QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG THIẾT BỊ THỬ ĐỘ BỀN VA ĐẬP GẠCH CERAMIC
1. Giới thiệu
Thiết bị thử độ bền va đập gạch Ceramic được sử dụng để xác định khả năng chịu va đập của gạch gốm ốp lát có phủ men hoặc không phủ men thông qua việc đo hệ số phản hồi (Coefficient of Restitution – e).
Phương pháp thử được quy định trong TCVN 6415-5:2016 – Gạch gốm ốp, lát – Phương pháp thử – Phần 5: Xác định độ bền va đập bằng cách đo hệ số phản hồi, tương đương ISO 10545-5:1996. TCVN 6415-5:2016 thay thế phiên bản TCVN 6415-5:2005.
Phép thử được thực hiện bằng cách thả một viên bi thép Chrome đường kính 19 ± 0,05 mm từ độ cao xác định xuống bề mặt mẫu gạch, sau đó đo chiều cao viên bi nảy lên để tính hệ số phản hồi.
2. Mục đích của phép thử
Phép thử nhằm:
• Đánh giá khả năng chịu va đập của gạch Ceramic/Porcelain.
• Xác định hệ số phản hồi của vật liệu.
• So sánh khả năng chống va đập giữa các loại gạch.
• Kiểm tra chất lượng sản phẩm trong quá trình nghiên cứu và sản xuất.
• Phát hiện hiện tượng nứt, lõm hoặc hư hỏng bề mặt sau khi chịu va đập.
Phương pháp áp dụng cho cả gạch có phủ men và không phủ men.
3. Tiêu chuẩn áp dụng
Tiêu chuẩn chính
TCVN 6415-5:2016
Tên tiêu chuẩn:
Gạch gốm ốp, lát – Phương pháp thử – Phần 5: Xác định độ bền va đập bằng cách đo hệ số phản hồi.
Tiêu chuẩn này tương đương ISO 10545-5:1996 và hiện đang ở trạng thái còn hiệu lực tại Việt Nam.
ISO 10545-5:1996 quy định phương pháp xác định độ bền va đập của gạch Ceramic bằng cách đo hệ số phản hồi. Tiêu chuẩn ISO này đã được ISO rà soát và xác nhận còn hiệu lực.
4. Nguyên lý thử
Mẫu gạch được cố định chắc chắn trên một khối bê tông bằng keo epoxy cứng.
Một viên bi thép Chrome được giữ bằng nam châm điện và thả tự do từ độ cao 1 m xuống chính giữa bề mặt mẫu.
Sau khi va đập, viên bi bật trở lại. Thiết bị đo chiều cao nảy của viên bi.
Hệ số phản hồi được tính theo:
e=h2h1e=\sqrt{\frac{h_2}{h_1}}
Trong đó:
• e: hệ số phản hồi.
• h₁: chiều cao thả bi.
• h₂: chiều cao viên bi nảy lên.
Theo phương pháp tiêu chuẩn, viên bi được thả từ độ cao 1 m và chiều cao nảy được đo với độ chính xác khoảng 1 mm.
Hệ số phản hồi càng cao thể hiện khả năng đàn hồi/phản hồi va đập của hệ mẫu thử càng lớn; tuy nhiên khi đánh giá chất lượng sản phẩm cần sử dụng tiêu chí chấp nhận tương ứng với tiêu chuẩn hoặc yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm.
5. Cấu tạo cơ bản của thiết bị
Một hệ thống thử tiêu chuẩn thường bao gồm:
Bộ phận Chức năng
Khung thép Tạo kết cấu vững chắc cho hệ thống
Thanh dẫn hướng Định hướng đường rơi của viên bi
Nam châm điện Giữ và nhả viên bi
Ống dẫn bi Đảm bảo viên bi rơi đúng vị trí
Viên bi thép Chrome Tạo tác động va đập
Giá đỡ mẫu Cố định mẫu thử
Bộ phận cân bằng Điều chỉnh hệ thống theo phương thẳng đứng
Cảm biến đo Xác định chiều cao hoặc thời gian nảy
Bộ điều khiển Điều khiển quá trình thử
Máy tính/phần mềm Ghi nhận và tính toán kết quả nếu được trang bị
Theo ISO 10545-5, viên bi thử có đường kính 19 ± 0,05 mm. Hệ thống thả bi gồm đế thép, thanh đứng, nam châm điện, ống dẫn và giá đỡ mẫu.
