Прочность пенопласта | Пенопласт и Пенополистирол
18 марта 2019 tutus Главная страница » Характеристики Просмотров:Прочность пенопласта при его весе, это нечто
Прочность пенопласта важный показатель. Пенопласт ПСБ-С обладает очень легким весом при его объемах, около 10-50 кг/м3, это свойство очень облегчает работу с ним. При этом пенопласт обладает достаточно высокими прочностными свойствами, показатели колеблются от 0,03 до 0,4 МПа! Это очень высокие показатели. Если перевести эти цифры в доступный язык для каждого, то, к примеру, прочность на сжатие 0,1 МПа, способен выдерживать нагрузку на 1 метр квадратный своей площади около 10 тонн. Как Вам такое? И это при его небольшой плотности около 15 кг/м3. Эти цифры используются при выборе сферы применения пенопласта, ведь как мы знаем, к примеру, на пол действуют высокие механические нагрузки, мы по нему ходим, а иногда и ездим на разных транспортных средствах, следовательно нам нужен материал, который будет выдерживать данные нагрузки и не разрушаться под действием их.
Прочность пенопласта — это свойство, указывающее в какой области можно применять пенопласт ПСБ-С. Прочностные свойства пенопласта можно условно разделить на три составляющие:
Прочность на сжатие.
Прочность пенопласта на сжатие
Показывает какую нагрузку способен выдерживать пенопласт. Существует два значения: при 10% деформации (ДСТУ Б.В.2.7-8-94) и при 2% деформации (ДСТУ EN 13163). На рис 1 представлена зависимость прочности на сжатие от плотности (при условии, что технология производства пенопласта соблюдена).
Читателям на заметку: Если вас интересуют цветочные композиции из живых цветов, то получить всю необходимую информацию вы сможете на интернет-ресурсе presentele.ru.
Предел прочности при изгибе.
Прочность пенопласта при изгибе
Эта характеристика показывает способность пенопласта к деформации — изгибу (излому). Сильно зависит от качества производства и сырья. При неудовлетворительном спаивании гранул (когда есть пространства между гранулами), прочность пенопласта на изгиб будет минимальная! Как видно на рис 2, представлена зависимость прочности на изгиб от плотности пенопласта.
Но следует помнить, что при плохом спаивании гранул, эта зависимость не будет отражать действительные свойства пенопласта — прочность на изгиб!
Прочность при растяжении.
Прочность пенопласта при растяжении
Показывает на сколько прочно спаяны гранулы между собой. Это необходимо знать при нанесении на пенопласт дополнительных элементов (штукатурки, оклейка декора и т.д.).
Плиты из пенополистирола
В настоящее время выпускается шесть марок плит, каждая из которых отличается по своим физико-механическим показателям. Сравнительная таблица приведена ниже в данном разделе.
Плиты строительные пенополистирольно-суспензионные производятся согласно ГОСТ 15588-86 и 5767-003-94841295-2009. Стандартные размеры: длина — 1000-3000мм., ширина — 1000 мм., толщина- от 20 до 600 с шагом 10 мм.
ООО «Полимер-Трейд» выполняет заказы на производство пенополистирола различных марок, среди которых:
- ПСБ-С-15: используется как утеплитель для бытовок, вагонов, контейнеров и других конструкций, которые подвержены минимальным механическим нагрузкам;
- ПСБ-С-25 наиболее распространенный утеплитель для фасадов зданий, перекрытий, лоджий и пр.
; - ПСБ-С-35 является составляющей производства многослойных панелей, устройства подъездных площадок, стоянок для авто, теплоизоляции фундамента, трубопроводов и пр.;
- ПСБ-С-50: производство пенополистирола данной марки ориентировано на устройство полов холодильников, расположенных на межэтажных перекрытиях, а также в гаражах, на стоянках для тяжелого автотранспорта, при строительстве дорог в заболоченной местности и пр.
;Таблица сравнительных физико-механических характеристик плит ПСБ-С (пенопласт теплоизоляционный) из пенополистирола
Марка | Пенопласт | Пенопласт | Пенопласт | Пенопласт | ||||
Физико-механические характеристики | Норма по ГОСТ | факт | Норма по ТУ | факт | Норма по ГОСТ | факт | Норма по ТУ | факт |
Плотность, кг/м | до 15,0 | 8,5-9,5 | 9,5-14,0 | 11,0 — 12,0 | от15,1 до25,0 | 15,5-16,5 | от 17,5 до25. | 18,0 — 18,5 |
Прочность на сжатие при 10%-ной линейной деформации, МПа, не менее | 0,04 | 0,04 — 0,05 | 0,06 | 0,06 — 0,07 | 0,08 | 0,08 | 0,11 | 0,11 |
Предел прочности при изгибе, МПа, не менее | 0,06 | 0,06 — 0,07 | 0,11 | 0,11 — 0,13 | 0,16 | 0,16 | 0,19 | 0,195 |
Теплопроводность в сухом состоянии, Вт/м*К, не более | 0,043 | 0,042 — 0,043 | 0,041 | 0,040- 0,041 | 0,041 | 0,038- 0,039 | 0,039 | 0,037 0,038 |
Время самостоятельного горения, сек. | 4 | 2 — 3 | 4 | 2 — 3 | 4 | 2 — 3 | 4 | 1 — 3 |
Влажность, %, не более | 12,0 | 6,0 — 10,0 | 12,0 | 5,5 — 11,0 | 12,0 | 5,0 — 11,0 | 12,0 | 4,5 — 11,0 |
Водопоглощение за 24 часа, % по объёму, не более | 4,0 | 3,0 — 3,5 | 3,0 | 1,80 — 2,60 | 3,0 | 1,65 — 2,50 | 2,0 | 1,0 — 1,75 |
0
, не более
Марка | Пенопласт | Пенопласт | ||
Физико-механические характеристики | Норма по ГОСТ | факт | Норма по ГОСТ | факт |
Плотность, кг/м | От25,1 до35,0 | 26,0-26,5 | от 35,1-50,0 | 35,5 — 36,5 |
Прочность на сжатие при 10%-ной линейной деформации, МПа, не менее | 0,14 | 0,14 | 0,16 | 0,16 |
Предел прочности при изгибе, МПа, не менее | 0,20 | 0,20 — 0,22 | 0,30 | 0,32 — 0,34 |
Теплопроводность в сухом состоянии, Вт/м*К, не более | 0,038 | 0,0355 0,0365 | 0,041 | 0,0385 0,0395 |
Время самостоятельного горения, сек. | 4 | 1 — 3 | 4 | 1 — 3 |
Влажность, %, не более | 12,0 | 4,0 — 10,0 | 12,0 | 3,5 — 9,0 |
Водопоглощение за 24 часа, % по объёму, не более | 2,0 | 0,90 — 1,60 | 2,0 | 0,80 — 1,50 |
, не более|
Экструзионный пенополистирол Primaplex
Утеплитель из экструдированного пенополистирола Primaplex (Примаплекс) имеет ряд неоспоримых преимуществ: великолепные теплоизоляционные свойства, малый вес и высокую прочность, отсутствие капиллярности и чрезвычайно низкое водопоглощение, морозостойкость и стабильность геометрических размеров. Утеплитель Primaplex — современный теплоизоляционный материал, который предназначен для профессионального применения в жилищном, коммерческом и промышленном строительстве. Утеплитель Primaplex помогает создавать энергоэффективные и влагозащищенные здания. Этот теплоизоляционный материал применяется и для утепления объектов нового строительства и при реконструкции старых. Утеплитель Primaplex (Примаплекс) — великолепный материал для теплоизоляции плоских и скатных кровель. Прочность и минимальное водопоглощение делает плиты Primaplex незаменимым материалом как для устройства эксплуатируемых инверсионных кровель, так и для теплоизоляции подземных сооружений.
Технические характеристики плит Primaplex
* Геометрические размеры (длина, ширина): 1200мм х 600мм
|
||||
Экструзионный пенополистирол Primaplex устойчив к большинству химических соединений, безопасен, устойчив к биокоррозии, прост в укладке.
Отсутствие конвекции воздуха в ячейках, а также его малая собственная теплопроводность делают Primaplex одним из лучших теплоизоляционных материалов.
Прочностные свойства пенополистирола — Справочник химика 21
из «Пенополистирол»
Механические св011ства пенополистирола зависят от размеров и формы ячеек и от прочности полистироль-ных пленок, составляющих стенки ячеек . Установить количественную связь между механическими свойствами и параметрами ячеистой структуры пенополистирола достаточно трудно, потому что на каждый показатель одновременно влияют несколько параметров структуры, а изготовить образцы, ячеистая структура которых отличалась бы только одним параметром при строгом соблюдении других сложно.
