雷 華

（廣州城市職業(yè)學(xué)院 廣州510405）

0 引言

紙面石膏板是一種建筑板材，制作過程中以特制的板紙作為護(hù)面，在主要原料建筑石膏內(nèi)摻入適量的添加劑和纖維作為板芯加工而成［1］。紙面石膏板具有可拆裝、輕質(zhì)量、易施工等特性［2］。市場中有普通紙面石膏板及具有防火、防水、防潮等特殊功能的紙面石膏板。在對建筑物室內(nèi)進(jìn)行吊頂、建造輕質(zhì)隔墻和進(jìn)行各種裝飾裝修等工程中會用到紙面石膏板，是極具潛力的新型建筑裝飾裝修材料［3，4］。

紙面石膏板在應(yīng)用過程中，斷裂荷載是其重要的性能指標(biāo)，判斷產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣，對工程應(yīng)用和工程安全有非常重要的意義［5，6］。《紙面石膏板：GB/T 9775-2008》［7］中的試驗方法規(guī)定了斷裂荷載試驗樣品規(guī)范的取樣部位。但由于各種原因，在工程項目送檢過程中，存在一些不規(guī)范的取樣方式，導(dǎo)致試驗數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差。本文重點(diǎn)研究了不同取樣部位對紙面石膏板斷裂荷載性能的影響。

1 試驗

1.1 樣品制備

試驗過程中選用同某廠家生產(chǎn)的棱邊形狀為楔形、規(guī)格為2 440 mm×1 220 mm×9.5 mm和棱邊形狀為楔形、規(guī)格為2 440 mm×1 220 mm×12 mm 的普通紙面石膏板。

按標(biāo)準(zhǔn)尺寸切取400 mm×300 mm 的縱向樣品和300 mm×400 mm 的橫向樣品；取樣部位分別為：板材中心位置、板材距端頭邊緣1/4位置、板材距棱邊邊緣1/4 位置、距端頭邊緣50 mm 位置、距棱邊邊緣50 mm位置、端頭位置、棱邊位置，如圖1所示。每組5塊，標(biāo)明縱向、橫向、正面、反面等樣品信息。

圖1 取樣部位Fig.1 The Sampling Positions

1.2 儀器設(shè)備

試驗儀器采用量程為0～1 000 N（精度為0.5 級）的電子抗折抗彎試驗機(jī)和最高溫度為300℃（精度為±1℃）的電熱鼓風(fēng)干燥箱［7］。

1.3 試驗方法

在試驗中，預(yù)先將試驗樣品放置在溫度為40℃（精度為±2℃）的電熱鼓風(fēng)干燥箱中烘干，直到試驗樣品的重量不再發(fā)生變化，接著將試驗樣品放置在溫度為25℃（精度為±5℃），相對濕度為50%（精度為±5%）的環(huán)境條件下，使其冷卻到與室溫一致［8］。

將冷卻至室溫的樣品放置在電子抗折試驗機(jī)上，抗折夾具支座跨距為350 mm，縱向取樣樣品按正面朝下的方式放置，橫向取樣樣品按正面朝上的方式放置［9］。試驗過程中沿平行于下支座的方向采用4.0 N/s的加荷速度加荷輥在跨距中間的位置進(jìn)行加荷載，直至樣品破壞斷裂。記錄破壞荷載，即為該塊紙面石膏板的斷裂荷載。以5塊的平均值作為該組紙面石膏板的斷裂荷載。

2 斷裂荷載試驗數(shù)據(jù)

將板材中心位置、板材距端頭邊緣1/4位置、板材距棱邊邊緣1/4 位置、距端頭邊緣50 mm 位置、距棱邊邊緣50 mm 位置、端頭位置、棱邊位置的橫向和縱向試驗樣品，按照上述試驗方法進(jìn)行樣品預(yù)處理和試驗，測試其橫向斷裂荷載和縱向斷裂荷載值，結(jié)果如表1所示。

3 試驗數(shù)據(jù)分析

⑴如表1 所示，通過對實驗數(shù)據(jù)比對分析，發(fā)現(xiàn)2種厚度規(guī)格的紙面石膏板縱向試樣斷裂荷載大于橫向試樣斷裂荷載。

表1 紙面石膏板不同取樣部位的斷裂荷載值Tab.1 The Flexural Strength of Different Sampling Position of Gypsum Plasterboard

這是由于普通紙面石膏板的強(qiáng)度絕大部分來源于護(hù)面紙；且廠家生產(chǎn)時，上下護(hù)面紙也有縱向和橫向之分，縱向斷裂荷載大于橫向斷裂荷載。而且在實際使用中，普通紙面石膏板的正面始終是朝下的，正面護(hù)面紙成收拉狀態(tài)，故正面朝下（即縱向斷裂荷載）始終要高于正面朝上（橫向斷裂荷載）。

