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
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; |
|
|
||
1гх — 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