减，某些石 材的强度甚至会衰减70%.若设计时对石材的性能没有充分掌握，将会给建筑物安全使用带来很大隐患。为有效地控制幕墙干挂用石材的安全性，必须全面掌握石 材的性能，这就需要制定一个综合的石材试验方案。本文参考与石材试验相关的中国GB标准、美国ASTM标准，欧洲EN标准，介绍干挂石材的主要性能指标，包括石材的抗压缩强度、抗弯曲强度、体积密度及吸水率、抗盐析试验、断裂模数、冻融循环试验和岩相分析以及相应的试验方法。 2、石材试验方法 2.1压缩强度 石材的压缩强度是根据中国国家标准GB/T9966.1—2001《天然饰面石材试验方法第1部分：干燥、水饱和、冻融循环后压缩强度试验方 法》确定的。本试验中试件尺寸：边长50mm的正方体或Φ50mm×50mm的圆柱体，在试验机上对试件加载直至破坏。石材试件的压缩强度为施加的最大荷 载除以试件的受荷面积。通过对石材进行试验表明：石材在潮湿状态下的压缩强度与干燥状态下不同，石材受荷方向平行于纹理方向时的压缩强度与垂直于纹理方向 时也不同，石材冻融循环后压缩强度的会产生变化，这些均取决于石材的种类。因此，石材的压缩强度应在所有的5种状态下进行：潮湿与干燥，受荷方向平行于与 垂直于石材的纹理方向，冻融循环后的压缩强度。 2.2弯曲强度 弯曲强度是用于进行石材结构计算的控制性指标，它直接影响干挂石材厚度的选择及固定体系的确定。石材的弯曲强度是根据中国国家标准 GB/T9966.2—2001《天然饰面石材试验方法第2部分：干燥、水饱和弯曲强度试验方法》确定的。该试验是对从一块石材大板上切取的石材试件进行 四分点加载，逐渐增加荷载直至试件破坏，记录所施加的最大荷载并计算试件破坏时的弯曲应力。对4种试验状态（潮湿与干燥；受荷方向平行于与垂直于石材的纹 理方向）中的任何一种，重复5次这样的试验。 GB/T9966.2—2001允许进行试验的石材厚度的按照实际情况确定。当试样厚度（H）≤68mm时宽度为100mm；当试件厚 度>68mm时宽度为1.5H.，要求试件的两个受力面应平整且平行。试件不得有裂纹、缺棱和缺角。大量试验数据表明，GB/T9966.2— 2001所测出的弯曲强度能很好地代表整块干挂石材板的弯曲强度。 2.3体积密度及吸水率 石材的吸水率和体积密度是根据中国国家标准GB/T9966.3—2001《天然饰面石材试验方法第3部分：体积密度、真密度、真气孔率、吸水率》确定的。 该试验，先称石材试件干重；然后将试件浸泡在水中达到饱和，称其在水中的浮重；将其从水中取出在空气中称饱和时的湿重。通过比较石材试件的干 重、饱和湿重及其在水中的浮重，可以算出石材试件吸收的水重及石材试件的体积密度。对每一种准备使用的石材，取5个试件为一组进行试验，试件尺寸为边长 50mm的正方体或直径、高度均为50mm的圆柱体。建筑饰面石材的体积密度和吸水率是一个非常重要的性能指标，它说明了石材的密实度。一些吸水率较大， 体积密度较小的石材内部有许多孔洞，当经过大雨和大雪之后，吸收了大量的水分，这些水分残留在孔洞内部，不能及时排出；若此时外界环境温度突然下降，石材 体内的水分将会受冻膨胀，导致孔洞变大，产生裂缝，强度变低，产生严重的安全问题。 2.4、抗盐析试验 抗盐析试验是参考BSEN12370：1999（天然石材抗盐析试验方法）确定的。BSEN指定试验的石材试件尺寸 60mm×60mm×60mm的立方体，试样表面不得有缺棱和缺角。先称石材试件干重，然后放入浓度为14%的Na2SO4溶液的容器内，使试样的最上面 与液面的高度为（8±2）mm，盖上盖子。