GB/T 34186-2017 耐火材料 高温动态杨氏模量试验方法(脉冲激振法)
- 发表时间:2022-12-05
- 来源:共立消防
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警示-本标准没有规定使用中所有与安全有关的事项。本标准使用者有责任预先建立适当的安全条例并确定其限定的范围。
1 范围
本标准规定了耐火材料高温动态杨氏模量试验方法(脉冲激振法)的原理、设备、试样、试验步骤、结果计算及试验报告等。
本标准适用于耐火材料高温动态杨氏模量(脉冲激振法)的测定。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
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GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定
GB/T 16839.1 热电偶 第1部分:分度表
GB/T 16839.2 热电偶 第2部分:允差
GB/T 30758 耐火材料 动态杨氏模量试验方法(脉冲激振法)
3 术语和定义
GB/T 30758界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
高温动态杨氏模量 Young's modulus at elevated temperatures
在高于室温的温度下采用动态法测得的杨氏模量。
4 原理
将试样加热到试验温度,保温至规定的时间,冲击器敲击试样,测试试样的弯曲共振频率,将其代入公式计算出试样的动态杨氏模量。
5 意义和用途
意义和用途如下:
a)可用于评价耐火材料的特性,辅助耐火材料的研究及其质量控制;
b)适用于测试均一性耐火材料的杨氏模量;
c)为动态测试方法,可测试长条状或圆柱状试样的杨氏模量;
d) 为无损检测,测试过程中,试样仅发生微小变形,对试样损伤非常小,因此测试后试样仍可用于其他性能测试;
e) 可依据试样尺寸、组成和结构变化选择测试范围;
f)利用冲击器(锤)敲击被简单支撑的试样;
g) 不适用于有大裂纹或空隙的试样;
h) 只局限于测试具有规则几何形状的试样,如长条状和圆柱状,因为杨氏模量的计算公式由试样的相关尺寸、质量和共振频率组成;
i) 试样表面不平整或过分粗糙会对计算结果的准确性产生严重影响,动态杨氏模量与试样厚度的立方成反比,所以试样厚度的变化对结果有重要影响;
j) 假定试样为自由振动,无任何约束或阻碍,因此应合适放置试样,确保其能自由振动。
6 设备
6.1 设备主要包括试验炉、脉冲激发测量装置和试样支撑装置等,其结构原理图见图1。
说明:
1——炉衬;
2——冲击器;
3——试样支撑装置;
4——试样;
5——保护装置;
6——热电偶;
7——高温传感器;
8——信号分析系统;
9——隔振装置。
图1 试验设备结构示意图
6.2 电加热炉,能够至少容纳一块试样,具有按8.4.1规定的升温制度将试样加热到试验温度的能力。应有足够大的加热区域,且保证试验时试样周围温度均匀,温差不超过±10℃。
对于含碳等易氧化试样,试验炉中试样周围的气氛应是中性或还原性的,可采用气密性试验炉,通入纯净的氮气或氩气等保护性气体以保护试样免于氧化。
6.3 脉冲激发测量装置包括冲击器、高温传感器、信号分析系统,如图1所示,用于激发、探测、分析和记录试样的固有频率。
在试验温度下,冲击器和试样接触时应不发生任何化学反应或变形;冲击器的冲击力应能使试样产生合适的振动,但不能对试样造成物理损坏或使试样移动。
高温传感器由接收器和保护装置等组成,可测频率量程至少为50 Hz~20 kHz,传感器的最大可接收频率在-3dB功率损耗发生之前应至少大于频率测量量程的10%。
信号分析系统精度应达到0.1%FS。
注:推荐冲击器冲击头的曲率半径R为(4±1)mm。
6.4 试样支撑装置可由切口整齐或圆柱形的耐高温轻质材料制成,也可采用悬线法支撑试样,试样应处于水平位置。
试验温度下,支撑装置和试样接触时不发生任何化学反应或变形,且在同一水平面上,其长度至少大于试样宽度5mm,若为圆柱形支撑,建议曲率半径R为(5±1)mm,应定期对支撑装置进行检查,以保证其符合使用要求。
试样支撑点位于距离试样两端0.224L的节点处。
6.5 热电偶,符合GB/T 16839.1和GB/T 16839.2的要求。
6.6 游标卡尺,分度值0.02mm。
6.7 鼓风干燥箱,温度能控制在(110±5)℃。
6.8 电子天平,分度值为0.01g。
7 试样
7.1 定形试样制备依据GB/T7321进行,不定形试样制备依据GB/T 4513.5进行。
7.2 试样可以是长条状或圆柱状。长条状试样的长宽比不小于3,长厚比不小于5。试样的最小尺寸至少是试样中最大颗粒的4倍。一般情况下长条状试样的尺寸为(120~160)mm×(20~40)mm×(20~30)mm,试样表面应平整,试样的长、宽和厚方向的平行度偏差不超过1%。圆柱状试样的长度和直径的比不小于5,圆柱状试样的尺寸由相关方协商确定。
7.3 其他尺寸的试样可由相关方协商确定,试样的形状尺寸应在报告中注明。
8 试验步骤
8.1 试样干燥
一般情况下,试样应在(110±5)℃烘干至恒量;对易水化试样,应尽可能干切,如需湿切,湿切后用干布将水擦干后立即在鼓风干燥箱内(110±5)℃干燥至恒量。
8.2 试样质量和尺寸测定
用电子天平称量试样的质量,精确到0.01g,用游标卡尺测量试样长度、宽度和厚度,精确到0.02mm。
8.3 装样
将准备好的试样,轻轻地置于试样支撑装置上,使试样两端距支撑点的距离为0.224L。调整高温传感器,使传感器位于试样的反节点处,如图2所示。试样与发热体之间距离应不小于50mm;多块试样测试时,试样之间的间距应不小于30mm。
调整冲击器的敲击力度,测试并记录室温下试样的弯曲共振频率。
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