[c.107]
Из-за специфичности механических свойств пенополистирола трудно выбрать критерии их прочности и де-формативности. Об этом свидетельствуют заметные различия в критериях прочности для различных видов напряженного состояния, принятых в разных методиках. [c.107]
При растяжении для пенопластов характерна Нелинейная зависимость деформации от напряжения. Отклонения от линейности проявляются уже в области малых деформаций, причем кривизна постоянно увеличивается с ростом напряжений. Наклон кривой на начальном участке, где напряжение более или менее пропорционально деформации, определяется жесткостью полимерной композиции, составляющей основу пенопласта. На предел прочности при растяжении пенопластов влияет устойчивость полимерных пленок, образующих стенки ячеек. Необратимые деформации пенопластов обусловлены разрушением элементов макроструктуры материала, что приводит к развитию гистерезисных явлений и возникновению остаточных деформаций.
Остаточные деформации зависят от величины нагрузки (рис. IV. 16). [c.108]
При сжимающих нагрузках наблюдается значительная деформация пенопластов без потери несущей способности. В общем случае диаграмма напряжение — деформация шстоит из двух участков (см. рмс. IV. 15). Первая область ( докритическая ), соответствующая участку ОА, характеризуется сжатием стенок ячеек. Для второй области ( закритической ), соответствующей участку АБС, характерна потеря устойчивости ячеек и их уплотнение ( сплющивание ). Соотношение этих областей в диаграмме напряжение — деформация определяется свойствами полимерной основы и параметрами ячеистой структуры пенопластов. [c.108]
Несущую способность пенопластов целесообразно оценивать при сжатии и сдвиге по критическим напряжениям . Различие между критическим напряжением и пределом прочности, соответствующим 10%-ному линейному сжатию образцов (принятому в технических условиях на пенопласты), зависит от вида пенопласта и особенностей его структуры.
Статистический анализ результатов испытаний на сжатие различных партий пенополистирола ПСБ показал, что пределы прочности при сжатии при 5 и 10%-ном деформировании образцов отличаются на 12—18%. [c.108]
Другая причина различия в механических показателях беспрессового и прессового пенополистирола заключается в строении полимерных ячеек. У прессовых пенопластов полимер образует единую структуру, состоящую из тонких прочных слоев полимерного вещества. Беспрессовый пенополистирол, полученный спеканием отдельных гранул между собой, в ряде случаев при растяжении материала разрушается по межгрануль-ным поверхностям вследствие недостаточного спекания гранул. [c.109]
Предел прочности при растяжении беспрессового пенополистирола марки ПСБ составляет примерно 50—60% предела прочности прессового пено1полистиро-ла ПС-4. Предел прочности при сдвиге этих материалов одинаковой кажущейся плотности различается более чем в 2 раза. Вместе с тем прочность при сжатии и модули упругости пенопластов ПСБ и ПС-4 довольно близки.
[c.109]
Скорость изменения прочности в зависимости от кажущейся (ПЛОТНОСТИ пенопластов пропорциональна значению прочности. [c.110]
Значение Оо (313 кгс/см , используемое для определения прочности пенопласта. ПСБ, близко к значению прочности монолитного блочного полистирола (295 кгс/см ). Пониженное значение ао для полимерной композиции, на основе которой получают пенопласт ПСБ-с, по-видимому, объясняется отрицательным влиянием антипиреновой добавки. Сравнение экспериментальных значений о и значений, вычисленных по уравнению (1), показывает удовлетворительное соответствие между ними. Например, при р = 0,09 г/см пенопластов ПСБ и ПСБ-с максимальные отклонения экспериментальных данных от расчетных составляют соответственно 16 и 20%. [c.111]
Таким образом, при использовании уравнений степенного типа можно определять прочность при растяжении пенопластов в щироком диапазоне их кажущихся плотностей.
Предлагаемая методика определения прочностных показателей беспрессовых полистирольных пенопластов позволяет определять качество готовой продукции в зависимости от кажущейся плотности пенопластов. [c.111]
Коэффициент вариации прочности различных партий беспрессового пенополистирола колеблется в пределах от 3 до 16%. Путем отбора образцов с заданной кажущейся плотностью удается снизить коэффициент вариации прочности пенополистирола до 4—8%. [c.112]
Сопоставление параметров рассеяния кажущейся плотности и прочности пенополистирола показало, что колебания показателей прочности не могут быть объяснены только полидиоперсностью структуры этого материала. Существенное влияние на рассеяние прочностных характеристик оказывает неоднородность структурных дефект01В и наличие остаточных напряжений. [c.112]
Испытания на сжатие нескольких партий пенополистирола показали близкие значения коэффициента вариации прочности 10,5 8,3 11,4 13,6 11,7 11,9.
Анализ опытных данных свидетельствует о нормальном характере распределения показателей прочности пенополистирола (ом. рис. 1У.18). Параметры рассеяния значений прочности и модуля упругости пенополистирола представлены в табл. IV. 12. Механические показатели пенополистирола зависят от кажущейся плотности с повышением кажущейся плотнО ети прочность и жесткость возрастают. В небольших диапазонах колебаний кажущейся плотности имеется линейная корреляционная связь между прочностью, модулем упругости и кажущейся плотностью пенополистирола. В широком диапазоне изменения кажущейся плотности эта связь имеет параболический характер. [c.112]
В качестве меры предела прочности при сжатии для пенопластов принятонапряжение, отвечающее 10%-ному сжатию, т. е. за разрушающую нагрузку условно принята нагрузка, соответствующая 10%-ной деформации образца. [c.113]
При отрицательных температурах имеет место хрупкое разрушение пенополистирола.
При повышеппых температурах наблюдается квазихрупкое разрушение, сопровождающееся вынужденно-эластическими деформа-циями элементов ячеистой структуры. При 60° С механические характеристики пенополистирола снижаются по сравнению с 20° С на 30—40%. Несколько большую стабильность механических показателей имеет самозатухающий пенополистирол ПСБ-с. [c.115]
При понижении температуры прочность и упругость пенополистирола увеличиваются на 20—30%. Вследствие увеличения хрупкости полимерной основы при отрицательных температурах наблюдается некоторое снижение предела прочности при растяжении, причем это снижение носит линейный характер. Отмечается повышение коэффициента Пуассона с понижением температуры для пенополистирола с кажущейся плотностью 48 кг/м при 20° С он равен 0,36, а при — 197° С — 0,41. В температурном интервале от —50 до 60° С разрушение при растяжении образцов беспрессовых пенополистиролов происходит без заметного образования шейки, в месте разрыва.
Прочностные характеристини пенополистирола ПСБ при повышенных температурах представлены в табл. IV. 14. [c.115]
Как видно из данных таблицы, снижение прочности пенополистирола при 40°С не превышает 29% и при 60° С — 42%, причем значения снижения пределов прочности при растяжении и сжатии довольно близки. [c.115]
Снижение предела прочности ори сжатии беспрессового пенополистирола ПСБ после увлажнения в течение 28 суток составляет 2%, а снижение предела прочности при сжатии после 25 циклов испытаний (один цикл — 3 ч увлажнения и 3 ч высушивания) колеблется в пределах от 3 до 40%. Прочность при сжатии пенополистирола ПС-1 и ПС-4 после 25 циклов испытаний 24-25 снижается на 16—28%. Периодическое замораживание увлажненных образцов также уменьшает прочность пенопластов. После 25 циклов замораживания — оттаивания снижение прочности при сжатии пенополистирола составляет 13—15%. Изменение ударной вязкости 24 пенополистирола ПС-1 после 90 циклов испытаний не превышает 4%- Изменение механических характеристик пенополистирола ПСБ при увлажнении в течение 20 суток показано в табл.
IV. 15. [c.116]
Ударная вязкость, кгс-см/см . [c.117]
Вернуться к основной статье
Преимущества теплоизоляции экструдированным пенополистиролом | Группа компаний Экстрол
Материал «Экстрол» обладает уникальным сочетанием технических характеристик. Этот высококачественный универсальный теплоизоляционный материал — идеальное решение для задач по сбережению тепла. Экструзионный пенополистирол «Экстрол» отличает максимальная теплоизоляция, минимальное поверхностное водопоглощение, долговечность, легкость и простота монтажа, высокая прочность, биологическая устойчивость и экологичность.
1. Сохрание тепла
Материал «Экстрол» имеет низкий коэффициент теплопроводности, что позволяет долгое время сохранять тепло, не давая конструкциям промерзнуть. Коэффициент теплопроводности экструзионного пенополистирола на 20% ниже, то есть лучше, чем у минераловатных или стекловолоконных утеплителей (при прочих равных условиях потребуется слой теплоизоляции меньшей толщины).
2. Низкое водопоглощение
Водопоглощение экструзионного пенополистирола существенно ниже, чем у других теплоизоляционных материалов. Благодаря гомогенной замкнутой структуре ячеек, «Экстрол» не впитывает и не накапливает влагу, сохраняя свои теплотехнические характеристики и физико-механические свойства неизменными на протяжении многих лет.
