Прогнозирование долговечности (работоспособности) пенополистирола в ограждающих конструкциях зданий

• Автор: Андрианов, Константин Анатольевич
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 212 с. : ил

Содержание
Введение

Глава 1. Анализ литературных источников по теме диссертации.

Цель и задачи исследований.

1. . Классификация пенопластов

1.2. Структура иснополистирола.

1.3. Прочностные и деформационные свойства пеноиолистнрола

1.4. Физикохимические свойства пеноиолистнрола

1.5. Влияние времени эксплуатации пеноиолистнрола на механические характеристики ползучесть, долговечность.
1.6. Влияние климатических факторов на прочностные и теплофизические свойства. Старение пенополистирола

1.7. Теплофизические свойства пенополистирола

1.8.1 рименение пенополистирола в ограждающих
конструкциях зданий
1.9. Выводы по главе 1.
1 Цель и задачи исследований.
Глава 2. Методические вопросы
2.1. Объекты исследований
2.1.1. Выбор утеплителя
2.1.2. Выбор клея
2.1.3. Выбор агрессивных сред
2.1.4. Изготовление образцов.
2.2. Приборы и приспособления для механических
испытаний пенопластов
2.2.1. Стенд .тля испытаний при центральном поперечном изгибе и растяжении с изгибом.
2.2.2. Установка для испытаний кольцевых образцов
на растяжение.
2.2.3. Установка для испытаний на сжатие.
2.2.4. Установка для испытаний на пенетрацию.
2.3.риборы и приспособления для физикохимических и
климатических испытаний пенопластов
2.3.1. Стенд для длительных статических испытаний пенопластов в натурных условиях.
2.3.2. Приспособления для циклических испытаний
2.3.3. Установка для определения прочности клеевых соединений пенополистирола с различными материалами.
2.3.4. Прибор для определения коэффициента линейного термического расширения.
2.4. Способы получения и обработки экспериментальных данных.
2.4.1. Расчт термофлуктуационных констант при длительных механических испытаниях пенопластов
2.4.2. Обработка экспериментальных данных при растяжении с изгибом
2.4.3.рименепие метода графоаналитического дифференцирования для определения коэффициентов уравнения Аррениуса при пенетрации
2.4.4. Обработка экспериментальных данных при физикохимических и климатических испытаниях
2.4.5. Статистическая обработка экспериментальных данных.
2.4.6.роверка нормальности распределения
экспериментальных результатов.
2.4.7. Математическое планирование эксперимента для
определения долговечности пенополистирола.
2.5. Выводы по главе 2.
Глава 3. Закономерности разрушения и деформирования
пенополистирола
3.1. Термофлуктуационная концепция прочности.
3.2 Закономерности разрушения пенополистирола. Влияние состав и структуры материала на его прочностную работоспособность
3.3. Поведение пенополистирола при растяжении и
растяжении с изгибом
3.4. Закономерности деформирования пенополистирола
при сжатии.1 Ю
3.4.1. Определение остаточной деформации
3.4.2. Влияние степени сжатия на физические константы, определяющие деформационную работоспособность пенополистирола
3.4.3. Кинетические кривые сжатия.
3.5. Температурновременная зависимость деформирования
при пенетрации.
3.6. Влияние концентраторов напряжения на прочностную
и деформационную работоспособность пенополистирола
3.7. Выводы по главе 3.
Глава 4. Влияние физикохимических и климатических факторов на
работоспособность пенополистирола.
4.1. Влияние жидких агрессивных сред на механические характеристики пенополистирола.
4.2. Влияние агрессивных сред на физические константы
при разрушении и деформировании пенополистирола
4.3. Влияние климатических факторов на
долговечность пенополистирола.
4.3.1. Влияние колебаний температуры и влажности на прочностную долговечность пенополистирола
4.3.2. Влияние циклических испытаний на прочностные
и деформационные характеристики пенополистирола.
4.4. Исследование адгезии и прочности
клеевых соединений пенополистирола
4.4.1. Определение адгезии пенополистирола в зависимости от вида клея.
4.4.2. Влияние циклов замораживания оттаивания на прочность соединений с пенополистиролом
4.4.3. Прочность соединений пеноиолистнрола с различными материалами.
4.5. Определение коэффициента линейного термического
расширения пенополистирола
4.5.1. Влияние скорости нагрева на коэффициент линейного
термического расширения пенополистирола
4.5.2. Определение коэффициента линейного термического расширения пенополистирола в комбинации с различными материалами
4.6. Выводы по главе 4.
Глава 5. Определение долговечности работоспособности
пенополистирола в ограждающих конструкциях зданий
5.1. Анализ видов воздействий на конструкции утепления.
5.2. Примеры определения долговечности работоспособности пенополистирола в конструкциях утепления.
Практические предложения по выбору марки утеплителя
5.3. Определение долговечности работоспособности пенополистирола в конструкциях утепления при помощи уравнений математического планирования эксперимента
5.4. Методика прогнозирования долговечности работоспособности утеплителя
5.5. Выводы по главе 5.
Основные выводы
Список используемой литературы


