執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 9966.14-2021《天然石材試驗方法第14部分：耐斷裂能量的測定》

1概述

TD9966-14型全自動天然石材耐斷裂能量落球沖擊測定儀，是依據(jù)GB/T 9966.14-2021設(shè)計制造的專業(yè)試驗設(shè)備，用于測定天然石材在沖擊載荷作用下的斷裂能量。

設(shè)備通過控制系統(tǒng)驅(qū)動滾珠絲桿帶動吸附鋼球的電磁鐵自動上升至設(shè)定的沖擊高度，并由電磁鐵瞬間釋放鋼球，實現(xiàn)試樣的自由落體沖擊直至破碎。整個過程由7吋液晶觸摸屏人機交互系統(tǒng)完成參數(shù)設(shè)置、自動運行、數(shù)據(jù)采集與結(jié)果計算，顯著提高測試效率與重復(fù)性，降低人為誤差。

2適用范圍

天然石材耐斷裂能量測定（鑒定測試/技術(shù)測試）

材料研究與產(chǎn)品質(zhì)量控制

建筑工程、裝飾石材性能評價

3試驗原理（引用GB/T 9966.14-2021第3章）

試樣干燥至恒重后，讓一個質(zhì)量(1.00±0.01)kg的鋼球從不斷增加的高度自由落下，撞擊試樣直至破碎，根據(jù)鋼球質(zhì)量、重力加速度及破碎時的下落高度計算沖擊斷裂能量。

4儀器組成與技術(shù)參數(shù)

4.1主要部件

TD9966-14型全自動天然石材耐斷裂能量測定儀

1.鋼球：質(zhì)量(1.00±0.01)kg

2.硅沙容器：尺寸≥400 mm×400 mm×150 mm，內(nèi)鋪≥100 mm厚硅沙（粒徑2 mm~0.076 mm），容器可水平調(diào)節(jié)，確保下落點對中

3.金屬柱：長度約1.5 m，以50 mm為間距刻高度刻度

4.滑行架與電磁釋放裝置：垂直拋擲鋼球，基于電磁場工作

5.鼓風(fēng)干燥箱：控溫(65±5)℃

6.干燥器：可容納一組試樣，內(nèi)置干燥劑

7.氣泡水平儀

8.全自動控制系統(tǒng)：

滾珠絲桿升降機構(gòu)（精確定位沖擊高度）

電磁鐵吸附與釋放鋼球

7吋液晶觸摸屏人機交互系統(tǒng)（參數(shù)設(shè)置、自動控制、數(shù)據(jù)存儲與計算）

4.2技術(shù)參數(shù)