3. Высокая прочность
Экструзионный пенополистирол «Экстрол» обладает высокой прочностью и выдерживает нагрузку до 70 т/м². Данные физико-технические характеристики позволяют использовать «Экстрол» на объектах с повышенными прочностными требованиями к строительным материалам и сохраняют теплоизоляционный слой от повреждений при статических и динамических нагрузках.
4. Долговечность
При соблюдении регламентированных условий эксплуатации экструзионный пенополистирол «Экстрол» не теряет своих технических характеристик в течение более чем 50 лет, что подтверждается результатами испытаний на долговечность.
5. Экологичность
Экструзионный пенополистирол «Экстрол» остается экологически чистым на протяжении всего срока эксплуатации и абсолютно безопасен для здоровья человека как в процессе производства и монтажа, так и при последующей эксплуатации.
6. Легкость монтажа
Теплоизоляционные материалы «Экстрол» легко обрабатываются и монтируются, не требуют применения дорогостоящего оборудования. Материал не крошится, не промокает, что дает возможность осуществлять монтаж в любое время года и при любых погодных условиях.
7. Звукоизоляция
Звукоизоляционные свойства экструзионного пенополистирола «Экстрол» являются приятным дополнением к высоким теплоизоляционным показателям. «Экстрол» обеспечивает защиту от посторонних звуков, проникающих в помещение извне — воздушных и структурных шумов.
8. Большой выбор
Экструзионный пенополистирол «Экстрол» изготавливается под марками, характеристики которых различаются по плотности и прочности на сжатие.
Изделия из теплоизоляционного материала «Экстрол» могут выпускаться различной толщины с шагом в 10 мм: плиты изготавливаются толщиной от 20 до 100 мм, сегменты и полуцилиндры — толщиной от 30 до 100 мм.
9. Универсальность
Свойства экструзионного пенополистирола «Экстрол» позволяют использовать его в различных агрессивных и средне-агрессивных средах. Материал обладает высокой устойчивостью к биологическим воздействиям, не пачкается, не впитывает запах и не пылится.
Свойства прочности утеплителя | finnfoam
Исключительная прочность плиты Finnfoam достигается за счет однородной, скрещенной структуры, которую образуют ячейками. При этом поверхностный слой плиты служит в качестве укрепления изделия. Таким образом, получается слоистая конструкция, поверхность которой обладает хорошей прочностью на растяжение, а материал ядра – хорошей прочностью на сжатие. При этом все слои прочно соединены между собой. В плитах Finnfoam нет уязвимых мест – между ячейками нет воздушных каналов и соединений между ячейками.
В соответствии со стандартными измерениями кратковременная прочность на сжатие определяется путем сжатия до 10 % от толщины плиты, но прочность на сжатие Finnfoam получают при сжатии только до 2 %.
При измерении длительной прочности на сжатие допускается изменение толщины всего 2 %. Длительная прочность на сжатие плит Finnfoam F-300 (около 32 кг/м3) составляет 300 кПа, которая достигается сжатием всего 2 %, поэтому в некоторой степени длительная прочность на сжатие плит F-300 составляет даже более 150 кПа. Соответственно кратковременная прочность на сжатие EPS 300 (пенополистирол около 40 кг/м3) составляет 300 кПа (10 %), но длительная прочность на сжатие составляет уже около 90 кПа. Длительная прочность на сжатие плиты Finnfoam весом 40 кг/м3 составляет около 230 кПа. Таким образом, можно утверждать, что прочность плит Finnfoam примерно в 2,5 раз больше пенополистирольной плиты (EPS) при одинаковом весе плит.
Длительная прочность на сжатие стандартных плит Finnfoam составляет 150–250 кПа, в зависимости от типа плиты.
Соответственно кратковременная прочность на сжатие составляет 300–500 кПа. По отдельному заказу возможно изготовление плит с кратковременной прочностью на сжатие более 700 кПа.
Прочность на сжатие F-300 составляет более 300 кПа или около 30 000 кг/м2. Длительная прочность на сжатие составляет более 150 кПа или около 15 т/м2. Плиты F-300 используются почти во всех типах утепления частных домов. Плиты F-300, как правило, достаточно для обеспечения защиты от промерзания у входа в дом или территории двора, где отсутствует движение тяжеловесного транспорта. Для изоляции под фундаментом небольших зданий достаточно установки F-300, тем не менее, используются и плиты F-400 или F-500.
Группа пенополистирола BPF
EPS-приложения Для применения в строительстве свойства пенополистирола определяются в соответствии с набором гармонизированных европейских стандартов или BS EN. BS EN 13163 является базовым стандартом для EPS (см.
ниже) www.bsi-global.co.uk
Низкая, стабильная теплопроводность пенополистирола является причиной его важного использования для снижения выбросов двуокиси углерода (CO 2 ) в наших зданиях.Это жизненно важное свойство заявлено как значение 90/90, определенное в BS EN 13163 для представления 90% производства со статистической достоверностью 90%.
Другие свойства, например прочность на сжатие или прочность на растяжение, могут быть заявлены на различных уровнях независимо друг от друга. Однако на самом деле количество стандартных продуктов относительно невелико, и типичный диапазон свойств показан в таблице ниже:
Типичные свойства белого EPS
Механические свойства
- Напряжение сжатия при сжатии 10 % (кПа)
EPS 70 70
EPS 100 100
EPS 150 150
EPS 200 200
EPS 250 250
- Напряжение сжатия при деформации 1 % (кПа)
EPS 70 20
EPS 100 45
EPS 150 70
EPS 200 90
EPS 250 100
- Прочность на изгиб (кПа)
EPS 70 115
EPS 100 150
EPS 150 200
EPS 200 250
EPS 250 350
Влагостойкость
- Удельное сопротивление паров (МН·с/г)
EPS 70 145
EPS 100 200
EPS 150 238
EPS 200 238
EPS 250 338
Тепловые свойства
- Теплопроводность (λ) (Вт/мК при 10°C)
EPS 70 0.
038EPS 100 0,036
EPS 150 0,035
EPS 200 0,034
EPS 250 0,034
038В таблице приведены типичные свойства традиционного белого пенополистирола. Подробное объяснение всех свойств можно найти в Белой книге, опубликованной в Интернете по адресу www.eumeps.org
.В последние годы были проведены разработки по внедрению продукта серого цвета, преимуществом которого является более низкая теплопроводность, обеспечивающая 20-процентное улучшение термостойкости.
Теплопроводность 0,030 Вт/мК может быть достигнута для EPS 70 или 100.
Стандарты
- BS EN 13163:2008
Теплоизоляционные материалы для зданий. Изделия заводского изготовления из пенополистирола (EPS). Спецификация
- BS EN 13499:2003
Теплоизоляционные материалы для зданий. Композитные системы наружного утепления (ETICS) на основе пенополистирола. Спецификация
- BS EN 14933:2007
Теплоизоляционные и легкие наполнители для применения в гражданском строительстве.
Изделия заводского изготовления из пенополистирола (EPS). Спецификация - BS EN 13172:2008
Изделия теплоизоляционные. Оценка соответствия
- BS 6203
Руководство по пожарным характеристикам и огнестойкости материалов из пенополистирола (EPS и XPS), используемых в строительстве
Изделия заводского изготовления из пенополистирола (EPS). Спецификация(PDF) Динамическая прочность на сжатие и характеристики раздавливания пенополистирола при различных скоростях деформации и различных температурах
18
3.Хорват Дж. Геопена из пенополистирола (EPS): введение в поведение материала
. Геотекст Геомембр 1994;13(4):263–80.
4. Viot P, Plougonven E, Bernard D. Микротомография пенополипропилена под динамической нагрузкой
: 3D анализ эволюции морфологии шариков. Композиты: часть A 39
(2008) 1266–1281.
5. BSEN 1078. Шлемы для велосипедистов и пользователей скейтбордов и роликовых коньков.
Британский институт стандартов, Лондон, октябрь 2012 г.
6.
Saint-Michel F, Chazeau L, Cavaille J, Chabert E. Механические свойства пенополиуретанов высокой плотности
: I. Влияние плотности. Композиты Наука и технологии 66
(2006) 2700–2708.
7. Чен В., Лу Ф., Уинфри Н. Поведение жесткой полиуретановой пены различной плотности при высоких скоростях деформации
. Экспериментальная механика, Vol. 42, № 1,
65-73, март 2002 г.
8. Bouix R, Viot P, Latailade J.Поведение пенополипропилена при динамических нагрузках:
Влияние скорости деформации, плотности и микроструктуры. Международный журнал Impact
Engineering 36 (2009) 329–342.
9. Авалле М., Белингарди Г., Монтанини Р. Характеристика полимерных конструкционных пен
при сжимающей ударной нагрузке с помощью диаграммы поглощения энергии.
