Luận văn khảo sát và nghiên cứu thực nghiệm xác định các đặc trưng cơ lý của vải địa kỹ thuật được sản xuất và sử dụng tại Việt Nam bao gồm:
- Nghiên cứu xác định khối lượng của vải địa kỹ thuật.
- Nghiên cứu xác định độ bền kéo giãn của vải địa kỹ thuật theo chiều dọc và theo chiều ngang của vải.
- Nghiên cứu xác định độ bền xuyên thủng của vải địa kỹ thuật.
- Nghiên cứu xác định độ bền xé rách của vải địa kỹ thuật theo chiều dọc và theo chiều ngang của vải.
Vải địa kỹ thuật được sản xuất và cung ứng trên thị trường thường được xác định theo tiêu chí khối lượng vải (g/m2), do vậy luận văn định hướng nghiên cứu xây dựng mối quan hệ giữa thông số khối lượng vải được sản xuất với các thông số đặc trưng cơ lý của vải địa kỹ thuật.
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu
Luận văn sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:
- Khảo sát thực tế các công ty lớn sản xuất và cung ứng vải địa kỹ thuật trên thị trường miền Bắc.
- Phương pháp thu thập mẫu thí nghiệm
- Phương pháp xác định các đặc trưng cơ lý vải địa kỹ thuật 2.3.1. Phương pháp thu thập mẫu thí nghiệm
Các mẫu vải địa kỹ thuật nghiên cứu nhận từ hai công ty đang sản xuất kinh doanh phục vụ cho nhu cầu thị trường: Công ty cổ phần dệt công nghiệp Hà Nội Haicatex và Công ty cổ phần vải địa kỹ thuật Aritex. Các mẫu vải địa kỹ thuật được bảo quản cẩn thận trong các bao bì nhằm tránh bị kéo giãn ngoại lệ do vận chuyển, và tránh các yếu tố môi trường tác động như bụi bẩn, hóa chất…
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ khoa học
2.3.2. Phương pháp xác định các đặc trưng cơ lý của vải địa kỹ thuật
Các đặc trưng cơ lý của vải địa kỹ thuật mà luận văn nghiên cứu gồm 4 đặc trưng cơ bản:
- Xác định khối lượng của vải địa kỹ thuật.
- Xác định độ bền kéo giãn của vải địa kỹ thuật theo chiều dọc và theo chiều ngang của vải.
- Xác định độ bền xuyên thủng của vải địa kỹ thuật.
- Xác định độ bền xé rách của vải địa kỹ thuật theo chiều dọc và theo chiều ngang của vải.
2.3.3.Phương pháp xác định khối lượng của vải địa kỹ thuật Khối lượng 1m2 Khối lượng 1m2
vải địa kỹ thuật được xác định theo tiêu chuẩn Mỹ ASTM D3776-96 và thực nghiệm được tiến hành trên thiết bị cân điện tử SHIMAZU BL 3200S, Nhật Bản (hình 2.1), thang đo 0,1-3200 gram. Quy định về lấy mẫu, thử mẫu và xử lý thống kê thực hiện theo tiêu chuẩn TCVN 8222:2009.
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ khoa học
a- Số lượng mẫu thử:
Số lượng mẫu thử xác định khối lượng vải địa kỹ thuật bao gồm 10 mẫu. b- Kích thước mẫu vải:
Kích thước mẫu vải có dạng hình chữ vuông 100 mm x 100 mm, hoặc hình tròn có đường kính lớn hơn 112,8 mm (hình 2.2).
Hình 2.2. Kích thước mẫu thử khối lượng vải
c- Tính toán khối lượng vải Khối lượng 1m2
vải địa kỹ thuật được xác định theo công thức : m = Ms x1.000.000/A [g/ m2]
Trong đó :
m – Khối lượng trên đơn vị diện tích mẫu thử, tính bằng g/m2. Ms – Khối lượng mẫu thử, tính bằng g.
A-Diện tích mẫu thử, tính bằng mm2 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
.
2.3.4. Phương pháp xác định độ bền kéo giãn của vải địa kỹ thuật
Độ bền kéo giãn vải địa kỹ thuật được xác định theo tiêu chuẩn Mỹ ASTM D 4595-86 và thực nghiệm được tiến hành trên máy kéo giãn vải AUTOGRAPH Cộng hòa liên bang Đức, thang đo 0-50kN- hình 2.3. Quy định về lấy mẫu, thử mẫu và xử lý thống kê thực hiện theo tiêu chuẩn TCVN 8222:2009.