鋼球質(zhì)量精度：±0.01 kg

高度分辨率：0.01 m（顯示精度0.05 m）

能量計算精度：0.1 J

升降機構(gòu)行程：≥1.5 m

電源：AC 220V±10%，50Hz

外形尺寸（參考）：約1800 mm×800 mm×2100 mm

重量：約150 kg

5安裝與調(diào)試

1.安放環(huán)境：堅固平整地面，遠(yuǎn)離強振源與強磁場，環(huán)境溫度15~30℃，相對濕度≤80%。

2.硅沙鋪設(shè)：在容器內(nèi)均勻鋪設(shè)≥100 mm厚硅沙，用平板輕壓使其表面平整。

3.水平調(diào)節(jié)：用氣泡水平儀檢查容器上平面水平度，必要時調(diào)節(jié)支腳。

4.電磁系統(tǒng)校準(zhǔn)：通電后檢查電磁鐵吸合與釋放動作是否正常，確認(rèn)鋼球釋放點與試樣中心對齊。

5.觸摸屏初始化：連接電源，進入主界面，載入默認(rèn)參數(shù)（初始高度100 mm，步長50 mm）。

6試樣制備（引用GB/T 9966.14-2021第5章）

6.1試樣數(shù)量

鑒定測試：6個試樣

技術(shù)測試：按批量尺寸確定

6.2試樣要求

表面處理：鑒定測試需鋸切、打磨或拋光；技術(shù)測試按實際應(yīng)用確定。

尺寸：鑒定測試試樣200 mm×200 mm×30 mm（偏差±1 mm）；技術(shù)測試采用實際商業(yè)尺寸。

各向異性面標(biāo)記：裝飾面與各向異性面平行（鑒定測試），用兩條平行線標(biāo)明方向。

6.3試樣烘干

置于(65±5)℃鼓風(fēng)干燥箱干燥48 h

取出放入干燥器冷卻至室溫

7試驗步驟（引用GB/T 9966.14-2021第6章）

7.1參比樣測試

1.選取1個試樣作參比樣，平放于沙床表面，使裝飾面中心正對鋼球垂線。

2.用水平儀檢查試樣頂面水平。

3.在觸摸屏設(shè)置初始高度100 mm（從鋼球最底端起算）。

4.啟動自動沖擊，如無破碎，系統(tǒng)自動以50 mm為步長升高，直至破碎，記錄破碎高度h_t。

7.2其余試樣測試

1.在觸摸屏輸入h_t，系統(tǒng)自動計算并設(shè)置初始高度h_i=h_t-150\text{mm}（最低不低于100 mm）。

2.對其余5個試樣依次自動沖擊，記錄破碎高度h（精確至0.05 m）。

3.若某試樣首次沖擊即破碎，觸摸屏提示作廢，需重新取樣測試。

7.3自動化過程說明

滾珠絲桿由伺服電機驅(qū)動，按設(shè)定高度精確提升電磁鐵。

電磁鐵吸附鋼球，到達高度后自動斷電釋放，實現(xiàn)自由落體沖擊。

觸摸屏實時顯示當(dāng)前高度、沖擊次數(shù)、已測結(jié)果，并在完成后自動計算每個試樣的斷裂能量。

8數(shù)據(jù)處理與結(jié)果（引用GB/T 9966.14-2021第7章）

按式(1)計算5個試樣中每一個試樣的斷裂能量：

W＝m×g×h…………………………(1)

式中：

W—沖擊斷裂能量，單位為焦耳(J);

m—鋼球的質(zhì)量，單位為千克(kg);

g—重力加速度(9.806 m/s2);

h—使試樣剛好發(fā)生破裂時鋼球落下的高度，單位為米(m)。

以有效結(jié)果的算術(shù)平均值作為每組的試驗結(jié)果，精確到0.1 J。

9試驗報告（引用GB/T 9966.14-2021第8章）

報告應(yīng)包含：

a)石材商業(yè)名稱（按GB/T 17670）

b)試樣數(shù)量、規(guī)格尺寸、表面處理、各向異性面方向

c)送樣、制備、測定日期

d)實驗室名稱、地址及試驗地點（如不同）

e)標(biāo)準(zhǔn)編號GB/T 9966.14-2021

f)每個試樣的斷裂能量（J）

g)斷裂能量平均值

h)試驗偏離情況（尺寸、表面處理等）

10注意事項

硅沙需定期更換或翻動，防止板結(jié)影響沖擊效果。

鋼球表面應(yīng)完好，質(zhì)量符合要求。

試樣必須完全干燥。

避免強磁場干擾電磁釋放裝置。

操作時佩戴防護眼鏡，防碎片飛濺。

11維護與保養(yǎng)

定期清潔金屬柱刻度區(qū)與硅沙容器內(nèi)壁。

檢查電磁鐵線圈及電源連接，防止氧化或松動。

定期校準(zhǔn)滾珠絲桿升降精度。

軟件定期升級，確保計算與記錄準(zhǔn)確。

長期停用應(yīng)斷電并覆蓋防塵罩。

12常見故障及排除

13附錄

圖1破裂能測定裝置示意圖

說明：

1—裝有硅沙的容器

2—鋼球

3—帶刻度金屬柱

4—電磁鐵

5—試樣

h—球的高度