Международный журнал ударной техники 25 (2001) 455–472.
10. Сен-Мишель Ф., Шазо Л., Кавай Ж.Механические свойства пенополиуретанов высокой плотности
: II Влияние размера наполнителя, Composites Science and Technology 66
(2006) 2709–2718.
11. Миллс Н.Дж., Стэмпфли Р., Мароне Ф., Брюхвилер П.А. Микромеханическая модель конечных элементов
ударного сжатия полимерных пен с закрытыми порами. Международный журнал твердых тел и конструкций
, 46 (2009) 677-697.
12. Айдари А. Механическое поведение сотовых структур: исследование методом конечных элементов.
Северо-восточный университет, Бостон, 2008 г.
13. Чен В., Хао Х., Хьюз Д., Ши Я., Цуй Цзя, Ли З.С. Статические и динамические механические
свойства пенополистирола. Материалы и дизайн 69 (2015) 170–180.
14. Уэлле С., Кронин Д., Уорсвик М. Реакция полимерных пен на сжатие в условиях квазистатических, средних и высоких скоростей деформации. Полим Тест 2006;25(6):731–43.
15. Душков М. Исследование материалов для ЭПС20 и ЭПС15 в репрезентативных условиях в
дорожных конструкциях.Geotext Geomembr 1997;15(1):147–81.
16. Shah QH, Topa A. Моделирование большой деформации и разрушения пенополистирола
Дробленый пенопласт с использованием LS-DYNA.
Hindawi Publishing Corporation Modeling and
Simulation in Engineering Volume 2014, ID статьи 292647, 7 страниц.
17. Озтурк У.Э., Анлас Г. Анализ методом конечных элементов пенополистирола при многократном сжатии и разгрузке
. Материалы и дизайн 32 (2011) 773–780.
18. Masso-Moreu Y, Mills NJ, Ударное сжатие пенополистирольных пирамид. Int J
Impact Eng 2003;28(6):653–76.
19. Слик Г., Воген Г., Чавда В. Проверка модели материала высокоэффективной энергопоглощающей пены
. 5-й Форум LS-DYNA, Материал III – Пена/Композиты, 2006 г.
Что такое прочность на сжатие и почему она важна для вашего проекта – Plasti-Fab
Опубликовано 13 января 2020 г. от Plasti-Fab
Оставить комментарий
Изоляция PlastiSpan® 40 использовалась на этой большой арене из-за ее высокой прочности на сжатие При проектировании или строительстве конструкции изоляция под плитой будет нести определенный уровень нагрузки (также известной как напряжение).
Обычно эта нагрузка указывается в списках кодов и технических спецификациях, связанных с проектом.
Механическая прочность EPS зависит от его плотности. Важнейшим механическим свойством изоляционных и строительных материалов из пенополистирола является его устойчивость к сжимающим напряжениям, которые возрастают по мере увеличения плотности. EPS имеет сопротивление сжатию от 10 до 60 фунтов на квадратный дюйм для большинства строительных применений. В этом диапазоне можно производить пенополистирол для удовлетворения конкретных требований по прочности.
Оптимальные характеристики несущей изоляции часто связаны как с ее прочностными характеристиками, так и с упругостью. Упругость — это способность материала восстанавливать свою прочность после деформации, вызванной напряжением (теми нагрузками, которые мы упоминали выше). Если требуется большая прочность и жесткость, сопротивление сжатию до 60 фунтов на квадратный дюйм доступно за счет увеличения плотности изоляции EPS для удовлетворения практически любых требований к прочности на сжатие.
Изоляция из пенополистирола обладает высокими показателями упругости и прочности:
- Поглощение смещения основания и облицовки, вызванного изменениями температуры и деформациями конструкции.
- Поглощение неровностей основания.
- Восстановление толщины после чрезмерных нагрузок на конструкцию.
- Подходящая реакция основания для эффективного распределения нагрузки.
Как указано в нашем Информационном бюллетене о продукте № 339 – Изоляция PlastiSpan® для высоких сжимающих нагрузок, PlastiSpan EPS в различных приложениях с высокими нагрузками работает исключительно хорошо благодаря низкой влажности впитывающие свойства.Прочность изоляции PlastiSpan на сжатие приведена в упомянутом выше информационном бюллетене продукции Plasti-Fab.
Итак, почему изоляция с высокой прочностью на сжатие важна для вашего проекта?
Все органы стандартов ASTM, CAN-ULC и CCMC признают и определяют соответствующую прочность на сжатие изоляции под плитой для проектов.
Из-за более высокой плотности эти варианты изоляции из пенополистирола позволяют вам легко выполнять требования кодекса независимо от вашего географического положения или масштаба проекта.
Кроме того, эти изоляционные решения с более высокой устойчивостью к сжатию защищают вашу плиту и конструкцию от напряжений нагрузки как над, так и под плитой. Никто не хочет растрескивания, вздутия или повреждения из-за неправильной плотности. Мало того, что вы получаете наилучшую прочность на сжатие по разумной цене, чем выше плотность, тем выше ваше R-значение. Несмотря на то, что значение R имеет второстепенное значение по сравнению с прочностными характеристиками изоляции, оно все же является дополнительным преимуществом.
Более высокая прочность на сжатие в результате более высокой плотности пенополистирола обеспечивает дополнительное преимущество за счет более высокого значения R на дюйм. При использовании изоляции PlastiSpan с высоким сопротивлением сжатию вы не только выполняете требования к нагрузке для вашего проекта, но и увеличиваете значение R на дюйм производительности, защищая не только вашу структуру, но и ваш кошелек.
Не знаете, какая прочность на сжатие требуется для вашего проекта? Позвоните нам, и мы поможем вам определиться с решениями PlastiSpan® HD, PlastiSpan® 20, PlastiSpan® 25, PlastiSpan® 30, PlastiSpan® 40 и PlastiSpan® 60.
Имея более чем 52-летний опыт работы в индустрии пенополистирола, мы гордимся тем, что предлагаем нашим клиентам уровень качества, обслуживания и опыта, которые помогут вашему следующему проекту добиться успеха.
Узнайте больше на https://www.plastifab.ком/
Нравится:
Нравится Загрузка…
Родственные ← Достижение энергоэффективности и соответствия нормам с помощью изоляции под перекрытием Применение пенополистирольной изоляции Plasti-Fab с высокой прочностью на сжатие →IRJET-Запрошенная вами страница не найдена на нашем сайте Январь 2022 г. Выполняется публикация…
Browse Papers
IRJET Получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Подтвердить здесь
IRJET приглашает к публикации том 9, выпуск 1 (январь 2022 г.) из различных инженерных и технологических дисциплин, а также научных дисциплин…
Browse Papers
IRJET Получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Подтвердить здесь
IRJET приглашает к публикации том 9, выпуск 1 (январь 2022 г.) из различных инженерных и технологических дисциплин, а также научных дисциплин…
Browse Papers
IRJET Получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Подтвердить здесь
IRJET приглашает к публикации том 9, выпуск 1 (январь 2022 г.) из различных инженерных и технологических дисциплин, а также научных дисциплин…
Browse Papers
IRJET Получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Подтвердить здесь
IRJET приглашает к публикации том 9, выпуск 1 (январь 2022 г.
) из различных инженерных и технологических дисциплин, а также научных дисциплин…
Browse Papers
IRJET Получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Подтвердить здесь
IRJET приглашает к публикации том 9, выпуск 1 (январь 2022 г.) из различных инженерных и технологических дисциплин, а также научных дисциплин…
Browse Papers
IRJET Получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Подтвердить здесь
IRJET приглашает к публикации том 9, выпуск 1 (январь 2022 г.) из различных инженерных и технологических дисциплин, а также научных дисциплин…
Browse Papers
IRJET Получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Подтвердить здесь
IRJET приглашает к публикации том 9, выпуск 1 (январь 2022 г.) из различных инженерных и технологических дисциплин, а также научных дисциплин…
Browse Papers
IRJET Получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Подтвердить здесь
Структурное поведение прочных композитных сэндвич-панелей с высокоэффективным пенополистиролбетоном | Международный журнал бетонных конструкций и материалов
Комитет ACI 318.(2011). Строительные нормы и правила для конструкционного бетона (ACI 318 M-11) и комментарий . США: Американский институт бетона.
Google Scholar
ASTM C168. (2017). Стандартная терминология по теплоизоляции . Западный Коншохокен: Американское общество испытаний и материалов.
Google Scholar
ASTM C364. (2016). Стандартный метод испытаний на прочность на сжатие многослойных конструкций по кромке .Западный Коншохокен: Американское общество испытаний и материалов.
Google Scholar
ASTM C365. (2016). Стандартный метод испытаний на плоскостное сжатие многослойных заполнителей .
