НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ

УКРАЇНИ

EUROPEAN STANDARD     EN 13161

This European Standard was approved by

CEN on 29 September 2001

ICS 73.020; 91.100.15

English version

Natural stone test methods

Determination of flexural strength

under constant moment

Будівельні матеріали

Методи випробування природного каменю. Визначення границі міцності при згині

під постійним моментом

Строительные материалы

Методы испытаний природного камня. Определение предела прочности

при изгибе под постоянным моментом

Building materials

Natural stone test methods

Determination of the slip resistance

by means of the pendulum tester

Чинний від 2009-06-01

1 СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ

Цей стандарт установлює метод визначення міцності при згині природного каменю під постійним моментом. До стандарту включено описи ідентифікаційного та технологічного випробування.

Доповнити пункт, що стосується сфери застосування, словами: "суть методу полягає у вимірі максимального руйнуючого вертикального навантаження зразка в двох точках, встановленого на двох опорах".

Пояснення. Доповнення уточнює метод випробування.

2 НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ

У цьому стандарті є посилання на такі нормативні документи:

ДСТУ 2708-94 Повірка засобів вимірювання. Організація і порядок проведення

ДСТУ Б EN 12057:2007 Будівельні матеріали. Вироби з природного каменю. Модульні плитки. Вимоги (EN 12057:2004, IDT)

ДСТУ Б EN 12058:2007 Будівельні матеріали. Вироби з природного каменю. Плити для підлоги і сходів. Вимоги (EN 12058:2003, IDT)

ДСТУ Б EN 1467:2007 Камінь природний. Блоки необроблені. Вимоги (EN 1467:2003 , IDT)

ДСТУ Б EN 1468:2007 Будівельні матеріали. Камінь природний. Плити необроблені. Вимоги (EN 1468:2003, IDT) 

Oktober 2001

1 SCOPE

This European Standard specifies a method to determine the flexural strength of natural stones under constant moment. The standard contains provision for both an identification test and for a technological test.

2 NORMATIVE REFERENCES

This European Standard incorporates by dated or undated reference, provisions from other publications. These normative references are cited at the appropriate places in the text, and the publications are listed hereafter. For dated references, subsequent amendments to or revisions of any of these publications apply to this European Standard only when incorporated in it by amendment or revision. For undated references the latest edition of the publication referred to applies (including amendments). 

ДСТУ Б EN 1469:2007 Будівельні матеріали. Вироби з природного каменю. Облицювальні плити. Вимоги (EN 1469:2004, IDT)

EN 12390-4 Випробування зміцненого бетону. Частина 4: Міцність при стиску. Дослідні прилади. Технічні умови

EN 12390-5 Випробування зміцненого бетону. Частина 5: Гранична міцність при згині дослідних зразків

EN 12440 Natural stone Denomination criteria (Камінь природний. Критерії найменування)

EN 12670:2001 Natural stone Terminology (Камінь природний. Термінологія)

Якщо посилання датоване, подальші зміни, доповнення або перегляд цих публікацій є чинними для цього стандарту лише у разі їх включення до нього у вигляді змін, доповнень або перегляду.

Якщо посилання не датоване, чинною є остання редакція публікації, на яку наведено посилання (в тому числі зміни й доповнення до неї).

Пояснення. Внесені стандарти містять вимоги, які відповідають діючим нормативним документам України. 

EN 12390-4 Testing hardened concrete Part 4: Compressive strength Specification for testing machines

EN 12390-5 Testing hardened concrete Part 5: Flexural strength of test specimens 

3 ПРИНЦИП ВИПРОБУВАННЯ

Підготовлений до випробування зразок укладається симетрично із досягненням рівноваги на дві опори випробувального приладу. Після цього зразок навантажується по двох лініях таким чином, що навантаження впливає на зразок вертикально згори. Кожна лінія навантаження розташована від опори на відстані однієї третини відстані між опорами. Навантаження рівномірно збільшується до моменту руйнування зразка. 

3 PRINCIPLE

After appropriate preparation a specimen of the rock to be tested is laid and centred between two supports. Thereafter the specimen is subjected to two line loads acting on the top of the specimen and so that each load is located at a distance of one third of the length of span. The loads are steadily increased until failure. 

4 ПОЗНАЧКИ

Rtc гранична міцність при згині, мПа;

F навантаження в момент руйнування, Н;

В  ширина зразка, мм;

h товщина зразка, мм;

L довжина зразка, мм;

? відстань між двома опорними валиками, мм.

