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模擬防水膜材料受力作用下低溫性能測試裝置及測試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了模擬防水膜材料受力作用下低溫性能測試裝置和測試方法，固定加力支架上設(shè)有水槽，水槽上鋪有防水膜試件，水槽可被制冷室內(nèi)的制冷劑冷卻，通過固定加力支架支撐移動螺桿加力架，移動螺桿加力架對試件進行牽拉，通過加力螺母和移動螺桿加力架螺桿，螺旋加力拉伸膜材料試件，移動螺桿加力架刻度線與固定加力支架設(shè)定刻度線重合，達到拉伸長度，放置試件壓板加力卡子到位，通過刻度線與透明試件壓板居中定位，旋緊試件壓板加力螺桿加壓，測量透明試件壓板與固定加力支架間隙，調(diào)整凍脹壓力；通過溫度計觀察溫度變化；通過透明試件壓板觀察試件變化，并記錄溫度變化間隔時間。本發(fā)明的有益效果是能反映服役期間真實的材料性能。
【專利說明】模擬防水膜材料受力作用下低溫性能測試裝置及測試方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于材料性能檢測設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及模擬防水膜材料受力作用下低溫性 能測試裝置及測試方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在高寒地區(qū)基礎(chǔ)性工程設(shè)施的各種隧道及其它地下工程中，對防滲漏水的要求除 常規(guī)標準外，還要考慮材料的低溫性能，由于工程壽命一般為50年?100年，對防水材料的 耐久性提出更高的要求，而地下工程的防水一旦出現(xiàn)問題，難以修復(fù)，因此工程界急需符合 現(xiàn)實情況的防水材料相關(guān)檢測方法與標準。由于工程實踐中防水材料在服役期間不僅受到 水壓力作用，還受到覆蓋結(jié)構(gòu)、圍巖變形、基礎(chǔ)沉降的作用、二襯施工混凝土擠壓等，而低溫 凍脹和凍融循環(huán)是在這種受力狀況下發(fā)生，這種作用會加劇凍脹的不利影響，成為影響材 料耐久性的重要因素。在凍融循環(huán)和受力狀態(tài)的共同作用，二者由于作用時間、循環(huán)周期和 作用力大小不同，其綜合影響的程度不同，這對防水材料的長期使用性能會產(chǎn)生影響。目前 各種材料性能的檢測方法均是單項檢測，如材料的強度、變形及靜態(tài)低溫性能等，即各種性 能的測試分成單項試驗完成，沒有考慮現(xiàn)場環(huán)境條件中同時作用、相互作用的綜合影響，特 別是沒有考慮防水材料受到的各種外力作用，因此不能反映服役期間真實的材料性能。
[0003] 目前高寒地區(qū)隧道和地下工程防水越來越受到重視，由于洞門部位地下水低溫凍 脹致使防水膜破裂，進一步加劇凍脹破壞作用，很容易導(dǎo)致隧道結(jié)構(gòu)開裂而影響安全。有些 隧道一次低溫凍脹就使防水失效，有些經(jīng)多年凍融循環(huán)使防水材料失效，且難以修復(fù)。因 此，高寒地區(qū)修建隧道，在設(shè)置保溫層時還應(yīng)考慮防水材料的低溫性能，因為因凍脹滲漏水 不僅使保溫層失效，還會因保溫層吸水加劇破壞后果。因此，材料的耐低溫性能已經(jīng)成為高 寒隧道防水材料選擇的必要因素。作為工程質(zhì)量的重要評定標準，防水要求的耐久性問題 更為突出，材料服役的環(huán)境復(fù)雜，而工程的使用壽命基本要求50年，一般要求100年，但其 防水的可靠性能和耐久性能沒有完善的、科學(xué)的檢測方法和標準，而地下工程的防水一旦 出現(xiàn)問題，難以修復(fù)，因此工程界急需符合現(xiàn)實情況的相關(guān)檢測方法與標準。