Западный Коншохокен: Американское общество испытаний и материалов.
Google Scholar
ASTM C469, C469M. (2014). Стандартный метод определения статического модуля упругости и коэффициента Пуассона бетона при сжатии .Западный Коншохокен: Американское общество испытаний и материалов.
Google Scholar
Бабу, К.Г., и Бабу, Д.С. (2003). Поведение легкого пенополистирольного бетона, содержащего микрокремнезем. Исследование цемента и бетона, 33, 755–762.
Артикул Google Scholar
Бабу, Д.С., Бабу, К.Г., и Тионг-Хуан, В. (2006).Влияние размера заполнителя полистирола на прочностные и влагомиграционные характеристики легкого бетона. Цементные и бетонные композиты, 28 (6), 520–527.
Артикул Google Scholar
Бенаюн, А.
, Абдул Самад, А.А., Триха, Д.Н., Абанг Али, А.А., и Эллинна, С.Х.М. (2008). Поведение сборных железобетонных сэндвич-композитных панелей при изгибе — экспериментальные и теоретические исследования. Строительство и строительные материалы, 22, 580–592.
Артикул Google Scholar
Чен Б. и Фанг К. (2011). Механические свойства легкого пенополистирола. Строительные материалы, 164 (4), 173–180.
Артикул Google Scholar
Чен Б. и Лю Дж. (2004). Свойства легкого пенополистирольного бетона, армированного стальной фиброй. Исследование цемента и бетона, 34, 1259–1263.
Артикул Google Scholar
Кук, Д. Дж. (1972). Шарики из пенополистирола в качестве легкого заполнителя для бетона . Сидней: Университет Нового Южного Уэльса.
Google Scholar
Коррейя, Дж.
Р., Гарридо, М., Гонилья, Дж. А., Бранко, Ф. А., и Рейс, Л. Г. (2012). Сэндвич-панели из стеклопластика с пенополиуретаном и сотовым заполнителем из полипропилена для строительных конструкций. Международный журнал структурной целостности, 3 (2), 127–147.
Артикул Google Scholar
Эль Демердаш, И. М. (2013). Структурная оценка устойчивой ортотропной трехмерной системы сэндвич-панелей . Ирвин: Калифорнийский университет.
Google Scholar
Фам, А., и Шараф, Т. (2010). Прочность на изгиб сэндвич-панелей, состоящих из полиуретанового наполнителя и обшивки и ребер из стеклопластика различной конфигурации. Композитные конструкции, 92, 2927–2935.
Артикул Google Scholar
Фелинг Э., Шмидт М., Вальравен Дж., Лойтбехер Т. и Фролих С. (2014). Бетон со сверхвысокими характеристиками UHPC: основы—конструкция—примеры .
Германия: Эрнст и Зон.
Книга Google Scholar
Фиб. (2012). Код модели Fib для бетонных конструкций .Берлин: Международная федерация конструкционного бетона, Ernst & Sohn.
Google Scholar
Холм, Т.А., и Бремнер, Т.В. (2000). Современный отчет о высокопрочном, долговечном конструкционном бетоне низкой плотности для применения в суровых морских условиях . Вашингтон, округ Колумбия: Центр инженерных исследований и разработок, Инженерный корпус армии США.
Google Scholar
ИСО 9869-1.(2014). Теплоизоляция: строительные элементы. Измерение теплового сопротивления и коэффициента теплопередачи на месте. Часть 1, Метод измерения теплового потока . Женева: Международная организация по стандартизации.
Google Scholar
Канг С.
, Ли Дж., Хонг С. и Мун Дж. (2017). Исследование микроструктуры термообработанного бетона со сверхвысокими характеристиками для оптимального производства. Материалы (Базель), 10 (9), 1106.
Артикул Google Scholar
KCI. (2012). Рекомендации по проектированию конструкции из сверхвысококачественного бетона K-UHPC . Сеул: Корейский институт бетона.
Google Scholar
Ле Рой, Р., Парант, Э., и Буле, К. (2005). Учет размера включения при расчете прочности легкого бетона на сжатие. Исследования цемента и бетона, 35 (4), 770–775.
Артикул Google Scholar
Манало, А.С., Арацинтан, Т., Карунасена, В., и Ислам, М.М. (2010). Поведение многослойных конструкционных волокнистых композитных балок при изгибе в плоском и реберном положениях. Композитные конструкции, 92, 984–995.
Артикул Google Scholar
Мета, К.П., и Монтейро, П.Дж.М. (2006). Микроструктура бетона, свойства и материалы (3-е изд.). Нью-Йорк: Калифорнийский университет в Беркли, Макгроу-Хилл.
Google Scholar
Майлед, К., Рой, Р.Л., Саб, К., и Булай, К. (2004). Поведение на сжатие идеализированного легкого пенополистирола: влияние размера и характер разрушения. Механика материалов, 36 (11), 1031–1046.
Артикул Google Scholar
Майлд К., Саб К.и Ле Рой, Р. (2007). Влияние размера частиц пенополистирола на прочность легкого бетона на сжатие: экспериментальное исследование и моделирование. Механика материалов, 39 (3), 222–240.
Артикул Google Scholar
Мохамед, А.А., и Ричард, Н.В. (1999). Усовершенствованная модель бетона для трения при сдвиге обычного и высокопрочного бетона.
Структурный журнал ACI, 96 (3), 348–361.
Google Scholar
Комитет по сэндвич-стенам PCI. (1997). Современные сборные / предварительно напряженные сэндвич-панели для стен. Журнал Института сборного/предварительно напряженного бетона, 42 (2), 1–60.
Google Scholar
Равиндрараджа, Р. С., и Так, А. Дж. (1994). Свойства затвердевшего бетона, содержащего обработанные гранулы пенополистирола. Цементные и бетонные композиты, 16 (4), 273–277.
Артикул Google Scholar
Реал, С., Богас, Дж. А., Гомес, М. Г., и Феррер, Б. (2016). Теплопроводность конструкционного легкого бетона. Magazine of Concrete Research, 68 (15), 798–808.
Артикул Google Scholar
Ричард, П.и Чейрези, М.
(1995). Состав реактивных порошковых бетонов. Исследования цемента и бетона, 25 (7), 1501–1511.
Артикул Google Scholar
Садрмомтази, А., Собхани, Дж., Миргозар, М.А., и Наджими, М. (2011). Свойства пенополистирольного бетона повышенной прочности, содержащего микрокремнезем и золу рисовой шелухи. Строительство и строительные материалы, 35, 211–219.
Артикул Google Scholar
Шаков А., Эффтинг, К., Фольгерас, М.В., Гутс, С., и Мендес, Г.А. (2014). Механические и тепловые свойства легких бетонов с вермикулитом и пенополистиролом с применением воздухововлекающей добавки. Строительство и строительные материалы, 57, 190–197.
Артикул Google Scholar
Шамс, А., Хорстманн, М., и Хеггер, Дж. (2014). Экспериментальные исследования на текстильно-армированном бетоне.
Композитные конструкции, 118, 643–653.
Артикул Google Scholar
Шорт А. и Киннибург В. (1978). Легкий бетон (3-е изд.). Лондон: Издательство прикладных наук.
Google Scholar
Вилле, К., Нааман, А. Э., и Парра-Монтесинос, Г. Дж. (2011). Бетон со сверхвысокими характеристиками с прочностью на сжатие более 150 МПа: более простой способ. Журнал материалов ACI, 108 (1), 46–54.
Google Scholar
Yu, Q.L., Spiesz, P., & Brouwers, HJH (2015). Сверхлегкий бетон: концептуальный проект и оценка эффективности. Цементные и бетонные композиты, 61, 18–28.
Артикул Google Scholar
Зилч, К., Нидермайер, Р., и Финк, В. (2014). Усиление бетонных конструкций с помощью клеевой арматуры: расчет и определение размеров углепластиковых ламинатов и стальных плит .
Германия: Эрнст и Зон.
Книга Google Scholar
Экспериментальное исследование легкого пенополистирольного заполнителя, содержащего микрокремнезем и полипропиленовые волокна
Комитет Aci. Руководство по конструкционному бетону с легким заполнителем [R]. 213 R-0.3, Фармингтон-Хиллз, Мичиган: Американский институт бетона, 2003 г.
Google Scholar
Нараянан Н., Рамамурти К.Структура и свойства газобетона: обзор [J]. Цементные и бетонные композиты , 2000, 22 (5): 321–329.
Артикул Google Scholar
Ви Т. Х., Бабу Д. С., Тамилсельван Т., и др. Воздушно-пустотная система пенобетона и ее влияние на механические свойства [J]. Журнал материалов ACI , 2006, 106 (1): 45–52.
Google Scholar
Джонс М.
Р., Маккарти А.Предварительные взгляды на потенциал пенобетона как конструкционного материала [J]. Журнал исследований бетона , 2005, 57 (1): 21–31.
