MẶT SÂN THỂ THAO - XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT KÉO CỦA BỀ MẶT SÂN
BẰNG VẬT LIỆU TỔNG HỢP
Surfaces for sports areas - Determination of tensile properties of synthetic sports surfaces
Lời nói đầu
TCVN 13511:2022 hoàn toàn tương đương với BS EN 12230:2003;
TCVN 13511:2022 do Trường đại học thể dục thể thao Thành phố Hồ Chí Minh biên soạn, Bộ Văn hóa, Thể thao và Du lịch đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
MẶT SÂN THỂ THAO - XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT KÉO CỦA BỀ MẶT SÂN BẰNG VẬT LIỆU TỔNG HỢP
Surfaces for sports areas - Determination of tensile properties of synthetic sports surfaces
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định tính chất kéo của vật liệu được sử dụng làm mặt sân thể thao. Tiêu chuẩn này áp dụng cho các vật liệu đàn hồi được sử dụng như lớp phủ chịu mài mòn của các sân thể thao, và đối với các vật liệu đàn hồi được sử dụng như các lớp lót dưới nền trong các hệ thống mặt sân thể thao bằng vật liệu composite. Tiêu chuẩn này có thể áp dụng cho cả vật liệu dạng tấm đúc sẵn và vật liệu tạo thành bằng cách đúc từ hệ chất lỏng được khâu mạch tại chỗ.
CHÚ THÍCH: Nếu không chuẩn bị được mẫu thử đại diện cho mặt sân thể thao theo tiêu chuẩn này thì không nên xác định tính chất kéo để phục vụ kiểm soát chất lượng hoặc dự đoán tính năng trong quá trình sử dụng. Với những vật liệu không đàn hồi, việc xác định đặc tính chịu nén hoặc các đặc điểm động lực học khác có thể phù hợp hơn với mục đích kiểm soát chất lượng hoặc dự đoán tính năng trong quá trình sử dụng.
Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu không ghi năm công bố thì áp dụng bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).
TCVN 9848 (ISO 291), Chất dẻo - Khí quyển tiêu chuẩn cho ổn định và thử nghiệm.
Trong tiêu chuẩn này sử dụng thuật ngữ và định nghĩa sau:
3.1
Chiều cao từ đỉnh đến đáy (peak to valley height)
Số đo hình học của độ gồ ghề từ đỉnh của bề mặt, là độ lớn của mức chênh lệch theo phương thẳng đứng tuần hoàn cách đều hoặc không cách đều của một bề mặt so với bề mặt tham chiếu, khi khoảng cách giữa các mức chênh lệch trên là bội số thấp của chiều sâu của chúng.
Mẫu thử có hình dạng xác định cho trước, ứng suất kéo được truyền bằng thiết bị thích hợp, và đường cong ứng suất - biến dạng được ghi lại, từ đó suy ra các thông số khác nhau.
5.1 Máy thử
Máy thử, theo đó:
a) mẫu thử có thể được giữ trong các kẹp cố định của thiết bị thử nghiệm, các kẹp cố định này đáp ứng được những điều kiện sau:
- mẫu thử có thể được giữ đủ chặt để tránh bị trượt;
- không có áp lực cục bộ nào có thể làm rách hoặc làm đứt các đầu trên phần bất kỳ của mẫu thử;
b) khi không chịu tải, kẹp di động có thể chuyển động từ kẹp cố định ở tốc độ không đổi (50 ± 5) mm/min theo hướng song song tới trục dọc của mẫu thử;
c) có thể đo và ghi lại lực tác dụng lên mẫu thử với sai số tối đa là 1 %;
d) nếu sử dụng thiết bị đo độ giãn dài, thiết bị này phải có lực tác dụng tối thiểu lên mẫu và có thể đọc độ giãn dài của mẫu với độ chính xác là 0,1 mm.
5.2 Dưỡng đo độ dày
Dưỡng đo độ dày, chính xác đến 0,01 mm, gồm một pittông trụ với bề mặt tiếp xúc phẳng có đường kính danh nghĩa là 4 mm.
5.3 Đồng hồ so
Thiết bị đo kiểm có khả năng đọc với độ chính xác đến 0,1 mm, gồm một cơ cấu pittông trụ với bề mặt tiếp xúc phẳng hình tròn có đường kính định danh là 1,5 mm, áp dụng cho bề mặt chịu tải (0,9 ± 0,1) N.
6.1.1 Mô tả
Cắt mẫu thử theo hình dạng và kích thước tại Hình 1.
Nếu khoảng cách giữa hai mặt phẳng song song sử dụng để xác định độ giãn dài chênh nhau trên 5 % (dung sai về độ song song) thì loại bỏ mẫu thử và cắt một mẫu khác.