[0004] 根據(jù)對工程現(xiàn)場地下水滲漏檢測和分析，及對不同環(huán)境條件的材料防水機理試驗 結(jié)果，得出防水材料在服役期間不僅受到水壓力，還受到襯砌混凝土澆筑、圍巖及基礎(chǔ)不均 勻變形的作用，主要表現(xiàn)為防水材料受到拉伸和擠壓，材料中拉應(yīng)力和壓應(yīng)力大多同時存 在；由于高寒地區(qū)低溫凍脹和每年的凍融循環(huán)作用，防水膜材料受力更復(fù)雜，對防水膜的失 效產(chǎn)生疊加作用；由于低溫綜合作用隨時間變化，對防水膜的材料性能和防水性能產(chǎn)生不 同程度的長期影響，降低防水膜的耐久性性能。上述綜合性影響遠較單一作用復(fù)雜，單一的 材料性能檢測不能反映真實情況。經(jīng)過統(tǒng)計分析和試驗測試，結(jié)合不同防水膜材料施工技 術(shù)的宏觀和微觀失效機理，失效主要可總結(jié)為拉伸、拉伸和擠壓兩組受力作用與低溫作用 的相互影響，低溫效應(yīng)分為凍脹使材料受力作用加劇、低溫作用下材料性能的降低和凍融 循環(huán)作用使材料老化。
[0005] 由于高寒地區(qū)隧道在低溫環(huán)境中，由于凍脹和凍融循環(huán)，使得基于高分子材料的 防水材料低溫性能下降甚至斷裂，而現(xiàn)實中防水材料在上述工程服役期間由于結(jié)構(gòu)變形、 基礎(chǔ)沉降、結(jié)構(gòu)自重、施工混凝土擠壓等處于受力狀態(tài)，這種作用會加劇凍脹的不利影響， 成為影響材料耐久性的重要因素。在凍融循環(huán)和受力狀態(tài)的共同作用，二者由于作用時間、 循環(huán)周期和作用力大小不同，其綜合影響的程度不同，這對防水材料的長期使用性能會產(chǎn) 生影響。目前各種材料性能的檢測方法均是單項檢測，如材料的強度、變形及靜態(tài)低溫性能 等，即各種性能的測試分成單項試驗完成，沒有考慮現(xiàn)場環(huán)境條件中同時作用、相互作用的 綜合影響，特別是沒有考慮防水材料受到的各種外力作用，因此不能反映服役期間真實的 材料性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供模擬防水膜材料受力作用下低溫性能測試裝置，解決了目 前各種材料性能的檢測方法均是單項檢測，如材料的強度、變形及靜態(tài)低溫性能等，即各種 性能的測試分成單項試驗完成，沒有考慮現(xiàn)場環(huán)境條件中同時作用、相互作用的綜合影響， 特別是沒有考慮防水材料受到的各種外力作用，因此不能反映服役期間真實的材料性能的 問題。
[0007] 本發(fā)明的另一個目的在于提供防水膜材料受力作用下低溫性能測試方法。
[0008] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是包括固定加力支架、移動螺桿加力架、加力螺母、固定 支架水槽、透明試件壓板、半圓試件固定壓條、膜材料試件、制冷劑槽體、隔熱層、制冷劑進 口、溫度計、制冷室、試件壓板加力卡子、試件壓板加力螺桿、移動導(dǎo)向螺栓、緊固螺栓；固 定加力支架前端設(shè)有開口向上的凹口，移動螺桿加力架的前端螺桿穿過凹口，固定加力支 架中部設(shè)有開口向上的固定支架水槽，固定加力支架后端設(shè)有開口朝向固定支架水槽的凹 槽，移動螺桿加力架的后端同樣開有開口朝向固定支架水槽的凹槽，半圓試件固定壓條固 