方法与原理
短距压缩试验(Short Span Compression Test,SCT)用于测量纸和纸板在极短跨度内的抗压缩强度。该方法的核心在于通过限制试样在压缩过程中的弯曲变形,获取材料在纸面方向上的真实压缩特性。
试验时,将宽度15mm的试样夹持于两个相距0.7mm的夹具之间,沿试样平面方向施加压缩载荷直至破坏。0.7mm的短跨距设计有效消除了弯曲效应的影响,使测得的压缩强度直接反映纤维基材的本征抗压能力。该方法适用于定量在100~400g/m²范围的纸张和纸板,尤其适合瓦楞原纸和挂面纸板的评价。
标准依据
短距压缩试验的国际方法标准为ISO 9895,国内对应的国家标准为GB/T 2679.10《纸和纸板短距压缩强度的测定法》。该标准于1993年发布并等效采用ISO 9895:1989,适用于制造纸箱和纸盒的纸和纸板,也适用于实验室制备的手抄片。
试验仪器的技术要求和检定方法分别由QB/T 2386《纸与纸板短距压缩试验仪》和JJG(轻工)116《纸与纸板短距压缩试验仪检定规程》规范。QB/T 2386-2017版,规定了仪器测量范围为压力10~500N、压缩强度1~30kN/m,分辨力分别为0.1N和0.01kN/m。
操作步骤
试样制备是影响测试结果的关键环节。沿纸幅纵、横向分别裁切宽度15mm的试样条,切口应平直、整洁,边缘无毛刺或损伤。试样的两个长边应保持平行,宽度偏差不超过0.1mm。测试前按标准大气条件对试样进行温湿度调节处理,并在相同条件下完成试验。
仪器开机后需进行预热和校准。检查气源压力是否达到0.4MPa以上,确保气路密封可靠、电磁阀控制功能正常。将试样垂直插入固定夹具与活动夹具之间的0.7mm间隙中,确保试样端面与夹具钳口边缘对齐。启动测试程序后,气动系统首先施加约2300N的夹持力固定试样,施力系统随即以3±1mm/min的速度对试样施加压缩载荷,直至试样压溃,记录峰值压力并计算压缩强度。
常见问题
试样在夹具中发生滑移。试样夹持力不足可能导致测试过程中试样滑动,影响峰值力的准确性。应检查气源压力是否满足0.4MPa以上的要求,必要时调节调压阀至规定值。
试样断裂位置偏斜。若试样在夹具边缘处断裂而非有效压缩区域断裂,通常表明试样未垂直插入夹具,或试样端面存在倾斜。该次试验数据应予舍弃并重测。
钳口磨损影响测试精度。0.7mm自由间距处与试样接触的四个夹持钳口边缘应保持锐利的直角。长期使用后钳口磨损会导致实际压缩跨距增大,引入弯曲效应,需定期使用标准塞尺检查自由间距误差是否在±0.05mm范围内。
示值偏差超出允许范围。仪器在测量上限值10%~100%范围内,示值相对误差不应超过±1.0%,示值重复性相对误差不大于1.0%。若偏差超差,需使用标准砝码或测力传感器进行校准。
应用领域
短距压缩试验主要用于瓦楞原纸和箱纸板的质量控制与来料检验。该测试指标反映了纸板边缘承载能力,与制成纸箱后的抗压强度存在直接关联性,可帮助生产企业在纸板阶段预判成品强度水平。对于纸浆试验阶段由实验室制备的手抄片,该方法同样可用于评估不同打浆工艺对纤维结合强度的影响。除此之外,SCT方法也适用于光纤电缆护套等薄壁材料的抗压性能评价。
