關(guān)于塑料拉伸性能測(cè)定技術(shù)論文(2)
關(guān)于塑料拉伸性能測(cè)定技術(shù)論文篇二
防水卷材拉伸性能檢驗(yàn)?zāi)芰︱?yàn)證技術(shù)分析和建議
摘 要：由江蘇省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局組織，江蘇省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院負(fù)責(zé)實(shí)施了“2013年江蘇省防水卷材拉伸性能檢驗(yàn)?zāi)芰︱?yàn)證”計(jì)劃。本文通過對(duì)防水卷材拉伸性能檢驗(yàn)?zāi)芰︱?yàn)證計(jì)劃的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行技術(shù)分析并提出建議，希望能對(duì)同行實(shí)驗(yàn)室在今后的日常檢測(cè)和參加能力驗(yàn)證計(jì)劃時(shí)有所幫助。
關(guān)鍵詞：防水卷材拉伸性能 能力驗(yàn)證 技術(shù)分析 建議
一、前言
建筑防水卷材主要用于建筑墻體、屋面、以及隧道、公路、垃圾填埋場(chǎng)等處，起到抵御外界雨水、地下滲漏的一種可卷曲成卷狀的柔性建材產(chǎn)品，作為工程基礎(chǔ)與建筑物之間無(wú)滲漏連接，是整個(gè)工程防水的第一道屏障，對(duì)整個(gè)工程起著至關(guān)重要的作用。隨著建筑業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)建筑材料和施工質(zhì)量的要求不斷提高，防水作為建筑物的基本功能，逐漸引起重視，而建筑防水卷材的產(chǎn)品質(zhì)量也越來越引起人們的關(guān)注。拉伸性能是評(píng)價(jià)建筑工程防水基層材料的伸縮或開裂變形的重要參數(shù)，其指標(biāo)合格與否，決定了整個(gè)防水層的使用壽命和防水工程的質(zhì)量。
為了保障建筑工程材料產(chǎn)品質(zhì)量，維護(hù)消費(fèi)者的合法權(quán)益，促進(jìn)建筑防水卷材檢測(cè)行業(yè)的健康發(fā)展，2013年江蘇省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局組織，江蘇省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院負(fù)責(zé)實(shí)施，在全省范圍內(nèi)開展了“江蘇省防水卷材拉伸性能檢驗(yàn)?zāi)芰︱?yàn)證計(jì)劃” 活動(dòng)，來自綜合質(zhì)檢院所、行業(yè)檢測(cè)站共計(jì)181家實(shí)驗(yàn)室參加了本次活動(dòng)。
二、檢測(cè)項(xiàng)目及樣品設(shè)計(jì)
本次能力驗(yàn)證計(jì)劃主要針對(duì)防水卷材物理性能中常溫(23℃)條件下的拉伸強(qiáng)度和拉斷伸長(zhǎng)率兩個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目，要求每個(gè)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)兩組樣品的拉伸強(qiáng)度和拉斷伸長(zhǎng)率，共測(cè)試縱、橫2個(gè)方向。推薦采用GB/T 528-2009《硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測(cè)定》標(biāo)準(zhǔn)。
本次計(jì)劃中的樣品采用高分子防水材料(GB 18173.1-2012)樹脂類JS2類片材，選用某防水卷材生產(chǎn)企業(yè)的工藝先進(jìn)的生產(chǎn)線不同時(shí)期生產(chǎn)的三批防水卷材(拉伸性能稍有區(qū)別)。制備3個(gè)樣品A、B、C，設(shè)計(jì)成三個(gè)樣品對(duì)：A+B、A+C、B+C。經(jīng)均勻性檢驗(yàn)合格后，根據(jù)設(shè)計(jì)的樣品對(duì)，按照參加的實(shí)驗(yàn)室地域分布、所屬系統(tǒng)等情況分發(fā)樣品，給44家實(shí)驗(yàn)室分發(fā)A+B樣品對(duì)，92家實(shí)驗(yàn)室分發(fā)A+C樣品對(duì)，45家實(shí)驗(yàn)室分發(fā)B+C樣品對(duì)。
