ISO 8013:2006
(Main)Rubber, vulcanized — Determination of creep in compression or shear
Rubber, vulcanized — Determination of creep in compression or shear
ISO 8013:2006 specifies a method for the determination of creep in rubber continuously subjected to compressive or to shear forces. The standard cannot be used for intermittent deformation of rubber.
Caoutchouc vulcanisé — Détermination du fluage en compression ou en cisaillement
L'ISO 8013:2006 spécifie une méthode pour la détermination du fluage dans du caoutchouc soumis en continu à des forces de compression ou de cisaillement. Elle ne peut pas être utilisée pour une déformation intermittente du caoutchouc.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 8013
Second edition
2006-10-01
Rubber, vulcanized — Determination of
creep in compression or shear
Caoutchouc vulcanisé — Détermination du fluage en compression ou
en cisaillement
Reference number
ISO 8013:2006(E)
©
ISO 2006
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ISO 8013:2006(E)
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Published in Switzerland
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ISO 8013:2006(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 1
4 Apparatus . 2
5 Test piece . 7
6 Time-lapse between vulcanization and testing . 8
7 Mechanical conditioning. 9
8 Test temperature. 9
9 Procedure . 9
10 Calculation of results . 10
11 Expression of results . 13
12 Test report . 13
Annex A (informative) Values of forces required for rubbers of different hardnesses . 14
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ISO 8013:2006(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 8013 was prepared by Technical Committee ISO/TC 45, Rubber and rubber products, Subcommittee
SC 2, Testing and analysis.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 8013:1988), which has been revised to update
the normative references (ISO 471, ISO 3383, ISO 4648 and ISO 4661-1 have been replaced by ISO 23529
and ISO 1747 by ISO 1827).
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ISO 8013:2006(E)
Introduction
When a constant stress is applied to rubber, the deformation is not constant but increases gradually with time;
this behaviour is called “creep”. Conversely, when rubber is subjected to a constant strain, a decrease in the
stress in the material takes place; this behaviour is called “stress relaxation”.
The creep test is of particular interest where vulcanized rubbers are used to support a constant load, such as
in bearings or mountings.
The processes responsible for creep may be physical or chemical in nature, and under all normal conditions
both processes will occur simultaneously. However, at normal or low temperatures and/or short times, creep is
dominated by physical processes, whilst at high temperatures and/or long times, chemical processes are
dominant. In general, physical creep is found to be directly proportional to logarithmic time, and chemical
creep to linear time; but great care must be taken in extrapolating time/creep curves in order to predict creep
after periods considerably longer than those covered by the test, and in using tests at higher temperatures as
accelerated tests to give information on creep at lower temperatures.
In addition to the need to specify the temperature- and time-intervals in a creep test, it is also necessary to
specify the initial strain and the previous mechanical history of the test piece, since these may also influence
the measured creep, particularly in rubbers containing filler.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 8013:2006(E)
Rubber, vulcanized — Determination of creep in compression
or shear
WARNING — Persons using this International Standard should be familiar with normal laboratory
practice. This standard does not purport to address all of the safety problems, if any, associated with
its use. It is the responsibility of the user to establish appropriate safety and health practices and to
ensure compliance with any national regulatory conditions.
1 Scope
This International Standard specifies a method for the determination of creep in rubber continuously subjected
to compressive or to shear forces. The standard cannot be used for intermittent deformation of rubber.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 815, Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of compression set at ambient, elevated or
low temperatures
ISO 1827, Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of modulus in shear or adhesion to rigid
plates — Quadruple shear method
ISO 4664-1, Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of dynamic properties — Part 1: General
guidance
ISO 23529, Rubber — General procedures for preparing and conditioning test pieces for physical test
methods
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
creep increment
increase in strain which occurs in a specified time-interval under constant force and at constant temperature
NOTE It is expressed as the ratio of the increase in deformation over the time-interval to the initial, unstrained
thickness.
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ISO 8013:2006(E)
3.2
creep index
relative increase in strain which occurs in a specified time-interval under constant force and at constant
temperature
NOTE It is expressed as the ratio of the increase in the strain over the time-interval to the strain at the beginning of
the interval.