Mẫu vải địa kỹ thuật
100
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ khoa học
Hình 2.3. Thiết bị kéo giãn vải a- Số lượng mẫu thử:
Số lượng mẫu thử độ bền kéo giãn bao gồm 5 mẫu lấy theo chiều dọc vải (MD) và 5 mẫu lấy theo chiều ngang vải (CD).
b- Kích thước mẫu vải:
Kích thước mẫu vải có dạng hình chữ nhật chiều dài D và chiều rộng R, kích thước và cách chế tạo mẫu được chọn theo từng loại vải địa kỹ thuật.
Hình 2.4. Kích thước mẫu thử kéo giãn vải Mẫu vải địa kỹ thuật
D
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ khoa học
Kích thước vải địa kỹ thuật dạng không dệt: Chiều rộng mẫu thử: 200 mm ± 1 mm
Chiều dài mẫu thử: 100 mm + 2L ± 1 mm, trong đó L là chiều dài ngàm kẹp. Ngàm kẹp dạng ép bằng bu lông hoặc thủy lực L 50 mm.
Kích thước vải địa kỹ thuật dạng dệt:
Cắt chiều rộng mẫu thử 220 mm, sau đó bỏ dọc hai bên rìa mẫu những sợi bị rối, bị lẹm hoặc đứt trong quá trình cắt cho tới khi chiều rộng đạt 200 mm ± 1 mm.
Cắt chiều dài mẫu thử 120 mm + 2L mm, sau đó bỏ ngang hai bên rìa mẫu những sợi bị rối, bị lẹm hoặc bị đứt trong quá trình cắt cho tới khi chiều dài đạt (100+2L) mm ± 1 mm, trong đó L là chiều dài ngàm kẹp.
c- Cách tiến hành
- Điều chỉnh khoảng cách giữa hai ngàm kẹp 100 mm ± 3 mm. - Chọn thang lực trong khoảng 30%-90% của thang lực đo. - Đặt tốc độ kéo 20% ± 5% trên phút của thang đo chiều dài. Cách lắp mẫu thử vào ngàm kẹp được biểu diễn trên hình 2.5
Hình 2.5. Ngàm kẹp và mẫu thử 200 mm 100 mm Mẫu thử L L Hướng lực kéo Ngàm kẹp Hướng lực kéo
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ khoa học
d- Tính toán kết quả
Cường độ chịu kéo của mẫu thử tính theo công thức:
T = F/W Trong đó:
T: Cường độ chịu kéo của mẫu thử (kN/m) F: Lực kéo đứt lớn nhất (kN)
W: Chiều rộng mẫu thử (m)
Độ giãn dài của mẫu thử tính theo công thức:
ε 100 x ΔL/L0
ΔL Lf – L0 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong đó:
ε : Độ giãn dài của mẫu thử (%) L0: Chiều dài mẫu vải ban đầu (mm)
Lf: Chiều dài mẫu vải tại thời điểm lực kéo f (mm)
2.3.5. Phương pháp xác định độ bền xuyên thủng của vải địa kỹ thuật
Độ bền xuyên thủng vải địa kỹ thuật được xác định theo tiêu chuẩn Anh- Châu Âu BS-EN-918-1996 và thực nghiệm được tiến hành trên máy DEMGEN KVF 500- hình 2.6. Quy định về lấy mẫu, thử mẫu và xử lý thống kê thực hiện theo tiêu chuẩn TCVN 8222:2009.
Độ bền xuyên thủng của vải địa kỹ thuật là khả năng chống lại sự xuyên thủng của các loại vật liệu rắn khi rơi tự do xuống bề mặt vải.
Độ bền xuyên thủng của mẫu thử được đánh giá bởi số đo đường kính lỗ thủng do côn thử gây ra khi nó rơi tự do từ độ cao tiêu chuẩn xuống tâm mẫu thử hình tròn, kẹp nằm ngang.
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ khoa học
Hình 2.6. Thiết bị đo độ bền xuyên thủng vải
a- Số lượng mẫu thử:
Số lượng mẫu thử độ bền xuyên thủng bao gồm 10 mẫu. b- Kích thước mẫu vải:
Kích thước mẫu vải có dạng hình tròn đường kính 200 mm ± 0,5 mm. Xác định và đánh dấu tâm mẫu bằng bút màu.