三、統(tǒng)計(jì)方法及結(jié)果概述
本次能力驗(yàn)證計(jì)劃依據(jù)“CNAS-GL02：2006《能力驗(yàn)證結(jié)果的統(tǒng)計(jì)處理和能力評(píng)價(jià)指南》”，采用穩(wěn)健(Robust)統(tǒng)計(jì)技術(shù)處理檢測(cè)結(jié)果。用中位值估計(jì)樣本的均值，用標(biāo)準(zhǔn)化四分位距度量樣本數(shù)據(jù)的分散程度，因而減少了極端結(jié)果對(duì)平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差的影響。最終以實(shí)驗(yàn)室間Z比分?jǐn)?shù)(ZB)、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)Z比分?jǐn)?shù)(ZW)評(píng)價(jià)每個(gè)參加實(shí)驗(yàn)室的縱向拉伸強(qiáng)度、縱向拉斷伸長(zhǎng)率、橫向拉伸強(qiáng)度、橫向拉斷伸長(zhǎng)率的檢測(cè)結(jié)果。第一次測(cè)試結(jié)果可疑或不滿意的實(shí)驗(yàn)室可以進(jìn)行一次補(bǔ)測(cè)，以補(bǔ)測(cè)結(jié)果為最終結(jié)果。補(bǔ)測(cè)結(jié)果用第一次結(jié)果統(tǒng)計(jì)量來統(tǒng)計(jì)處理，按照結(jié)果評(píng)價(jià)方法判定補(bǔ)測(cè)結(jié)果。
對(duì)第一次提交的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，縱向拉伸強(qiáng)度、縱向拉斷伸長(zhǎng)率、橫向拉伸強(qiáng)度、橫向拉斷伸長(zhǎng)率中任何一個(gè)結(jié)果出現(xiàn)離群，則判該實(shí)驗(yàn)室離群;任何一個(gè)結(jié)果出現(xiàn)可疑，但無(wú)離群結(jié)果，則判該實(shí)驗(yàn)室結(jié)果可疑。結(jié)果滿意的實(shí)驗(yàn)室有101家，占全部實(shí)驗(yàn)室的55.8%;結(jié)果可疑的實(shí)驗(yàn)室有39家，結(jié)果離群的實(shí)驗(yàn)室有41家。
四、技術(shù)分析與建議
從上表可以看出，本次能力驗(yàn)證的結(jié)果不盡如人意，這說明各防水卷材拉伸性能檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)能力水平參差不齊，絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)能力還存在不容忽視的問題。測(cè)定結(jié)果不滿意的實(shí)驗(yàn)室可以從以下方面查找原因：
1、 “人”的問題
在決定實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)數(shù)據(jù)和結(jié)果的正確性和可靠性的六個(gè)因素――人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)中，人是第一重要的因素，也是實(shí)驗(yàn)室的第一資源。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)對(duì)相關(guān)人員(包括樣品制備人員、設(shè)備操作人員)進(jìn)行充分地培訓(xùn)，確保相關(guān)人員的能力滿足檢測(cè)的要求。本次能力驗(yàn)證計(jì)劃，是以人工檢測(cè)為主，沒有經(jīng)驗(yàn)的人員與有經(jīng)驗(yàn)的人員操作的結(jié)果是有很大差別的。
