Способ испытания теплоизоляционных материалов (варианты)

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ(71) Заявитель Научно-исследовательское и проектно-технологическое республиканское унитарное предприятие Институт НИПТИС имени Атаева С.С.(72) Авторы Пилипенко Владимир Митрофанович Пашков Александр Петрович Кузьмичев Роман Владимирович Самсонов Александр Николаевич(73) Патентообладатель Научно-исследовательское и проектно-технологическое республиканское унитарное предприятие Институт НИПТИС имени Атаева С.С.(56) ГОСТ 17177-94. Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы испытаний. ГОСТ 23404-86. Панели легкие ограждающие с утеплителем из пенопласта. Метод определения модулей упругости и сдвига пенопластов.1492237 1, 1989.1395974 1, 1988.2189576 1, 2002.2207537 2, 2003.1478081 1, 1989.1587384 1, 1990.1635049 1, 1991.(57) 1. Способ испытания теплоизоляционного материала, при котором изготавливают образец и помещают его в испытательную машину так, чтобы сжимающее усилие было направлено по вертикальной оси образца, прикладывают к образцу сжимающую силу и измеряют значения сжимающих усилий, отличающийся тем, что образец изготавливают из теплоизоляционного и наружного слоя штукатурной системы утепления, а сжатие образца осуществляют до его разрушения или до достижения величины относительных деформаций теплоизоляционного слоя более 10 , строят графическую зависимость напряжения от относительной деформации при одноосном сжатии, по которой судят о прочностных характеристиках штукатурной системы утепления при изменении деформации сжатия, и определяют предел прочности при сжатии штукатурной системы утепленияиз выражения, где- максимальная сила, вызвавшая разрушение или относительные деформации в теплоизоляционном слое более 10 ,А - площадь поперечного сечения образца, мм 2. 2. Способ испытания теплоизоляционного материала, при котором изготавливают образец и помещают его в испытательную машину, прикладывают к образцу растягивающую силу, направленную перпендикулярно к поверхности и фиксируют значение растягивающей силы и соответствующие перемещения, отличающийся тем, что образец изготавливают из теплоизоляционного и наружного слоя штукатурной системы утепле 13475 1 2010.08.30 ния, приклеивают к нему с двух сторон жесткие металлические пластины, а растяжение образца осуществляют до отрыва наружного слоя образца от теплоизоляционного слоя или до разрыва материалов теплоизоляционного или наружных слоев, строят графическую зависимость напряжения от относительной деформации при одноосном растяжении,по которой судят о прочностных характеристиках штукатурной системы утепления при изменении деформации растяжения, и определяют предел прочности при растяжении штукатурной системы утепленияиз выражения, где- максимальная сила, вызвавшая разрушение,- площадь поперечного сечения образца, мм 2. 3. Способ испытания теплоизоляционного материала, при котором изготавливают образец и помещают его в испытательную машину, прикладывают к образцу силу сдвига,направленную вдоль поверхности, и фиксируют значение сдвигающей силы, отличающийся тем, что образец изготавливают из теплоизоляционного и наружного слоя штукатурной системы утепления, приклеивают к неподвижной подоснове теплоизоляционный слой, а на наружный слой образца приклеивают металлическую пластину с выпуском одного края, причем сдвиг образца осуществляют до его разрушения или до достижения величины относительных деформаций сдвига более 10 , строят графическую зависимость напряжения от относительной деформации при сдвиге, по которой судят о прочностных характеристиках штукатурной системы утепления при изменении деформации сдвига, и определяют предел прочности при сдвиге штукатурной системы утепленияиз выражения, где- максимальная сдвигающая сила, вызвавшая разрушение или относительные деформации сдвига более 10 , Н- площадь образца, мм 2. Изобретение относится к методам испытаний теплоизоляционных строительных материалов, в частности штукатурных систем утепления, и предназначено для определения предела прочности при сжатии, растяжении и сдвиге. Известен способ испытания теплоизоляционных строительных материалов (ГОСТ 22695-77. Панели стен и покрытий зданий слоистые с утеплителем из пенопластов. Пенопласты. Методы испытаний на прочность, Издание официальное, Государственный комитет Совета Министров СССР по делам строительства, Москва, 1976, пункт 2), при котором образцы пенопластов вырезают из панелей совместно с приформованными к утеплителю листами, сжимают образец до его разрушения на испытательной машине и определяют прочность при сжатии, а за результат испытаний принимают среднее арифметическое параллельных определений. Известный способ имеет ряд существенных недостатков и не позволяет оценить величину предела прочности при сжатии штукатурной системы утепления с построением условной диаграммы сжатия. Наиболее близким по технической сущности к заявляемым техническим решениям следует считать способ испытания теплоизоляционных строительных материалов на сжатие и растяжение (ГОСТ 17177-94. Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы испытаний, Издание официальное, Межгосударственная научно-техническая комиссия по стандартизации и техническому нормированию в строительстве, Минск,1996, пункт 14), при котором целый или составной по высоте образец устанавливают в испытательную машину так, чтобы сжимающее усилие было направлено по вертикальной оси образца, а растягивающее усилие было направлено перпендикулярно к поверхности,2 13475 1 2010.08.30 сжимают или растягивают образец и измеряют значения сжимающих или растягивающих усилий, вызывающих разрушение образца. Однако известный способ также имеет ряд существенных недостатков и не отражает фактической работы материалов в условиях эксплуатации. В способе определяется только усилие разрушения и не позволяет оценить величину предела прочности при сжатии или растяжении штукатурной системы утепления при различных текущих значениях деформаций. Отсутствие картины динамического изменения прочностных характеристик приводит к ошибкам при проектировании слоев штукатурки и не обеспечивает требуемой прочности утепления. Еще одним недостатком известного способа является его трудоемкость, материалоемкость и длительность испытаний, вследствие необходимости приготовления эталонных образцов. Также наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению относят и способ испытания теплоизоляционных строительных материалов на сдвиг (ГОСТ 23404-86. Панели легкие ограждающие с утеплителем из пенопласта. Метод определения модулей упругости и сдвига пенопласта. Государственный комитет СССР по делам строительства), при котором образец с приклеенными металлическими пластинами устанавливают и фиксируют в испытательной машине, осуществляют сдвиг образца и измеряют значения сдвигающих усилий, вызывающих разрушение образца. Однако известный способ испытания на сдвиг имеет те же существенные недостатки и также не отражает фактической работы материалов в условиях эксплуатации. Отсутствие картины динамического изменения прочностных характеристик приводит к ошибкам при проектировании слоев штукатурки и не обеспечивает требуемой прочности утепления. Еще одним недостатком известного способа является его трудоемкость, материалоемкость и длительность испытаний, вследствие необходимости приготовления эталонных образцов. Задачей, решаемой заявленным изобретением, является обеспечение наглядности и оперативности в оценке величины предела прочности при сжатии или растяжении, или сдвиге штукатурной системы утепления при различных текущих значениях деформаций,создание способа испытания теплоизоляционных материалов с определением прочностных характеристик и построением условных диаграмм, представляющих собой графическую зависимость напряжение - относительные деформации. Технический результат заключается в получении динамической картины изменения прочностных характеристик при разных значениях деформаций, в повышении оперативности испытания, точности измерения, в обеспечении наглядности обработки результатов,а также снижении энергетических, материальных и трудовых затрат. Поставленная задача достигается следующими вариантами реализации способа. По первому варианту способа испытания теплоизоляционного материала изготавливают образец и помещают его в испытательную машину так, чтобы сжимающее усилие было направлено по вертикальной оси образца, прикладывают к образцу сжимающую силу и измеряют значения сжимающих усилий, при этом, согласно способу по изобретению,образец изготавливают из теплоизоляционного и наружного слоя штукатурной системы утепления, а сжатие образца осуществляют до его разрушения или до достижения величины относительных деформаций теплоизоляционного слоя более 10 , строят графическую зависимость напряжения от относительной деформации при одноосном сжатии, по которой судят о прочностных характеристиках штукатурной системы утепления при изменении деформации сжатия, и определяют предел прочности при сжатии штукатурной системы утепленияиз выражения, где- максимальная сила, вызвавшая разрушение или относительные деформации в теплоизоляционном слое более 10 ,- площадь поперечного сечения образца, мм 2. 3 13475 1 2010.08.30 По второму варианту способа испытания теплоизоляционного материала изготавливают образец и помещают его в испытательную машину, прикладывают к образцу растягивающую силу, направленную перпендикулярно к поверхности, и фиксируют значение растягивающей силы и соответствующие перемещения, при этом, согласно способу по изобретению,образец изготавливают из теплоизоляционного и наружного слоя штукатурной системы утепления, приклеивают к нему с двух сторон жесткие металлические пластины, а растяжение образца осуществляют до отрыва наружного слоя образца от теплоизоляционного слоя или до разрыва материалов теплоизоляционного или наружных слоев, далее строят графическую зависимость напряжения от относительной деформации при одноосном растяжении, по которой судят о прочностных характеристиках штукатурной системы утепления при изменении деформации растяжения, и определяют предел прочности при растяжении штукатурной системы утепленияиз выражения, где- максимальная сила, вызвавшая разрушение,- площадь поперечного сечения образца, мм 2. По третьему варианту способа испытания теплоизоляционного материала изготавливают образец и помещают его в испытательную машину, прикладывают к образцу силу сдвига, направленную вдоль поверхности, и фиксируют значение сдвигающей силы, при этом, согласно способу по изобретению, образец изготавливают из теплоизоляционного и наружного слоя штукатурной системы утепления, приклеивают к неподвижной подоснове теплоизоляционный слой, а на наружный слой образца приклеивают металлическую пластину с выпуском одного края, причем сдвиг образца осуществляют до его разрушения