Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13959-3:2024 (BS EN 1288-3:2000) về Kính xây dựng - Xác định độ bền uốn - Phần 3: Thử nghiệm mẫu được đỡ trên hai điểm (uốn bốn điểm)
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 13959-3:2024
BS EN 1288-3:2000
KÍNH XÂY DỰNG - XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN UỐN. PHẦN 3: THỬ NGHIỆM MẪU ĐƯỢC ĐỠ TRÊN HAI ĐIỂM (UỐN BỐN ĐIỂM)
Glass in building - Determination of the bending strength. Part 3: Test with specimen supported at two points (four point bending)
Lời nói đầu
TCVN 13959-3:2024 được xây dựng trên cơ sở tham khảo BS EN 1288-3:2000.
TCVN 13959-3:2024 do Hiệp hội Kính và Thủy tinh Việt Nam biên soạn. Bộ Xây dựng đề nghị. Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định. Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
Bộ Tiêu chuẩn TCVN 13959:2024 Kính xây dựng - Xác định độ bền uốn bao gồm năm phần:
- Phần 1: Nguyên lý thử nghiệm kính
- Phần 2: Thử nghiệm bằng vòng kép đồng trục đối với các mẫu kính phẳng có diện tích bề mặt thử lớn
- Phần 3: Thử nghiệm mẫu được đỡ trên hai điểm (uốn bốn điểm)
- Phần 4: Thử nghiệm kính hình lòng máng
- Phần 5: Thử nghiệm bằng vòng kép đồng trục đối với các mẫu kính phẳng có diện tích bề mặt thử nhỏ
KÍNH XÂY DỰNG - XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN UỐN. PHẦN 3: THỬ NGHIỆM MẪU ĐƯỢC ĐỠ TRÊN HAI ĐIỂM (UỐN BỐN ĐIỂM)
Glass in building - Determination of the bending strength. Part 3: Test with specimen supported at two points (four point bending)
1 Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này trình bày phương pháp xác định độ bền uốn của kính phẳng dùng trong xây dựng, có tính đến ảnh hưởng của các cạnh tấm kính. Phương pháp này cũng, có thể áp dụng theo cách riêng biệt để xác định độ bền uốn của các cạnh của tấm kính.
Giới hạn của tiêu chuẩn này được nêu trong TCVN 13959-1.
Tiêu chuẩn này cần phải được đọc kèm theo với TCVN 13959-1.
2 Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).
TCVN 9810 (ISO 48) Cao su lưu hóa hoặc nhiệt dẻo-Xác định độ cứng (Độ cứng từ 10 IRHD đến 100 IRHD)
TCVN 13959-1 Kính xây dựng - Xác định độ bền uốn - Phần 1: Quy định chung
EN 572-1 Glass in building - Basic soda lime silicate glass products - Part 1: Definitions and general physical and mechanical properties (Kính xây dựng - Sản phẩm kính soda-đá vôi-silicat cơ bản - Phần 1: Định nghĩa và tính chất cơ lý chung)
3 Thuật ngữ và định nghĩa
Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:
3.1
Ứng suất uốn (bending stress)
Ứng suất uốn kéo sinh ra trong bề mặt mẫu thử
CHÚ THÍCH: Để thử nghiệm, ứng suất uốn phải đồng đều trên phần bề mặt được xác định.
3.2
Ứng suất uốn hiệu quả (effective bending stress)
Giá trị trung bình có trọng số của các ứng suất uốn kéo, được hiệu chỉnh bằng hệ số không đồng nhất của trường ứng suất.
3.3
Độ bền uốn (bending strength)
Ứng suất uốn hoặc ứng suất uốn hiệu quả gây vỡ mẫu thử.
3.4
Độ bền uốn tương đương (equivalent bending strength)
Độ bền uốn biểu hiện của kính vân hoa. Do chiều dày của loại kính này không đồng đều nên không thể tính được độ bền uốn chính xác.
