Испытание пенополистирольных плит

Испытания пенополистирольных плит, изготовленных беспрессовым способом: методические указания / Сост. С.А. Лукьянчиков, Л.Н. Пименова, Н.О. Копаница, А.Н. Ничинский. – Томск: Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2012. – 19 с.

Рецензент доцент, к.т.н. Л.А. Аниканова Редактор Е.Ю. Глотова

Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Технология производства изоляционных материалов» для студентов, обучающихся по направлению 270800 «Строительство» и профилю подготовки 27080004 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций» и направлению «Строительство», шифр Б3.В17, подготовки бакалавров очной формы обучения.

Печатаются по решению методического семинара кафедры строительных материалов и технологий № 6 от 03.02.2012 г.

Утверждены и введены в действие проректором по учебной работе В.В. Дзюбо

с 01.09.2012 до 01.09.2017

Оригинал-макет подготовлен авторами

Подписано в печать 12.12.12. Формат 60×84. Бумага офсет. Гарнитура Таймс.

Уч.-изд. л. 1. Тираж 50 экз. Заказ №566.

Изд-во ТГАСУ, 634003, г. Томск, пл. Соляная, 2. Отпечатано с оригинал-макета в ООП ТГАСУ.

634003, г. Томск, ул. Партизанская, 15.

2

1. ВВЕДЕНИЕ

Пенополистирол – высокопористый газонаполненный материал – нашел наибольшее применение в строительстве среди других видов пенопластов как эффективный теплоизолятор. Его получают двумя способами: прессовым (марок ПС) и беспрессовым (марок ПСБ). Методы, изучаемые при выполнении данной работы, распространяются на пенополистирольные плиты, изготавливаемые беспрессовым способом из суспензионного вспенивающегося полистирола с добавкой или без добавки антипирена. Плиты предназначаются для тепловой изоляции в качестве среднего слоя строительных ограждающих конструкций и промышленного оборудования при отсутствии контакта плит с внутренними помещениями. Температура изолируемых поверхностей не должна быть выше 80 ºС. Плиты относятся к группе сгораемых материалов. Кроме плит, из полистирольного пенопласта выпускают изделия в виде скорлуп и сегментов для изоляции промышленного оборудования и трубопроводов.

Полистирольные пенопласты имеют преимущественно закрытые поры и поэтому характеризуются низким водопоглощением; они стойки к действию воды, кислот, щелочей, но плохо сопротивляются действию органических растворителей, горят, имеют невысокую теплопроводность.

Основными показателями, характеризующими качество пенополистирольных изделий как теплоизолятора, являются средняя плотность и теплопроводность.

Целью освоения дисциплины «Технология изоляционных строительных материалов» является формирование у студентов знаний в области технологии производства изоляционных материалов, приобретение навыков решения конкретных практических задач, связанных с получением требуемых параметров качества изоляционных материалов.

3

Задачами освоения дисциплины являются изучение свойств и методов испытания изоляционных материалов, влияния компонентного и количественного состава на свойства материалов и изделий; освоение принципов формирования заданной структуры изоляционных материалов, определение взаимосвязи свойств материала с их составом и строением и технологических принципов производства материалов с приведением основных технико-экономических показателей производства.

В результате освоения дисциплиныобучающийся должен: знать: 1) взаимосвязь состава, строения и свойств изоляционных строительных материалов, принципы оценки показателей качества, нормативно-техническую документацию на

продукцию;

2)теоретические основы технологических процессов производства отделочных, теплоизоляционных и гидроизоляционных материалов и изделий;

3)принципы подбора и компоновки технологического оборудования;

уметь: 1) целенаправленно управлять процессом производства теплоизоляционных и гидроизоляционных материалов

иизделий;

2)получать изделия с заранее заданными свойствами и минимальными материальными и топливно-энергетическими затратами;

3)пользоваться рабочими чертежами узлов изделий и конструкций;

4)пользоваться справочной литературой по направлению своей профессиональной деятельности;

владеть: 1) стандартными методами испытаний и оценкой качества изделий;

2)инженерной терминологией в области строительного материаловедения;

4

3.) практическими навыками в проведении исследовательских и проектных работ в области производства изоляционных строительных материалов.