Google Scholar
Babu D S, Babu K G, Wee TH. Влияние размера заполнителя полистирола на прочность и характеристики миграции влаги в легком бетоне [J]. Цементные и бетонные композиты , 2006, 28 (6): 520–527.
Артикул Google Scholar
Кук Д.Дж.Пенополистиролбетон [C]//Swamy N. Технология и проектирование бетона: новые бетонные материалы . Лондон: издательство Суррейского университета, 1983: 41–69.
Google Scholar
Cook D J. Гранулы пенополистирола в качестве легкого заполнителя для бетона [J]. Сборный железобетон , 1973, 4 : 691–693.
Google Scholar
Бабу К.
Г., Бабу Д.С.Поведение легкого пенополистирольного бетона, содержащего микрокремнезем [J]. Исследование цемента и бетона , 2003, 33 (8): 755–762.
Артикул Google Scholar
Бабу Д.С., Бабу К.Г., Ви Т.Х. Свойства легких бетонов на вспененном полистироле, содержащих летучую золу [J]. Исследование цемента и бетона , 2005, 35 (12): 1218–1223.
Google Scholar
Чен Б., Лю Дж.Свойства легкого пенополистирольного бетона, армированного стальной фиброй [J]. Исследование цемента и бетона , 2004, 34 (12): 1259–1263.
Артикул Google Scholar
Chen B, Liu J. Механические свойства полимермодифицированных бетонов, содержащих гранулы пенополистирола [J]. Строительство и строительные материалы , 2005, 21 (1): 7–11.
Артикул Google Scholar
Bouvard D, Chaix JM, Dendievel R, и др.
.Характеристика и моделирование микроструктуры и свойств легкого пенополистирола [J]. Исследование цемента и бетона , 2007, 37 (12): 1666–1673.
Артикул Google Scholar
Miled K, Sab K, Le Roy R. Влияние размера частиц на прочность легкого пенополистирола на сжатие: экспериментальное исследование и моделирование [J]. Механика материалов , 2007, 39 (2): 222–240.
Артикул Google Scholar
Miled K, LE Roy R, Sab K, и др. . Поведение при сжатии идеализированного легкого пенополистирола: влияние размера и режим разрушения [J]. Механика материалов , 2004, 36 (10): 1031–1046.
Артикул Google Scholar
Le Roy R, Parant E, Boulay C. Учет размера включений при прогнозировании прочности на сжатие легкого бетона [J]. Исследование цемента и бетона , 2005, 35 (5): 770–775.
Google Scholar
Перри С.Х., Бишофф П.Х., Ямура К. Детали смешивания и поведение полистиролбетона на заполнителе [J]. Журнал исследований бетона , 1991, 43 (1): 71–76.
Артикул Google Scholar
Багон С., Фрондисту Ю.С.Морской плавучий бетон с шариками полистирола [J]. Magazine of Concrete Research , 1976, 28 (2): 225–229.
Артикул Google Scholar
Ravindrarajah R S, Tuck A J. Свойства затвердевшего бетона, содержащего обработанные гранулы пенополистирола [J]. Цементные и бетонные композиты , 1994, 16 (3): 273–277.
Артикул Google Scholar
Грюневальд С., Уолравен Дж. К.Параметрическое исследование влияния стальной фибры и содержания крупного заполнителя на свежие свойства самоуплотняющегося бетона [J].
Исследование цемента и бетона , 2001, 31 (11): 1793–1798.
Артикул Google Scholar
Chen B, Liu J. Влияние гибридных волокон на свойства высокопрочного легкого бетона с хорошей удобоукладываемостью [J]. Исследование цемента и бетона , 2004, 35 (8): 913–917.
Google Scholar
ФИП. Руководство FIP по бетону с легким заполнителем [M]. 2-е изд. Глазго: Издательство Суррейского университета, 1983.
. Google Scholar
CEB-FIP. Диагностика и оценка бетонных конструкций — современный отчет [M]. Лозанна: EPFL, 1989.
Google Scholar
Физические и механические свойства легкого наливного бетона с шариками из пенополистирола (EPS) и мягкой морской глины
Abstract
Изменение физико-механических свойств легкого насыпного материала с шариками из цемента и пенополистирола (EPS) содержание при различном всестороннем давлении важно для строительных и геотехнических приложений.
В этом исследовании легкий сыпучий наполнитель был впервые изготовлен из сингапурской морской глины, обычного портландцемента и пенополистирола. Затем с помощью неконсолидированных и недренированных (UU) трехосных испытаний было исследовано влияние содержания шариков пенополистирола, содержания цемента, времени отверждения и всестороннего давления на плотность массы, поведение напряжения-деформации и прочность на сжатие этого легкого сыпучего наполнителя. В этих испытаниях массовое отношение гранул пенополистирола к сухой глине (E/S) составляло 0%, 0,5%, 1%, 2% и 4%, а массовое отношение цемента к сухой глине (C/S) составляло 10%. % и 15%.В-третьих, была проведена серия трехосных испытаний UU при всестороннем давлении 0 кПа, 50 кПа, 100 кПа и 150 кПа после трех дней отверждения, семи дней отверждения и 28 дней отверждения. Результаты показывают, что массовая плотность этого легкого сыпучего наполнителя в основном контролировалась соотношением E/S. Его массовая плотность уменьшилась на 55,6% при соотношении C/S 10% и на 54,9% при соотношении C/S 15%, когда отношение E/S увеличилось с 0% до 4% после трех дней отверждения.
Разрушение при сдвиге легче произошло в образцах с более высоким содержанием цемента и более низким всесторонним давлением.Взаимосвязь между прочностью на сжатие и плотностью массы или деформацией при разрушении можно количественно определить с помощью функции мощности. Увеличение содержания цемента и уменьшение содержания шариков пенополистирола увеличат массовую плотность и прочность на сжатие этого легкого сыпучего наполнителя. Прочность на сжатие в зависимости от времени отверждения может быть выражена логарифмической функцией с подходящим коэффициентом корреляции в диапазоне от 0,83 до 0,97 для пяти ограничивающих давлений. Эти эмпирические формулы будут полезны для оценки физико-механических свойств легких бетонов в инженерных приложениях.
Ключевые слова: легкий бетон, мягкая морская глина, гранулы пенополистирола, поведение напряжения-деформации, характер разрушения, прочность на сжатие
1. Введение
области. Эти выкопанные мягкие морские глины не подходят непосредственно в качестве строительных материалов из-за высокого содержания воды, высокой сжимаемости, низкой несущей способности, низкой жесткости, низкой проницаемости и низкой прочности на сдвиг [1,2,3,4].
Однако эти глины можно использовать в качестве устойчивых строительных материалов после модификации их механических свойств портландцементом или другими вяжущими материалами [5,6,7,8,9,10,11]. Смесь воздушной пены, натуральной глины и цемента называется «легкая цементная глина» или «воздушно-цементная смешанная глина». Легкая цементная глина широко используется в транспортной инфраструктуре, такой как строительство набережных, аэропортов, облицовка каналов, строительство мостов и подземных сооружений [12,13,14,15,16,17].Таким образом, использование этих мягких морских глин связано с экологической проблемой устойчивого развития гражданского строительства. Легкие цементно-глинистые материалы привлекают все больше внимания в гражданском строительстве. Хорпибулсук и др. [18] сообщили о процессе производства облегченной сцементированной глины. Их процесс выглядит следующим образом: сначала к глине добавляется вода, чтобы получить глиняную мутную пасту. Глиняная глинистая масса смешивается с портландцементом в смесительной камере.
Затем цементно-глиняная смесь переносится в установку для смешивания воздушной пены и смешивается с воздушной пеной для получения легкой цементной глины с высокой удобоукладываемостью и низкой плотностью.Воздушная пена увеличивает поровое пространство и снижает удельный вес и прочность этой мягкой глины.
Шарики из пенополистирола (EPS) широко используются в качестве заполнителей строительных материалов при строительстве высотных зданий и длиннопролетных мостов, где собственный вес элемента конструкции стал важной нагрузкой [19,20]. Ли и др. [21] исследовали многослойную композитную плиту из высокопрочного бетона и шариков пенополистирола. Они также исследовали потенциальное применение таких сэндвич-панелей в высотных зданиях.Кроме того, гранулы EPS имеют низкую плотность и высокую сжимаемость. Они часто используются в качестве засыпных материалов в буферах землетрясений, таких как материалы для обратной засыпки подпорных стен и материалы для засыпки траншей [21,22,23,24]. Эти легкие наполнители можно использовать в качестве буферного слоя для снижения динамических нагрузок на грунт из-за сейсмического воздействия жестких фундаментов и подпорных стен.