3.3
compliance increment
ratio of the increase in strain which occurs in a specified time-interval under constant force and at constant
temperature to the constant stress applied
4 Apparatus
4.1 Thickness-measuring device
Thickness measurements shall be made using a device complying with either ISO 23529 or the test apparatus
described in 4.2. lt shall be capable of measuring the test piece thickness to the nearest 0,1 mm. lt shall have
plates of diameter at least 30 mm. The dial gauge shall be fitted with a flat contact perpendicular to the
plunger and parallel to the base plate and shall operate with a foot pressure of (22 ± 5) kPa.
4.2 Compression device for measurement in compression
The apparatus shall consist of two parallel, flat steel plates, between which the prepared test piece is
compressed. In the case of unbonded test pieces, the plates shall be highly polished with a surface finished to
not worse than 0,2 µm arithmetic mean deviation from the mean line of the profile. It is recommended that the
operating surfaces of the plates be lubricated. The test pieces shall be free from mould lubricants and dusting
powder. The plates shall be sufficiently rigid to withstand the force without bending and of sufficient size to
ensure that the whole of the compressed test piece is within the area of the plates.
2
NOTE For most purposes, a silicone or fluorosilicone liquid having a kinematic viscosity of 0,01 m /s at standard
temperature is a suitable lubricant.
One of the plates shall be rigidly mounted so that it does not move in any direction under the action of the
compressive force. The other plate shall be able to move in a friction-free manner in one direction only, i.e. in
a direction coincident with the axis of the test piece (see Figure 1).
The apparatus shall be capable of applying the full force with negligible overshoot and maintaining it constant
to within 0,1 %. The mechanism for applying the force shall be such that the line of action of the applied force
remains coincident with the axis of the test piece as it creeps.
Suitable equipment shall be connected to the compression device so that the deformation of the test piece
may be determined, to an accuracy of ± 0,1 % of the initial test piece thickness, at different times after the
force has been fully applied.
Many types of apparatus have been used, with mechanical, electronic or optical measurement of deformation.
Figure 2 shows a typical example using a micrometer dial gauge for the determination of creep in
compression. The measuring device shall not exert a pressure of more than 22 kPa on the test piece at the
beginning.
The test piece and the flat plates of the compression device shall be inside a temperature-controlled chamber
(see 4.4).
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ISO 8013:2006(E)
Key
1 steel plates
2 test piece
3 line of action of compressive force
δ initial thickness
0
Figure 1 — Test piece in compression
4.3 Shear device for measurements in shear
The apparatus shall be capable of measuring the shear deflection in the test piece due to the application of a
constant shear force.
The apparatus shall be capable of applying the full force with negligible overshoot and maintaining it constant
to within 0,1 %.
The force shall be applied either to the central metal plate, with the outer plates rigidly mounted, or to the
outer metal plates with the central plate rigidly mounted. The line of action of the applied force shall be in the
plane of the central plate, and pass through its centre in a direction perpendicular to the undeformed rubber
test pieces. This line of action shall be maintained as the test piece creeps (see Figure 3).
The movement of the central plate relative to the outer plates shall be in a friction-free manner and only in the
direction of the line of action of the applied force.
Suitable equipment shall be connected to the test piece so that relative movement of the central plate with
respect to the outside plates can be determined with an accuracy of ± 0,01 mm at different times after the
force has been fully applied.
The test piece and the flat plates to which it is bonded shall inside a temperature-controlled chamber (see 4.4).
Figure 4 shows a typical shear test fixture.
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ISO 8013:2006(E)
Key
1 dial gauge 4 temperature-co
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 8013
Deuxième édition
2006-10-01
Caoutchouc vulcanisé — Détermination
du fluage en compression ou en
cisaillement
Rubber, vulcanized — Determination of creep in compression or shear
Numéro de référence
ISO 8013:2006(F)
©
ISO 2006
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ISO 8013:2006(F)
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Publié en Suisse
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ISO 8013:2006(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Définitions . 1
4 Appareillage . 2
5 Éprouvette . 7
6 Délai entre vulcanisation et essai . 9
7 Conditionnement mécanique . 9
8 Température d'essai . 9
9 Mode opératoire . 9
10 Calcul . 10
11 Expression des résultats . 13
12 Rapport d'essai . 13
Annexe A (informative) Valeurs des forces requises pour des caoutchoucs de différentes duretés. 15
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ISO 8013:2006(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 8013 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 45, Élastomères et produits à base d'élastomères,
sous-comité SC 2, Essais et analyses.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 8013:1988), qui a fait l'objet d'une mise à
jour des références normatives (l'ISO 471, l'ISO 3383, l'ISO 4648 et l'ISO 4661-1 ont été remplacées par
l'ISO 23529 et l'ISO 1747 par l'ISO 1827).
iv © ISO 2006 – Tous droits réservés
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ISO 8013:2006(F)
Introduction
Lorsqu'une contrainte constante est appliquée au caoutchouc, la déformation n'est pas constante mais
augmente progressivement avec le temps; ce comportement est appelé «fluage». Inversement, lorsque le
caoutchouc est soumis à une déformation constante, il se produit une diminution de la contrainte au sein du
matériau; ce comportement est appelé «relaxation de contrainte».