首先體現(xiàn)在樣品制備環(huán)節(jié)，對(duì)取樣位置、方向的確定以及裁切力的控制等方面。對(duì)取樣位置的確定，要確保樣品均勻分布在上中下，左中右;這樣可以在數(shù)理統(tǒng)計(jì)上減小樣品不均勻性對(duì)結(jié)果的影響，尤其注意避開彎折部位。對(duì)樣品方向的確定，要區(qū)分縱橫向，及時(shí)標(biāo)記，做好樣品的唯一性標(biāo)識(shí)，切勿將縱橫向混淆。從反饋的整改報(bào)告分析，有的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)人員工作疏忽，沒有做好縱橫方向的標(biāo)識(shí)，縱橫方向的檢測(cè)結(jié)果顛倒誤報(bào)，導(dǎo)致最終結(jié)果不滿意，如果按正常結(jié)果則為滿意。對(duì)裁切力的大小和速度的控制，施加力過小，樣品一次不能成型，再次裁切就容易損壞，尺寸也容易發(fā)生偏差、變形;施加力過大，裁切過深，不但影響樣品，而且容易損壞刀刃和墊板。因此，樣品制備人員應(yīng)操作熟練，特別是在裁切前先熟悉一下手感，穩(wěn)定一致地裁切，才能保證樣品尺寸與標(biāo)準(zhǔn)的一致性。
其次，在設(shè)備操作環(huán)節(jié)，對(duì)試樣的夾持與拉伸速度的控制等方面。在進(jìn)行試樣夾持準(zhǔn)備拉伸試驗(yàn)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)GB/T 528對(duì)啞鈴狀試樣有如下的規(guī)定：“將試樣對(duì)稱地夾在拉力試驗(yàn)機(jī)的上、下夾持器上，使拉力均勻地分布在橫截面上”、“啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，在整個(gè)過程中連續(xù)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)長(zhǎng)度和力的變化，精度在±2%之內(nèi)”，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)夾持器的移動(dòng)速度也做出明確規(guī)定。操作人員應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行嚴(yán)格控制，在測(cè)試過程中，樣品的夾持應(yīng)與拉力機(jī)傳感器的力值方向呈一直線，否則易產(chǎn)生受力不均，一般會(huì)有兩種現(xiàn)象，一是對(duì)樣品進(jìn)行斜拉，另一是樣品垂直夾持，但與拉力機(jī)傳感器力值方向不在一直線上，產(chǎn)生錯(cuò)位。這在拉伸過程中易形成單邊受力，過早地使樣品產(chǎn)生破壞。因此，設(shè)備操作人員應(yīng)具備豐富的操作經(jīng)驗(yàn)，熟悉標(biāo)準(zhǔn)的具體要求，才能正確地夾持試樣，并在拉伸過程中正確地控制設(shè)備。
2、“機(jī)”的問題
儀器設(shè)備也是影響實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)數(shù)據(jù)和結(jié)果的正確性和可靠性的重要因素。本次能力驗(yàn)證計(jì)劃，涉及的“機(jī)”有試樣裁刀、墊板、測(cè)厚計(jì)、拉力試驗(yàn)機(jī)。 1)試樣裁刀的影響
根據(jù)高分子防水材料粘彈性較大的特點(diǎn)，GB/T 2941要求裁刀刃口是內(nèi)面垂直，外面弧形到刃口。如果裁刀兩面同時(shí)弧形到刃口，則裁切的樣品寬度就會(huì)偏小，且上下不一致。新購(gòu)買或初次使用的裁刀，在顯微鏡下觀察時(shí)，刀刃比較鋒利，呈一直線，且兩邊平行。在使用一定次數(shù)后，在顯微鏡下我們可以清楚的看到，刀刃已不再平直成一直線而是呈S形，或刀刃卷曲或有裂口。如果使用這樣的刀具，裁切的樣品邊緣就會(huì)不平齊或有缺口，或樣品的寬度不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，或樣品的狹窄部分不能平行，或在卷材上產(chǎn)生的任何一個(gè)缺口都將造成應(yīng)力集中，裁切的形狀變形，使檢測(cè)數(shù)據(jù)產(chǎn)生偏離。因此，對(duì)裁刀的維護(hù)保養(yǎng)至關(guān)重要，基于這一點(diǎn)，GB/T 2941的附錄A給出了裁刀的保養(yǎng)方法，各實(shí)驗(yàn)室應(yīng)參照使用。樣品制備時(shí)，應(yīng)盡量選擇維護(hù)較好的裁刀，特別是在使用前對(duì)裁刀進(jìn)行核查，評(píng)價(jià)刃口的狀況，確保裁切內(nèi)口平直且平行。
