玻璃材料及其制品室溫壓縮性能試驗(yàn)方法

ICS81.040.10

CCSQ34

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

GB/TXXXXX—XXXX

玻璃材料及其制品室溫壓縮性能試驗(yàn)方法

Testmethodforcompressivepropertiesofglassmaterialsanditsproductsatambient

temperature

（征求意見(jiàn)稿）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

玻璃材料及其制品壓縮性能試驗(yàn)方法

1.范圍

本文件規(guī)定了玻璃材料及其制品室溫壓縮性能試驗(yàn)方法的術(shù)語(yǔ)和定義、試驗(yàn)原理、試驗(yàn)設(shè)備、試

樣、試驗(yàn)程序、試驗(yàn)結(jié)果及處理及試驗(yàn)報(bào)告。

本文件適用于測(cè)定玻璃材料室溫壓縮強(qiáng)度、壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線、壓縮彈性模量及玻璃制品的壓縮

破壞載荷測(cè)定。

2.規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

GB/T16825.1靜力單軸試驗(yàn)機(jī)的檢驗(yàn)第1部分拉力和(或)壓力試驗(yàn)機(jī)測(cè)力系統(tǒng)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)

GB/T12160金屬材料單軸試驗(yàn)用引伸計(jì)系統(tǒng)的標(biāo)定

GB/T21389游標(biāo)、帶表和數(shù)顯卡尺

GB/T7314金屬材料室溫壓縮試驗(yàn)方法

GB/T8489精細(xì)陶瓷壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)方法

3術(shù)語(yǔ)和定義

GB/T7314、GB/T8489界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

壓縮彈性模量compresssivetensilemodulus

試樣在單向壓縮作用下，在彈性變形階段內(nèi)，正應(yīng)力和對(duì)應(yīng)正應(yīng)變的比值。

3.2

壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線Compressivestress-straincurve

試樣在單向壓縮試驗(yàn)中，以壓縮應(yīng)力為縱坐標(biāo)，以相應(yīng)的應(yīng)變作為橫坐標(biāo)畫(huà)出的曲線。

3.3

壓縮破裂載荷Compressionbreakload

試樣在單向壓縮試驗(yàn)中，破裂時(shí)刻對(duì)應(yīng)的載荷。

4試驗(yàn)原理

以規(guī)定的加載速率對(duì)試樣施加單向遞增壓縮載荷，在整個(gè)過(guò)程中測(cè)量施加在試樣上的載荷和標(biāo)距的

變化，通過(guò)試樣的尺寸計(jì)算壓縮強(qiáng)度、壓縮彈性模量及應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系。

5試驗(yàn)設(shè)備

5.1試驗(yàn)機(jī)

1）試驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)確度應(yīng)為1級(jí)或優(yōu)于1級(jí)別，并應(yīng)按照GB/T16825.1的規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)。

2）試驗(yàn)機(jī)應(yīng)能提供均勻可調(diào)的加載位移速率，試樣破壞時(shí)的最大壓力應(yīng)在試驗(yàn)機(jī)載荷使用量程的

20%~90%之間。

3）試驗(yàn)機(jī)上、下壓板的工作表面應(yīng)平整，平行度不低于1：0.0002mm/mm，壓板表面粗糙度Ra不應(yīng)

大于0.8um，硬度不應(yīng)低于HRC60。

4）墊片：采用厚度為35um的四氯乙烯薄膜，或采用厚度不超過(guò)100um的石墨紙，每個(gè)試樣試驗(yàn)完成

后，應(yīng)更換新的墊片。試驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)保證墊片不產(chǎn)生穿透性破壞。

5.2變形測(cè)量裝置

應(yīng)采用引伸計(jì)或光柵尺，量程2~10mm，相對(duì)誤差不應(yīng)超過(guò)±1%，準(zhǔn)確度不低于0.5級(jí)，應(yīng)按GB/T12160