定在這兩個凹槽內(nèi)，膜材料試件平鋪覆蓋在固定支架水槽的開口上，膜材料試件的邊緣被 半圓試件固定壓條緊壓固定在凹槽內(nèi)，固定加力支架前端外側(cè)設(shè)有加力螺母，加力螺母套 在穿過固定加力支架前端凹口的移動螺桿加力架上，旋轉(zhuǎn)加力螺母可牽拉移動螺桿加力 架，固定支架水槽上方設(shè)有透明試件壓板，透明試件壓板壓在膜材料試件的表面，透明試件 壓板上方固定有試件壓板加力卡子，試件壓板加力卡子上設(shè)有試件壓板加力螺桿，通過旋 轉(zhuǎn)試件壓板加力螺桿來對透明試件壓板表面進行施壓，固定加力支架的底部下方、正對固 定支架水槽的下方設(shè)有制冷劑槽體，制冷劑槽體與固定加力支架的底部構(gòu)成一個密封的制 冷室，制冷劑槽體外包裹有隔熱層，制冷劑槽體和隔熱層被固定在固定加力支架的底部，制 冷劑槽體和隔熱層設(shè)有制冷劑進口，制冷劑進口可從外部將制冷劑注入制冷室內(nèi)。
[0009] 進一步，所述移動螺桿加力架中部兩側(cè)分別設(shè)置有移動導(dǎo)向螺栓，移動螺桿加力 架被兩個移動導(dǎo)向螺栓夾住，移動導(dǎo)向螺栓固定在固定加力支架上，兩個移動導(dǎo)向螺栓上 端還設(shè)有螺母，通過旋轉(zhuǎn)螺母可將移動螺桿加力架和固定加力支架夾緊固定在一起。
[0010] 進一步，所述固定加力支架為不銹鋼材質(zhì)，固定加力支架的后端插有溫度計。
[0011] 進一步，所述移動螺桿加力架的側(cè)邊設(shè)刻度線，與部件對應(yīng)確定拉伸長度。
[0012] 進行模擬防水膜材料受力作用下低溫性能測試方法，按照以下步驟進行：
[0013] 1)剪裁膜材料試件：將防水膜材料按照拉伸30%、45%、60%、75%、90%后達到 的裝置冷凍區(qū)長度200mm+固定長度83mm確定試件長度，寬度200mm ;
[0014] 2)將制冷劑槽體固定在固定加力支架上，結(jié)合部位涂黃油或密封膠，套上隔熱層， 固定在工作臺面；
[0015] 3)將膜材料試件邊緣放入固定加力支架和移動螺桿加力架的凹槽內(nèi)，壓入半圓試 件固定壓條，用緊固螺栓旋緊，測量試件長度，如不符合重復(fù)上述步驟；
[0016] 4)通過加力螺母和移動螺桿加力架螺桿，螺旋加力拉伸膜材料試件，移動螺桿加 力架刻度線與固定加力支架設(shè)定刻度線重合，達到拉伸長度，旋緊移動導(dǎo)向螺栓，固定移動 螺桿加力架；在試件與固定加力支架接觸面涂黃油或密封膠；
[0017] 5)將固定支架水槽水槽中加清水；可通過注射器加入；
[0018] 6)放置透明試件壓板就位；
[0019] 7)放置試件壓板加力卡子到位，通過刻度線與透明試件壓板居中定位，旋緊試件 壓板加力螺桿加壓，測量透明試件壓板與固定加力支架間隙，調(diào)整凍脹壓力；
[0020] 8)檢測各部件操作，無問題后，通過制冷劑進口向制冷室加入制冷劑，制冷劑輸入 端處設(shè)壓力表，調(diào)節(jié)制冷劑壓力，控制制冷劑輸入量，達到設(shè)置溫度的目的；
[0021] 9)通過溫度計觀察溫度變化，與設(shè)定溫度正負不超過5 % ;
[0022] 10)通過透明試件壓板觀察試件變化，并記錄時間，溫度變化間隔時間為；①極限 耐低溫試驗，每段溫度保持120分鐘，逐級降低溫度；②凍融循環(huán)，常溫和低溫交替發(fā)生，每 段溫度保持60分鐘，觀察溫度計，達到預(yù)定溫度時計算時間。