5 ОБЛАДНАННЯ

5.1 Ваги для зважування зразків із точністю до 0,01 % від маси зразка, що зважується. 

4 SYMBOLS

Rtc flexura! strength at constant moment, in Megapascal

F      load at failure in newton

В     specimen width in millimetres

h     specimen thickness in millimetres

L     specimen length in millimetres

?  distance between the supporting rollers, in millimeters

5 APPARATUS

5.1 A balance capable of weighing the specimen with a reading up to 0,01 % of the mass to be weighed. 

5.2 Духова шафа з вентиляцією, що спроможна підтримувати температуру (70 ± 5) °С. Вимірювальний прилад із точністю показників до 0,05 мм.

5.3 Дослідний апарат необхідної потужності EN 12390-4 налаштований відповідно до цього стандарту.

5.4 Прилад для застосування на зразок навантаження в двох точках відповідно до EN 12390-5. Прилад складається з двох верхніх валиків (навантажувальні валики) і двох нижніх валиків (опорні валики), рисунок 1. Відстань між двома опорними валиками включається до звіту відповідно до вимог 6.2.2.

5.5 Дослідна кімната, в якій підтримується температура (20±5) °С. 

5.2 A ventilated oven capable of maintaining a temperature of (70 ± 5) °С. A linear measuring device with a reading up to 0, 05 mm.

5.3 A test machine of appropriate force, in accordance with EN 12390-4 and calibrated according to this standard.

5.4 A device for applying loads on the specimen by a two points load, in accordance with EN 12390-5. It consists of two upper rollers (load-applying rollers) and two lower rollers (supporting rollers): see Figure 1. The distance between the two supporting rollers shall be reported as requested in 6.2.2.

5.5 A room which can be maintained at a temperature of (20±5) °С. 

6 ПОРЯДОК ПІДГОТОВКИ ЗРАЗКІВ ДО ВИПРОБУВАННЯ

6.1 Відбір зразків

Відбір зразків не входить до обов'язків дослідної лабораторії, якщо про це не домовлено окремо. 3 однорідної партії відбирається як мінімум 10 зразків із урахуванням вимог 6.2.4.

Доповнити словами: "відбір зразків здійснюється відповідно до ДСТУ Б EN 1467, ДСТУ Б EN 1468, ДСТУ Б EN 1469, ДСТУ Б EN 12057, ДСТУ Б EN 12058".

Пояснення. Стандарт містить вимоги, які відповідають діючим нормативним документам України. 

6 PREPARATION OF SPECIMENS

6.1 Sampling

The sampling is not the responsibility of the testing laboratory except when it is especially requested. At least 10 specimens shall be selected from an homogeneous batch (see also 6.2.4) 

6.2 Дослідні зразки

6.2.1 Тип обробки поверхні

Контрольний стандарт типу обробки поверхні зразків пиляна, полірована поверхня (використовується для ідентифікаційного випробування). Якщо необхідно випробувати готову продукцію (технологічне випробування), допускається поверхня, оброблена полум'ям, піскоструминним апаратом тощо, залежно від остаточного типу експлуатації. Для проведення технологічного випробування як дослідні зразки можуть використовуватися готові вироби або фрагменти, випиляні з готових виробів. Поверхня, що буде експлуатуватися, розташовується поверхнею вниз до опорних валиків. Тип обробки поверхні вказується в звіті.

6.2.2 Розміри

Розміри зразків залежать від товщини h:

- товщина h повинна становити від 25 мм до 100 мм та більше ніж удвічі перевищувати розмір найбільшого кристала в камені;

-  загальна довжина L повинна дорівнювати товщині, помноженій на шість;

- відстань між опорними валиками ? повинна дорівнювати товщині, помноженій на п'ять;

- ширина b повинна знаходитися в діапазоні між 50 мм і товщиною, помноженою на три (50 мм < b < 3h), та в жодному разі не може бути меншою, ніж товщина.

6.2.3 Допустимі відхилення від обмежень

Допустимі відхилення від обмежень за вимірами h, b, L і ? повинні становити ±1 мм від номінальних розмірів. Для проведення ідентифікаційного випробування відхилення від перпендикулярності до осі зразка при вимірі в будь-якому напрямі не повинне перевищувати 2 % з максимальною різницею 2 мм.

6.2.4 Площини анізотропії 

6.2.4.1 Ідентифікаційне випробування

Якщо в камені наявні площини анізотропії (напластування, сланцюватість), зразки підготовлюються відповідно до однієї зі схем, наведених на рисунках 2-4, а напрям площини анізотропії чітко помічається на кожному зразку двома паралельними лініями. 