CHÚ DẪN
D khoảng cách giữa các kẹp, 100 mm
L chiều dài cữ ban đầu, (50,0 ± 0,1) mm
Hình 1 - Kích thước và hình dạng của mẫu thử độ kéo
6.1.2 Độ dày
Để các mẫu thử luôn đại diện cho mặt sân thể thao đã lắp đặt, cần bảo đảm độ dày của mẫu thử chính là độ dày của mặt sân thể thao đã lắp đặt, ngoại trừ các trường hợp sau đây, khi đòi hỏi sự chuẩn bị thêm:
a) khi độ dày của mặt sân thể thao đã lắp đặt và/hoặc độ dày của mẫu thử để cung cấp cho phép thử lớn hơn 25 mm, cần giảm độ dày của mẫu thử bằng cách gia công hoặc cắt đi, đến khoảng từ 20 mm đến 25 mm, thận trọng để không làm thay đổi cấu trúc của vật liệu và mẫu thử vẫn có thể là đại diện cho mặt sân thể thao được lắp đặt;
b) khi vật liệu có kết cấu bề mặt hoàn thiện có cấu trúc vân nổi hoặc dạng hạt, chuẩn bị bề mặt phía trên và phía dưới của mẫu thử như mô tả tại 6.2.
CHÚ THÍCH: Việc chuẩn bị bề mặt phía dưới của mẫu thử nhằm loại bỏ những bất thường là hết sức cần thiết, ví dụ: tại vị trí hệ thống đệm chất lòng được loại bỏ từ một lớp nền có kết cấu hoặc xốp rỗng".
Sau khi chuẩn bị, đo chiều dày của từng mẫu thử bằng dụng cụ đo độ dày (5.2) và với lực đo nằm trong khoảng từ 0,8 N đến 1,0 N.
Đo độ dày của mẫu thử tối thiểu ở năm vị trí dọc theo chiều dài cữ cho máy đo độ giãn và tính độ dày trung bình, làm tròn đến 0,1 mm. Nếu kết quả đo được bất kỳ khác với độ dày trung bình hơn 5 % giá trị trung bình, loại bỏ mẫu thử.
6.2.1 Loại bỏ mọi kết cấu bề mặt vân nổi hoặc dạng hạt từ hai bề mặt song song của chiều dài cữ cho dưỡng, để đo độ dày của mẫu thử, bằng cách mài nhẵn bề mặt không đúng quy cách bằng giấy nhám, độ sần 60, cho tới khi đạt tới chiều cao đỉnh - đáy (0,5 ±0,1) mm, hoặc 50 % chiều cao cấu trúc bề mặt đã mài nhẵn hoặc cho tới khi việc mài nhẵn không còn tạo ra bất kỳ thay đổi nào đối với điều kiện mặt sân.
6.2.2 Đo chiều cao từ đỉnh đến đáy bằng đồng hồ so (5.3). Lấy mặt phẳng tham chiếu là một đĩa kim loại phẳng, ép bề mặt thử nghiệm bằng một lực 3 N.
6.2.3 Trên diện tích đã chuẩn bị, tiến hành đo ở 09 điểm được bố trí đều đặn và lấy giá trị trung bình của 09 lần đo khi kiểm tra chiều cao từ đỉnh đến đáy của mặt sân.
6.2.4 Nếu cần, đánh dấu các mẫu thử để biểu thị hướng của các mẫu so với chiều không đẳng hướng.
6.2.5 Ổn định các mẫu thử theo một trong số các điều kiện khí quyển tiêu chuẩn quy định trong TCVN 9848 (ISO 291), trong khoảng thời gian không dưới 24 h.
6.2.6 Trường hợp vật liệu của mẫu thử được hình thành bằng cách khâu mạch hoặc tạo liên kết chéo hóa học từ các thành phần lỏng, thì cần chuẩn bị mẫu thử trong các điều kiện càng gần giống với điều kiện mặt sân thể thao được lắp đặt đã và sẽ tồn tại càng tốt. Không tiến hành phép thử đối với mẫu thử từ các vật liệu như trên ít nhất sau 05 ngày kể từ ngày trộn lẫn các thành phần.
Tiến hành phép thử với tối thiểu 06 mẫu đại diện. Trường hợp các vật liệu tấm được đúc tại chỗ, cắt ít nhất 03 mẫu thử theo hướng dọc (máy) và 03 mẫu theo hướng ngang. Đối với các vật liệu được hình thành tại chỗ, lấy tối thiểu ba mẫu thử từ mỗi một trong hai hướng ở góc 90°.
Tiến hành phép thử ở cùng điều kiện khí quyển như được áp dụng để ổn định các mẫu thử (xem 6.2.5).