[0023] 本發(fā)明的有益效果是提供了一種模擬防水膜材料受力作用下的低溫性能試驗裝 置，對材料的低溫耐久性性能能夠進行綜合檢測，以便能夠科學(xué)地測試在受力條件下低溫 凍脹和凍融循環(huán)各種防水材料的失效性能，建立防水材料低溫綜合耐久性性能指標，能反 映服役期間真實的材料性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1是本發(fā)明模擬防水膜材料受力作用下低溫性能測試裝置橫向剖視圖；
[0025] 圖2是本發(fā)明模擬防水膜材料受力作用下低溫性能測試裝置俯視圖；
[0026] 圖3是本發(fā)明模擬防水膜材料受力作用下低溫性能測試裝置側(cè)面示意圖；
[0027] 圖4是本發(fā)明模擬防水膜材料受力作用下低溫性能測試裝置前視圖；
[0028] 圖5是本發(fā)明模擬防水膜材料受力作用下低溫性能測試裝置后視圖；
[0029] 圖6是本發(fā)明模擬防水膜材料受力作用下低溫性能測試裝置縱向剖視圖。
[0030] 圖中，L固定加力支架，2.移動螺桿加力架，3.加力螺母，4.固定支架水槽，5.透 明試件壓板，6.半圓試件固定壓條，7.膜材料試件，8.制冷劑槽體，9.隔熱層，10.制冷劑進 口，11.溫度計，12.制冷室，13.試件壓板加力卡子，14.試件壓板加力螺桿，15.移動導(dǎo)向螺 栓，16.緊固螺栓。

【具體實施方式】
[0031] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0032] 本發(fā)明裝置主要用于高寒地區(qū)隧道和地下工程中防水材料抗凍耐久性性能的檢 測。根據(jù)對工程現(xiàn)場地下水滲漏檢測和分析，及對不同環(huán)境條件的材料防水機理試驗結(jié)果， 得出防水材料在服役期間不僅受到水壓力，還受到襯砌混凝土澆筑、圍巖及基礎(chǔ)不均勻變 形的作用，主要表現(xiàn)為防水材料受到拉伸和擠壓，材料中拉應(yīng)力和壓應(yīng)力大多同時存在；由 于高寒地區(qū)低溫凍脹和每年的凍融循環(huán)作用，防水膜材料受力更復(fù)雜，對防水膜的失效產(chǎn) 生疊加作用；由于低溫綜合作用隨時間變化，對防水膜的材料性能和防水性能產(chǎn)生不同程 度的長期影響，降低防水膜的耐久性性能。上述綜合性影響遠較單一作用復(fù)雜，單一的材料 性能檢測不能反映真實情況。經(jīng)過統(tǒng)計分析和試驗測試，結(jié)合不同防水膜材料施工技術(shù)的 宏觀和微觀失效機理，失效主要可總結(jié)為拉伸、擠壓兩組受力作用與低溫作用的相互影響， 低溫效應(yīng)分為凍脹使材料受力作用加劇、低溫作用下材料性能的降低和凍融循環(huán)作用使材 料老化。本裝置模擬低溫環(huán)境，并同時施加兩種受力（單獨和共同）作用，通過時間和加力 分級測試，得到材料性能和防水性能的變化數(shù)據(jù)，其試驗的基本原理為：將材試驗料處于受 拉、受拉+壓狀態(tài)，然后進行低溫處理，高分子材料在低溫下材料性能改變，如變硬脆、拉伸 能力降低、收縮等，加劇受力失效作用，如收縮加大拉應(yīng)力，如果材料已經(jīng)處于拉伸破壞的 接近值，則低溫效應(yīng)產(chǎn)生的收縮變形，就可能導(dǎo)致材料斷裂。本試驗裝置可測試出各種材料 的這種極限值：在同一低溫溫度下不斷加大拉伸率，最終導(dǎo)致斷裂破壞；在同一拉伸率下 不斷降低溫度，最終導(dǎo)致材料斷裂破壞；在同一拉伸率和同一溫度下，通過多次凍融循環(huán)， 最終導(dǎo)致材料斷裂破壞。這樣，本試驗裝置可將拉伸、拉伸+擠壓、低溫三個基本條件組合， 同時這3個條件每個可分成若干等級，可以全面測試低溫環(huán)境與主要受力狀態(tài)之間的相關(guān) 性（影響關(guān)系）和失效極限值。
