基于拉拔試驗(yàn)機(jī)的膠粘劑拉伸力學(xué)性能測試規(guī)程
一、前言:
膠粘劑的拉伸力學(xué)性能(含拉伸粘結(jié)強(qiáng)度、破壞模式)是評價(jià)其粘接可靠性與結(jié)構(gòu)安全性的指標(biāo),廣泛應(yīng)用于建筑保溫、裝飾裝修、結(jié)構(gòu)加固、機(jī)械裝配等領(lǐng)域。適用于剛性基材(金屬、混凝土、石材等)與膠粘劑組合體系的拉伸力學(xué)性能測試。,適用于環(huán)氧膠、聚氨酯膠、丙烯酸酯膠、瓷磚膠、保溫粘結(jié)砂漿等各類膠粘劑。
二、試驗(yàn)設(shè)備:
1.拉拔試驗(yàn)機(jī)
量程:10kN~100kN,可根據(jù)試樣預(yù)期破壞載荷選擇。
2.試樣制備
試樣類型與尺寸(二選一,按需選擇)
單搭接剪切試樣:
基材尺寸:100mm×25mm×2mm(長 × 寬 × 厚),2 塊為一組;
搭接長度:12.5mm,搭接寬度:25mm,粘接面面積:312.5mm2;
膠層厚度:0.15±0.05mm,均勻無氣泡,多余膠粘劑及時(shí)清理。
對接拉伸試樣:
基材尺寸:Φ25mm×50mm(圓棒),2 根為一組,對接面精磨平整;
膠層厚度:0.1~0.2mm,對接同軸,無錯位,粘接面面積:490.9mm2。
3. 表面處理
基材粘接面用砂紙打磨或噴砂處理,去除氧化層與雜質(zhì);再用脫脂劑擦拭 2~3 次,晾干至無殘留,確保表面清潔、干燥、無油污。
4.涂膠與固化
涂膠:按膠粘劑產(chǎn)品說明書要求,均勻涂覆于基材粘接面,控制膠層厚度,避免氣泡產(chǎn)生;
貼合:將涂膠后的基材準(zhǔn)確對齊貼合,施加輕微壓力(0.1~0.2MPa),擠出多余膠液,固定工裝定位;
固化:按膠粘劑指定條件(溫度、時(shí)間)固化,固化后在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境(23±2℃、50±10% RH)下狀態(tài)調(diào)節(jié)≥24h,每組試樣不少于 5 個(gè)。
三、試驗(yàn)步驟:
設(shè)備校準(zhǔn):試驗(yàn)前啟動拉拔試驗(yàn)機(jī),空載運(yùn)行 5min,校準(zhǔn)載荷精度與位移精度,確保設(shè)備正常工作。
試樣尺寸測量:用游標(biāo)卡尺測量每個(gè)試樣的粘接面尺寸(長度、寬度或直徑),準(zhǔn)確至 0.01mm,記錄數(shù)據(jù),計(jì)算實(shí)際粘接面面積 A(單位:mm2)。
試樣裝夾:將試樣安裝于對應(yīng)夾具(剪切 / 拉伸),調(diào)整夾具,確保試樣對中,無預(yù)載荷,夾緊牢固,避免試驗(yàn)過程中滑動。
參數(shù)設(shè)定:啟動試驗(yàn)機(jī)控制系統(tǒng),設(shè)置加載速率:剪切試驗(yàn) 1.0~2.0mm/min(或應(yīng)力速率 8.3~9.7MPa/min),拉伸試驗(yàn) 5~10mm/min;采樣頻率≥10Hz,開啟峰值記錄功能。
加載測試:啟動試驗(yàn),試驗(yàn)機(jī)勻速加載,觀察試樣變形與載荷變化,直至試樣破壞;自動記錄大破壞載荷 Fmax(單位:N)、載荷 - 位移曲線及破壞時(shí)間(控制在 65±20s 內(nèi))。
破壞模式觀察:試驗(yàn)結(jié)束后,取下試樣,目視觀察斷口形貌,判定破壞模式并記錄:
內(nèi)聚破壞:斷裂發(fā)生在膠層內(nèi)部,膠層殘留于兩側(cè)基材(理想破壞模式);
界面破壞:斷裂發(fā)生在膠粘劑與基材界面,膠層剝離(需優(yōu)化表面處理或膠粘劑選型);
混合破壞:內(nèi)聚破壞與界面破壞并存;
基材破壞:基材先于膠層斷裂(表明膠接強(qiáng)度高于基材強(qiáng)度)。
重復(fù)試驗(yàn):同組其余試樣按步驟 2~6 依次測試,確保每組有效試樣不少于 5 個(gè)。
設(shè)備復(fù)位:全部試樣測試完畢,卸載夾具,清理設(shè)備,關(guān)閉電源,整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
表 1 膠粘劑拉伸剪切強(qiáng)度測試數(shù)據(jù)示例(單搭接,環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠)
試樣編號 | 搭接長度 (mm) | 搭接寬度 (mm) | 粘接面積 (mm2) | 大破壞載荷 (N) | 剪切強(qiáng)度 (MPa) | 破壞模式 | 備注 |
1 | 12.48 | 25.02 | 312.25 | 12450 | 39.87 | 內(nèi)聚破壞 | 無氣泡 |
2 | 12.50 | 24.98 | 312.25 | 12380 | 39.65 | 內(nèi)聚破壞 | 無氣泡 |
3 | 12.52 | 25.00 | 313.00 | 12520 | 39.99 | 混合破壞 | 邊緣微界面 |
4 | 12.46 | 25.04 | 312.00 | 12310 | 39.46 | 內(nèi)聚破壞 | 無氣泡 |
5 | 12.50 | 25.00 | 312.50 | 12400 | 39.68 | 內(nèi)聚破壞 | 無氣泡 |
平均值 | — | — | — | 12412 | 39.73 | — | — |
標(biāo)準(zhǔn)差 | — | — | — | 78.5 | 0.19 | — | — |
表 2 膠粘劑對接拉伸強(qiáng)度測試數(shù)據(jù)示例:(圓棒,聚氨酯膠)
試樣編號 | 圓棒直徑 (mm) | 對接面積 (mm2) | 大破壞載荷 (N) | 拉伸強(qiáng)度 (MPa) | 破壞模式 | 備注 |
1 | 24.98 | 490.1 | 5820 | 11.88 | 內(nèi)聚破壞 | 膠層均勻 |
2 | 25.02 | 491.7 | 5780 | 11.76 | 內(nèi)聚破壞 | 膠層均勻 |
3 | 25.00 | 490.9 | 5850 | 11.92 | 混合破壞 | 局部界面 |
4 | 24.96 | 489.3 | 5750 | 11.75 | 內(nèi)聚破壞 | 膠層均勻 |
5 | 25.04 | 492.5 | 5810 | 11.80 | 內(nèi)聚破壞 | 膠層均勻 |
平均值 | — | — | 5802 | 11.82 | — | — |
標(biāo)準(zhǔn)差 | — | — | 38.2 | 0.08 | — | — |

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