将试样浸泡在溶液中至2小时，保持温度为（20±0.5）℃。将试样置于（105±5）℃的干燥箱中干燥，干燥 箱在干燥初期应保持一定的湿度，可在开始升温前放300mL水（125升干燥箱），保持30min后放试样，在10～15小时内升温至105℃，保持干燥 16小时，在（2.0±0.5）小时内冷却至室温。再将试样置于Na2SO4溶液中，15个循环后称重，除非15个循环内试样已破坏，否则将试样从干燥箱 中取出并置于水中（23±5℃）（24±1h），用流动水清洗后再干燥至恒重。如实验中有中断，试样应置于105℃的干燥箱中。测定试样的质量损失率，每 组6块。盐结晶作用使石材质量损失，将石材由大块变成小块以致完全破裂。抗盐析试验能很好的反映盐结晶作用对石材性能的影响。 2.5、断裂模数 断裂模数是通过美国标准ASTMC99（石材断裂模数标准试验方法》确定的。ASTM指定试验的石材试件尺寸为 4in×8in×2.25in（101.6mm×203.2mm×57.2mm），石材试件具有一个良好的研磨完成面，试验荷载通过单点加载施加于试件跨 度的中点。ASTMC99指定，在潮湿与干燥、试件受荷方向平行于与垂直于石材的纹理方向等4种状态下都要进行试验。ASTMC99断裂模量试验与 ASTMC880弯曲强度试验的主要区别在于加载系统不同，ASTMC99的加载系统为三点加载系统；而ASTMC880指定试验荷载施加于试件的两个四 分点，为四点加载系统。可以看出，石材的ASTMC880弯曲强度更能代表石材真正的抗弯性能，但ASTMC99断裂模量试验更类似于石材的抗折强度。 2.6、冻融循环 冻融循环是参考EN12371：2001《天然石材试验方法—抗冻性能》确定的。该标准规定的试验方法的试验原理为通过将试样放入低温空气中冷 冻和在水中融解循环来测试试样的抗冻性能。试样的抗冻性能由试样冻融后的弯曲强度、热冲击中的质量损失、压缩强度和外观变化几部分表示。弯曲强度试件尺寸 50mm×50mm×300mm，厚度H在25mm～100mm；长度为6Hmm；宽度为50mm～3Hmm之间，试样数量21块；热冲击中的质量损失试 件尺寸200×200×20（mm），数量15块；压缩强度试件尺寸直径是（70±5）mm、高度为（70±5）mm或直径为（50±5）mm、高度为 （50±5）mm.试样的形状也可以为边长为（70±5）mm或边长为（50±5）mm的立方体，数量13块；外观变化试件尺寸 50×50×300（mm），并且试样应平行于层理面，试件数量13块。欧标的冻融试验考虑的参数比较多，要求比较严格，能很好的反应石材的长期物化性能 的变化，为幕墙干挂石材的耐久性数据提供有效的保证。 2.7、岩相分析 岩相分析是参考欧洲EN12407：2000《天然石材试验方法—岩相分析》确定的。 岩相分析分为肉眼观察描述和微观观察描述。EN指定的样品试件尺寸为33mm×20mm；如有需要大尺寸试样，试样尺寸可以为 75mm×50mm和能够代表代检矿物的特征，制作一个或多个样品薄片（0.030±0.05mm）。肉眼观察描述包括构造特征、粒径状况、表面状况、是 否存在风化和蚀变的痕迹、是否存在大化石和是否存在铁镁矿物侵蚀的痕迹。微观描述包括微观构造特征、组分、矿物质和颗粒状况（体积百分属、晶形、风化和蚀 变痕迹等）。天然石材的岩相分析能够表现岩石的某些特征，这些特征与其物化性能密切相关，并有助于解决一些实际问题。 |
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