⑵如表1、圖2a 所示，9.5 mm 厚普通紙面石膏板在取樣部位Z1～Z3 的縱向斷裂荷載值有輕微的變化，相對穩(wěn)定；Z4～Z7下降趨勢明顯。

距端頭邊緣50 mm 位置Z4 和距棱邊邊緣50 mm位置Z5 分別比板材中心位置Z1 下降5 N 和4 N，降幅為1.18%和0.94%；端頭位置Z6和棱邊位置Z7比板材中心位置Z1 分別下降10 N 和16 N，降幅為2.35%和3.76%?？芍硬课辉酵祟^和棱邊方向，斷裂荷載下降趨勢越明顯。

⑶如表1、圖2a 所示，12 mm 厚普通紙面石膏板在Z1～Z4 取樣部位，對應(yīng)的縱向斷裂荷載試驗數(shù)據(jù)相對穩(wěn)定，變化不大。隨著取樣部位越往端頭或棱邊方向，試驗數(shù)據(jù)逐步降低，其中距端頭邊緣50 mm 位置Z4和距棱邊邊緣50 mm位置Z5比板材中心位置Z1分別下降4 N 和22 N，降幅為0.74%和4.05%，端頭位置Z6 和棱邊位置Z7 比板材中心位置Z1 分別下降33 N和36 N，降幅為6.08%和6.63%。

⑷如表1、圖2b 所示，2 種普通紙面石膏板會出現(xiàn)因取樣部位不同，而導(dǎo)致橫向斷裂荷載試驗數(shù)據(jù)有著較明顯的趨勢變化，隨著取樣部位從中心位置越接近棱邊或端頭，橫向斷裂荷載值逐漸降低。9.5 mm 厚普通紙面石膏板和12 mm 厚普通紙面石膏板最大降幅均出現(xiàn)在端頭位置H6，與板材中心位置H1 相比，下降幅度分別為12.08%和10.08%。

⑸2 種規(guī)格普通紙面石膏板在距離端頭和棱邊一樣距離的位置取樣時，縱向和橫向斷裂荷載值基本保持一致，相對穩(wěn)定。例如Z2 與Z3，H2 與H3，Z4 與Z5，H4 與H5 等，說明距離端頭和棱邊相同距離的位置取樣對縱向和橫向斷裂荷載試驗數(shù)據(jù)影響較小。

⑹如圖2 所示，2 種規(guī)格的石膏板隨著取樣部位從中心位置越接近棱邊或端頭，縱向、橫向斷裂荷載值逐漸降低。縱向荷載下降幅度最大的出現(xiàn)在棱邊位置Z7，橫向荷載下降幅度最大的出現(xiàn)在端頭位置H6。

圖2 不同取樣部位紙面石膏板的斷裂荷載Fig.2 The Flexural Strength of Different Sampling Position of Gypsum Plasterboard

⑺文獻(xiàn)［7］明確規(guī)定，斷裂荷載試樣在距離板材四周大于100 mm 處進(jìn)行取樣。前3 個取樣部位符合標(biāo)準(zhǔn)要求，后4 個部位不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。其試驗數(shù)據(jù)也印證了這一點(diǎn)，2 種規(guī)格的石膏板1～3 處所對應(yīng)的縱向、橫向斷裂荷載值均較高且穩(wěn)定，4～7處所對應(yīng)的數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，逐漸降低，且2 種板降低幅度差異較大，規(guī)律性較差。

4 結(jié)論

⑴普通紙面石膏板縱向斷裂荷載，不同取樣部位Z1～Z3 較為穩(wěn)定，但是在板材距端頭邊緣1/4 位置和板材距棱邊邊緣1/4位置開始往端頭位置和棱邊位置取樣時，斷裂荷載有開始下降的趨勢，其中越接近端頭位置和棱邊位置時，下降趨勢越明顯。12 mm 厚普通紙面石膏板在棱邊位置Z7，比板材中心位置Z1下降6.63%。

⑵普通紙面石膏板橫向斷裂荷載，不同取樣部位H1～H3 相對穩(wěn)定，但H4～H7 隨著取樣部位從板材中心位置越接近棱邊位置或端頭位置，橫向斷裂荷載值呈明顯下降趨勢，其中端頭位置下降幅度最大。9.5 mm 厚普通紙面石膏板在端頭位置H6，與板材中心位置H1相比，下降幅度為12.08%。

⑶在普通紙面石膏板斷裂荷載試驗樣品取樣時，應(yīng)按照文獻(xiàn)［7］規(guī)定，在距離板材四周大于100 mm 處進(jìn)行取樣，例如取樣部位1～3，確保試驗數(shù)據(jù)能反映該普通紙面石膏板的真實質(zhì)量，保證試驗結(jié)果準(zhǔn)確有效。

紙面石膏板種類很多，本文僅以應(yīng)用較為廣泛的PC 普通紙面石膏板為例，對取樣部位對斷裂載荷的影響進(jìn)行了試驗對比分析、研究，為廠家生產(chǎn)、工程送檢和第三方檢測提供技術(shù)參考。