天然石材试验方法第 2 部干燥、水饱和、冻融循环后弯曲强度试验
前 言
GB/T9966《天然石材试验方法》共分为 18个部分：
第 1部分：干燥、水饱和、冻融循环后压缩强度试验；
第 2部分：干燥、水饱和、冻融循环后弯曲强度试验；
第 3部分：吸水率、体积密度、真密度、真气孔率试验；
第 4部分：耐磨性试验；
第 5部分：硬度试验；
第 6部分：耐酸性试验；
第 7部分：石材挂件组合单元挂装强度试验；
第 8部分：用均匀静态压差检测石材挂装系统结构强度试验；
第 9部分：（通过测量共振基本频率）测定动力弹性模数；
第 10部分：挂件组合单元抗震性能的测定；
第 11部分：激冷激热加速老化强度测定；
第 12部分：静态弹性模数的测定；
第 13部分：毛细吸水系数的测定；
第 14部分：耐断裂能量的测定；
第 15部分：耐盐雾老化强度测定；
第 16部分：线性热膨胀系数的测定；
第 17部分：盐结晶强度的测定；
第 18部分：岩相分析。
本部分为 GB/T9966的第 2部分。
本部分按照 GB/T1 . 1 — 2009给出的规则起草。
本部分代替 GB/T9966 . 2 — 2001《天然饰面石材试验方法 第 2部分：干燥、水饱和弯曲强度试验方法》。本部分与 GB/T9966 . 2 — 2001相比，除编辑性修改外主要技术变化如下：
增加了集中载荷弯曲强度试验方法和适用范围（见第 1章，2001年版的第 1章）；
增加了规范性引用文件（见第 2章）；
修改和增加了相应试样的规格尺寸（见 4 . 1、4 . 6,2001年版的 3 . 1、3 . 6）;
增加了层理标记图示（见 4 . 4,2001年版的 3 . 3）;
修改了试样干燥温度和恒重时间（见 5 . 1 . 1,2001年版的 4 . 1 . 1）;
修改了加载速率（见 5 . 1 . 3,2001年版的 4 . 1 . 3）;
修改了水饱和试验方法步骤（见 5 . 2 . 1,2001年版的 4 . 2 . 1）;
增加了冻融循环后弯曲强度试验方法（见 5 . 3）;
增加了集中荷载弯曲强度（方法 B）的结果计算（见 6 . 2,2001年版的第 5章）；
增加了试验报告的部分内容（见第 7章，2001年版的第 6章）。
本部分由中国建筑材料联合会提出。
本部分由全国石材标准化技术委员会（SAC/TC460）归口。
本部分起草单位：中材人工晶体研究院有限公司、北京中材人工晶体研究院有限公司、环球石材（福建）有限公司。
本部分主要起草人：周俊兴、余泉、陈军营、董志浩、刘武强、郑久勤。
本部分所代替标准的历次版本发布情况为：
GB/T9966 . 2 — 1988、GB/T9966.2—2001。
1 范围
GB/T9966的本部分规定了天然石材弯曲强度试验所用的仪器设备、试样、试验步骤、结果计算和 试验报告。
本部分适用于天然石材的干燥、水饱和、冻融循环后弯曲强度测定。 固定力矩弯曲强度 — 方法 A 适用于建筑幕墙、室内墙地面用石材的固定力矩弯曲强度；集中荷载弯曲强度— 方法 B适用于室外 广场、路面用石材的集中荷载弯曲强度。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T17670 天然石材统一 编号
3 仪器设备
3 . 1 试验机：配有相应的试样支架，见图 1和图 2，示值相对误差不超过 ±1%，试样破坏的载荷在设备 示值的 20%～90%范围内。
单位为毫米
说明：
F — 载荷；
H— 试样厚度；
L — 下部两个支撑轴间距离。
图 1 固定力矩弯曲强度（方法A）示意图
说明：
1 — 上支座，φ25 mm;
2、3 — 下支座，φ25 mm;
F — 载荷；
H — 试样厚度；
K — 试样宽度；
L — 下部两个支撑轴间距离。
图 2 集中荷载弯曲强度（方法 B）示意图
3 . 2 游标卡尺：读数值可精确到0.1mm。
3 . 3 万能角度尺：精度为2′。
3 . 4 鼓风干燥箱：温度可控制在 65℃±5℃范围内。
3 . 5 冷冻箱：温度可控制在 -20℃±2℃范围内。
3 . 6 恒温水箱：可保持水温在 20℃±2℃，最大水深不低于 130mm且至少容纳 2组最大试验样品，底 部垫不污染石材的圆柱状支撑物。
3 . 7 干燥器。
4 试样
4 . 1 规格
方法 A:350mm×100mm×30mm，也可采用实际厚度（H）的样品，试样长度为10H+50mm，宽 度为 100 mm。
方法 B:250mm×50mm×50 mm。
4 . 2 偏差
试样长度尺寸偏差为 ±1mm，宽度、厚度尺寸偏差为 ±0 . 3 mm。
4 . 3 表面处理
试样上下受力面应经锯切、研磨或抛光，达到平整且平行。 侧面可采用锯切面，正面与侧面夹角应为 90°±0 . 5 °。
4 . 4 层理标记
具有层理的试样应采用两条平行线在试样上标明层理方向，见图 3、图 4和图 5。
图 3 受力方向垂直层理示意图（ 一）
图 4 受力方向平行层理示意图
图 5 受力方向垂直层理示意图（二）
4 . 5 表面质量
试样不应有裂纹、缺棱和缺角等影响试验的缺陷。
4 . 6 支点标记