c- Cách tiến hành
- Lắp mẫu thử vào ngàm kẹp
- Kiểm tra điểm tiếp xúc giữa mũi côn và tâm thử bằng con dọi - Chọn độ cao côn rơi theo bảng
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ khoa học
- Xác định khối lượng đơn vị diện tích của vải địa kỹ thuật - Thả côn rơi tự do
- Đo lỗ thủng trên mẫu thử
Hình 2.7. Kích thước mẫu thử độ bền xuyên thủng vải
Bảng 2.1 Chiều cao côn rơi
Loại vải Khối lượng đơn vị diện tích (g/m2)
Chiều cao rơi côn (mm) Vải không dệt Nhỏ hơn 105 Từ 105 đến 800 Từ 800 đến 1200 Lớn hơn 1200 250 500 750 100
Vải dệt Nhỏ hơn hoặc bằng 300 Lớn hơn 300
500 750
Nguyên lý đo độ bền xuyên thủng vải địa kỹ thuật được mô tả trên hình 2.8
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ khoa học
Hình 2.8 Nguyên lý đo độ bền xuyên thủng vải địa kỹ thuật
1- Mặt bích cố định 2- Trụ đỡ 3- Trục vít 4- Núm giữ và thả côn 5- Mặt bích di chuyển 6- Côn thử 7- Hộp bảo vệ côn trên 8- Ngàm kẹp mẫu phía trên
9- Ốc xiết ngàm kẹp 10- Ngàm kẹp dưới
11- Mẫu thử 12 Hộp bảo vệ côn dưới 13- Chân đỡ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
d- Tính toán kết quả
- Đối với những mẫu thử ở độ cao ngoài tiêu chuẩn (500 mm ± 2 mm) kết quả phải quy đổi về độ cao tiêu chuẩn theo công thức sau:
D500 = 1,60 D250 D500 = 0,76 D750 D500 = 0,62 D1000
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ khoa học
Trong đó:
D250 : Đường kính lỗ thủng đo bằng mm ở độ cao côn rơi 250 mm. D500 : Đường kính lỗ thủng đo bằng mm ở độ cao côn rơi 500 mm. D750 : Đường kính lỗ thủng đo bằng mm ở độ cao côn rơi 750 mm. D1000 : Đường kính lỗ thủng đo bằng mm ở độ cao côn rơi 1000 mm. - Tính giá trị trung bình D500 chính xác đến 1 mm.
2.3.6. Phương pháp xác định độ bền xé rách của vải địa kỹ thuật
Độ bền xé rách vải địa kỹ thuật được xác định theo tiêu chuẩn ISO 9073-4:1997 và thực nghiệm được tiến hành trên máy kéo giãn vải AUTOGRAPH Cộng hòa liên bang Đức, thang đo 0-50kN, hình 2.9. Quy định về lấy mẫu, thử mẫu và xử lý thống kê thực hiện theo tiêu chuẩn ISO 186:1994.
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ khoa học
a- Số lượng mẫu thử: Số lượng mẫu thử độ bền xé rách vải gồm 5 mẫu thử
b- Kích thước mẫu thử
Mẫu thử có dạng hình tứ giác như hình 2.10
Hình 2.10 Mẫu thử độ bền xé rách vải
2.4. Phương pháp xử lý số liệu
2.4.1. Xác định các đại lượng thực nghiệm
Các đại lượng được xác định bằng toán thống kê bao gồm: - Tính giá trị trung bình
- Tính độ lệch chuẩn - Tính hệ số biến thiên
2.4.2. Xây dựng mối quan hệ toán học của các đại lượng
Phần mềm Microsoft Excel 20003
Để xử lý các số liệu thực nghiệm, sử dụng phần mềm Microsoft Excel phiên bản 2003 với các công cụ Solver, Regression để giải bài toán tìm mối
150 25
100
60
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ khoa học
quan hệ giữa các biến. Giải thích và lập các hàm khuynh hướng trendline. Lập đường cong bằng cách dùng phương pháp bình phương tối thiểu.
Xử lý số liệu theo trình tự như sau:
– Mở một trang bảng tính
– Chọn chương trình Regression trong hộp thoại Data Analysis
– Trong hộp thoại lần lượt:
Nhập dữ liệu biến (x) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nhập dữ liệu biến phụ thuộc (y)
– Nhấp lên một trong các điểm đã được vẽ, chọn add trendline từ menu chart
– Chỉ định kiểu đường cong và yêu cầu bất cứ tuỳ chọn phù hợp nào Kết quả yêu cầu phương trình của đường cong và đồ thị sẽ được hiển thị
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ khoa học
KẾT LUẬN CHƢƠNG 2
Chương 2 trình bày các đối tượng nghiên cứu của luận văn là vải địa kỹ thuật không dệt do Công ty cổ phần dệt công nghiệp Hà Nội Haicatex và Công ty cổ phần vải địa kỹ thuật Aritex sản xuất.
Luận văn khảo sát và nghiên cứu thực nghiệm xác định các đặc trưng cơ lý của vải địa kỹ thuật được sản xuất và sử dụng tại Việt Nam bao gồm:
- Nghiên cứu xác định khối lượng của vải địa kỹ thuật.
- Nghiên cứu xác định độ bền kéo giãn của vải địa kỹ thuật theo chiều dọc và theo chiều ngang của vải.
- Nghiên cứu xác định độ bền xuyên thủng của vải địa kỹ thuật.
- Nghiên cứu xác định độ bền xé rách của vải địa kỹ thuật theo chiều dọc và theo chiều ngang của vải.