6. Chuẩn bị mẫu thử
6.1. Số lượng mẫu
Chuẩn bị tối thiểu:
05 mẫu thử, kích thước khoảng:
75 × 75 mm
Các mẫu được cắt từ 05 viên gạch nguyên khác nhau.
Trong trường hợp kích thước mặt gạch nhỏ hơn 75 × 75 mm, có thể sử dụng mẫu có kích thước nhỏ hơn theo quy định của tiêu chuẩn.
6.2. Cố định mẫu
Mẫu thử được gắn lên khối bê tông bằng keo epoxy cứng.
Khối bê tông tiêu chuẩn có kích thước xấp xỉ:
75 × 75 × 50 mm
Mặt mẫu phải được đặt nằm ngang và hướng đúng bề mặt cần thử lên phía trên.
Sau khi gắn mẫu bằng keo, cụm mẫu cần được ổn định trước khi tiến hành phép thử. ISO 10545-5 quy định điều kiện khoảng 23 ± 2 °C, độ ẩm tương đối 50 ± 5%, trong 3 ngày trước khi thử.
7. Chuẩn bị thiết bị trước khi thử
Bước 1 – Kiểm tra thiết bị
Kiểm tra:
• Khung thiết bị.
• Thanh dẫn hướng.
• Nam châm điện.
• Viên bi thép.
• Giá đỡ mẫu.
• Cảm biến.
• Bộ điều khiển.
• Nguồn điện.
Đảm bảo tất cả bộ phận được lắp đặt chắc chắn.
Bước 2 – Kiểm tra viên bi
Sử dụng viên bi thép Chrome đúng kích thước:
Ø19 ± 0,05 mm.
Kiểm tra viên bi không bị:
• Móp.
• Xước nghiêm trọng.
• Biến dạng.
• Bám bụi hoặc vật liệu khác.
Bước 3 – Kiểm tra phương thẳng đứng
Điều chỉnh các vít cân bằng để thanh dẫn hướng nằm đúng phương thẳng đứng.
Đây là bước quan trọng vì nếu thanh dẫn hướng bị nghiêng, viên bi có thể không rơi chính xác vào tâm mẫu.
8. Cài đặt mẫu thử
Đặt cụm mẫu lên giá đỡ.
Bề mặt cần thử phải:
• Hướng lên trên.
• Nằm ngang.
• Được cố định chắc chắn.
• Tâm mẫu nằm đúng dưới đường rơi của viên bi.
Điều chỉnh vị trí sao cho viên bi khi được nhả sẽ va vào khu vực trung tâm của bề mặt mẫu.
9. Cài đặt độ cao thả bi
Theo ISO 10545-5, viên bi được thả từ độ cao:
1.000 mm
Độ cao được tính từ vị trí thả bi đến bề mặt mẫu thử.
Cần kiểm tra lại vị trí zero/điểm chuẩn của hệ thống đo trước khi tiến hành thử.
10. Quy trình thử chi tiết
Bước 1: Đặt mẫu
Đặt mẫu thử đã được cố định lên giá đỡ.
Kiểm tra mẫu không bị nghiêng hoặc rung.
Bước 2: Đưa viên bi lên vị trí thả
Đưa viên bi thép lên vị trí quy định.
Nam châm điện giữ viên bi tại độ cao 1 m.
Bước 3: Tiến hành thả bi
Kích hoạt cơ cấu nhả.
Viên bi rơi tự do và va vào bề mặt mẫu.
Bước 4: Đo chiều cao nảy
Sau khi va đập, viên bi bật lên.