2)墊板的影響
裁切試樣時(shí)使用的墊板，對(duì)試樣的寬度影響較大。樣品下層的墊板要求平整光滑，否則樣品易形成毛邊。下層墊板為塑料(橡膠)時(shí)，其硬度(邵D)不得低于35，否則墊板偏軟，樣品裁切時(shí)容易發(fā)生變形，引起上下寬度不一致。硬度也不宜大于50，如果墊板偏硬，會(huì)影響刀刃，使用不久刀刃就會(huì)損傷，導(dǎo)致尺寸產(chǎn)生偏差。因此，選擇軟硬適中的墊板，是保證試樣寬度準(zhǔn)確的必要條件。
3)測(cè)厚計(jì)
為保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確，應(yīng)確保儀器設(shè)備在檢定/校準(zhǔn)周期內(nèi)，且在使用前應(yīng)進(jìn)行核查。標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2941明確規(guī)定，應(yīng)使用誤差不大于1%或0.01mm的厚度計(jì)測(cè)量厚度。因此，測(cè)厚計(jì)需經(jīng)過檢定/校準(zhǔn)，并在有效期范圍內(nèi);使用前的核查不僅應(yīng)關(guān)注檢定/校準(zhǔn)單位的資質(zhì)、能力，還應(yīng)關(guān)注校準(zhǔn)的范圍是否包括使用的量程，關(guān)注精度是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。使用時(shí)，校準(zhǔn)得到的修正因子應(yīng)正確利用，才能保證測(cè)量尺寸的準(zhǔn)確。
4)拉力試驗(yàn)機(jī)
如前所述，拉力試驗(yàn)機(jī)也需經(jīng)過校準(zhǔn)，并在有效期內(nèi)。在校準(zhǔn)時(shí)，不僅需要校準(zhǔn)力學(xué)傳感系統(tǒng)，還需要校準(zhǔn)拉伸速度，對(duì)于試驗(yàn)機(jī)中使用的伸長(zhǎng)計(jì)也應(yīng)該進(jìn)行校準(zhǔn)。使用前的核查不僅包括拉力機(jī)的測(cè)力精度、測(cè)速精度，還包括伸長(zhǎng)計(jì)的量程和精度，變形越大，伸長(zhǎng)計(jì)的影響越大。
3、“料”的問題
本次能力驗(yàn)證采用的防水材料是高分子樹脂類JS2類片材，其特點(diǎn)是耐水性能強(qiáng)，耐臭氧好，適于惡劣環(huán)境下施工，其焊接性能好的特點(diǎn)在地鐵等地下工程中成為首選材料。但由于其高分子材料占很大的比重，而這些材料是典型粘彈性材料，對(duì)環(huán)境溫濕度很敏感，會(huì)隨著環(huán)境溫濕度的變化產(chǎn)生很大的變形和應(yīng)力。根據(jù)這一特性，要求各實(shí)驗(yàn)室在一定范圍內(nèi)，即溫度為(23±2)℃、相對(duì)濕度(50±5)�環(huán)境中，養(yǎng)護(hù)至少24小時(shí)，使樣品各部位處于均勻調(diào)節(jié)狀態(tài)。溫度過低，強(qiáng)度偏高，延伸率降低;溫度過高，強(qiáng)度值下降，延伸率提高。在狀態(tài)調(diào)節(jié)過程中應(yīng)密切關(guān)注溫、濕度的變化情況，確保調(diào)節(jié)期內(nèi)溫濕度始終在規(guī)定的范圍內(nèi)。
4、“法”的問題
檢測(cè)方法是實(shí)驗(yàn)室開展工作的依據(jù)，實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)和結(jié)果實(shí)現(xiàn)的輸入之一，十分重要。本次能力驗(yàn)證計(jì)劃中，是否正確、熟練地運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法，進(jìn)行試樣厚度的測(cè)量，十分關(guān)鍵。
