Учебное пособие я ш среднее профессиональное образование
жүктеу/скачать 5.14 Mb.
|
А - отделение с искусственным переменным климатом наружного воздуха: Б - отделение с искусственным постоянным климатом отапливаемого помещения; 1 - образец под нагрузкой; 2 - изоляция камеры; 3 - гирляндная система нагружения; 4 - пространственный каркас; 5 - образец без нагрузки; 6 - вентилятор; 7 - смотровое окно; 8 - образец для одновременных испытаний на морозостойкость 
247 позволило имитировать реальные резкие переходы температур в зимний период. Сочетание быстрого замораживания и медленного оттаивания вызывает в материале наибольшие разрушения. Это связано с образованием при быстром замораживании значительного количества замерзшей влаги, не успевшей перераспределиться по объему образца, а при медленном оттаивании — с глубоким перераспределением. Таким образом обеспечиваются условия исследований, близкие к тем, в которых материал находится в ограждении в условиях эксплуатации: с одной стороны на образец воздействуют температуры и влажность внутреннего микроклимата отапливаемого помещения, а с противоположной — в этот же период времени — расчетные влажность и знакопеременные температуры наружного воздуха. Конструкция камеры обеспечивает также (и это предусмотрено методикой) возможность одновременного изучения влияния нагрузок (на образец 1) и испытания образца 8 на морозостойкость. Для этого предварительно подготовленные образцы (с заранее определенными геометрическими характеристиками, плотностью, прочностью и др.) размещали в проеме, разделяющем камеры А и Б, а образец 8 устанавливали в камере А на решетчатой полке, что обеспечивало возможность одновременного испытания образцов на морозостойкость. Для проведения исследований может быть переоборудована практически любая климатическая камера. Возможен упрощенный вариант: в обычном холодильнике размещают переносной теплоизолированный короб, внутри которого установлены источники для создания постоянных расчетных температур и влажности микроклимата отапливаемого помещения. Натурные исследования эксплуатационных свойств МВИ по схемам «НС» и «НП» (см. рис. 5.5) проводят при обследовании их состояния в конструкциях (ограждающих конструкциях зданий, оборудования, тепло- и хладопроводов). При этом фиксируюттеп- ловлажностное состояние утеплителя и отбирают пробы для изучения количественных и качественных изменений в слое тепловой изоляции.
Имеющийся опыт практического применения МВИ, а также результаты выполненных исследований свидетельствуют о том, что их 248 эксплуатационные свойства, как и многих других материалов, сни- жаются со временем, причем наиболее интенсивно — при повышен- ной влажности, вплоть до разрушения структуры еще до их приме- нения в ограждающих конструкциях. В минераловатных изделиях, как известно, может присутство- вать технологическая вода — она остается в них после изготовления (не превышает 1,0—1,5%) — и эксплуатационная, приобретаемая не только при транспортировании, монтаже и эксплуатации, но и в условиях хранен ия, даже если нет непосредственного контакта с во- дой. Свойство минераловатных изделий поглощать (сорбировать) вла- гу из окружающего воздуха называется гигроскопичностью, а до- стигаемое при этом увлажнение — сорбционной или равновесной влажностью. Сорбционные свойства теплоизоляционных материа- лов оцениваютпри разных значениях влажности воздуха (32,54,75, 95, 98 %). В соответствии с действующими стандартами минераловатные изделия выдерживают при 98 % (+ 2 %) влажности воздуха. Спо- собность материалов сопротивляться разрушающему воздействию влаги называется влагостойкостью. Ее оценивают по степени сни- жения упруго-прочностных характеристик минераловатных изде- лий (прочности или сжимаемости) после выдерживания образцов в течение 3 суток в эксикаторе при температуре (22 ± 5) °С и влаж- ности (98 + 2) %. Из-за сравнительной длитель- ности испытаний эта методика не- достаточно эффективна для опе- ративного и заводского контроля качества изготавливаемых МВИ, так как данные о влагостойкости становятся известными после от- грузки готовой продукции потре- бителям. Этот недостаток исклю- чается при испытании в камере, конструкция которой приведена на рис. 5.7. Камера состоит [12] из негер- метизированного сосуда 1 с крышкой 13, снабжена источни- ком нагрева 4 и термометром 12. Внутри сосуда 1 расположен сво- бодно плавающий сетчатый под- дон 2, снаружи — указатели уров- Рис. 5.7. Принципиальная схема камеры для ускоренных исследований влагостойкости минераловатных материалов (а.с. № 10783303):
249 ня кипящей воды 7 и ее горизонтальности 5. В процессе испыта- ний образец 10 устанавливают в сетчатый контейнер 9и размеща- ют на поддоне 2, который на стойках ^прикреплен к «поплавкам»