6.2 Test specimens

6.2.1 Surface finish

As a standard reference, the surface finish of the faces of the specimens shall be sawn, honed or polished (identification test). When it is necessary to carry out the test on final products (technological test) the surface finish of the specimens may be flamed, sandblasted etc., depending on the final use. For the technological test the specimens may be final products or sawn from final products. The surface intended for use shall be in contact with the two supporting rollers (facing downwards). However the kind of surface finish shall be stated in the report.

6.2.2 Dimensions

The dimensions of the specimens are determined by their thickness h:

-  the thickness h shall be between 25 mm and 100 mm and shall be greater than twice the size of the largest crystal in the stone;

-  the total length L shall be equal to six times the thickness;

-  the distance between the supporting rollers ? shall be equal to five times the thickness;

-  the width b shall be between 50 mm and three times the thickness (50 mm < b < 3h), and in no case it shall be less than the thickness.

6.2.3 Limit deviations

The limit deviation on the dimensions h, b, L and ? shall be ±1 mm of the nominal dimensions. In the case of identification test the faces shall not depart from perpendicularity to the axis of the specimen by more than 2 % with a maximum of 2 mm difference, when measured in any direction.

6.2.4 Planes of anisotropy

6.2.4.1 Identification test

if the stone shows planes of anisotropy (e.g. bedding, foliation) the specimens are to be prepared in accordance with at least one of the arrangements shown in Figures from 2 to 4 and the direction of the planes of anisotropy is to be marked on each specimen by at least two parallel lines. 

Якщо відоме розташування зразка відносно площини анізотропії при експлуатації, при проведенні випробування навантаження застосовується до поверхні, яка буде навантажуватися при експлуатації.

Якщо розташування каменю при експлуатації невідоме, але розміщення площини анізотропії на зразку вказане (двома паралельними лініями), випробування проводиться за кожною з трьох схем, показаних на рисунках 2-4; в такому випадку загальна кількість зразків складає 3 х 6 (18 зразків). 

If the use of the stone in respect of the position of the planes of anisotropy is known, the test shall be carried out with the force applied to the face that will be loaded during use.

If the way of use of the stone is not known but the position of the planes of anisotropy is indicated on the specimens (by means of at least two parallel lines), the test shall be carried out on each of the three arrangements shown in Figures from 2 to 4; the total number of specimens will then be 3 times 6. 

6.2.4.2 Технологічне випробування

Зразки випробовуються виключно у відповідному розташуванні виробу, тобто навантаження застосовується до поверхні, що буде навантажуватися при експлуатації.

6.2.5 Підготовка зразків до випробування

Зразки висушуються за температури (70 ± 5) °С до постійної маси. Маса вважається постійною, коли різниця між двома зважуваннями поспіль через проміжок часу (24 ± 2) год не перевищує 0,1 % від попереднього виміру маси.

Після висушування і до проведення випробування зразки зберігаються за температури (20 ± 5) °С для досягнення теплової рівноваги, а випробування проводиться протягом 24 год після вилучення їх із духової шафи.

7 ПОРЯДОК ПРОВЕДЕННЯ ВИПРОБУВАННЯ

Перед проведенням випробування необхідно витерти начисто поверхні валиків і видалити будь-які сторонні речовини з поверхонь зразка, які контактуватимуть з валиками. Ретельно вирівняти зразок і добитися рівноваги зразка відносно опор і навантажувальних валиків, як показано на рисунку 1. Розташування зразка відносно площини анізотропії здійснити відповідно до рисунків 2, 3 і 4.

Рівномірно підвищувати навантаження з інтервалом (0,25 ± 0,05) мПа/с до руйнування зразка. 

6.2.4.2 Technological test

The specimens shall be tested only for the relevant product direction that is, with the force applied to the face which will be loaded during use.

6.2.5 Conditioning before testing

The specimens shall be dried at (70 ± 5) °С to constant mass. Constant mass shall be considered to have been reached when the difference between two weighings made at an interval of (24 ± 2) h is not greater than 0, 1 % of the previous mass measurement.

After drying and before testing the specimens shall be stored at (20 ± 5) °С for thermal equilibrium to be reached, and the test shall be performed within 24 h after removal from the oven.

7 TEST PROCEDURE

Wipe the surfaces of the rollers clean and remove any loose grits from the faces of the specimen which will be in contact with the rollers. Align the specimen carefully and centrally between the supports and the loading cylinders such to gain uniform setting as shown in Figure 1. Specimen position regarding anisotropy directions is visualized in Figures 2, 3 and 4.