Cảm biến hoặc hệ thống đo xác định chiều cao nảy h₂.
Chiều cao nảy cần được xác định với độ chính xác khoảng 1 mm.
Bước 5: Tính hệ số phản hồi
Với chiều cao thả:
h1=1000 mmh_1=1000\,mm
và chiều cao nảy:
h2h_2
hệ số phản hồi:
e=h2h1e=\sqrt{\frac{h_2}{h_1}}
Ví dụ:
Nếu viên bi nảy lên:
h2=722,5 mmh_2=722,5\,mm
thì:
e=722,51000≈0,85e=\sqrt{\frac{722,5}{1000}} \approx0,85
Bước 6: Kiểm tra bề mặt mẫu
Sau khi thử, quan sát bề mặt gạch để xác định:
• Vết lõm.
• Vết nứt.
• Vết phá hủy.
• Hiện tượng bong men.
• Sứt cạnh.
Theo tiêu chuẩn, các vết nứt Hertz rất nhỏ không thể nhìn thấy bằng mắt thường từ khoảng cách 1 m có thể được bỏ qua; hiện tượng sứt cạnh của phần bề mặt có cấu trúc nổi cần được ghi nhận nhưng có thể được xử lý theo tiêu chí phân loại tương ứng.
Bước 7: Lặp lại
Thực hiện tương tự đối với toàn bộ các mẫu còn lại.
Tiêu chuẩn yêu cầu tối thiểu 05 mẫu thử.
11. Phương pháp đo bằng thời gian nảy
Ngoài phương pháp đo trực tiếp chiều cao nảy, có thể sử dụng thiết bị điện tử để đo khoảng thời gian giữa hai lần va đập.
Khi viên bi bật lên và rơi xuống lần thứ hai, hệ thống ghi nhận khoảng thời gian giữa hai lần va chạm.
Từ thời gian này có thể tính chiều cao nảy và sau đó xác định hệ số phản hồi.
ISO 10545-5 cho phép sử dụng thiết bị điện tử, chẳng hạn hệ thống microphone, để xác định khoảng thời gian giữa hai lần va đập.
12. Kiểm tra và hiệu chuẩn thiết bị
Để kiểm tra hệ thống đo, tiêu chuẩn quy định sử dụng các mẫu chuẩn bằng gạch không phủ men.
Điều kiện tham chiếu gồm:
• Chiều dày mẫu khoảng 8 ± 0,5 mm.
• Độ hút nước ≤ 0,5%.
• Bề mặt phẳng.
• Thử 05 mẫu chuẩn.
Giá trị chiều cao nảy trung bình tham chiếu khoảng:
72,5 ± 1,5 cm
tương ứng hệ số phản hồi khoảng:
0,85 ± 0,01.
Các giá trị này có thể được sử dụng để kiểm tra tình trạng hoạt động của hệ thống đo trước khi tiến hành thử nghiệm chính thức.
13. Đánh giá kết quả
Báo cáo thử nghiệm nên thể hiện tối thiểu:
1. Tiêu chuẩn áp dụng.
2. Mô tả mẫu gạch.
3. Số lượng mẫu.
4. Kích thước mẫu.
5. Chiều cao thả bi.
6. Chiều cao nảy của từng mẫu.
7. Hệ số phản hồi của từng mẫu.
8. Giá trị hệ số phản hồi trung bình.
9. Tình trạng bề mặt sau va đập.
10. Hiện tượng lõm, nứt hoặc hư hỏng nếu có.
ISO 10545-5 yêu cầu báo cáo bao gồm tham chiếu tiêu chuẩn, mô tả gạch, hệ số phản hồi của từng mẫu, giá trị trung bình và các hiện tượng lõm hoặc nứt của mẫu thử.