的規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)及標(biāo)定。

5.3游標(biāo)卡尺

應(yīng)符合GB/T21389的規(guī)定。

6試樣

6.1玻璃材料試樣

6.1.1試樣來(lái)源

試樣應(yīng)從待測(cè)玻璃材料或其制品中切取，或直接按待測(cè)玻璃材料及其制品的制造工藝制備，試樣不

應(yīng)有可見(jiàn)損傷或裂紋。

6.1.2試樣形狀及尺寸

測(cè)試壓縮強(qiáng)度時(shí)，試樣形狀為棱柱體或圓柱體，測(cè)試壓縮彈性模量時(shí)，試樣形狀為圓柱體，試樣形

狀如圖1所示。

1）圓柱體試樣，截面直徑為5mm±0.1mm的圓形，高度為10.0±0.1mm，試樣上下表面應(yīng)相互平行，

其平行度誤差不應(yīng)大于0.01mm；

2）棱柱體試樣，截面邊長(zhǎng)為5mm±0.1mm的正方形，高度為10.0±0.1mm，試樣上下表面應(yīng)相互平行，

其平行度誤差不應(yīng)大于0.01mm。

（a）（b）

圖1試樣形狀示意圖

說(shuō)明：（a）棱柱體試樣；

(b)圓柱體試樣；

b-棱柱體試樣截面邊長(zhǎng)；

d-圓柱體試樣截面直徑；

h-試樣高度。

6.1.3試樣處理

試樣上、下表面應(yīng)進(jìn)行研磨拋光處理（上、下表面為光面除外），其粗糙度Rz不應(yīng)大于3.2um，試

樣上、下表面的邊緣應(yīng)作45°倒角或圓弧倒角，倒角寬度為0.2mm~0.5mm。

6.1.4試樣數(shù)量

每組有效性試驗(yàn)數(shù)量不少于10個(gè)。

6.2玻璃制品試樣

應(yīng)直接采用制品作為試樣，試樣尺寸及破裂載荷應(yīng)滿足試驗(yàn)機(jī)所能測(cè)量的范圍內(nèi)。每組有效性試驗(yàn)

數(shù)量不少于10個(gè)。

7試驗(yàn)程序

7.1試驗(yàn)條件

7.1.1試驗(yàn)環(huán)境條件

在室溫條件下進(jìn)行，試驗(yàn)前，應(yīng)將樣品置于室溫條件下不小于24h。

7.1.2加載方式

采用位移控制，加載速率（0.5mm±0.05mm）/min。

7.2試驗(yàn)步驟

1）試樣尺寸測(cè)量。采用游標(biāo)卡尺測(cè)量試樣的邊長(zhǎng)或直徑，分別選擇在上、下端及中部，取各自算

術(shù)平均值作為結(jié)果值，精確至2位小數(shù)；

2）安裝試驗(yàn)夾具，并校準(zhǔn)；

3）將試樣按預(yù)定壓縮方向平放于下壓頭中央，移動(dòng)上壓頭至試樣上表面附近，如進(jìn)行壓縮強(qiáng)度或

破壞載荷試驗(yàn)，試樣上、下表面應(yīng)置放墊片；

4）如需測(cè)試試樣壓縮彈性模量，或獲得試樣應(yīng)力-應(yīng)變曲線，則應(yīng)沿試樣壓縮方向安裝引伸計(jì)或光

柵尺，試樣標(biāo)定距離為5mm±0.1mm，試驗(yàn)前應(yīng)對(duì)引伸計(jì)或光柵尺校準(zhǔn)，調(diào)零；

5）對(duì)試樣進(jìn)行加載，壓縮強(qiáng)度或破壞載荷測(cè)試時(shí)，需加載直至試樣破壞，并記錄破壞載荷。進(jìn)行

壓縮彈性模量測(cè)試時(shí)，無(wú)需加載至試樣破壞。

注：玻璃制品試樣無(wú)需進(jìn)行尺寸測(cè)量。

8試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理

8.1壓縮強(qiáng)度

棱柱體試樣壓縮強(qiáng)度按式（1）計(jì)算：

?