標(biāo)準(zhǔn)GB/T 528規(guī)定：“用測(cè)厚計(jì)在試驗(yàn)長(zhǎng)度的中部和兩端測(cè)量厚度。應(yīng)取3個(gè)測(cè)量值的中位數(shù)用于計(jì)算橫截面面積。在任何一個(gè)啞鈴狀試樣中，狹窄部分的三個(gè)厚度測(cè)量值都不應(yīng)大于厚度中位數(shù)的2%”，說明標(biāo)準(zhǔn)中也充分關(guān)注到了厚度的測(cè)量對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響至關(guān)重要。如果樣品的厚度成階梯型下降，例如在測(cè)量部位所測(cè)得厚度為1.4mm、1.2mm、1.0mm，樣品的兩端厚度達(dá)到1.6mm和1.8mm，這時(shí)如果簡(jiǎn)單地將厚度取中位值即1.2mm，那測(cè)量的結(jié)果就沒有實(shí)際意義了。由于樣品材質(zhì)彈性較大，在測(cè)量過程中，對(duì)測(cè)厚儀松緊程度的把握完全依靠檢測(cè)人員的經(jīng)驗(yàn)，要準(zhǔn)確掌握難度較大。因此，在測(cè)試前對(duì)檢測(cè)方法的“證實(shí)”也顯得尤為重要。
5、“測(cè)”的問題
檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的產(chǎn)品是“數(shù)據(jù)和結(jié)果”，那么，對(duì)“數(shù)據(jù)和結(jié)果”的“測(cè)”是對(duì)數(shù)據(jù)和結(jié)果的核查，是對(duì)試驗(yàn)過程、原始數(shù)據(jù)、計(jì)算過程、最終結(jié)果報(bào)告的核查。因此，整個(gè)試驗(yàn)結(jié)束，對(duì)樣品狀態(tài)的調(diào)節(jié)、試件的裁切、拉伸過程、結(jié)果的計(jì)算進(jìn)行一一核查，是確保最終結(jié)果準(zhǔn)確、可靠的必要手段。前述中所提到的縱、橫方向數(shù)據(jù)顛倒，如果認(rèn)真核查是完全可以避免的。
五、結(jié)束語(yǔ)
拉伸性能試驗(yàn)是對(duì)試樣施加軸向拉力，在拉伸至斷裂過程中測(cè)定試樣的拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長(zhǎng)率等性能。這些性能反映了防水材料在不同原材料和不同生產(chǎn)工藝下的拉伸力學(xué)性能。綜上所述，影響拉伸試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確度的因素很多，主要來源于試樣的制備、試樣的尺寸及形狀、試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)力及同軸度誤差、引伸計(jì)的準(zhǔn)確度、拉伸速率、試驗(yàn)操作技術(shù)等各個(gè)方面。
從補(bǔ)測(cè)后的結(jié)果來看，仍有近19%的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)存在問題，這應(yīng)該引起所有防水卷材拉伸性能檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的重視。
本文通過對(duì)防水卷材拉伸性能檢驗(yàn)?zāi)芰︱?yàn)證計(jì)劃的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行技術(shù)分析并提出建議，希望能對(duì)同行實(shí)驗(yàn)室在今后的日常檢測(cè)和參加能力驗(yàn)證計(jì)劃時(shí)提供一定的技術(shù)參考，取得準(zhǔn)確、可靠的檢測(cè)結(jié)果。
參考文獻(xiàn)：
【1】2013年江蘇省防水卷材拉伸性能檢驗(yàn)?zāi)芰︱?yàn)證計(jì)劃結(jié)果報(bào)告
【2】CNCA-12-A11高分子防水卷材拉伸性能檢測(cè)能力驗(yàn)證報(bào)告
【3】GB 18173.1-2012 高分子防水材料 第1部分：片材
【4】GB/T 528-2009 硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測(cè)定
【5】GB/T 2941-2006橡膠物理試驗(yàn)方法試樣制備和調(diào)節(jié)通用程序
【6】黃濤 實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可和資質(zhì)認(rèn)定內(nèi)審員培訓(xùn)教材
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