[0033] 本發(fā)明如圖1橫向剖視圖所示，包括固定加力支架1、移動螺桿加力架2、加力螺母 3、固定支架水槽4、透明試件壓板5、半圓試件固定壓條6、膜材料試件7、制冷劑槽體8、隔熱 層9、制冷劑進口 10、溫度計11、制冷室12、試件壓板加力卡子13、試件壓板加力螺桿14、移 動導(dǎo)向螺栓15、緊固螺栓16 ;圖2為本發(fā)明裝置俯視圖，圖3為本發(fā)明裝置左側(cè)視圖。圖4 為前視圖。圖5為后視圖。圖6為縱向剖視圖。
[0034] 固定加力支架1。該加力架選用不銹鋼材料，作為裝置結(jié)構(gòu)主體，前端設(shè)凹口，中部 形成固定支架水槽4,后端為設(shè)有固定試件用的凹槽，側(cè)邊設(shè)刻度線，以確定拉伸長度，其他 部件均固定或依附在固定加力支架1上，試件區(qū)長度為200mm ;試件區(qū)寬度根據(jù)試件即膜材 料試件7的材料不同分為200mm和100mm兩種，其他部件尺寸亦相應(yīng)不同。
[0035] 移動螺桿加力架2。該加力架為不銹鋼材料，后端有半圓凹槽，起固定膜材料試件 7作用；前端螺桿為拉伸試件并固定拉伸后試件用，用螺栓拉伸并固定在部件1前端凹口； 側(cè)邊設(shè)刻度線，與部件1對應(yīng)確定拉伸長度。
[0036] 加力螺母3。不銹鋼材料，起拉伸移動螺桿加力架2并固定前后位置作用。
[0037] 固定支架水槽4。設(shè)在固定加力支架1中部，張拉膜材料試件7后加入清水，清水 結(jié)冰后凍脹降溫，對試件施加壓力并傳遞溫度。
[0038] 透明試件壓板5。采用高強抗低溫透明材料，對試件預(yù)加一定壓力，并能夠直接觀 察試件低溫狀況。
[0039] 半圓試件固定壓條6:不銹鋼材料，半圓柱表面刻痕，通過兩端螺栓分別與固定加 力支架1和移動螺桿加力架2緊固，使半圓柱面壓緊試件，保證試驗過程試件不松弛。
[0040] 膜材料試件7 :試件邊緣通過半圓試件固定壓條6壓緊固定。
[0041] 制冷劑槽體8 :不銹鋼材料，槽體前后端通過螺栓固定在部件1上，后端設(shè)制冷劑 輸入口。
[0042] 隔熱層9 ;采用高隔熱微孔聚酯泡沫材料，起隔熱保溫作用。
[0043] 制冷劑進口 10 :可與液氮罐連接。
[0044] 溫度計11 :測量溫度，與制冷劑輸入量匹配，控制溫度；
[0045] 制冷室12 :用于輸入制冷劑，通過制冷劑輸入壓力調(diào)節(jié)溫度。
[0046] 試件壓板加力卡子13 :不銹鋼材料，底部邊板卡在固定加力支架1邊上，通過螺母 對透明試件壓板5施加壓力，進而使試件產(chǎn)生一定壓應(yīng)力。
[0047] 試件壓板加力螺桿14 :不銹鋼材料，低端設(shè)墊板，保證對試件壓板加力均勻。
[0048] 移動導(dǎo)向螺栓15 :不銹鋼材料，在移動螺桿加力架2拉伸時起兩側(cè)導(dǎo)向作用，同時 避免拉伸過程向上拱起，拉伸就位后擰緊。
[0049] 緊固螺栓16 :不銹鋼材料，將固定加力支架1、移動螺桿加力架2和半圓試件固定 壓條6連接固定，起夾緊試件作用。
[0050] 采用本發(fā)明裝置進行試驗的方法：
[0051] 1)剪裁膜材料試件7 :將防水膜材料按照拉伸30%、45%、60%、75%、90%后達到 的裝置冷凍區(qū)長度200mm+固定長度83mm確定試件長度，寬度200mm ;
[0052] 2)將制冷劑槽體8固定在固定加力支架1上，結(jié)合部位涂黃油或密封膠，套上隔熱 層9,固定在工作臺面；
[0053] 3)將膜材料試件7邊緣放入固定加力支架1和移動螺桿加力架2的凹槽內(nèi)，壓入 半圓試件固定壓條6,用緊固螺栓16旋緊，測量試件長度，如不符合重復(fù)上述步驟；