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины, должны быть следующие:

Владение культурой мышления, способностью к обобщению, ОК-1 анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору

путей ее достижения

Осознание социальной значимости своей будущей профессии, ОК-8 обладание высокой мотивацией к выполнению профессиональ-

ной деятельности

Способность осуществлять информационный поиск по отдель- ПК-6 ным агрегатам и системам объектов исследования

Способность вести подготовку документации по менеджменту качества; владение типовыми методами контроля качества технологических процессов; умение организовать рабочие места, ПК-13 их техническое оснащение, размещение технологического оборудования; осуществлять контроль технологической дисципли-

ны и экологической безопасности

2. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Цель настоящей работы – изучение методов испытания и приобретение практических навыков оценки качества пенополистирольных плит, изготавливаемых беспрессовым способом из суспензионного вспенивающегося полистирола.

3. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Для достижения поставленной в работе цели реализуются следующие этапы:

–подготовка к проведению эксперимента;

–определение влажности;

5

–определение средней плотности;

–определение предела прочности при изгибе;

–определение предела прочности на сжатие при 10 %-й линейной деформации;

–определение теплопроводности;

–определение времени самостоятельного горения;

–определение водопоглощения;

–подготовказаключенияпорезультатамвыполненнойработы. Полученные результаты необходимо сравнить с требова-

ниями ГОСТ 15588–86 и сделать заключение о марке пенополистирольных плит.

4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Для выполнения лабораторной работы на одну бригаду студентов требуется следующее оборудование:

–металлическая линейка и штангенциркуль;

–весы лабораторные с погрешностью не более 5г и 0,01г;

–сушильный шкаф с температурой нагрева до 100 ºС и обеспечивающий поддержание заданной температуры с погрешностью не более 2 ºС;

–эксикатор с хлористым безводным кальцием;

–испытательная машина, обеспечивающая измерение нагрузки с погрешностью не более 1 % от величины сжимающего усилия и постоянную скорость нагружения образца 5–10 мм/мин, а также снабженная устройством с нагружающим индентором и опорами, имеющими радиус закругления

(6±1) мм;

–спиртовая горелка;

–штатив;

–секундомер 2-го класса;

–ванна, имеющая сетчатые подставку и пригруз;

–дистиллированная вода.

6

5. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

5.1. Отбор проб

Плиты принимают партиями, состоящими из плит одного типа, марки и одинаковых номинальных размеров.

При приемо-сдаточных испытаниях проверяют: линейные размеры, правильность геометрической формы (отклонение от плоскостности, разность длин диагоналей), внешний вид (притупленность ребер и углов, скосы по сторонам притупленных углов, выпуклости или впадины), а также физикомеханические показатели, перечисленные в п. 3.

Для проверки соответствия плит требованиям по линейным размерам, правильности геометрической формы и внешнему виду от партии объемом до 200 м3 отбирают 10 плит, от партии объемом свыше 200 м3 – 20 плит. Для проверки физи- ко-механических показателей отбирают 3 плиты из 10 или 5 из 20 плит, прошедших проверку по показателям внешнего вида.

Перед изготовлением образцов для испытаний плиты должны быть выдержаны не менее 3 ч при температуре (22±5) °С. Испытания образцов проводят в помещении с температурой воздуха (22±5) °С и относительной влажностью (50±5) % после предварительной выдержки их при этих же условияхне менее 5 ч.

При неудовлетворительных результатах испытаний хотя бы по одному из показателей проводят повторную проверку по этому показателю удвоенного количества плит, отобранных из той же партии.

При неудовлетворительных результатах повторных испытаний партия плит приемке не подлежит.