The load is increased uniformly at a rate of (0,25 ± 0,05) MPa/s until failure. 

Зареєструвати максимальне навантаження на зразки з точністю до 10 Н. Якщо пошкодження зразка відбулося не між двома лініями навантаження, зареєструвати місце і характер вилому.

8 ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ ВИПРОБУВАННЯ

Гранична міцність при згині (максимальне навантаження в момент руйнування зразка) Rtc розраховується для кожного зразка за такою формулою: 

The maximum load on the specimens shall be recorded to the nearest 10 N and the place and mode of the fracture shall be recorded if the failure has occurred outside the two line loads.

8 EXPRESSION OF THE RESULTS

For each specimen the flexural strength at constant moment Rtc is calculated by the equation: 

Результат вказується в мегапаскалях із точністю до 0,1 мПа.

Пояснення. В дужках внесено доповнення у визначення Rtc.

9 ЗВІТ ПРО ВИПРОБУВАННЯ

До звіту про випробування повинна входити наступна інформація:

а) ідентифікаційний номер звіту;

b) позначення цього стандарту;

с) назва та адреса дослідної лабораторії і місце проведення випробування, якщо воно відмінне від адреси дослідної лабораторії.

d) назва (ім'я) та адреса замовника;

е) замовник надає наступну інформацію:

- петрографічна назва каменю;

- торговельна назва каменю;

- країна і регіон добування;

- назва постачальника;

- напрям існуючої площини анізотропії (якщо це має значення для випробування) чітко вказується на комплекті зразків або на кожній одиниці зразка двома паралельними лініями;

- ім'я особи або назва організації, що провела відбір зразків;

f) дата доставки зразка;

g) дата підготовки зразка (якщо доцільно) і дата проведення випробування;

h) кількість одиниць у зразку;

і) тип обробки поверхні зразків;

j) перпендикулярність осі зразків; 

The result shall be expressed in Megapascals to the nearest 0,1 MPa.

9 TEST REPORT

The test report shall contain the following information:

a) unique identification number of the report;

b) the name, number, and date of issue of this European Standard;

c) the name and address of the test laboratory and the address where the test was carried out if different from the testing laboratory;

d) the name and the address of the client;

e) it is the responsibility of the client to supply the following information:

- the petrographic name of the stone;

- the commercial name of the stone;

- the country and region of extraction;

- the name of the supplier;

- the direction of any existing plane of anisotropy (if relevant to the test) to be clearly indicated on the sample or on each specimen by means of two parallel lines;

- the name of the person or organization which carried out the sampling;

f) the date of delivery of the sample or of the specimens;

g) the date when the specimens were prepared (if relevant) and the date of testing;

h) the number of specimens in the sample; -

i) the surface finish of the specimens;

j) the perpendicularity to the axis of the specimens; 

k) для кожного зразка:

- ширина (b) і товщина (h) з точністю до 0,1 мм;

- довжина (L) і відстань між двома опорними валиками (?) з точністю до 1 мм;

- руйнівне навантаження з точністю до 10Н;

- інтервал навантаження в мегапаскалях за секунду з точністю до 0,05 мПа/с;

- напрям навантаження відносно наявної анізотропії;

- характер і місце вилому, якщо він стався не між двома лініями навантаження;

І) для кожного напряму навантаження середній показник Rtc (граничної міцності при згині) і середнє квадратичне відхилення, в мегапаскалях із точністю до 0,1 мПа;

m) відхилення від стандарту з поясненням;

n) примітки.

Звіт про проведення випробування містить підписи та посади осіб, відповідальних за проведення випробування, і дату складання звіту.

Крім того, вказується, що звіт не може частково відтворюватися без письмового дозволу дослідної лабораторії. 

k) for each specimen:

- width (b) and thickness (h) to the nearest 0,1 mm;

- length (L) and the length of span (?) to the nearest 1 mm;

- failure load to the nearest 10 N;

- loading rate in MPa/s to the nearest 0,05 MPa/s;

- loading direction in relation to any anisotropy;

- mode and place of the fracture when outside the two line loads;

I) for each relevant direction of loading the mean value Rtc of the flexural strength and the standard deviations, in Megapascals to the nearest 0,1 MPa;

m) any deviation from this standard and the reason for such deviation;

n) remarks.

The test report shall contain the signature(s) and role(s) of the responsible(s) for the testing and the date of issue of the report.