[0054] 4)通過加力螺母3和移動螺桿加力架2螺桿，螺旋加力拉伸膜材料試件7,移動螺 桿加力架2刻度線與固定加力支架1設(shè)定刻度線重合，達到拉伸長度，旋緊移動導(dǎo)向螺栓 15,固定移動螺桿加力架2 ;在試件與固定加力支架1接觸面涂黃油或密封膠；
[0055] 5)將固定支架水槽4水槽中加清水；可通過注射器加入；
[0056] 6)放置透明試件壓板5就位；
[0057] 7)放置試件壓板加力卡子13到位，通過刻度線與透明試件壓板5居中定位，旋緊 試件壓板加力螺桿14加壓，測量透明試件壓板5與固定加力支架1間隙，調(diào)整凍脹壓力；
[0058] 8)檢測各部件操作，無問題后，通過制冷劑進口 10向制冷室12加入制冷劑，制冷 劑輸入端（如液氮罐）處設(shè)壓力表，調(diào)節(jié)制冷劑壓力，控制制冷劑輸入量，達到設(shè)置溫度的 目的；
[0059] 9)通過溫度計11觀察溫度變化，與設(shè)定溫度正負不超過5% ;
[0060] 10)通過透明試件壓板5觀察試件變化，并記錄時間，溫度變化間隔時間為；①，極 限耐低溫試驗，每段溫度保持120分鐘，逐級降低溫度；②凍融循環(huán)，常溫和低溫交替發(fā)生， 每段溫度保持60分鐘，觀察溫度計，達到預(yù)定溫度時計算時間。
[0061] 11)根據(jù)試驗方案，按照上述步驟和方法完成試驗。
[0062] 檢測試驗方案：通過固定加力支架1，將膜材料試件7按不同伸長率拉伸并固定， 形成受拉狀態(tài)；通過常規(guī)材性試驗，確定拉應(yīng)力和應(yīng)變關(guān)系，得出材料不同伸長率下的拉應(yīng) 力數(shù)據(jù)；試件上部設(shè)置透明壓板，限定試件材料的變形空間，在底部制冷劑槽體8中加入不 同劑量的制冷劑，如干冰或液氮，使不銹鋼固定加力支架水槽4中的水結(jié)冰，冰的膨脹擠壓 試件，低溫使試件收縮變形，形成復(fù)雜受力狀態(tài)；逐級降低溫度，測試材料各級受力作用下 的極限抗凍能力，即材料低溫破壞值；保持一定的冷凍時間后升溫，形成凍融循環(huán)，測試逐 級受力狀態(tài)下凍融循環(huán)次數(shù)、凍融循環(huán)破壞數(shù)據(jù)、循環(huán)次數(shù)與性能關(guān)系，測試抗凍融循環(huán)能 力；分析檢測數(shù)據(jù)得出材料低溫性能的試驗值。
[0063] 上述測試試驗方法根據(jù)受力狀態(tài)和低溫級別，組合成系列試驗方案，根據(jù)低溫性 能分為2類，低溫極限破壞類和凍融循環(huán)類，具體試驗方案有：
[0064] 1.受拉力狀態(tài)低溫性能模擬試驗組：
[0065] 將防水膜材料試件拉伸率分為3?5級：30%、60%、90% 3個基本級，45%、75% 2個補充級，低溫極限破壞溫度設(shè)置為_15°C、_20°C、_25°C、_30°C等4組，凍融循環(huán)溫度設(shè) 置為-5°C、-10°C、-15°C、-2(rC。每組按照前述方法和步驟進行。
[0066] 2.受拉力+受壓力狀態(tài)低溫性能模擬試驗組：
[0067] 將防水膜材料試件拉伸率分為3?5級：30 %、60 %、90 % 3個基本 級，45 %、75 % 2個補充級；初始壓力采取壓板加壓，分為0· 1ΜΡ、0· 2MP二級， 次生壓力由結(jié)冰凍脹產(chǎn)生，凍脹壓力大小與溫度相關(guān)，由溫度推算，低溫極限破 壞溫度設(shè)置為-15 °C、-20 °C、-25 °C、-30 °C、-35 °C等4組，凍融循環(huán)溫度設(shè)置 為-5°C、-10°C、-15°C、-20°C。每組按照前述方法和步驟進行。