14. Bảng ghi kết quả thử nghiệm
15. Các lỗi thường gặp
Hiện tượng Nguyên nhân có thể Cách xử lý
Bi không rơi đúng tâm Thanh dẫn hướng lệch Cân chỉnh lại thiết bị
Chiều cao nảy không ổn định Mẫu chưa cố định chắc Kiểm tra keo và giá đỡ
Kết quả giữa các lần thử chênh lệch lớn Vị trí va đập không giống nhau Đặt đúng tâm mẫu
Bi không được giữ Nam châm điện lỗi Kiểm tra nguồn và nam châm
Cảm biến không nhận tín hiệu Cảm biến lệch vị trí Điều chỉnh lại cảm biến
Kết quả thấp bất thường Mẫu, đế hoặc keo có độ đàn hồi không phù hợp Kiểm tra cụm mẫu
Mẫu bị nứt Vật liệu thực sự không chịu được va đập hoặc mẫu chuẩn bị sai Kiểm tra mẫu và quy trình
Phần mềm không ghi kết quả Kết nối cảm biến/máy tính lỗi Kiểm tra cáp và phần mềm
16. Yêu cầu an toàn
• Không đưa tay vào khu vực đường rơi của viên bi khi nam châm điện đang hoạt động.
• Không đứng trực tiếp phía trên vị trí thả bi.
• Kiểm tra viên bi trước mỗi phép thử.
• Đảm bảo thiết bị được đặt trên nền chắc chắn.
• Không vận hành khi khung hoặc giá đỡ bị lỏng.
• Khi bảo dưỡng phải ngắt nguồn điện.
• Không tự ý thay đổi chiều cao thả bi nếu phép thử yêu cầu tuân thủ tiêu chuẩn.
17. Vệ sinh và bảo dưỡng
Sau mỗi đợt thử:
• Lau sạch bề mặt giá đỡ.
• Làm sạch viên bi thép.
• Kiểm tra ống dẫn bi.
• Kiểm tra nam châm điện.
• Kiểm tra cảm biến.
• Kiểm tra các vít cân bằng.
• Kiểm tra độ chắc chắn của khung.
• Kiểm tra dây tín hiệu và nguồn điện.
Định kỳ kiểm tra độ chính xác của hệ thống bằng mẫu chuẩn theo yêu cầu của quy trình kiểm định/hiệu chuẩn nội bộ.
18. Quy trình sử dụng nhanh
Chuẩn bị mẫu-Cắt tối thiểu 05 mẫu 75 × 75 mm-Gắn mẫu lên khối bê tông bằng epoxy-Ổn định mẫu-Lắp mẫu lên giá đỡ-Cân chỉnh thanh dẫn hướng-Kiểm tra viên bi Ø19 ± 0,05 mm
-Đặt độ cao thả bi = 1 m-Thả bi-Đo chiều cao nảy-Tính hệ số phản hồi-Kiểm tra nứt/lõm bề mặt-Lặp lại với các mẫu còn lại-Tính giá trị trung bình-Lập báo cáo thử nghiệm
19. Kết luận
Thiết bị thử độ bền va đập gạch Ceramic là thiết bị chuyên dụng dùng để đánh giá khả năng chịu va đập của gạch Ceramic và Porcelain thông qua phép đo hệ số phản hồi.
Phương pháp thử theo TCVN 6415-5:2016 / ISO 10545-5:1996 sử dụng viên bi thép Chrome đường kính 19 ± 0,05 mm, thả từ độ cao 1 m, đo chiều cao nảy và tính hệ số phản hồi.
Việc chuẩn bị mẫu, cố định mẫu, căn chỉnh hệ thống thả bi và kiểm tra thiết bị trước khi thử có ảnh hưởng trực tiếp đến độ lặp lại và độ tin cậy của kết quả.
Khi lựa chọn thiết bị cho phòng thí nghiệm, cần kiểm tra cấu hình thực tế của máy, đặc biệt là đường kính viên bi, độ cao thả, phương pháp đo chiều cao nảy/cảm biến, khả năng ghi dữ liệu và khả năng đáp ứng TCVN 6415-5:2016 / ISO 10545-5:1996.
LIÊN HỆ 0966.868.335 ĐỂ ĐƯỢC HỖ TRỢ VÀ BÁO GIÁ TỐT NHẤT.