Bathurst и Zarnani [23] и Gao et al. [25] провели серию испытаний на вибростенде для изучения сейсмических характеристик пенополиэтиленовых блоков.Они обнаружили, что EPS может эффективно снизить сейсмическую нагрузку и приращение поперечной нагрузки жесткого фундамента и подпорной стены.
Переработка пенополистирола в качестве строительных материалов может соответствовать требованиям экономической и экологической защиты [26], поскольку гранулы пенополистирола трудно разлагаются естественным путем. Фернандо и др. [27] исследовали использование механической переработки гранул пенополистирола для изготовления прочных легких панелей в качестве стеновых материалов для зданий и домов. Эти панели можно быстро и легко изготовить и использовать в качестве хорошей отделки стен без штукатурки, тем самым принося пользу окружающей среде.Гранулы EPS имеют преимущества низкой плотности, гидрофобности и теплоизоляции. Они могут соответствовать требованиям использования для теплоизоляции и легкости [28,29,30].
Таким образом, проектирование и изготовление этого легкого бетона (цементного грунта) с ожидаемыми механическими свойствами является необходимой темой.
Физические и механические свойства легких цементных материалов исследовались при различном содержании цемента и времени отверждения [5,10,13,31,32,33,34,35,36]. К этим свойствам относятся плотность, гидравлическая проводимость, прочность на сжатие, жесткость, деформационно-напряженное поведение и явления диссипации.Джорджио и Серрато [35] наблюдали явления диссипации при испытаниях на одноосное сжатие и предложили микронелинейную трехмерную модель для описания явлений диссипации в бетоне. Хорпибулсук и др. [12,13,18] предложили ключевой параметр пустоты/цемента V/C, который представляет собой отношение объема пустоты к объему цемента. Параметр V/C может отражать всестороннее влияние содержания цемента, воздуха и воды на поведение напряжения-деформации и прочность. Tsuchida и Tang [5] предложили новую формулу для оценки прочности легкой цементной глины.
Их формула подтверждена данными испытаний прочности на сжатие шести облегченных цементных глин с различным исходным содержанием воды. Ху и др. [37] исследовали механическое поведение мягкой глины при сложных траекториях циклических напряжений. Они обнаружили, что циклическая прочность, циклический модуль и циклическая деформация мягкой глины в значительной степени коррелируют с частотой двунаправленного сдвига и коэффициентом циклического напряжения сдвига. Плациди и др. [38] представили явную эволюцию поля повреждений при нагрузке и обсудили новую зависимость коэффициентов жесткости от поля повреждений.В последнее время в целях экономии средств и защиты окружающей среды некоторые промышленные или сельскохозяйственные отходы, такие как гранулы пенополистирола [39,40], летучая зола (FA) [9,33], зола биомассы (BA) [2], зола рисовой шелухи [2]. 10,39], реактивный MgO [11,15,41] и каучуковые заполнители [42] подмешивают в легкую цементную глину в качестве сыпучих заполнителей для строительства дамб, аэропортов, облицовки каналов, строительства мостов и подземных угольных шахт [41,43].
]. Например, Ван и др. [11] исследовали характеристики уплотнения, механические и микроструктурные характеристики реактивного легкого MgO-грунта при различных соотношениях вода-почва, времени карбонизации и соотношении MgO-почва.Ченг и др. [9] выполнили изотропные консолидированные дренированные трехосные испытания морской глины с добавлением цемента-уноса (FAC) при всестороннем давлении от 50 кПа до 350 кПа. Джамсаванг и др. [44] исследовали влияние типов волокон на характеристики изгиба смеси цемент-волокно-песок, изготовленной из цемента, песка, волокон и воды. Fantilli и Chiaia [42] исследовали влияние резиновых заполнителей на механические характеристики резинобетона с помощью испытания на трехточечный изгиб. Поэтому в центре внимания находится влияние каждого компонента на физико-механические свойства облегченной цементной глины.
Физические и механические свойства легкой пенополистирола важны для успешного применения в строительстве и инженерно-геологических разработках. Механические свойства легкой глины EPS зависят от свойств глины, свойств EPS, содержания цемента и их массовых соотношений.
Юнз и др. [45] проверили физические и механические свойства легкого грунта из пенополистирола с помощью испытаний на безнапорное и трехосное сжатие, а также проанализировали влияние начального содержания воды, соотношения цемента, коэффициента пенополистирола и давления при отверждении на прочность на сжатие легкой глины.Лю и др. [46] изготовили новый легкий пломбировочный материал путем смешивания гранул полистирола с мягкой илистой глиной, цементом и водой. Они обнаружили, что гранулы PSPP и цемент являются наиболее эффективным фактором, влияющим на массовую плотность и прочность на неограниченное сжатие легкой глины EPS. Садрмомтази и др. [39] исследовали возможность изготовления легкого бетона разной прочности, содержащего гранулы вспененного полиэтилена. Они использовали различные пропорции шариков пенополистирола в качестве замены заполнителя, чтобы уменьшить вес бетона.Они произвели легкий бетон структуры со средней прочностью и теплоизоляционными свойствами. Лю и Чен [19] изучали влияние размера шариков EPS на механические свойства легкого бетона EPS.
Их результаты показывают, что механические свойства пенополистирола тесно связаны с размером и содержанием шариков пенополистирола. Аллахверди и др. [20] изготовили порошковый бетон с активным зеленым светом разной прочности с гранулами пенополистирола в качестве легких заполнителей для снижения статической нагрузки на бетонные конструкции, подверженные землетрясению.Они опробовали новую схему проектирования и строительства высотных зданий и мостов с длинными пролетами. Чанг и др. [47] продемонстрировали влияние размера и способа расположения шариков пенополистирола на характеристики легкого бетона. Они пришли к выводу, что размер или степень агрегации полистирольных заполнителей внутри бетона оказали значительное влияние на характеристики бетона. Эти физические и механические свойства каждого компонента можно использовать для контроля и улучшения свойств материала высокоэффективного пенополистирола.В предыдущих исследованиях больше внимания уделялось разработке новых вяжущих материалов, таких как летучая зола, реактивный MgO и т.
д., которые использовались для улучшения физических и механических характеристик мягкой глины. Тем не менее, в нескольких литературных источниках сообщается об изменениях деформации и прочности легкой цементной глины в зависимости от содержания цемента и шариков пенополистирола при трехосных испытаниях UU. Легкая цементная мягкая глина, изготовленная из шариков пенополистирола и сингапурской морской глины, до сих пор не исследовалась.
В этом исследовании систематически изучались поведение напряжения-деформации и прочность на сжатие легкой цементной глины с помощью испытаний на трехосное сжатие UU.Во-первых, было проанализировано влияние массовых отношений пенополистирола к глине и цемента к глине на массовую плотность легкой цементной глины после трех дней отверждения. Затем после семи дней отверждения были подробно изучены стресс-деформационные характеристики легкой цементной глины при различном всестороннем давлении, соотношениях пенополистирола к глине и цемента к глине. В-третьих, взаимосвязь между прочностью на сжатие и деформацией при разрушении, плотностью массы и временем отверждения выражалась формулой подбора.
Эти эмпирические формулы имеют высокие коэффициенты корреляции и могут стать эффективным инженерным инструментом для прогнозирования прочности легкой цементной глины в инженерных приложениях.
3. Результаты и обсуждение
3.1. Массовая плотность
Массовая плотность и прочность смешанной легкой глины являются ключевыми параметрами ее применения в строительстве зданий и инженерно-геологических работах. Образец через три дня отверждения извлекали для измерения его (объемной) плотности. Массу взвешивали и штангенциркулем измеряли диаметры в верхней, средней и нижней частях, а также высоту. Объем образца рассчитывали, исходя из предположения, что образец цилиндрический, а массовую плотность затем рассчитывали как массу массы, деленную на объем.Влияние соотношений E/S и C/S на массовую плотность образцов смешанной глины после трех дней отверждения показано на рис. Увеличение отношения C/S в образцах может привести к небольшому увеличению плотности массы. По сравнению с цементом содержание шариков пенополистирола оказывает гораздо более существенное влияние на массовую плотность образца.
Для конкретного отношения C/S, равного 10 %, массовая плотность образца составляла 1486 кг/м 3 , когда отношение E/S было равно нулю, в то время как массовая плотность образца составляла всего 660 кг/м 3 , когда E /S соотношение составляло 4%.Для конкретного отношения C/S, равного 15%, массовая плотность образца составляла 1507 кг/м 3 , когда отношение E/S было равно нулю, в то время как массовая плотность образца составляла всего 680 кг/м 3 , когда Соотношение E/S составляло 4%. Отношение E/S увеличилось с 0% до 4%, но массовая плотность образца снизилась на 55,6% при соотношении C/S 10% и 54,9% при соотношении C/S 15% соответственно. Это связано с тем, что гранулы пенополистирола имели гораздо меньший удельный вес, но гораздо больший объем. Массовое соотношение гранул пенополистирола к глине (E/S) составляло всего 0.5–4% с точки зрения массы глины, но объемное соотношение гранул пенополистирола к глине составляло от 73% до 582% с точки зрения объема глины.
