Файл: Сухарев М.Ф. Производство теплоизоляционных материалов и изделий учебник.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 148

Скачиваний: 5

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Образец устанавливают в центре нижней плиты прес­ са 1, зажимают его между плитами 1 и 2 и начинают давить (без толчков и сотрясений) на образец с равномерной ско­ ростью до его разрушения. Момент разрушения характе­ ризуется резким падением нагрузки, наблюдаемым по ма­ нометру.

Наибольшую нагрузку по шкале манометра отсчиты­ вают с точностью до 5 кГ.

Рис.

6. Схема

устройства

гид­

Рис.

7. Прибор

для определе­

 

равлического

пресса:

 

ния

предела

прочности

 

при

/ —

н и ж н я я

плита

пресса,

2 —

 

 

разрыве:

 

 

в е р х н я я плита

пресса, 3

бачок

/ —

стойка,

2 з а ж и м ы , 3

об­

для

масла,

4—насос,

5 — ц и л и н д р ,

разец, 4

ведерко д л я д р о б и ,

5 —

 

6

поршень

 

 

 

 

д р о б н и ц а

 

 

Предел

прочности

при растяжении

или

разрыве

вдоль

волокон характеризует механическую прочность гибких

теплоизоляционных изделий, например минераловатной

мягкой

плиты.

Для определения предела прочности при разрыве вдоль

большей

стороны плиты вырезают три образца длиной

250 мм,

шириной 50 мм и толщиной, равной толщине изде­

лия. Затем для каждого образца определяют средние зна­ чения ширины и толщины с точностью до 0,1 мм. После этого образец 3 в специальном приборе (рис. 7) с обоих концов закрепляют в зажимах 2. Одним зажимом образец закрепляют на стойке 1, а к другому зажиму подвешивают ведерко 4 массой (вместе с зажимом) не более 500 г, в кото-

23


рое непрерывно до момента разрыва образца из дробницы 5 поступает дробь. Расстояние между зажимами должно быть не менее 180 мм. Предел прочности при разрыве образца определяют по весу разрывающей нагрузки (ведерко вме­ сте с дробью) как среднее арифметическое значение из результатов трех испытаний.

Предел прочности при изгибе определяют на образцахбалочках, выпиленных из жестких изделий. Испытание

Рис. 8. Прибор для определения предела прочности .при изгибе:

/ — рычаг,

2 — ведерко

для

д р о б и ,

3 подпеска, 4

о б р а з е ц -

балочка, 5

— д а в я щ и й

с т е р ж

е н ь , 6

— с о с у д д л я д р о б и ,

7 — опо ­

 

ры,

8

станина

прибора

 

производят на приборе, показанном на рис. 8, следующим образом. Балочку 4 укладывают в строго горизонтальном положении на две опоры 7, расположенные на станине 8 прибора. Расстояние между центрами опор должно состав­ лять 75% длины образца. Края опоры нужно закруглить (радиус 10 мм). Концы образца должны выходить за опоры на 2,5 см.

Перед началом испытания измеряют металлической линейкой ширину и толщину образца в трех местах — по концам и в середине — с точностью до 0,1 мм и вычис­ ляют среднее арифметическое из результатов трех изме­ рений.

24

Нагрузка на испытуемый образец создается с помощью дроби, которая насыпается в ведерко 2, укреплен­ ное на подвеске 3. Подвеска соединена стержнем 5, лежа­ щим по середине испытуемого образца параллельно опорам. Дробь в ведерко насыпается равномерно со скоростью около 100 г/сек из сосуда 6. Для пуска дроби нажимают на рычаг /. В момент излома образца и падения ведерка на рычаг подача дроби в ведерко автоматически прекращается.

Образцы, изломанные вне средней трети длины, в рас­ чет не принимаются. В этом случае испытание должно быть повторено на новых образцах.

Теплоизоляционные изделия волокнистого строения под действием сжимающих нагрузок не разрушаются, а только сжимаются. Такие материалы (изделия) характеризуются

7

в

Рис. 9. Прибор для определения уплотняемости под

нагрузкой, упругости

и

коэффициента

возвра-

 

тимости:

 

/ — основание

п р и б о р а ,

2, 3 п

6 — пластины,

4 — под­

в и ж н а я часть,

5 — стопорный

винт, 7 — масштабная

линейка, 8 — у к а з а т е л ь шкалы

величиной сжимаемости (остаточной деформацией сжатия),

которая

определяется

под удельной

нагрузкой 0,02 кГ/см2.

С ж и м а е м о с т ь

и з д е л и я

п о д

д е й с т ­

в и е м

с ж и м а ю щ и х с и л

(нагрузок)

проверяют

на образцах-плитках размером 100x100 мм и высотой (толщиной), соответствующей высоте (толщине) изделия. Плоскости, на которые производится давление (нижнее и

25


верхнее основания), должны быть измерены

с точностью

до 0,1 мм. Среднее значение площади

поперечного

сечения

образца определяют

с точностью до 0,01 см2.

 

 

На всю площадь образца

укладывают

пластину

опреде­

ленной массы, и нагрузку выдерживают

в течение

15 мин.

Сжимаемость

а

вычисляют по

формуле

 

 

 

 

а - ^ . 1 0 0 % ,

 

 

 

( 13)

где h — высота

(толщина)

образца,

мм;

 

 

х — высота

(толщина)

образца

под

нагрузкой

0,02 кГ/см2,

мм.