или до достижения величины относительных деформаций сдвига более 10 , строят графическую зависимость напряжения от относительной деформации при сдвиге, по которой судят о прочностных характеристиках штукатурной системы утепления при изменении деформации сдвига, и определяют предел прочности при сдвиге штукатурной системы утепленияиз выражения, где- максимальная сдвигающая сила, вызвавшая разрушение или относительные деформации сдвига более 10 ,- площадь образца, мм 2. Сущность изобретения поясняется следующими чертежами фиг. 1 - графическая зависимость напряжения от относительной деформации при одноосном сжатии (прочности сжатия) фиг. 2 - графическая зависимость напряжения от относительной деформации при одноосном растяжении (прочности растяжения) фиг. 3 - графическая зависимость напряжения от относительной деформации при сдвиге (прочности сдвига). Предлагаемые варианты способа осуществляют следующим образом. Первый вариант (сжатие). Изготавливают образец из теплоизоляционного и наружного слоя штукатурных систем утепления размером 100100)5) мм, толщиной, равной толщине изделия. Помещают образец в испытательную машину, в качестве которой используют универсальную разрывную машину с диапазоном измерений от 0,01 кН до 5 кН, обеспечивающую сжатие образца со скоростью 1-60 мм/мин, при этом погрешность измерения составляет не более 2 , прикладывают к образцу сжимающую силу при скорости движения активного захвата (101) мм/мин. В процессе испытания фиксируют значение силы, приложенной к образцу и соответствующие перемещения. Испытания проводят до разрушения образца или до достижения величины относительных деформаций теплоизоляционного слоя более 10 . 4 13475 1 2010.08.30 В процессе испытания по определению предела прочности при сжатии строят графическую зависимость напряжение - относительные деформации сжатия, которая наглядно в динамике отражает изменение прочностных характеристик при разных значениях деформации сжатия (фиг. 1). При построении графической зависимости прочности сжатия по оси абсцисс откладывают относительные деформации , определяемые из выражения, где- величина - -го приращения толщины образца, мм- первоначальная толщина образца, мм, а по оси ординат откладывают напряженияопределяемые из выражения, где- величина -й силы,- площадь поперечного сечения образца, мм 2. Второй вариант (растяжение). Изготавливают образец из теплоизоляционного и наружного слоя, размером 200200) 5) мм и толщиной, равной толщине изделия. На образец с двух сторон приклеивают жесткие металлические пластины тонким слоем с помощью быстрополимеризующимся клеем со значением адгезии большей, чем предел прочности сцепления теплоизоляционного слоя с защитно-декоративным слоем. Помещают образец в испытательную машину, в качестве которой используют универсальную разрывную машину с диапазоном измерений от 0,01 кН до 5 кН, обеспечивающую сжатие образца со скоростью 1-60 мм/мин, при этом погрешность измерения составляет не более 2 , прикладывают к образцу растягивающую силу при скорости движения активного захвата (101) мм/мин. В процессе испытания фиксируют значение силы, приложенной к образцу и соответствующие перемещения. Испытания осуществляют до отрыва наружного слоя образца от теплоизоляционного слоя или до разрыва материалов теплоизоляционного или наружных слоев. В процессе испытания по определению предела прочности при растяжении строят графическую зависимость напряжение - относительные деформации растяжения, которая наглядно в динамике отражает изменение прочностных характеристик при разных значениях деформации растяжения (фиг. 2). При построении графической зависимости прочности растяжения по оси абсцисс откладывают относительные деформации , определяемые из выражения, где- величина - -го приращения толщины образца, мм- первоначальная толщина образца, мм, а по оси ординат откладывают напряжения, где- величина -й силы,- площадь поперечного сечения образца, мм 2. Третий вариант (сдвиг). Изготавливают образец из теплоизоляционного и наружного слоя, размером 300300) 5) мм и толщиной, равной толщине изделия. Образец приклеивают теплоизоляционным слоем к неподвижной горизонтальной подоснове, затем на наружный слой образца приклеивают металлическую пластину с вы 5 13475 1 2010.08.30 пуском одного края пластины на 200 мм. Приклеивание выполняют тонким слоем быстрополимеризующимся клеем. Свободный конец металлической пластины помещают в захват испытательной установки и зажимают. К образцу прикладывают силу сдвига, направленную вдоль поверхности, при скорости движения захвата (101) мм/мин. В процессе испытания фиксируют значение сдвигающей силы, приложенной к образцу и соответствующие перемещения. Испытания осуществляют до разрушения образца или при достижении величины относительных деформаций сдвига более 10 . В процессе испытания по определению предела прочности при сдвиге строят графическую зависимость напряжение - относительные деформации сдвига, которая наглядно в динамике отражает изменение прочностных характеристик при разных значениях деформации сдвига (фиг. 3). При построении графической зависимости прочности сдвига по оси абсцисс откладывают относительные деформации , определяемые из выражения, где , - величина - -го приращения толщины образца, мм- первоначальный размер образца, мм, а по оси ординат откладывают напряженияопределяемые из выражения Фиг. 3 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6