It shall also state that the report shall not be partially reproduced without the written consent of the laboratory. 

ДОДАТОК А

(обов'язковий)

СТАТИСТИЧНА ОЦІНКА

РЕЗУЛЬТАТІВ ВИПРОБУВАННЯ

ANNEX A

(normative)

STATISTICAL EVALUATION

OF THE TEST RESULTS

А.1 Галузь застосування

Цей додаток визначає метод статистичного аналізу результатів випробування, отриманих відповідно до методу випробування каменю, наведеного в цьому стандарті. 

A.1 Scope

This annex establishes a method for the statistical treatment of test results obtained following the natural stone test method described in this standard. 

А.2 Позначення та визначення

Отримані величини 

A.2 Symbols and definitions

Measured values 

x1, x2, …xi …,xn

Кількість отриманих величин 

n

Number of measured values 

Середня величина 

Mean value 

Середнє квадратичне відхилення 

Standard deviation 

Варіаційний коефіцієнт (для окремих величин) 

Coefficient of variation (for individual values) 

Середнє логарифмічне 

Logarithmic Mean 

Середнє логарифмічне квадратичне відхилення 

Logarithmic Standard deviation 

Максимальна величина 

Maximum value 

макс Max 

Мінімальна величина 

Minimum value 

мін Min 

Нижнє очікуване значення 

Lower expected value 

,

де ks (порядок квантиля) наведений у таблиці А.1

Порядок квантиля 

where ks (quantiie factor) is given in Table A.1

Quantiie factor 

ks див. таблицю А.1

ks see Table A.1

А.3 Статистична оцінка результатів випробування

Для розрахунку середньої величини (х), середнього квадратичного відхилення (s) і коефіцієнта варіації (v) приймається нормальний розподіл.

Для розрахунку нижнього очікуваного значення (Е) приймається логарифмічний нормальний розподіл. Нижнє очікуване значення (Е) відповідає квантилю 5 % логарифмічного нормального розподілу при рівні певності 75 %. 

А.3 Statistical evaluation of test results

For the calculation of the mean value (x), the standard deviation (s) and the coefficient of variation (v) a normal distribution is assumed.

For the calculation of the lower expected value (E) a logarithmic normal distribution is assumed. The lower expected value (E) corresponds to the 5 % quantile of a logarithmic normal distribution for a confidence level of 75 %. 

n

ks 

3

3,15 

4

2,68 

5

2,46 

6

2,34 

7

2,25 

8

2,19 

9

2,14 

10

2,10 

15

1,99 

20

1,93 

30

1,87 

40

1,83 

50

1,81 

?

1,64 

Наступні приклади роз'яснюють метод:

Приклад 1. Розрахунок середньої величини, середнього квадратичного відхилення, максимальної величини і мінімальної величини з 6 отриманих величин 

The following examples should help to clarify the method:

Example 1. Calculation of mean value, standard deviation, maximum value and minimum value of 6 measured values 

Номер виміру

Measurement no,

1

2

3

4

5

6

Отримана величина х

Measured value x

2000

2150

2200

2300

2350

400

Середня величина

Mean value

Середнє квадратичне відхилення

Standard deviation

Максимальна величина

Maximum value

Мінімальна величина

Minimum value

Приклад 2. Розрахунок середньої величини, середнього квадратичного відхилення, максимальної величини і мінімальної величини з 10 отриманих величин: 

2333

147

2400

2000

Example 2: Calculation of mean value, standard deviation, coefficient of variation and lower expected value of 10 measured values 

Номер виміру

Measurement no.

Отримана величина х

 Measured value х

(In x)

1

2000

(7,60)

2

2150

(7,67)

3

2200

(7,70)

4

2300

(7,74)

5

2350

(7,76)

6

2400

(7,78)

7

2600

(7,86)

8

2750

(7,92)

9

2900

(7,97)

10

3150

(8,06)

Середня величина

Mean value 

2480

(7,807)

Середнє квадратичне відхилення Standard deviation 

363

(0,143)

Варіаційний коефіцієнт

Variation coefficient 

0,15

За таблицею А.1, якщо n = 10, то ks = 2,1 Нижня очікувана величина = 1819 

From Table A.1, for: n = 10, то ks = 2,1

lower expected value 1819 

БІБЛІОГРАФІЯ

EN 12440 Природний камінь.

Критерії деномінації

prEN 12670 Природний камінь. Термінологія 

BIBLIOGRAPHY

EN 12440 Natural stone Denomination criteria

prEN 12670 Natural stone Terminology.