执行标准：GB/T 9966.14-2021《天然石材试验方法第14部分：耐断裂能量的测定》

1概述

TD9966-14型全自动天然石材耐断裂能量落球冲击测定仪，是依据GB/T 9966.14-2021设计制造的专业试验设备，用于测定天然石材在冲击载荷作用下的断裂能量。

设备通过控制系统驱动滚珠丝杆带动吸附钢球的电磁铁自动上升至设定的冲击高度，并由电磁铁瞬间释放钢球，实现试样的自由落体冲击直至破碎。整个过程由7吋液晶触摸屏人机交互系统完成参数设置、自动运行、数据采集与结果计算，显著提高测试效率与重复性，降低人为误差。

2适用范围

天然石材耐断裂能量测定（鉴定测试/技术测试）

材料研究与产品质量控制

建筑工程、装饰石材性能评价

3试验原理（引用GB/T 9966.14-2021第3章）

试样干燥至恒重后，让一个质量(1.00±0.01)kg的钢球从不断增加的高度自由落下，撞击试样直至破碎，根据钢球质量、重力加速度及破碎时的下落高度计算冲击断裂能量。

4仪器组成与技术参数

4.1主要部件

TD9966-14型全自动天然石材耐断裂能量测定仪

1.钢球：质量(1.00±0.01)kg

2.硅沙容器：尺寸≥400 mm×400 mm×150 mm，内铺≥100 mm厚硅沙（粒径2 mm~0.076 mm），容器可水平调节，确保下落点对中

3.金属柱：长度约1.5 m，以50 mm为间距刻高度刻度

4.滑行架与电磁释放装置：垂直抛掷钢球，基于电磁场工作

5.鼓风干燥箱：控温(65±5)℃

6.干燥器：可容纳一组试样，内置干燥剂

7.气泡水平仪

8.全自动控制系统：

滚珠丝杆升降机构（精确定位冲击高度）

电磁铁吸附与释放钢球

7吋液晶触摸屏人机交互系统（参数设置、自动控制、数据存储与计算）

4.2技术参数

钢球质量精度：±0.01 kg

高度分辨率：0.01 m（显示精度0.05 m）

能量计算精度：0.1 J

升降机构行程：≥1.5 m

电源：AC 220V±10%，50Hz

外形尺寸（参考）：约1800 mm×800 mm×2100 mm

重量：约150 kg

5安装与调试

1.安放环境：坚固平整地面，远离强振源与强磁场，环境温度15~30℃，相对湿度≤80%。

2.硅沙铺设：在容器内均匀铺设≥100 mm厚硅沙，用平板轻压使其表面平整。

3.水平调节：用气泡水平仪检查容器上平面水平度，必要时调节支脚。

4.电磁系统校准：通电后检查电磁铁吸合与释放动作是否正常，确认钢球释放点与试样中心对齐。

5.触摸屏初始化：连接电源，进入主界面，载入默认参数（初始高度100 mm，步长50 mm）。

6试样制备（引用GB/T 9966.14-2021第5章）

6.1试样数量

鉴定测试：6个试样

技术测试：按批量尺寸确定

6.2试样要求

表面处理：鉴定测试需锯切、打磨或抛光；技术测试按实际应用确定。

尺寸：鉴定测试试样200 mm×200 mm×30 mm（偏差±1 mm）；技术测试采用实际商业尺寸。

各向异性面标记：装饰面与各向异性面平行（鉴定测试），用两条平行线标明方向。

6.3试样烘干

置于(65±5)℃鼓风干燥箱干燥48 h

取出放入干燥器冷却至室温

7试验步骤（引用GB/T 9966.14-2021第6章）

7.1参比样测试

1.选取1个试样作参比样，平放于沙床表面，使装饰面中心正对钢球垂线。

2.用水平仪检查试样顶面水平。

3.在触摸屏设置初始高度100 mm（从钢球最底端起算）。

4.启动自动冲击，如无破碎，系统自动以50 mm为步长升高，直至破碎，记录破碎高度h_t。

7.2其余试样测试

1.在触摸屏输入h_t，系统自动计算并设置初始高度h_i=h_t-150\text{mm}（最低不低于100 mm）。

2.对其余5个试样依次自动冲击，记录破碎高度h（精确至0.05 m）。

3.若某试样首次冲击即破碎，触摸屏提示作废，需重新取样测试。

7.3自动化过程说明

滚珠丝杆由伺服电机驱动，按设定高度精确提升电磁铁。

电磁铁吸附钢球，到达高度后自动断电释放，实现自由落体冲击。

触摸屏实时显示当前高度、冲击次数、已测结果，并在完成后自动计算每个试样的断裂能量。

8数据处理与结果（引用GB/T 9966.14-2021第7章）

按式(1)计算5个试样中每一个试样的断裂能量：

W＝m×g×h…………………………(1)

式中：

W—冲击断裂能量，单位为焦耳(J);

m—钢球的质量，单位为千克(kg);

g—重力加速度(9.806 m/s2);

h—使试样刚好发生破裂时钢球落下的高度，单位为米(m)。

以有效结果的算术平均值作为每组的试验结果，精确到0.1 J。

9试验报告（引用GB/T 9966.14-2021第8章）

报告应包含：

a)石材商业名称（按GB/T 17670）

b)试样数量、规格尺寸、表面处理、各向异性面方向

c)送样、制备、测定日期

d)实验室名称、地址及试验地点（如不同）

e)标准编号GB/T 9966.14-2021

f)每个试样的断裂能量（J）

g)断裂能量平均值

h)试验偏离情况（尺寸、表面处理等）

10注意事项

硅沙需定期更换或翻动，防止板结影响冲击效果。

钢球表面应完好，质量符合要求。

试样必须完全干燥。

避免强磁场干扰电磁释放装置。

操作时佩戴防护眼镜，防碎片飞溅。

11维护与保养

定期清洁金属柱刻度区与硅沙容器内壁。

检查电磁铁线圈及电源连接，防止氧化或松动。

定期校准滚珠丝杆升降精度。

软件定期升级，确保计算与记录准确。

长期停用应断电并覆盖防尘罩。

12常见故障及排除

13附录

图1破裂能测定装置示意图

说明：

1—装有硅沙的容器

2—钢球

3—带刻度金属柱

4—电磁铁

5—试样

h—球的高度