在试样上下两面及前后侧面分别标记出支点的位置（见图 1、图 2）。方法 A的下支座跨距（L）为 10H，上支座间的距离为 5H，呈中心对称分布；方法 B的下支座跨距（L）为 200mm，上支座在中心 位置。
4 . 7 试样数量
每种试验条件下每个层理方向的试样为一组，每组试样数量为 5块。通常试样的受力方向应与实 际应用一致，若石材应用方向未知，则应同时进行三个方向的试验，每种试验条件下试样应制备 15块， 每个方向 5块。
5 试验步骤
5 . 1 干燥弯曲强度
5 . 1 . 1 将试样在 65℃±5℃的鼓风干燥箱内干燥 48h，然后放入干燥器中冷却至室温。
5 . 1 . 2 按试验类型选择相应的试样支架，调节支座之间的距离到规定的跨距要求。按照试样上标记的 支点位置将其放在上下支座之间，试样和支座受力表面应保持清洁。 装饰面应朝下放在支架底座上，使 加载过程中试样装饰面处于弯曲拉伸状态。
5 . 1 . 3 以 0 . 25MPa/s±0 .05MPa/s的速率对试样施加载荷至试样破坏，记录试样破坏位置和形式及 最大载荷值（F），读数精度不低于 10N。
5 . 1 . 4 用游标卡尺测量试样断裂面的宽度（k）和厚度（H），精确至 0 . 1 mm。
5 . 2 水饱和弯曲强度
5 . 2 .1 将试样侧立置于恒温水箱中，试样间隔不小于15 mm，试样底部垫圆柱状支撑。加入自来水（20℃±10℃) 到试样高度的一半，静置1h；然后继续加水到试样高度的四分之三，静置1h；继续加满 水，水面应超过试样高度 25mm±5 mm。
5 . 2 . 2 试样在清水中浸泡48h±2h后取出，用拧干的湿毛巾擦去试样表面水分，立即按5.1.2~5.1.4进行弯曲强度试验。
5 . 3 冻融循环后弯曲强度
5 . 3 . 1 将试样侧立置于恒温水箱中，试样间隔不小于 15 mm，试样底部垫圆柱状支撑。 加入自来水 (20℃±10℃) 到试样高度的一半，静置1h；然后继续加水到试样高度的四分之三，静置1h；继续加满 水，水面应超过试样高度 25mm±5mm。试样在清水中浸泡 48h±2h后取出。
5 . 3 . 2 将试样立即放入 -20℃±2℃的冷冻箱内冷冻 6h，试样间距离不小于 10mm，试样与箱壁距离 不小于 20mm。取出后再将其放入恒温水箱中融化 6h，恒温水箱温度应保持在20℃±2 ℃。反复冻融50次后，用拧干的湿毛巾将试样表面水分擦去，观察并记录表面出现的外观变化，然后立即按 5.1.2~5.1.4进行弯曲强度试验。
5 . 3 . 3 试验如采用自动化控制冻融试验机时，应每隔 14个循环后将试样上下翻转一次。冻融试验过程中如遇到非正常中断时，试样应浸泡在20℃±5℃清水中。
6 结果计算
6 . 1 方法 A
弯曲强度按式（1）计算：
式中：
PA—弯曲强度，单位为兆帕（MPa);
F—试样破坏载荷，单位为牛（N);
L—下支座间距离，单位为毫米（mm);
K—试样宽度，单位为毫米（mm);
H—试样厚度，单位为毫米（mm) 。
以一组试样弯曲强度的算术平均值作为试验结果，数值修约到0.1MPa。
6 . 2 方法B
弯曲强度按式（2）计算：
式中：
PB—弯曲强度，单位为兆帕（MPa);
F—试样破坏载荷，单位为牛（N);
L—下支座间距离，单位为毫米（mm);
K—试样宽度，单位为毫米（mm);
H—试样厚度，单位为毫米（mm)。
以一组试样弯曲强度的算术平均值作为试验结果，数值修约到0.1MPa。
7 试验报告
试验报告应至少包含以下信息：
a) 按 GB/T17670规定的石材的商业名称；
b) 试样数量、规格尺寸，表面处理状况（根据测试需要），有层理时应注明受力方向与层理方向的 关系；
c) 测定实验室的名称、地址，如果试验进行的地点不是测试实验室则应注明试验进行的地点；
d) 试样处理过程；
e) 试验方法和试验条件；
f) 试验遵循的标准编号（GB/T9966.2—2020);
g) 冻融循环后外观变化等记录；
h) 每个试样的弯曲强度、试验方向和破坏位置和形式；
i) 每组试样弯曲强度的平均值；
j) 标准差，修约到两位有效数字。
参考文献
[1]ASTMC99/C 99M-15 Standard test methods for modulus of rupture of dimension stone
[2]ASTM C880/C 880M-15 Standard test methods for flexural strength of dimension stone
[3]EN 12371:2010 Natural stone test methods—Determination of frost resistance
[4] EN 12372:2006 Natural stone test methods—Determination of flexural strength under
concentrated load
[5]EN 13161:2008 Natural stone test methods—Determination of flexural strength under constant moment
素材来源于网络整理。
END