本文引用：GB/T9966.12-2021《天然石材试验方法》-天然石材试验方法-第12部分：静态弹性模数的测定

1范围

GB/T 9966的本部分规定了天然石材在单轴压缩条件下静态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压缩静态弹性模数的测定。

2规范性引用文件

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GB 175通用硅酸盐水泥

GB/T 9966.1天然石材试验方法第1部分：干燥、水饱和、冻融循环后压缩强度试验

GB/T 17670天然石材统一编号

3原理

通过测定样品在高低两次单轴压力下发生的纵向形变，计算出样品的压缩静态弹性模数。

4仪器设备

4.1材料试验机：具有球形支座并且满足试样破坏载荷在示值的20%~90%范围内，示值相对误差不应超过±1%。

4.2长度变形测定系统：如自感应测量仪或者应变片测量仪，测试长度范围应至少为10个粒径（最小为50 mm)大小，测试精度应大于0.001 mm。

4.3鼓风干燥箱：能保持温度在(65±5)℃。

4.4游标卡尺：精度0.1 mm以上。

4.5秒表：精度1 s。

4.6干燥器。

5试样制备

5.1试样数量

在同一批测试样品中至少准备6个规定试样。

5.2试样尺寸

试样尺寸为50 mm×50 mm×100 mm的长方体或直径为50 mm、高度为100 mm的圆柱体，尺寸偏差±1.0 mm。若试样中最大结晶颗粒粒径大于5 mm时，试样的边长或直径应调整为最大颗粒粒径的10倍，试样高度为边长或直径的2倍。

5.3长度变形测试尺寸

测试长度应为试样的边长或直径，见图1。

说明：

d—圆柱体试样的圆形截面直径，单位为毫米(mm);

a—长方体试样的正方形截面边长，单位为毫米(mm)。

图1变形测试的长度和位置要求

5.4试样表面

试样受力面的平面度应小于0.1 mm,并且与试样垂直轴的偏差应小于0.01 rad或每100 mm不超过1 mm。试样的侧面应光滑，无不规则突起，直线度偏差应在0.3 mm内。

为满足以上要求，试样可经过车床或表面研磨等机械加工。仅当机械加工不能满足要求时，采用符合GB 175中52.5R的水泥浆抹平试样，且等到足够硬化，并在试验报告中明示。

若试样具有各向异性面，试样的轴则应垂直于各向异性的主面。要对其余各向异性面方向进行的试验，则应按要求准备一套同样尺寸和表面的试样用于测试，并在试验报告中注明。应在试样上用两个平行线清楚地标明各向异性面的方向。

5.5试样处置

试样在(65±5)℃的干燥箱内干燥48 h,取出后放置在干燥器中冷却至室温。

选择其中1个试样作为预测试样，另外5个试样在每个试样上至少粘贴两个长度变形测试传感器与试样轴线平行，安装位置为试样侧面中心（见图1)。

6试验步骤

6.1试样规格尺寸的测定

用游标卡尺测量每个试样的上下表面尺寸，正方形表面测量中线上的边长，圆形表面测量相互垂直的两条直径，精确至0.1 mm。利用4次测量的平均值，计算每个试样横截面的面积。测量每个试样轴线上的高度，精确到0.1 mm。

6.2试验高低压力的确定

按照GB/T 9966.1的试验方法，检测预测试样的最大破坏压力，以最大破坏压力的2%和33%分别作为下面试验的低压力值和高压力值。

6.3循环负载

将试样放置在材料试验机的中心部位，上下托盘与样品充分接触。连接长度变形传感器与测定系统，调试测定系统进入最佳测试状态。

以(0.5±0.2)MPa/s的加压速度给试样加载，当达到规定的高压力值时再以(0.5±0.2)MPa/s的减压速度给试样卸载，当达到规定的低压力值时再以相同的加载速度给试样加载直到高压力值，再以相同的减压速度降到低压力值。

6.4变形的测定

保持低压力值不变，静置30 s（图2中A点），记录此时的变形系数(εu)和低压强(σu)。以(0.5±0.2)MPa/s的加压速度给试样加载直到高压力值，保持高压力值不变，静置30 s（图2中B点），记录此时的变形系数(εo)和高压强(σo)。

结束了B点处的测试后，按GB/T 9966.1要求施压直至试样破坏，记录最大破坏压力。若试样的抗压强度与预测试样抗压强度的偏差大于20%,应在试验报告中说明。

说明：

X轴—时间，单位为秒(s);Y轴—压强，单位为兆帕(MPa);A—低压强时长度变形的读数点；B—高压强时长度变形的读数点；t—周期性加载和卸载的时间，单位为秒(s)。

图2测定静态弹性模数的压力-时间曲线（以预测试样压缩强度为60 Mpa为例）

7试验结果

石材压缩静态弹性模数按式(1)进行计算：

Eb=（σ0-σu）/(ε0-εu)…………………………(1)

式中：

Eb—静态弹性模数，单位为兆帕(MPa);

σo—第三次循环负载加压时高压强，即高压力值与横截面的比值，单位为兆帕(MPa);

σu—第三次循环负载加压时低压强，即低压力值与横截面的比值，单位为兆帕(MPa);

εo—高压力时（见图2中B点）的变形系数，即长度变形量与检测长度的比值；

εu—低压力时（见图2中A点）的变形系数，即长度变形量与检测长度的比值。

结果以5个试样的算术平均值表示，保留3位有效数字，单位为兆帕(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）；

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)负载力轴与各向异性面的方向；

e)试验遵循的标准编号(GB/T 9966.12—2021);

f)每个试样的低压强(σu)及高压强(σo),MPa;

g)每个试样的低压变形系数(εu)和高压变形系数(εo);

h)每个试样的静态弹性模数，MPa;

i)静态弹性模数的平均值，MPa（保留三位有效数字）。

在我单位整理过程中有可能会出现部分错误，仅供参考，建议购买正版试验标准。