Các đặc trưng cơ lý của vải địa kỹ thuật được xác định theo các tiêu chuẩn Việt Nam và ISO.
Khối lượng vải địa kỹ thuật được xác định theo tiêu chuẩn Mỹ ASTM D3776-96.
Độ bền kéo giãn của vải địa kỹ thuật được xác định theo chiều dọc và theo chiều ngang của vải theo tiêu chuẩn Mỹ ASTM D 4595-86.
Độ bền xuyên thủng của vải địa kỹ thuật được xác định theo tiêu chuẩn Anh- Châu Âu BS-EN-918-1996.
Độ bền xé rách của vải địa kỹ thuật theo chiều dọc và theo chiều ngang của vải theo tiêu chuẩn ISO 9073-4:1997.
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ khoa học
CHƢƠNG 3
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN
3.1. Kết quả thí nghiệm
Kết quả nghiên cứu của luận văn bao gồm các nghiên cứu đặc trưng cơ lý của vải địa kỹ thuật Công ty cổ phần dệt công nghiệp Hà Nội Haicatex và Công ty cổ phần vải địa kỹ thuật Aritex.
3.1.1. Kết quả thí nghiệm xác định khối lượng vải địa kỹ thuật
Vải địa kỹ thuật của Công ty cổ phần dệt công nghiệp Hà Nội Haicatex và Công ty cổ phần vải địa kỹ thuật Aritex được xác định khối lượng theo tiêu chuẩn TCVN 8221:2009. Kết quả các thí nghiệm thể hiện trên các bảng 3.1 và bảng 3.2.
Bảng 3.1. Khối lượng vải địa kỹ thuật của Công ty Haicatex
Lần đo Mẫu thử- Đơn vị g/m
2 H1 H2 H3 H4 H5 1 120 175 181,67 243,33 331,67 2 118,33 175 188,33 230 318,33 3 138,33 175 238,33 240 314,67 4 110 151,67 185 220 305 5 126,67 150 225 253,33 300 6 113,33 161,67 188,33 233,33 328,33 7 123,33 161,67 226,67 231,67 325 8 120 171,67 183,33 225 330 9 133,33 163,33 200 220 313,33 10 133,33 178,33 175 245 301,67 Giá trị TB 123 165,5 200,83 233,33 318,83
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ khoa học
Bảng 3.2. Khối lượng vải địa kỹ thuật của Công ty Aritex
Lần đo Mẫu thử- Đơn vị g/m
2 A1 A2 A3 A4 1 140 163.3 221,7 270 2 145 175 205 271,7 3 160 186.6 185 246,7 4 178,3 178.3 231,7 243,3 5 161.6 160 201,7 263,3 6 160 191,6 223,3 266,6 7 148,3 161,6 183,3 261,7 8 155 166,6 210 251,6 9 165 165 186,6 270 10 168,3 173,3 221,6 248,3 Giá trị TB 157,6 172,2 206,8 259,3 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.1.2. Kết quả thí nghiệm xác định độ bền kéo đứt vải địa kỹ thuật
Độ bền kéo đứt hai loại vải địa kỹ thuật của Công ty cổ phần dệt công nghiệp Hà Nội Haicatex và Công ty cổ phần vải địa kỹ thuật Aritex theo phương dọc được biểu diễn trên các bảng 3.3 và bảng 3.4
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ khoa học
Bảng 3.3. Độ bền kéo đứt dọc vải địa kỹ thuật của Công ty Haicatex
Lần đo Mẫu thử -Đơn vị kN/m
H1 H2 H3 H4 H5 1 7,8 13,81 16,93 16,9 27,04 2 8,6 13,84 12,6 17,3 26,14 3 8,4 13,22 18,07 18,5 26,96 4 8,7 9,21 10,82 17,6 24,67 5 7,3 11,09 17,86 16,6 22,3 Giá trị TB 8,16 12,24 15,25 17,38 25,4
Bảng 3.4. Độ bền kéo đứt dọc vải địa kỹ thuật của Công ty Aritex
Lần đo Mẫu thử -Đơn vị kN/m
A1 A2 A3 A4 1 6,13 7,9 11,7 16,4 2 8,2 9,6 10,5 18,6 3 7,95 9,3 12,7 14,9 4 9,4 8,7 12,3 15,9 5 8,95 9,5 10,6 16,7 Giá trị TB 8,13 9,03 11,56 16,5
Độ bền kéo đứt hai loại vải địa kỹ thuật của Công ty cổ phần dệt công nghiệp Hà Nội Haicatex và Công ty cổ phần vải địa kỹ thuật Aritex theo phương ngang được biểu diễn trên các bảng 3.5 và bảng 3.6
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Luận văn thạc sĩ khoa học