?=?（1）

??2

式中：

??——壓縮強(qiáng)度，單位為兆帕（MPa）；

??——壓縮破壞載荷，單位為牛頓（N）；

b——棱柱體試樣邊長(zhǎng)，單位為毫米（mm）。

取10個(gè)樣品的平均值作為最終結(jié)果值，結(jié)果保留至兩位有效數(shù)字。

圓柱體試樣壓縮強(qiáng)度按式（2）計(jì)算：

4?

?=?（2）

???2

式中：

d——圓柱體試樣直徑，單位為毫米（mm）。

取10個(gè)樣品的平均值作為最終結(jié)果值，結(jié)果保留至兩位有效數(shù)字。

8.2應(yīng)力-應(yīng)變曲線

繪制壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線，壓縮應(yīng)力按式（3）計(jì)算：

4?

?=（3）

??2

式中：

?——壓縮應(yīng)力，單位為兆帕（MPa）；

P——壓縮載荷，單位為牛頓（N）

d——圓柱體試樣直徑，單位為平方毫米（mm2）

壓縮應(yīng)變按式（4）計(jì)算：

??

?=（4）

?

式中：

??——引伸計(jì)標(biāo)距內(nèi)的伸長(zhǎng)量，單位為毫米（mm）；

?——標(biāo)距距離，單位為毫米（mm）。

8.3壓縮彈性模量

壓縮彈性模量按式（5）計(jì)算：

?2??1

??=（5）

?2??1

式中：

??——壓縮彈性模量，單位為吉帕（GPa）；

?1——在圖2所示壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線上，應(yīng)變值?1=0.002時(shí)對(duì)應(yīng)的壓縮應(yīng)力，單位為兆帕（MPa）；

?2——在圖2所示壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線上，應(yīng)變值?2=0.005時(shí)對(duì)應(yīng)的壓縮應(yīng)力，單位為兆帕（MPa）；

?1——應(yīng)變值，取?1=0.002；

?2——應(yīng)變值，取?2=0.005。

取10個(gè)樣品的平均值作為最終結(jié)果值，結(jié)果保留至兩位有效數(shù)字。

圖2壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖

8.4破壞載荷

記錄玻璃制品試樣破裂時(shí)刻對(duì)應(yīng)的載荷，取10個(gè)樣品的平均值最為最終結(jié)果值，結(jié)果保留至兩位

有效數(shù)字。

8.5標(biāo)準(zhǔn)偏差

若要求計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差，可按式（5）計(jì)算，結(jié)果保留至兩位有效數(shù)字。

∑（???????)2

?=√?(5)

??1

式中：

s——標(biāo)準(zhǔn)偏差；

??——單個(gè)測(cè)定值；

??——一組測(cè)定值的算術(shù)平均值；

n——測(cè)定個(gè)數(shù)。

9試驗(yàn)報(bào)告

應(yīng)包含如下內(nèi)容：

a）試樣名稱；

b）試驗(yàn)日期；

c）試驗(yàn)設(shè)備名稱及型號(hào)；

d）試驗(yàn)加載速率；

e）試驗(yàn)環(huán)境；

f）試驗(yàn)結(jié)果；

g）試驗(yàn)單位、試驗(yàn)日期及試驗(yàn)人員。

_________________________________

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。

本文件由中國(guó)建筑材料聯(lián)合會(huì)提出。

本文件由全國(guó)工業(yè)玻璃和特種玻璃標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC447）歸口。

本文件起草單位：

本文件主要起草人：

玻璃材料及其制品壓縮性能試驗(yàn)方法

1.范圍

本文件規(guī)定了玻璃材料及其制品室溫壓縮性能試驗(yàn)方法的術(shù)語(yǔ)和定義、試驗(yàn)原理、試驗(yàn)設(shè)備、試

樣、試驗(yàn)程序、試驗(yàn)結(jié)果及處理及試驗(yàn)報(bào)告。

本文件適用于測(cè)定玻璃材料室溫壓縮強(qiáng)度、壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線、壓縮彈性模量及玻璃制品的壓縮