L'essai de fluage est particulièrement intéressant dans les cas où des caoutchoucs vulcanisés sont utilisés
pour supporter une charge constante, comme dans les appuis ou les supports.
Les processus responsables du fluage peuvent être de nature physique ou chimique, et dans toutes les
conditions normales les deux processus interviennent simultanément. Toutefois, aux températures normales
ou basses et/ou pour des courtes durées, le fluage est dominé par les processus physiques, tandis qu'aux
températures élevées et/ou pour des longues durées, les processus chimiques sont prépondérants. En
général, le fluage physique se révèle être directement proportionnel au logarithme du temps, et le fluage
chimique au temps linéaire; mais il est nécessaire d'être très prudent d'une part dans l'extrapolation des
courbes temps/fluage afin de prévoir le fluage après des temps considérablement plus longs que ceux
couverts par l'essai, et d'autre part en utilisant des essais à des températures élevées comme essais
accélérés pour donner des informations sur le fluage à des températures plus basses.
Outre la nécessité de spécifier la température et les intervalles de temps dans un essai de fluage, il est
également nécessaire de spécifier la déformation initiale et le «passé» mécanique de l'éprouvette, étant
donné qu'ils peuvent aussi avoir une influence sur le fluage mesuré, en particulier dans les caoutchoucs
contenant des charges.
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NORME INTERNATIONALE ISO 8013:2006(F)
Caoutchouc vulcanisé — Détermination du fluage en
compression ou en cisaillement
AVERTISSEMENT — Il convient que les utilisateurs de la présente Norme internationale soient
familiarisés avec les pratiques d'usage en laboratoire. La présente Norme internationale n'a pas la
prétention d'aborder tous les problèmes de sécurité concernés par son usage. Il est de la
responsabilité de l'utilisateur d'établir des règles de sécurité et d'hygiène appropriées et de s'assurer
de la conformité avec toutes conditions réglementaires nationales.
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie une méthode pour la détermination du fluage dans du caoutchouc
soumis en continu à des forces de compression ou de cisaillement. Elle ne peut pas être utilisée pour une
déformation intermittente du caoutchouc.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 815, Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination de la déformation rémanente après
compression aux températures ambiantes, élevées ou basses
ISO 1827, Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination du module ou de l'adhérence à des
plaques rigides — Méthode du quadruple cisaillement
ISO 4664-1, Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination des propriétés dynamiques —
Partie 1: Lignes directrices
ISO 23529, Caoutchouc — Procédures générales pour la préparation et le conditionnement des éprouvettes
pour les méthodes d'essais physiques
3 Définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
incrément de fluage
accroissement de déformation qui se produit dans un intervalle de temps spécifié sous force constante et à
température constante
NOTE Il est exprimé par le rapport de l'accroissement de déformation dans l'intervalle de temps à l'épaisseur initiale
avant déformation.
© ISO 2006 – Tous droits réservés 1
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ISO 8013:2006(F)
3.2
indice de fluage
accroissement relatif de déformation qui se produit dans un intervalle de temps spécifié sous force constante
et à température constante
NOTE Il est exprimé par le rapport de l'accroissement de déformation dans l'intervalle de temps à la déformation au
début de l'intervalle.
3.3
incrément de complaisance
rapport de l'accroissement de la déformation qui se produit dans un intervalle de temps spécifié sous force
constante et à température constante à la contrainte constante appliquée à l'éprouvette.
4 Appareillage
4.1 Dispositif de mesurage de l'épaisseur
Les mesurages d'épaisseur doivent être effectués en utilisant un dispositif conforme soit à l'ISO 23529, soit à
l'appareil d'essai décrit en 4.2. Il doit être capable de mesurer l'épaisseur de l'éprouvette à 0,1 mm près. Il doit
avoir des platines d'au moins 30 mm de diamètre. Le micromètre à cadran doit être muni d'un contact plan
perpendiculaire à la tige et parallèle à la platine formant la base et il doit fonctionner avec une pression du
pied presseur égale à 22 kPa ± 5 kPa.