Для партии изделий, не принятой по результатам контроля линейных размеров, правильности геометрической формы и внешнего вида, допускается применять сплошной контроль, при этом изделия контролируют по тому показателю, по которому не была принята партия.

7

5.2. Определение влажности

Сущность метода заключается в определении разности массы образца до и после высушивания при заданной температуре. Для определения влажности из плит, отобранных по п. 5.1, выпиливают по три образца: один из середины и два на расстоянии 50 мм от края плиты. Размеры образца должны быть [(50×50×50)±0,5] мм. Если толщина плиты, из которой изготавливают образцы, меньше 50 мм, то высоту образца принимают равной толщине плиты.

Образцы взвешивают с погрешностью не более 0,01 г, высушивают в сушильном шкафу при температуре (60±2) °С в течение 3 ч, а затем охлаждают в эксикаторе с хлористым кальцием в течение 0,5 ч, после чего образцы взвешивают с той же погрешностью.

Влажность Wобразца в процентах вычисляют по формуле

W m m1 100 %, m1

где m – масса образца до высушивания, г; m1 – масса образца после высушивания, г.

Значение влажности устанавливают как среднее арифметическое значение параллельныхиспытаний, округленное до 1,0%.

Результаты измерений заносят в табл. 1.

Таблица 1

Влажность пенополистирольных плит

8

5.3. Определение средней плотности

Сущность метода заключается в определении массы единицы объема пенополистирольной плиты.

Плиты, отобранные по п. 5.1, взвешивают с погрешностью не более 0,5 % и определяют их геометрические размеры.

Длинуи ширинуплит измеряют линейкой в трех местах: на расстоянии 50 мм от края и посередине плиты. Толщину плит измеряют штангенциркулем в 8 местах на расстоянии 50 мм от боковых граней плиты: 4 точки посередине длины и ширины плиты и 4 точки по углам плиты на расстоянии 50 мм от пересечения боковых граней. За длину, ширину и толщину принимают среднее арифметическое значение измерений плиты.

Плотность плиты (ρm) вычисляют в килограммах на кубический метр по формуле

m

ρm V 1 0,01W ,

где m – масса плиты, кг; V – объем плиты, м3; W – влажность плиты, %.

За результат испытания принимают среднее арифметическое значение всех определений, округленное до 0,1 кг/м3.

Все полученные данные заносят в табл. 2.

Таблица 2

Средняя плотность пенополистирольных плит

Определяемые параметры

Номер образца

1 2 3

Масса образца, кг Размеры образца, м длина ширина высота

Объем образца, м3 Средняя плотность, кг/м3

Среднее арифметическое значение средней плотности, %

9

5.4. Определение прочности на сжатие при 10 %-й линейной деформации

Сущность метода заключается в определении величины сжимающего усилия, вызывающего деформацию образца по толщине на 10 % при заданных условиях испытания.

Для определения прочности на сжатие при 10 %-й линейной деформации из плит, отобранных по п. 5.1, выпиливают по три образца размером [(50×50×50)±0,5] мм (один из середины и два на расстоянии 50 мм от края плиты).

Если толщина плиты, из которой изготавливают образцы, меньше 50 мм, то высота образцов принимается равной толщине плиты. Допускается использовать образцы, на которых определялась влажность плит.

Измеряют линейные размеры образца. Затем образец устанавливают на опорную плиту машины таким образом, чтобы сжимающее усилие действовало по оси образца. Нагружение образца проводят до достижения нагрузки, соответствующей 10 %-й линейной деформации, причем нагружение образца проводят в направлении толщины плиты, из которой он был выпилен.

Прочность на сжатие при 10 %-й линейной деформации Rcж в мегапаскалях вычисляют по формуле

где Р – нагрузка при 10 %-й линейной деформации, Н; l – длина образца, м; b – ширина образца, м.

За результат испытания принимают среднее арифметическое значение параллельных определений прочности плит, округленное до 0,01 МПа.

Все полученные данные заносят в табл. 3.

10