破壞載荷測(cè)定。

2.規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

GB/T16825.1靜力單軸試驗(yàn)機(jī)的檢驗(yàn)第1部分拉力和(或)壓力試驗(yàn)機(jī)測(cè)力系統(tǒng)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)

GB/T12160金屬材料單軸試驗(yàn)用引伸計(jì)系統(tǒng)的標(biāo)定

GB/T21389游標(biāo)、帶表和數(shù)顯卡尺

GB/T7314金屬材料室溫壓縮試驗(yàn)方法

GB/T8489精細(xì)陶瓷壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)方法

3術(shù)語(yǔ)和定義

GB/T7314、GB/T8489界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

壓縮彈性模量compresssivetensilemodulus

試樣在單向壓縮作用下，在彈性變形階段內(nèi)，正應(yīng)力和對(duì)應(yīng)正應(yīng)變的比值。

3.2

壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線Compressivestress-straincurve

試樣在單向壓縮試驗(yàn)中，以壓縮應(yīng)力為縱坐標(biāo)，以相應(yīng)的應(yīng)變作為橫坐標(biāo)畫(huà)出的曲線。

3.3

壓縮破裂載荷Compressionbreakload

試樣在單向壓縮試驗(yàn)中，破裂時(shí)刻對(duì)應(yīng)的載荷。

4試驗(yàn)原理

以規(guī)定的加載速率對(duì)試樣施加單向遞增壓縮載荷，在整個(gè)過(guò)程中測(cè)量施加在試樣上的載荷和標(biāo)距的

變化，通過(guò)試樣的尺寸計(jì)算壓縮強(qiáng)度、壓縮彈性模量及應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系。

5試驗(yàn)設(shè)備

5.1試驗(yàn)機(jī)

1）試驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)確度應(yīng)為1級(jí)或優(yōu)于1級(jí)別，并應(yīng)按照GB/T16825.1的規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)。

2）試驗(yàn)機(jī)應(yīng)能提供均勻可調(diào)的加載位移速率，試樣破壞時(shí)的最大壓力應(yīng)在試驗(yàn)機(jī)載荷使用量程的

20%~90%之間。

3）試驗(yàn)機(jī)上、下壓板的工作表面應(yīng)平整，平行度不低于1：0.0002mm/mm，壓板表面粗糙度Ra不應(yīng)

大于0.8um，硬度不應(yīng)低于HRC60。

4）墊片：采用厚度為35um的四氯乙烯薄膜，或采用厚度不超過(guò)100um的石墨紙，每個(gè)試樣試驗(yàn)完成

后，應(yīng)更換新的墊片。試驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)保證墊片不產(chǎn)生穿透性破壞。

5.2變形測(cè)量裝置

應(yīng)采用引伸計(jì)或光柵尺，量程2~10mm，相對(duì)誤差不應(yīng)超過(guò)±1%，準(zhǔn)確度不低于0.5級(jí)，應(yīng)按GB/T12160