Сущность ускоренного метода исследования влагостойкости заключается в том, что вместо 3—10-суточных испытаний образца в эксикаторе на сорбционное увлажнение при температуре (22 + 5 )°С и влажности среды (98 ± 2) % производят их кратковременную вы- держку (до 15—20 минут) в среде водяных паров при температуре (98 + 2) °С и влажности (98 + 2) %. Заданное время испытаний в интервале до 20 минут определяют по достижении значения вла- гостойкости, соответствующего значениям прочности и сжимаемо- сти, полученным после сорбционного увлажнения, соответству- ющего известному значению влагостойкости, определенному ра- нее при 3—10-суточных испытаниях (при температуре (22 + 5)°С и влажности (98 ± 2) %). Затем испытывают образцы по ускоренной методике и строят тарировочный график (рис. 5.8): на оси ординат откладывают значение прочности (А) или сжимаемости (А1), по- лученное при 3—10-суточных стандартных испытаниях в эксика- торе, продляют его до пересечения с кривой 1(2), полученной по данным ускоренных испытаний в среДе водяных паров, и на оси абсцисс получают значение требуемого времени ускоренных испы- таний (соответственно Б или Б1). юо 5 \ а» (э* 60 х — X О Ъ 20 о а. 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Длительность ускоренных испытаний, мин Рис. 5.8. Тарировочный график для определения длительности ускоренных исследований влагостойкости: 1,2- кривые изменения соответственно прочности на сжатие (а) и сжимаемости (Сж) по ускоренной методике; А и А, - значения соответственно прочности и сжимаемости после сорбционного увлажнения; Б и Б, - значения времени ускоренных испытаний, соответствующие значениям прочности и сжимаемости, полученным после сорбционного увлажнения 
250
Качество ограждающих конструкций должно отвечать требованиям нормативных документов и характеризуется техническими и эксплуатационными свойствами, которые обеспечиваются безотказностью, ремонтопригодностью и долговечностью конструктивных элементов, атакже свойствами применяемых материалов. Совокупность этих свойств определяет надежность работы здания или сооружения в целом при заданных режимах эксплуатации в заданном отрезке времени (сроке службы). Л эксплуатационная стойкость 251 теплоизоляционного слоя в ограждающей конструкции определяется свойством длительно сохранять работоспособность вплоть до предельного состояния, при котором его дальнейшая эксплуатация становится невозможной из-за физического износа, а восстановление экономически нецелесообразно. При определений рациональной области применения и выборе оптимального вида теплоизоляционного материала важно знать не только его теплозащитные и физико-механические свойства, но также и эксплуатационную стойкость в проектируемых условиях. В качестве главных эксплуатационных показателей (ГЭП), наиболее полно характеризующих эксплуатационные свойства слоя утеплителя из минераловатных материалов в ограждающих конструкциях, могут быть приняты: предел прочности на растяжение — для минераловатных материалов, применяемых в каркасных перегородках и стеновых панелях; предел прочности на сжатие при 10 %-ной деформации — для минераловатных материалов, используемых в покрытиях зданий с рулонной кровлей. Прочность минераловатного теплоизоляционного слоя внутри ограждающей конструкции снижается во времени: на графиках «прочность — длительность испытаний» практически во всех случаях имеем кривую типа экспоненты с отрицательным степенным показателем, причем начальная часть этой кривой имеет тенденцию снижения к горизонтальной оси (в полулогарифмическом масштабе наблюдается излом прямой: наибольшие разрушения отмечены в первые 3—5 лет эксплуатации в конструкциях зданий и в первые 100—150 циклов испытаний в климатических камерах). Наличие ярко выраженного излома прямых в полулогарифмическом масштабе не позволяет проводить прогнозирование по данным кратковременных испытаний путем экстраполяции их за пределы эксперимента. Поэтому для прогнозирования наиболее достоверным может быть аналитический метод, в соответствии с которым сначала устанавливают вероятный закон снижения прочности (кривую долговечности), затем определяют константы расчетных формул [6]. Характер изменения начальной прочности минераловатных материалов при их эксплуатации в стенах и покрытиях зданий (рис. 5.9) может быть описан с помощью уравнения вида: %)= (°о “ °*)- е'“” + °*> : где сг(п) — текущее значение прочности минераловатного материала; ст0 — начальная прочность минераловатного материала в ограждающей конструкции; 252 о* — значение прочности минераловатного слоя на стадии практического разрушения (отказа) в конструкции стены; а — показатель, характеризующий комплексное влияние эксплуатационных факторов на снижение во времени физико-механических и теплозащитных свойств слоя минераловатной тепловой изоляции; п—прогнозируемая эксплуатационная стойкость минераловатной тепловой изоляции в стенах и покрытиях зданий. 
Рис. 5.9. Характер изменения прочности слоя тепловой изоляции из минераловатных материалов в процессе длительной эксплуатации в стенах и покрытиях зданий: ст0 - начальная прочность минераловатного материала в ограждающей конструкции; стр - расчетное значение прочности слоя тепловой изоляции из минераловатных материалов в конструкции стены или покрытия; а- значение прочности тепловой изоляции из минераловатных материалов на стадии практического разрушения (отказа) в конструкции стены; пр - прогнозируемое значение срока надежной эксплуатации минераловатного утеплителя (годы); п' - прогнозируемое значение срока эксплуатации минераловатного утеплителя на стадии разрушения, отказа (годы); а - показатель, характеризующий комплексное влияние эксплуатационных факторов на снижение во времени физико-механических и теплозащитных свойств слоя минераловатной тепловой изоляции; п - прогнозируемая эксплуатационная стойкость минераловатной тепловой изоляции в стенах и покрытиях зданий Упростим уравнение:
1п Цп) - о*) = 1п (ст0 -а*)-ап. Прочность слоя минераловатной тепловой изоляции в конструкции на стадии практического разрушения (о*), очевидно, больше нуля (физически о* = прочности ковра без связующего). Например, для минераловатных плит повышенной жесткости, применяемых в качестве утеплителей в покрытиях зданий с рулонной кровлей, значение о* = прочности на сжатие минераловатного ковра без связу жүктеу/скачать 5.14 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||