4 Các ký hiệu
|
B |
Chiều rộng của mẫu |
|
E |
Mô đun đàn hồi (mô đun Young) của mẫu |
|
CHÚ THÍCH: Đối với kính soda-đá vôi-silicat (xem EN 572-1), sử dụng giá trị 70.103 MPa |
|
|
Fmax |
Lực lớn nhất |
|
CHÚ THÍCH: Khi con lăn uốn không được gắn chặt vào thiết bị thử, nhưng được bố trí ở trên mẫu, lực tác động từ trọng lượng của con lăn sẽ bị cộng thêm vào giá trị đo của lực lớn nhất. |
|
|
g |
Gia tốc trọng trường |
|
h |
Chiều dày của mẫu |
|
k |
Hệ số không thứ nguyên (xem 6.2 của TCVN 13959-1) |
|
L |
Chiều dài của mẫu |
|
Ls |
Khoảng cách giữa các đường trung tâm của con lăn đỡ |
|
Lb |
Khoảng cách giữa các đường trung tâm của con lăn uốn |
|
Mb |
Mô men uốn |
|
y |
Độ võng tâm của mẫu so với các con lăn đỡ |
|
Z |
Mô đun tiết diện |
|
σb |
Ứng suất uốn trên diện tích bề mặt xác định bởi con lăn uốn |
|
σbeff |
Ứng suất uốn hiệu quả |
|
σbB |
Độ bền uốn |
|
σbG |
Ứng suất uốn gây ra bởi trọng lượng bản thân của mẫu |
|
p |
Khối lượng riêng của mẫu |
5 Thiết bị, dụng cụ
5.1 Máy thử
Thử nghiệm uốn được tiến hành trên máy với các đặc tính sau :
a) Việc gia tải được tiến hành từ 0 đến giá trị cực đại một cách đều liên tục
b) Thiết bị gia tải phải đáp ứng với tốc độ gia tải đã định
c) Máy thử phải kèm theo thiết bị đo tải trọng với sai số ± 2,0 % trong phạm vi dải đo
d) Các con lăn đỡ và con lăn uốn (xem Hình 2) có đường kính 50 mm và chiều dài không nhỏ hơn 365 mm. Tất cả các con lăn có thể quay tự do
5.2 Dụng cụ đo
Cần có các dụng cụ đo sau :
• Thước đo chiều rộng mẫu, chính xác đến milimet.
• Dụng cụ đo chiều dày, chính xác đến 0,01 mm.
6 Mẫu
6.1 Số lượng mẫu
Số lượng mẫu thử phụ thuộc vào mức độ tin cậy yêu cầu, đặc biệt khi cần xác định các điểm cực biên của phân bố độ bền.
6.2 Kích thước mẫu
Chiều dài mẫu, L: 1 100 mm ± 5 mm
Chiều rộng mẫu, B: 360 mm ± 5 mm
Chiều dày mẫu, h: Chiều dày mẫu phải nằm trong giới hạn sai số được ghi khi gửi mẫu
6.3 Điều kiện của mẫu và ổn định mẫu
Mẫu phải phẳng và các cạnh phải được gia cõng phù hợp để thử. Nếu các cạnh không đối xứng theo trục trung tâm của mẫu, thì cả hai cạnh chịu ứng suất phải có cùng chung một hướng (xem Hình 1), và tất cả các mẫu lấy từ một tấm phải được thử theo cùng một cách.
CHÚ DẪN:
1) Cạnh được cắt bằng tay quay
CHÚ THÍCH: Cạnh của tấm kính được cắt không giống nhau ở hai góc do các cạnh được cắt bằng tay quay với tay quay chỉ tác dụng lên một mặt của tấm kính. Trong ví dụ này, cạnh không đối xứng với trục trung tâm của mẫu.
Hình 1 - Các cạnh không đối xứng
Việc gia công cạnh do bị sứt mẻ, chạm khắc... phải được hoàn tất 24 h trước khi thử (xem TCVN 13959- 1). Lớp phủ bảo vệ cũng được dỡ bỏ ít nhất 24 h trước khi thử. Các mẫu được bảo quản trong môi trường thử trong ít nhất 4 h trước khi thử (xem 7.2).
6.4 Phim dán
Để giữ các mảnh vỡ, phim được dán trên bề mặt mẫu hướng về các con lăn uốn (xem Hình 2), đồng thời giúp cho việc định vị điểm gốc nứt vỡ và đo chiều dày mẫu.
7 Cách tiến hành
7.1 Đo chiều rộng và chiều dày của từng mẫu
Chiều rộng mẫu được xác định bằng trung bình cộng của ít nhất 3 lần đo riêng rẽ.
Chiều dày mẫu được xác định bằng trung bình cộng của ít nhất 4 lần đo riêng rẽ, với độ chính xác 0,05 mm. Các vị trí đo nằm ngoài hai con lăn uốn, ở hai đầu của mẫu để tránh làm hư hại bề mặt thử. Đối với kính cán một mặt hoặc hai mặt phải đo cả chiều dày tấm kính và chiều dày lõi. Giá trị trung bình được tính từ các kết quả đo này.
Ngoài ra, chiều dày cũng có thể được xác định từ ít nhất bốn mảnh lấy từ khu vực giữa các con lăn uốn sau khi mẫu vỡ.
CHÚ DẪN:
1) Mẫu
2) Con lăn uốn
3) Con lăn đỡ
4) Đệm cao su
Lb = 200 mm ± 1 mm
Ls = 1 000 mm ± 2 mm
Hình 2 - Lắp đặt mẫu thử
7.2 Thử uốn
Mẫu được lắp như Hình 2. Đệm cao su dày 3 mm, với độ cứng 40 ± 10 IRHD được đặt giữa mẫu và các con lăn uốn và con lăn đỡ.