[0068] 測試時，按照檢測受力的情況，將防水膜材料按批次抽取檢測樣本，噴涂成膜材料 在20?25C°、相對濕度70%養(yǎng)護7天；卷材按相關(guān)規(guī)范選取。試件張拉后固定后計算尺 寸為：長200mm，寬200mm ;按拉伸率計算試件長度，因兩端固定凹槽弧長83mm，要求長度方 向加出預(yù)留，寬度按拉伸后不小于200_，預(yù)留拉伸后縮小寬度，各種防水膜材料預(yù)留值根 據(jù)試驗確定；試驗厚度按材料技術(shù)標準選用。
[0069] 按計算要求剪裁試件后，用試件固定壓條固定，由加力螺桿拉伸到分級拉伸等級 后固定；利用加力螺桿拉伸，并按拉、壓受力等級拉伸并固定，按照前述試驗方法，重復(fù)各組 試驗。
[0070] 本發(fā)明方法的有益效果是：
[0071] 1、本裝置可以設(shè)定在受力和低溫的相同環(huán)境條件，以比較各種防水材料的低溫極 限破壞值、凍融循環(huán)破壞值、綜合作用與單一作用的差異性、凍融環(huán)境下滿足工程要求的最 高拉伸率及受力程度與可承受最低溫度的關(guān)系曲線。
[0072] 2、可確定各種材料的低溫性能及應(yīng)用范圍、低溫環(huán)境下材料可靠性的限值、低溫 環(huán)境下材料檢測標準值依據(jù)、基于凍融循環(huán)的低溫耐久性限值。
[0073] 3、本試驗裝置可以作為確定材料低溫性能和耐久性的重要試驗手段，并在試驗的 基礎(chǔ)上給出材料低溫檢測標準參考值，從而為建立新的地下工程防水材料材料低溫性能標 準提供依據(jù)。
[0074] 下面列舉具體實施例對本發(fā)明進行說明：
[0075] 本實施例以丙烯酸鹽聚合成膜防水材料為例。
[0076] 實施例一：
[0077] 受拉作用下低溫性能檢測如表1所示。
[0078] 表 1
[0079]

【權(quán)利要求】
1. 模擬防水膜材料受力作用下低溫性能測試裝置，其特征在于：包括固定加力支架 (1) 、移動螺桿加力架（2)、加力螺母（3)、固定支架水槽（4)、透明試件壓板（5)、半圓試件固 定壓條（6)、膜材料試件（7)、制冷劑槽體（8)、隔熱層（9)、制冷劑進口（10)、溫度計（11)、 制冷室（12)、試件壓板加力卡子（13)、試件壓板加力螺桿（14)、移動導(dǎo)向螺栓（15)、緊固螺 栓（16); 固定加力支架（1)前端設(shè)有開口向上的凹口，移動螺桿加力架（2)的前端螺桿穿過凹 口，固定加力支架（1)中部設(shè)有開口向上的固定支架水槽（4)，固定加力支架（1)后端設(shè)有 開口朝向固定支架水槽（4)的凹槽，移動螺桿加力架（2)的后端同樣開有開口朝向固定支 架水槽（4)的凹槽，半圓試件固定壓條￠)固定在這兩個凹槽內(nèi)，膜材料試件（7)平鋪覆 蓋在固定支架水槽（4)的開口上，膜材料試件（7)的邊緣被半圓試件固定壓條（6)緊壓固 定在凹槽內(nèi)，固定加力支架（1)前端外側(cè)設(shè)有加力螺母（3)，加力螺母（3)套在穿過固定加 力支架（1)前端凹口的移動螺桿加力架（2)上，旋轉(zhuǎn)加力螺母（3)可牽拉移動螺桿加力架 (2) ，固定支架水槽（4)上方設(shè)有透明試件壓板（5)，透明試件壓板（5)壓在膜材料試件（7) 的表面，透明試件壓板（5)上方固定有試件壓板加力卡子（13)，試件壓板加力卡子（13)上 設(shè)有試件壓板加力螺桿（14)，通過旋轉(zhuǎn)試件壓板加力螺桿（14)來對透明試件壓板（5)表 面進行施壓，固定加力支架（1)的底部下方、正對固定支架水槽（4)的下方設(shè)有制冷劑槽體 (8)，制冷劑槽體（8)與固定加力支架（1)的底部構(gòu)成一個密封的制冷室（12)，制冷劑槽體 (8)外包裹有隔熱層（9)，制冷劑槽體（8)和隔熱層（9)被固定在固定加力支架（1)的底 部，制冷劑槽體（8)和隔熱層（9)設(shè)有制冷劑進口（10)，制冷劑進口（10)可從外部將制冷 劑注入制冷室（12)內(nèi)。