Kẹp một mẫu thử vào các kẹp cố định. Đánh dấu chiều dài cữ ban đầu trên mẫu thử (xem Hình 1).
Tác động lực lên mẫu thử sao cho lực này được phân bố đều nhờ kẹp di động, ở tốc độ dịch chuyển là (50 ± 5) mm/min cho tới khi đứt.
Loại bỏ mẫu thử bất kỳ nếu mẫu bị đứt bên ngoài chiều dài cữ cho máy đo độ giãn, chuẩn bị và thử nghiệm một mẫu thử khác sao cho số lượng kết quả có giá trị không ít hơn 06 mẫu.
Nếu không sử dụng máy đo độ giãn, ghi lại độ giãn dài tương ứng với một lực cho trước, ở các khoảng biến dạng phù hợp.
Vẽ biểu đồ đường cong ứng suất biến dạng ghi được.
Lặp lại quy trình này đối với các mẫu thử còn lại cho tới khi thu được 06 kết quả có giá trị.
8 Tính toán và biểu thị kết quả
Tính độ giãn dài tương đối, E, biểu thị bằng phần trăm (%) của chiều dài cữ ban đầu, theo công thức sau:
|
|
(1) |
trong đó:
ΔL là biến thiên độ dài tương ứng với lực cho trước, đo được bằng biến thiên về khoảng cách giữa các mốc đo, biểu thị bằng đơn vị mm;
L là độ dài cữ đo ban đầu của mẫu thử, biểu thị bằng đơn vị mm.
Sau khi xác định trên đường cong ứng suất biến dạng của độ giãn dài tương ứng, tính toán:
a) độ giãn dài tương đối, Em, đối với ứng suất tối đa, nếu có thể áp dụng, là tỉ lệ phần trăm của chiều dài cữ ban đầu;
b) độ giãn dài tương đối, Er, khi đứt, là tỷ lệ phần trăm của chiều dài ban đầu.
Tính toán ứng suất kéo tối đa, Om, nếu có thể áp dụng, biểu thị bằng kilopascal (kPa), theo công thức sau:
|
|
(2) |
trong đó:
Om là ứng suất kéo tối đa, biểu thị bằng kilopascal (kPa);
Fm là lực tối đa áp dụng lên mẫu thử trong quá trình thử nghiệm, biểu thị bằng Newton (N);
b là chiều rộng ban đầu của chiều dài song song tại phần hẹp trên mẫu thử, biểu thị bằng milimét (mm);
d là độ dày ban đầu của chiều dài song song tại phần hẹp trên mẫu thử, biểu thị bằng milimét (mm).
Tính toán ứng suất kéo khi đứt, Or, biểu thị bằng kiloPascal (kPa), theo công thức sau:
|
|
(3) |
trong đó:
Or là ứng suất kéo tại điểm đứt, biểu thị bằng kiloPascal (kPa);
Fr là lực tác dụng lên mẫu thử tại điểm đứt, biểu thị bằng Newton (N);
b là chiều rộng ban đầu của chiều dài song song tại phần hẹp trên mẫu thử, biểu thị bằng milimét (mm);
d là độ dày ban đầu của chiều dài song song tại phần hẹp trên mẫu thử, biểu thị bằng milimét (mm).
Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm những thông tin sau:
a) viện dẫn tiêu chuẩn này;
b) loại và ký hiệu của vật liệu;
c) quy trình ổn định mẫu được áp dụng;
d) số lượng các mẫu thử được sử dụng;
e) nếu có thể áp dụng, hướng của lực kéo so với chiều không đẳng hướng;
f) các kết quả thử nghiệm riêng biệt được tính bằng cách sử dụng các công thức tại Điều 8 và các giá trị trung bình của những kết quả đó;
g) đường cong ứng suất biến dạng đặc trưng so với các đường cong được biểu diễn;
h) ngày tiến hành thử nghiệm.
Thư mục tài liệu tham khảo
[1] ISO 1926, Celluar plastics - Dertemination of tensile probperties of rigid materials.
Mục lục
Lời nói đầu
1 Phạm vi áp dụng
2 Tài liệu viện dẫn
3 Thuật ngữ và định nghĩa
4 Nguyên tắc
5 Thiết bị, dụng cụ
5.1 Máy thử
5.2 Dưỡng đo độ dày
5.3 Đồng hồ so
6 Mẫu thử
6.1 Kích thước
6.2 Chuẩn bị và ổn định mẫu
6.3 Số lượng mẫu thử
7 Quy trình thử
8 Tính toán và biểu thị kết quả
8.1 Độ giãn dài tương đối
8.2 Độ bền kéo tối đa
8.3 Ứng suất kéo tại điểm đứt
9 Báo cáo thử nghiệm
Thư mục tài liệu tham khảo