的規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)及標(biāo)定。

5.3游標(biāo)卡尺

應(yīng)符合GB/T21389的規(guī)定。

6試樣

6.1玻璃材料試樣

6.1.1試樣來(lái)源

試樣應(yīng)從待測(cè)玻璃材料或其制品中切取，或直接按待測(cè)玻璃材料及其制品的制造工藝制備，試樣不

應(yīng)有可見(jiàn)損傷或裂紋。

6.1.2試樣形狀及尺寸

測(cè)試壓縮強(qiáng)度時(shí)，試樣形狀為棱柱體或圓柱體，測(cè)試壓縮彈性模量時(shí)，試樣形狀為圓柱體，試樣形

狀如圖1所示。

1）圓柱體試樣，截面直徑為5mm±0.1mm的圓形，高度為10.0±0.1mm，試樣上下表面應(yīng)相互平行，

其平行度誤差不應(yīng)大于0.01mm；

2）棱柱體試樣，截面邊長(zhǎng)為5mm±0.1mm的正方形，高度為10.0±0.1mm，試樣上下表面應(yīng)相互平行，

其平行度誤差不應(yīng)大于0.01mm。

（a）（b）

圖1試樣形狀示意圖

說(shuō)明：（a）棱柱體試樣；

(b)圓柱體試樣；

b-棱柱體試樣截面邊長(zhǎng)；

d-圓柱體試樣截面直徑；

h-試樣高度。

6.1.3試樣處理

試樣上、下表面應(yīng)進(jìn)行研磨拋光處理（上、下表面為光面除外），其粗糙度Rz不應(yīng)大于3.2um，試

樣上、下表面的邊緣應(yīng)作45°倒角或圓弧倒角，倒角寬度為0.2mm~0.5mm。

6.1.4試樣數(shù)量

每組有效性試驗(yàn)數(shù)量不少于10個(gè)。

6.2玻璃制品試樣

應(yīng)直接采用制品作為試樣，試樣尺寸及破裂載荷應(yīng)滿足試驗(yàn)機(jī)所能測(cè)量的范圍內(nèi)。每組有效性試驗(yàn)

數(shù)量不少于10個(gè)。

7試驗(yàn)程序

7.1試驗(yàn)條件

7.1.1試驗(yàn)環(huán)境條件

在室溫條件下進(jìn)行，試驗(yàn)前，應(yīng)將樣品置于室溫條件下不小于24h。

7.1.2加載方式

采用位移控制，加載速率（0.5mm±0.05mm）/min。

7.2試驗(yàn)步驟

1）試樣尺寸測(cè)量。采用游標(biāo)卡尺測(cè)量試樣的邊長(zhǎng)或直徑，分別選擇在上、下端及中部，取各自算

術(shù)平均值作為結(jié)果值，精確至2位小數(shù)；

2）安裝試驗(yàn)夾具，并校準(zhǔn)；

3）將試樣按預(yù)定壓縮方向平放于下壓頭中央，移動(dòng)上壓頭至試樣上表面附近，如進(jìn)行壓縮強(qiáng)度或

破壞載荷試驗(yàn)，試樣上、下表面應(yīng)置放墊片；

4）如需測(cè)試試樣壓縮彈性模量，或獲得試樣應(yīng)力-應(yīng)變曲線，則應(yīng)沿試樣壓縮方向安裝引伸計(jì)或光

柵尺，試樣標(biāo)定距離為5mm±0.1mm，試驗(yàn)前應(yīng)對(duì)引伸計(jì)或光柵尺校準(zhǔn)，調(diào)零；

5）對(duì)試樣進(jìn)行加載，壓縮強(qiáng)度或破壞載荷測(cè)試時(shí)，需加載直至試樣破壞，并記錄破壞載荷。進(jìn)行

壓縮彈性模量測(cè)試時(shí)，無(wú)需加載至試樣破壞。

注：玻璃制品試樣無(wú)需進(jìn)行尺寸測(cè)量。

8試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理

8.1壓縮強(qiáng)度

棱柱體試樣壓縮強(qiáng)度按式（1）計(jì)算：

?

?=?（1）

??2

式中：

??——壓縮強(qiáng)度，單位為兆帕（MPa）；

??——壓縮破壞載荷，單位為牛頓（N）；

b——棱柱體試樣邊長(zhǎng)，單位為毫米（mm）。

取10個(gè)樣品的平均值作為最終結(jié)果值，結(jié)果保留至兩位有效數(shù)字。

圓柱體試樣壓縮強(qiáng)度按式（2）計(jì)算：

4?

?=?（2）

???2

式中：

d——圓柱體試樣直徑，單位為毫米（mm）。

取10個(gè)樣品的平均值作為最終結(jié)果值，結(jié)果保留至兩位有效數(shù)字。

8.2應(yīng)力-應(yīng)變曲線

繪制壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線，壓縮應(yīng)力按式（3）計(jì)算：

4?

?=（3）

??2

式中：

?——壓縮應(yīng)力，單位為兆帕（MPa）；

P——壓縮載荷，單位為牛頓（N）

d——圓柱體試樣直徑，單位為平方毫米（mm2）

壓縮應(yīng)變按式（4）計(jì)算：

??

?=（4）