Меньшее количество шариков пенополистирола и более высокое содержание цемента означают гораздо более высокую массовую плотность легкой глины. Таким образом, отношение E/S легкой глины было ключевым параметром для контроля массовой плотности легкой глины.
Влияние отношения пенополистирола к глине (E/S) и цемента к глине (C/S) на плотность легкой глины из пенополистирола и цемента.
3.2. Поведение «напряжение-деформация»
Серия кривых «напряжение-деформация» образцов легкой глины, смешанной с пенополистиролом и цементом, была получена с помощью испытаний UU в лаборатории.Взаимосвязь между осевым напряжением и осевой деформацией образцов легкой глины из EPS-цемента после семи дней отверждения показана для соотношения цемента 10% и для отношения цемента 15%. Ясно видно, что как соотношение E/S, так и всестороннее давление оказали значительное влияние на прочность на сжатие и поведение напряжение-деформация. Для определенного отношения C/S и периода отверждения прочность на сжатие увеличивалась с увеличением всестороннего давления, но уменьшалась с увеличением отношения E/S.
Когда ограничивающее давление было равно нулю, а отношение E/S было низким, каждая кривая напряжения-деформации имела очевидный пик напряжения.Когда всестороннее давление превышало 50 кПа, а E/S не равнялось 0%, кривая напряжение-деформация в трехосных испытаниях UU не имела предельного напряжения. С увеличением отношения E/S легкий глинистый образец разрушался от разрушения при сдвиге до упругопластического разрушения при более высоком всестороннем давлении. Разрушение при сдвиге наблюдалось для неограниченных образцов (0 кПа) и образцов с более низким соотношением E/S (например, EPS = 0%), но с высоким содержанием цемента. Упругопластическое разрушение наблюдалось для образцов с высоким всесторонним давлением и высоким отношением E/S.Образец деформируется одноосно вдоль оси максимального главного напряжения без видимой поверхности сдвига. Гранулы пенополистирола в легкой глине обладают высокой сжимаемостью и, таким образом, повышают пластичность образцов. Таким образом, характер разрушения этой легкой глины зависит как от всестороннего давления, так и от отношения E/S.
Кроме того, увеличение содержания цемента может повысить прочность на сжатие легкой глины из пенополистирола.
Кривые осевого напряжения и осевой деформации пенополистирольной легкой глины при различном всестороннем давлении для семидневного периода отверждения с соотношением цемента 10% для всех соотношений пенополистирола ( a ) 0%; ( б ) 0.5%; ( с ) 1,0%; ( d ) 2,0% и ( e ) 4,0%.
Кривые осевого напряжения и осевой деформации пенополистирольной легкой глины при различном всестороннем давлении для семидневного периода отверждения с соотношением цемента 15% для всех соотношений пенополистирола ( a ) 0%; ( б ) 0,5%; ( с ) 1,0%; ( d ) 2,0% и ( e ) 4,0%.
Разрушение при сдвиге для более низкого отношения E/S.
Упругопластическое разрушение при более высоком соотношении E/S.
3.
3. Прочность на сжатие по сравнению с деформацией разрушенияСоотношение между прочностью на сжатие qu и деформацией разрушения εf без всестороннего давления представлено в . Деформация разрушения εf (%) находилась в диапазоне от 1,3% до 5% и имела обратную зависимость от одноосной прочности qu (кПа). Степенная функция qu=598,2εf−1,25 (кПа) была подобрана с коэффициентом корреляции R2, равным 0,91. Эта аппроксимирующая кривая согласуется с данными Wang et al. [11] для карбонизированного реактивного шлама MgO-уноса и отвержденного шлама Du et al.[50] для обработанной цементом глины, загрязненной цинком. Таким образом, степенная функция может быть использована для характеристики взаимосвязи между qu и εf легкой глины из EPS-цемента.
Соотношение между прочностью на сжатие и деформацией разрушения без всестороннего давления.
3.4. Прочность на сжатие в зависимости от плотности массы
Влияние плотности массы ρ на прочность на сжатие qu образцов показано на рисунке при различных ограничивающих давлениях.
Прочность на сжатие легких глин увеличивается примерно линейно с увеличением плотности массы.Это связано с тем, что более низкая массовая плотность означает больший объем гранул пенополистирола и более низкое содержание цемента в легкой глине. Эффект уплотнения цемента на легкой глине ослабляется. Корреляция между прочностью на сжатие qu и массовой плотностью ρ лучше всего соответствует следующей степенной функции:
где a1, b1 и c1 — подгоночные параметры, qu — в кПа, ρ — в кг/м 3 .
Зависимость между прочностью на сжатие и плотностью при различных всесторонних давлениях: ( a ) 0 кПа; ( б ) 50 кПа; ( c ) 100 кПа и ( d ) 150 кПа.
Функции фитинга при различных граничных давлениях (0 кПа, 50 кПа, 100 кПа и 150 кПа) показаны на a–d. Соответствующие им коэффициенты корреляции R2 составляют 0,83, 0,79, 0,72 и 0,71 соответственно. Эта степенная функция важна для определения или проверки прочности на сжатие на основе массовой плотности пенополистирольной легкой глины в строительстве зданий и инженерно-геологических инженерных работах.
3.5. Прочность на сжатие в зависимости от времени отверждения
показывает влияние времени отверждения на прочность на сжатие легкой глины при различном всестороннем давлении, отношение E/S равное 0.5%, а отношение C/S 15%. С увеличением времени отверждения прочность на сжатие легкой глины при различном всестороннем давлении увеличивалась в виде логарифмической функции. Прочность на сжатие qu легкой глины без всестороннего давления составила 207,7 кПа и 339,5 кПа после трех и 28 дней отверждения соответственно. Прочность на сжатие увеличилась на 64% с трех до 28 дней отверждения. Для других ограничивающих давлений 50 кПа, 100 кПа и 150 кПа прочность на сжатие увеличилась на 22%, 47% и 50% соответственно.Связь между прочностью на сжатие qu и временем отверждения D может быть выражена как:
где a2, b2 и c2 — подгоночные параметры.
Изменение прочности на сжатие легкой цементной глины в зависимости от времени отверждения при различных всесторонних давлениях.
Формулы подгонки и коэффициенты корреляции R2 для пяти различных всесторонних давлений приведены в . Можно видеть, что эта логарифмическая функция может хорошо описывать взаимосвязь между qu и D при этих ограничивающих давлениях.Прочность на сжатие составила 340 кПа и 536 кПа при всестороннем давлении 0 кПа и 150 кПа соответственно, что увеличилось на 58% после 28 дней отверждения. Таким образом, как ограничивающее давление, так и время отверждения имеют важное влияние на прочность на сжатие легкой глины.
Таблица 3
Фитинги с прочностью на сжатие и временем отверждения при различном всестороннем давлении.
| Всестороннее давление (кПа) | Уравнение фитинга | R2 |
|---|---|---|
| 0 | кв=115. 7+67,6ln(D+1,5) | 0,97 |
| 50 | qu=265,1+32,1ln(D+1,5) | 0,83 |
| 100 | qu=231,7+78,5ln(D+1,5) | 0,94 |
| 150 | qu=239,0+89,9ln(D+1,5) | 0,95 |
массовая плотность, напряженно-деформированное поведение, взаимосвязь между прочностью на сжатие и разрушением, массовая плотность и время отверждения.На основании этих результатов можно сделать следующие выводы:
Во-первых, гранулы пенополистирола имели гораздо меньший удельный вес, а соотношение E/S было ключевым фактором для контроля массовой плотности легкой глины из пенополистирола и цемента.
Массовая плотность пенополистирольной легкой глины уменьшалась с увеличением отношения E/S. Отношение Э/Т увеличилось с 0% до 4%, массовая плотность ЭПС-цемента облегченной глины через три дня твердения снизилась на 55,6% при соотношении Ц/Т 10% и на 54,9% при соотношении Ц/Т 15%, соответственно.
Во-вторых, увеличение содержания цемента может повысить прочность на сжатие, а соотношение E/S и всестороннее давление определяют характер разрушения легкой глины из EPS-цемента. Разрушение при сдвиге произошло в легком образце глины без ограничивающего давления и более низкого отношения E/S. Гранулы пенополистирола обладают высокой сжимаемостью и, таким образом, повышают пластичность образцов. Разрушение при сдвиге сменилось упругопластическим разрушением с увеличением соотношения E/S и всестороннего давления легкой глины.
В-третьих, отношения прочности на сжатие qu с деформацией разрушения εf и массовой плотностью ρ легкой глины из пенополистирола могут быть описаны степенными функциями.