基于拉拔試驗機的膠粘劑拉伸力學性能測試規(guī)程
一、前言:
膠粘劑的拉伸力學性能(含拉伸粘結(jié)強度、破壞模式)是評價其粘接可靠性與結(jié)構安全性的指標,廣泛應用于建筑保溫、裝飾裝修、結(jié)構加固、機械裝配等領域。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、試驗設備:
1.拉拔試驗機
量程:10kN~100kN,可根據(jù)試樣預期破壞載荷選擇。
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、時間)固化,固化后在標準環(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。
三、試驗步驟:
設備校準:試驗前啟動拉拔試驗機,空載運行 5min,校準載荷精度與位移精度,確保設備正常工作。
試樣尺寸測量:用游標卡尺測量每個試樣的粘接面尺寸(長度、寬度或直徑),準確至 0.01mm,記錄數(shù)據(jù),計算實際粘接面面積 A(單位:mm2)。
試樣裝夾:將試樣安裝于對應夾具(剪切 / 拉伸),調(diào)整夾具,確保試樣對中,無預載荷,夾緊牢固,避免試驗過程中滑動。
參數(shù)設定:啟動試驗機控制系統(tǒng),設置加載速率:剪切試驗 1.0~2.0mm/min(或應力速率 8.3~9.7MPa/min),拉伸試驗 5~10mm/min;采樣頻率≥10Hz,開啟峰值記錄功能。
加載測試:啟動試驗,試驗機勻速加載,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 - 位移曲線及破壞時間(控制在 65±20s 內(nèi))。
破壞模式觀察:試驗結(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(表明膠接強度高于基材強度)。
重復試驗: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。
設備復位:全部試樣測試完畢,卸載夾具,清理設備,關閉電源,整理試驗數(shù)據(jù)。
表 1 膠粘劑拉伸剪切強度測試數(shù)據(jù)示例(單搭接,環(huán)氧結(jié)構膠)
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 | — | — |
標準差 | — | — | — | 78.5 | 0.19 | — | — |
表 2 膠粘劑對接拉伸強度測試數(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 | — | — |
標準差 | — | — | 38.2 | 0.08 | — | — |

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