Для измерения объмного содержания открытых ячеек в жстких пенопластах используют объмомеры, в которых измеряется объм воздуха, вытесняемого из камеры закрытыми ячейками образца. В работе для определения степени замкнутости ячеек жстких пенопластов получены формулы для определения объма, занимаемого закрытыми и открытыми порами, а также стенками ячеек. Структура пенополистирола размеры ячеек, их строение, толщина полимерных плнок и т. Для установления аналитических зависимостей изменения структурных параметров от объмного веса пенопласта используется метод структурного моделирования , , 2 4. Рис. Накамуры. Чжана и Накамуры рис. Считается, что вспененный материал состоит из двенадцатигранных пор с пятиугольными гранями, образованными полимерной матрицей. Материал, окружающий поры, разделн на пятиугольные пластинки постоянной толщины с длиной стороны 0. Кажущаяся плотность пенополнетирола в объме изделий может колебаться. Наиболее заметны эти колебания по высоте плит и блоков рис. Это объясняется главным образом технологическими причинами. Рис. Для пенополнетирола это распределение является однородным, достаточно похожим на нормальное 1. Характер деформации и разрушения пенопластов определяется как строением и физическим состоянием полимераосновы, так и спецификой работы элементов макроструктуры при нагружении и влиянием свойств сырья и технологии изготовления 1,2,. У пенопластов в условиях напряжнного состояния наблюдаются резко выраженные отклонения как от свойств идеально упругих тел, так и от свойств идеально вязких жидкостей, i напряжение одновременно зависит и от деформации, и от е скорости 2. Сжатие. У крупнопористых жстких пенопластов сначала происходит разрушение тяжей наиболее ослабленного слоя приблизительно на высоту одной ячейки с одновременным снижением напряжения. Далее последовательно и необратимо разрушаются тяжи каждого соседнего прилегающего слоя. У мелкопористых лгких пенопластов также происходит смятие наиболее ослабленною поперечного слоя, но на высоту не одной, а нескольких ячеек. Поперечные размеры образцов практически не меняются даже при деформациях сжатия до . У пенопластов же повышенной плотности при испытании на сжатие происходит хрупкое разрушение образцов с образованием трещин по наклонным или продольным плоскостям , ,. В работах 1,2, , , , указывается, что при испытании пенопластов на сжатие хрупкое разрушение в большинстве случаев отсутствует и чтко выраженного предела прочности не наблюдается. Происходит значительная деформация пенополнетирола без потерн несущей способности. Поэтому эта характеристика определяется условно как напряжение, отвечающее заданной деформации материала 2. Первая область докритнческая, соответствующая участку ОА, характеризуется сжатием стенок ячеек. Рис. Соотношение этих областей на кг ПС4 диаграмме определяется свойствами полимерной основы и параметрами ячеистой структуры пенопластов 2, . За предел прочности при сжатии принимается напряжение сгВ, соответствующее площадке текучести. Оно зависит от скорости испытаний. Для оценки прочности при кратковременных испытаниях рекомендуют применять критическое напряжение. Статистический анализ результатов испытаний на сжатие различных партий пенополистирола ПСБ показал, что пределы прочности при сжатии при 5 и ном деформировании образцов отличаются на 1, 2, , , , . Необратимое нарушение макроструктуры начинается при 3 5ной деформации, т. Диафамма сжатия пенопластов является прямолинейной на некотором среднем участке, ограниченном характерными точками. Статистический анализ этих точек позволяет установить область квазиупругой работы материала, в которой рекомендовано определять показатели упругих деформаций иенопластов. Для определения координат характерных точек применяется метод диаграммы разностей деформации , . Условный предел прочности при сжатии пенопластов устанавливается как напряжение, соответствующее 5ной деформации. На диаграммах определялись точки рис. Рис. Диаграммы разностей деформаций а по данным б по . Растяжение. При растяжении в нагруженном пенопласте возникает концентрация напряжений на одиночных тяжах или стенках ячеек.