 

 

 

 

 

Для испытания минераловатных плит на синтетическом и битумном связующем может быть использован прибор, показанный на рис. 9. На нем можно определять упру­ гость и возвратимость к первоначальному объему образцов

из

гибких

теплоизоляционных

материалов. Коэффициент

упругости

материала / ( у

вычисляют

по формуле

 

 

 

 

 

 

^

= ^ 1

~ ,

 

(14)

а коэффициент

возвратимостн

/С„ по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(15)

где

h — высота

(толщина)

образца до уплотнения, мм;

 

hx

— высота

(толщина)

образца

в уплотненном

состоя­

 

h2

нии (под нагрузкой), мм;

 

 

 

— высота

(толщина)

образца

после снятия

нагруз­

 

 

ки,

мм.

 

 

 

 

 

 

Образец,

выдержанный

при 18—20° С, укладывают на

основание 1, а на поверхность образца опускают пласти­ ну 2 массой 500 г. По масштабной линейке 7 замеряют тол­ щину образца под нагрузкой 0,005 кГ/см2. Затем с помощью винта 5 опускают пластину 3. Масса пластин 2, 3 и 6 вместе со стержнем равна 2 кг, а удельная нагрузка на образец составляет 0,02 кГ/см2. Под этой нагрузкой образец выдер­ живают в течение 5 мин при 18—20° С, после чего замеряют толщину образца с помощью указателя 8 на масштабной линейке. Сжимаемость подсчитывают по формуле (13).

После определения исходной толщины образца под нагрузкой 0,005 кГ/см2 подвижную часть прибора 4 опу­ скают на пластину 2, лежащую на поверхности образца. На верхнюю пластину б подвижной части прибора устанав-

26


ливают груз с таким расчетом, чтобы вся нагрузка на об­ разец, включая массу подвижной части прибора, составила 10 кГ. Под этой нагрузкой образец выдерживают в течение 15 мин, после чего пластину 2 поднимают и закрепляют вин­ тами. Через 15 мин после снятия нагрузки на образец вновь опускают пластину 2 и оставляют ее в этом положении в течение 5 мин, после чего по шкале отсчитывают толщину образца и по формуле (15) вычисляют коэффициент возвратимости.

Для сильно сжимающихся эластичных материалов (поропластов) остаточную деформацию после воздействия сжимающих нагрузок определяют следующим образом

S3

и

§3

Пуансон

Цилиндр

Рис. 10. Прибор для определения предела проч­ ности при сжатии зернистых материалов

Образец (кубик) выдерживают 72 я в сжатом на 50 % состоя­

нии, после

чего нагрузку

снимают

и образец

оставляют

в свободном

состоянии на

30 мин.

При этом

определяют

первоначальную толщину образца, а также толщину его

при сжатии на 50% через 72 ч и конечную толщину

через

30 мин после снятия давления.

 

 

Остаточную деформацию

Roc? вычисляют по

формуле-

 

# о с Т = \zll

-iQQ%.

 

(16)

где К — толщина

образца,

см;

 

 

hx — толщина

образца через 72 ч при сжатии

на

50%'

см;

 

 

 

 

27


А2 — толщина образца через 30 мин

после снятия дав­

ления,

см.

 

 

 

П р о ч н о с т ь

з е р н и с т ы х

т е п л о и з о л я ­

ц и о н н ы х

м а т е р и а л о в определяют

следующим

образом. Пробу

материала свободно засыпают

в стальной

цилиндр с внутренним диаметром и высотой 120 лш (рис. 10) так-, чтобы после разравнивания верхний уровень материала примерно на 20 мм не доходил до верхнего края цилиндра. Затем в цилиндр вставляют пуансон таким образом, чтобы нижняя риска на пуансоне совпала с верх­ ним краем цилиндра. После этого цилиндр с пробой поме­ щают на подушку гидравлического пресса, сдавливают материал до верхней риски пуансона и отмечают в этот мо­

мент показания манометра.

 

 

 

Пуансон следует погружать без перекоса со скоростью

до 1 м/сек. Предел прочности

при сжатии

Rcm материала

в цилиндре вычисляют с точностью до 0,1

кГ/см2 по фор­

муле

 

 

 

#сж = -j-

кГ/см2,

_

(17)

где Р — нагрузка при сдавливании материала при погру­

жении пуансона до верхней риски,

кГ\

F — площадь

поперечного

сечения цилиндра, равная

113 см2

для цилиндра

диаметром

120 мм.

Прочность материала вычисляют как среднее арифме­ тическое из результатов трех определений. Каждое опре­ деление производят с новой порцией материала.

§ 6. ОТНОШЕНИЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ К ДЕЙСТВИЮ ВОДЫ

Увлажнение теплоизоляционных материалов резко ухуд­ шает коэффициент теплопроводности, а следовательно,

итеплозащитные свойства этих материалов.

Содержание в материале свободной воды, которая химически с ним не связана и которая выделяется из мате­ риала при сушке его до постоянной массы, характеризует влажность, материала.

Влажность материала определяют следующим образом. Берут небольшую навеску (5—10 г), помещают ее в сухие, предварительно взвешенные стеклянные бюксы или фар­ форовые стаканчики и сушат в сушильном шкафу при температуре 105—110° С до постоянной массы. Взвешивают навеску с точностью до 0,01 г. Разница в массе навески до

28