2. 按照權(quán)利要求1所述模擬防水膜材料受力作用下低溫性能測試裝置，其特征在于： 所述移動螺桿加力架（2)中部兩側(cè)分別設(shè)置有移動導(dǎo)向螺栓（15)，移動螺桿加力架（2)被 兩個移動導(dǎo)向螺栓（15)夾住，移動導(dǎo)向螺栓（15)固定在固定加力支架（1)上，兩個移動導(dǎo) 向螺栓（15)上端還設(shè)有螺母，通過旋轉(zhuǎn)螺母可將移動螺桿加力架（2)和固定加力支架（1) 夾緊固定在一起。
3. 按照權(quán)利要求1所述模擬防水膜材料受力作用下低溫性能測試裝置，其特征在于： 所述固定加力支架（1)為不銹鋼材質(zhì)，固定加力支架（1)的后端插有溫度計（11)。
4. 按照權(quán)利要求1所述模擬防水膜材料受力作用下低溫性能測試裝置，其特征在于： 所述移動螺桿加力架（2)的側(cè)邊設(shè)刻度線，與部件（1)對應(yīng)確定拉伸長度。
5. 按照權(quán)利要求1所述裝置進行模擬防水膜材料受力作用下低溫性能測試方法，按照 以下步驟進行： 1) 剪裁膜材料試件（7):將防水膜材料按照拉伸30%、45%、60%、75%、90%后達到的 裝置冷凍區(qū)長度200mm+固定長度83mm確定試件長度，寬度200mm ; 2) 將制冷劑槽體（8)固定在固定加力支架（1)上，結(jié)合部位涂黃油或密封膠，套上隔熱 層（9)，固定在工作臺面； 3) 將膜材料試件（7)邊緣放入固定加力支架1和移動螺桿加力架（2)的凹槽內(nèi)，壓入 半圓試件固定壓條￠)，用緊固螺栓（16)旋緊，測量試件長度，如不符合重復(fù)上述步驟； 4) 通過加力螺母（3)和移動螺桿加力架（2)螺桿，螺旋加力拉伸膜材料試件（7)，移動 螺桿加力架（2)刻度線與固定加力支架（1)設(shè)定刻度線重合，達到拉伸長度，旋緊移動導(dǎo)向 螺栓（15)，固定移動螺桿加力架（2);在試件與固定加力支架（1)接觸面涂黃油或密封膠； 5) 將固定支架水槽（4)水槽中加清水；可通過注射器加入； 6) 放置透明試件壓板（5)就位； 7) 放置試件壓板加力卡子（13)到位，通過刻度線與透明試件壓板（5)居中定位，旋緊 試件壓板加力螺桿（14)加壓，測量透明試件壓板（5)與固定加力支架（1)間隙，調(diào)整凍脹 壓力； 8) 檢測各部件操作，無問題后，通過制冷劑進口（10)向制冷室（12)加入制冷劑，制冷 劑輸入端處設(shè)壓力表，調(diào)節(jié)制冷劑壓力，控制制冷劑輸入量，達到設(shè)置溫度的目的； 9) 通過溫度計（11)觀察溫度變化，與設(shè)定溫度正負不超過5 % ; 10) 通過透明試件壓板（5)觀察試件變化，并記錄時間，溫度變化間隔時間為；①極限 耐低溫試驗，每段溫度保持120分鐘，逐級降低溫度；②凍融循環(huán)，常溫和低溫交替發(fā)生，每 段溫度保持60分鐘，觀察溫度計，達到預(yù)定溫度時計算時間。
【文檔編號】G01N1/28GK104297073SQ201410526435
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月7日
【發(fā)明者】楊其新, 盛草櫻, 劉東民, 蔣雅君, 張玉蘭, 葉大為, 陳彬 申請人:成都市嘉洲新型防水材料有限公司