Thử nghiệm được thực hiện ở (23 ± 5) °C với độ ẩm tương đối nằm giữa 40 - 70%. Trong quá trình thử cần giữ nhiệt độ dao động trong khoảng 1°C để tránh xuất hiện ứng suất nhiệt.
Mẫu sẽ bị uốn cong khi ứng suất uốn tăng đồng đều với tốc độ (2 ± 0,4) MPa.s cho đến khi nứt vỡ.
Ghi lại tải trọng tối đa Fmax và thời gian đạt được tải trọng này.
8 Đánh giá
8.1 Quy định chung
Chỉ xem xét các mẫu mà điềm gốc nứt vỡ nằm giữa các con lăn uốn.
Độ bền uốn σbB được tính toán theo phương trình (1) sau đây.
Đối với tiết diện hình chữ nhật, có Z = Bh2/6 và tài trọng tác dụng như trong Hình 2, độ bền uốn được xác định theo công thức sau;
|
|
(1) |
Ứng suất uốn σbG sinh ra do tự trọng của mẫu được tính theo phương trình (2):
|
|
(2) |
8.2 Độ bền uốn của bề mặt, kể cả cạnh
Để tính độ bền uốn tổng hoặc độ bền uốn tương đương của bề mặt, kể cả cạnh, xác định bởi các con lăn uốn, lấy k = ks = 1 (xem TCVN 13959-1).
8.3 Độ bền uốn của cạnh
Để tính độ bền uốn hoặc độ bền uốn tương đương của các cạnh tự do của mẫu, chỉ xem xét các mẫu có vết nứt vỡ từ cạnh.
CHÚ THÍCH: Khi một vài mẫu không vỡ từ cạnh, các kết quả độ bền cạnh không phải là giá trị chuẩn của phân bố độ bền cạnh. Không thể xác định được đâu là giá trị độ bền cạnh của các mẫu mà vỡ từ bề mặt thử, nhưng chắc chắn giá trị này sẽ cao hơn giá trị độ bền uốn được đo từ các mẫu này. Do vậy, kỹ thuật thống kê có thể thừa nhận rằng không đo đạc được giá trị độ bền cạnh cho các mẫu này.
Áp dụng phương trình (1), trong đó k = ke
Giá trị của ke được lấy từ Hình 3, theo hàm số của giá trị y/h (xem TCVN 13959-1). Trong đó y là độ võng của mẫu, có thể được xác định bằng đo trực tiếp hoặc được tính toán từ phương trình (3):
|
|
(3) |
Hình 3 - Hệ số ke theo y/h
9 Báo cáo thử nghiệm
Báo cáo thử nghiệm bao gồm các thông tin sau đây :
a) Loại và tên sản phẩm kính;
b) Điều kiện bề mặt và quá trình tiền xử lý của bề mặt mẫu thử, bao gồm cả các bước xử lý. Đối với kính cán một mặt phải ghi rõ mặt phẳng hay mặt hoa văn chịu lực kéo;
c) Mô tả tình trạng của cạnh;
d) Ứng suất dư của mẫu, bản chất và mức dư ứng suất nếu có thể;
e) Số lượng mẫu;
f) Các thông tin của từng mẫu :
1) Chiều dày h (mm), làm tròn đến 0,05 mm trong trường hợp mẫu có bề mặt phẳng; độ dày cực đại (chiều dày tấm kính), độ dày cực tiểu (chiều dày lõi) và độ dày trung bình h, làm tròn đến 0,05 mm trong trường hợp kính cán một hoặc hai mặt;
2) Chiều rộng (mm);
3) Độ bền uốn tổng σbB hoặc độ bền uốn tương đương σbeqB (MPa), chính xác đến 0,1 mm2;
4) Độ bền cạnh σbB hoặc độ bền uốn tương đương σbeqB (MPa), chính xác đến 0,1 mm2 (nếu có yêu cầu);
5) Thời gian đến thời điểm vỡ, độ chính xác 1 s;
6) Mẫu bị vỡ từ cạnh hay ở phần trung tâm mẫu;
Không cần tính giá trị trung bình của các kết quả đo;
g) Số mẫu không bị vỡ, theo 8;
h) Các sai lệch so với tiêu chuẩn này có thể ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm.
Mục lục
Lời nói đầu
1 Phạm vi ứng dụng
2 Tài liệu viện dẫn
3 Thuật ngữ và định nghĩa
4 Các ký hiệu
5 Thiết bị, dụng cụ
6 Mẫu
7 Quy trình thử
8 Đánh giá
9 Báo cáo kết quả
Ý kiến bạn đọc