4.2 Dispositif de compression pour mesurage en compression
L'appareil doit comporter deux plaques d'acier parallèles, planes, entre lesquelles l'éprouvette préparée est
comprimée. Dans les cas où les éprouvettes ne sont pas collées, les plaques doivent être hautement polies,
avec un fini de surface dont l'écart moyen arithmétique avec la ligne moyenne du profil ne dépasse pas
0,2 µm. Il est recommandé de lubrifier les surfaces opérantes des plaques. Les éprouvettes doivent être
exemptes de lubrifiant de démoulage ou de produits pulvérulents. Les plaques doivent être assez rigides pour
résister à la force appliquée sans se courber et être de taille suffisante pour qu'il soit certain que toute
l'éprouvette comprimée est comprise dans la superficie des plaques.
2
NOTE Dans la plupart des cas, un fluide silicone ou fluorosilicone ayant une viscosité cinématique de 0,01 m /s à
température normale est un lubrifiant approprié.
L'une des plaques doit être montée de manière rigide de façon a ce qu'elle ne se déplace dans aucun sens
sous l'action de la force de compression. L'autre plaque doit pouvoir se déplacer sans frottement dans une
seule direction, c'est-à-dire la direction qui coïncide avec l'axe de l'éprouvette (voir Figure 1).
L'appareil doit être capable d'appliquer la force totale avec un dépassement qui soit négligeable, et de la
maintenir constante à 0,1 %. Le mécanisme d'application de la force doit être tel que la ligne d'action de la
force appliquée reste en coïncidence avec l'axe de l'éprouvette pendant son fluage.
Un équipement convenable doit être relié au dispositif de compression de sorte que la déformation de
l'éprouvette puisse être déterminée avec une exactitude de ± 0,1 % de l'épaisseur initiale de l'éprouvette, à
différents moments après que la force ait été totalement appliquée.
2 © ISO 2006 – Tous droits réservés
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ISO 8013:2006(F)
Légende
1 plaques d'acier
2 éprouvette
3 direction de la force de compression
δ épaisseur initiale
0
Figure 1 — Éprouvette de compression
De nombreux types d'appareils ont été utilisés, avec mesure de la déformation mécanique, électronique ou
optique. La Figure 2 représente un exemple type avec micromètre à cadran, pour la détermination du fluage
en compression. Le dispositif de mesure ne doit pas exercer une pression de plus de 22 kPa sur l'éprouvette
au départ.
L'éprouvette et les plaques planes du dispositif de compression doivent être à l'intérieur d'une enceinte à
température contrôlée (voir 4.4).
© ISO 2006 – Tous droits réservés 3
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ISO 8013:2006(F)
Légende
1 micromètre à cadran 4 enceinte à température contrôlée
2 levier de blocage 5 éprouvette
3 anneau support 6 tige en céramique
Figure 2 — Exemple de dispositif d'essai pour fluage en compression
avec enceinte à température contrôlée
4.3 Dispositif de cisaillement pour mesurage en cisaillement
L'appareil doit être capable de mesurer la déflexion en cisaillement de l'éprouvette, due à l'application d'une
force de cisaillement constante.
L'appareil doit être capable d'appliquer la force totale avec une dépassement négligeable, et de la maintenir
constante à 0,1 % près.
La force doit être appliquée soit sur la plaque métallique centrale lorsque les plaques extérieures sont
montées de façon rigide, soit sur les plaques métalliques extérieures lorsque la plaque centrale est montée de
façon rigide. La ligne d'action de la force appliquée doit être dans le plan de la plaque centrale, et passer par
son centre dans une direction perpendiculaire aux éprouvettes de caoutchouc non déformées. Cette ligne
d'action doit être maintenue pendant le fluage de l'éprouvette (voir Figure 3).
4 © ISO 2006 – Tous droits réservés
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ISO 8013:2006(F)
Le déplacement de la plaque centrale par rapport aux plaques extérieures doit se faire sans frottement et
uniquement dans la direction de la ligne d'action de la force appliquée.
Un équipement convenable doit être relié à l'éprouvette de sorte que le déplacement relatif de la plaque
centrale par rapport aux plaques extérieures puisse être déterminé avec une exactitude de
...
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