1范围
GB/T 9966的本部分规定了通过测量共振基本频率测定天然石材动力弹性模数试验的原理、仪器设备、试样制备、试验步骤、试验结果和试验报告。
本部分适用于天然石材动力弹性模数的测定。
2规范性引用文件
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GB/T 9966.3天然石材试验方法第3部分：吸水率、体积密度、真密度、真气孔率试验GB/T 17670天然石材统一编号
3原理
通过测定天然石材共振基本频率的方法计算动力弹性模数。测量共振基本频率有两种试样激发方式：一种为连续激发，另一种为瞬间激发。每种激发方式使石材试样产生纵向振动，然后测定相应的共振基本频率。
4仪器设备
4.1连续激发模式仪器设备
4.1.1可变化频率的频率发生器：频率范围最小应为20 kHz。
4.1.2与试样接触的发射器和接收传感器，推荐使用胶粘材料（橡胶、灰泥等）进行轻微的固定，发射器和接收器的固有频率应是预测试样共振基本频率的两倍以上。
4.1.3可记录或显示试样产生共振的装置。
4.1.4可精确测量或计算试样共振基本频率的仪器设备：如频率计，精度应不低于0.5%。
4.1.5一个远离外部振动、便于测量的工作面。
4.1.6刚性金属的试样支撑：长度至少等于试样截面边长（b）或直径（d），宽度应低于试样长度（l）的5%；支撑可以是截面为正方形或长方形的柱体，若试样为圆柱形时，支撑应有凹口。支撑的位置如图1。
TD50082-5混凝土动弹性模量试验仪(共振法）
说明：
1—发射器；2—试样；3—接收器。
图1共振频率测量示意图
4.2瞬间激发模式仪器设备
4.2.1机械的脉冲发生器：可以是锤击或者电子脉冲发生器。
4.2.2针式振动接收传感器：其固有频率应是预测试样共振基本频率的两倍以上。
4.2.3可记录或显示试样产生共振的装置。
4.2.4可精确测量或计算试样共振基本频率的仪器设备：如频率计，精度应不低于0.5%。
4.2.5一个远离外部振动、便于测量的工作面。
4.2.6刚性金属的试样支撑：应符合4.1.6的要求。
4.3两种激发模式附加设备
4.3.1天平：精度为测量质量0.01%。
4.3.2鼓风干燥箱：可保持温度在(65±5)℃。
4.3.3游标卡尺：精度满足0.1 mm以上。
4.3.4铝合金制成的标准长方块：截面为正方形，边长为(40±1)mm,长度为(160±1)mm。
4.4测试仪器设备的可重复性
每种测试的前后均应执行验证过程，在(20±3)℃环境条件下使用标准的铝合金长方块进行可重复性测试。标准长方块共振基本频率的测量值与标定值相差应不大于0.5%,同一测试前后的测量值相差应不大于0.1%。
5试样制备
5.1试样数量
从同一批测试样中至少准备6个试样。
5.2试样规格形状
试样形状为长方体或圆柱体。长方体的截面为正方形，长度（l）为边长（b）的4倍；圆柱试样的长度
（l）为直径（d）的4倍。
5.3尺寸偏差
试样尺寸l、b、d的偏差为±1.0 mm。
5.4各向异性面
如果石材具有各向异性面，例如层理、叶理，试样的长轴应平行或垂直纹理面，应在试样上用两个平行线清楚地标明各向异性面方向。
5.5试样处理
试验前进行水饱和处理，也可按要求不进行处理。无论哪种情况，均应详细记录干湿状态和温度。
6试验步骤
6.1预备操作
如果样品是湿的，试验前应用拧干的湿布擦干净。在中线上测量每个试样的几何尺寸（l、b或d），精确到0.1 mm。按照图1放置发射器和接收器。
6.2激发模式
6.2.1连续激发模式
使用频率计测量激发频率直至试样产生共振。通过接收器记录最大能量时即试样产生共振，在频率计上读出共振基本频率（f）。
注：如图2中带有相对平坦的频率特性曲线的样品测试时，若不能精确地测量到共振时的状态，需要参考共振基本
频率两侧的频率，确定频率值f。f1和f2为振幅是最大振幅±/2的频率。基本共振频率为：
说明：
Amax—最大振幅；
f—共振基本频率，单位为赫兹(Hz);
f1、f2—振幅为最大振幅±/2时的频率，单位为赫兹(Hz)。
图2平坦响应曲线的振幅和频率关系
6.2.2瞬间激发模式
重复对试样进行激发，直到在共振基本频率±60 Hz范围内找到3个连续的值。
6.3密度测量
将试样放在蒸馏水或去离子水中1 h,然后按GB/T 9966.3的规定测量计算体积密度，单位转换为千克每立方米(kg/m3)。
7试验结果
按式(1)计算每个试样的动力弹性模数：
Ed=4×10-12×l2×f2×ρ…………………………(1)
式中：
Ed—动力弹性模数，单位为兆帕(MPa);
l—试样的长度，单位为毫米(mm);
f—共振基本频率，单位为赫兹(Hz);
ρ—试样体积密度，单位为千克每立方米(kg/m3)。
以每组试样的算术平均值作为试验结果，修约到10 MPa。
8试验报告
试验报告应至少包含以下信息：
a)按GB/T 17670规定的石材商业名称；
b)试样数量、规格尺寸，表面处理状况（根据测试需要），各向异性面的方向；
c)测定实验室的名称、地址，如果试验进行的地点不是测试实验室则应注明试验进行的地点；
d)试样状态（如干或湿）及测试时的温度；
e)试验遵循的标准编号(GB/T 9966.9—2021);
f)每个试样的共振基本频率；
g)每个试样的体积密度；
h)每个试样的动力弹性模数，MPa;
i)动力弹性模数的平均值，MPa;
j)标准差，MPa,修约到10 MPa。
