手拉式水平測力計法

第一節 手拉式水平測力計法

本試驗採用手拉式水平測力計，依據國家標準CNS 13432 陶瓷面磚或 類似材料表面靜摩擦係數試驗法^{註 32}﹙以下簡稱CNS 13432 試驗法﹚進行試 驗。

ㄧ、手拉式水平測力計

主要檯座：W920×D438×H157mm

鈕來特尾端裝置：L203×W203×T24mm 22kg 法碼：L200×W200×H130mm

圖 4-1.1 手拉式水平測力計

圖來源：CT-119M 摩擦係數儀說明書 p.3

圖 4-1.2 本研究使用之手拉式水平測力計 圖來源：本研究攝

註32 ：CNS 13432 試驗法概要詳附錄 2.2。

第肆章 試驗執行及檢討

二、試驗步驟

﹙一﹚測試前準備

1.先放置一張粒度 400 號之乾或濕的碳化矽砂紙於一平坦表面上。

2.將鈕來特尾端裝置置於砂紙上。

3.移動裝置 102 mm，將裝置旋轉 90°後再移動 102mm，此為一個循環。

4.重複步驟 4-1-3 來回四次。

﹙二﹚試驗步驟

1.將標準面磚放置於測試台上，並貼齊邊界。

2.將鈕來特尾端裝置及 22kg 重之法碼放置於測試面上。

3.將手拉式測力計裝上掛鈎，並將掛鈎連接於紐萊特尾端裝置圓環。

4.打開保持(hold)，使測力計停留在最大讀數。

5.沿法線方向移動測試組合，並記錄所需之最大讀數。

6.重複 3-5 之測試共 10 次，且每次測試前應垂直前一次。拉出控制 把手可將測試平台旋轉。

7.考慮試體表面紋路可能具方向性，所以旋轉試體，進行另外三個 方向重複步驟 3-6，共得 40 組最大讀數。

﹙三﹚靜摩擦係數計算方式

依據檢測儀器之說明，利用以下公式計算表面靜摩擦係數：

F=(R/NW)+X

式內，F：乾狀態之表面摩擦係數 R：測試值總和(kg)

N：拉試次數

W：紐特來尾端裝置加上 22 kg 重之法碼之質量(kg) X：校正係數

三、檢測方法檢討

﹙一﹚校正係數

地面材料防性能基準之研究

1. 校正規定：依據 CNS 13432 試驗法第 6 點「校正」，規定由於 很多變數與試驗過程有關，因此每次試驗皆需利用標準面磚來 校正鈕來特底端組合之表面，以標準磚進行測試後計算其校正 係數 X。

2. 實際執行：目前國內並無標準磚，甚至連原產地美國都無法購 得，所以本校正規定無法執行。

3. 檢討：缺乏標準磚校正，無法掌握試驗精密度。

﹙二﹚試驗次數

1. 試驗次數規定：依據 CNS 13432 試驗法第 7.5 規定，每回合四 次，前後各垂直之拉試需於三個不同之試體表面區域重複一回 合，共需 12 組最大力量讀數。

2. 實際執行：考慮面磚表面紋路可能有方向性，及為提升試驗之 精密度，本計畫採四個方向各做 10 次。

至於在讀數之採用，則取 40 個最大讀數，但對於部分表片具 有凹凸紋路者，採取防滑係數最小之ㄧ組﹙10 次﹚做為該樣品 之試驗值。

﹙三﹚潮濕狀態

潮濕狀態下的地面防滑性能是目前最大問題，所以如何檢測潮 濕狀態下的摩擦係數是防滑性能檢測主要目的之ㄧ。

1.潮濕狀態規定：依據 CNS 13432 試驗法第 9.1 規定，利用蒸餾水 飽和測試表面，並保持飽和狀態。

2.實際執行：將試體放入蒸餾水中浸泡 24 小時後，直接拿起後進 行，使有水分布於試體表面。

﹙四﹚水平拉力施力方式

1.施力規定：依據 CNS 13432 試驗法第 7.4 規定，係以手拉式測力 計移動試驗體並求取移動所需最大力量。

第肆章 試驗執行及檢討

3. 實際執行：由於部分文獻指出手拉式測 力計，因施力之大小、速度不同，造成 極大之誤差，本研究經檢討後，參考 ASTM D2394 測試方式，改將拉力計連 接於捲軸，利用捲軸緩慢施力，使施力 之速度及力量較為穩定，實際執行方式 如圖 4-1.4。

圖 4-1.3 美國 ASTM D2394

圖來源：美國 ASTM 網站

圖 4-1.4 以捲軸施力之水平拉力計 圖來源：本研究攝

4. 檢討：試驗結果顯示，以捲軸緩慢施力，對於試驗之精確度確有 提升，手施力之標準差為 2.13 相對於輪軸方式之 1.23，若能以 機器﹙馬達﹚控制速度，相信應可更提升測力計之「精確性」。

表 4-1.1 手拉式水平測力計不同施力方式之精確性比較﹙以石質磚為例﹚

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 總和 平均數 標準差

手拉施力 16.22 20.41 17.12 16.15 18.42 20.56 21.25 16.27 18.64 21.35 186.39 18.64 2.13 以輪軸施力 17.72 20.2 20.36 20.25 21.61 20.49 18.43 21.13 20.29 21.36 201.84 20.18 1.23

0 5 10 15 20 25

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

使用手拉測試 使用輪軸測試

表來源：本研究試驗及整理

圖 4-1.5 手拉式水平測力計不同施力方式之精確性比較 圖來源：本研究繪製

地面材料防性能基準之研究

圖來源：Pedestrian Slip Resistance p.26

註33

：可變角度止滑計試驗方法草案概要詳如附錄 2.3。