Рис. 28. Схема прибора для определения характера структуры пенопластов
1 - ртутный манометр; 2 — бюретка; 3 —цилиндр; 4 — дополнительная емкость; 5—жидкостнй манометр
Прибор для определения характера структуры пенопластов по этому методу (рис. 28) состоит из двух замкнутых систем. Методика определения характера структуры пенопластов заключается в следующем. Предварительно в приборе выравнивают начальные объемы обеих систем, при этом разрежение в системах создают путем опускания уровня ртути в коленах ртутного манометра. Затем
в цилиндр помещают образец пенопласта, имеющий форму призмы (размером 18X18X75 мм). Из-за наличия образца системы оказываются неуравновешенными, поэтому вторично уравновешивают объемы обеих систем следующим образом. Путем понижения уровня ртути в коленах ртутного манометра в системах создают разрежение и регулируют уровень ртути в бюретке до тех пор, пока жидкость в коленах жидкостного манометра не окажется на одном уровне.
Количество воздуха, вытесненного образцом, определяют по разности начального и конечного уровней ртути в бюретке. Образец пенопласта с большим содержанием закрытых ячеек вытеснит больший объем воздуха по сравнению с образцом, имеющим меньшее количество закрытых ячеек. Объемы (в %), которые занимают закрытые V, и открытые V3 ячейки, а также стенки ячеек V2, определяются из следующих выражений:
где ДV — разность показаний уровней ртути в бюретке в мл; С — вес образна пенопласта в г; То—удельный вес полимера, составляющего основу пенопласта, в г/см3; V0 — объем образца пенопласта в см3.
Удельный вес полистирола составляет 1,05 г/см3, полиуретана — 1,2 г/см3 и феноло-формальдегидных смол — 1,4—1,9 г/см3.
При определении соотношения закрытых и открытых ячеек и объема стенок ячеек суммарный объем должен составлять:
Характеристики структуры отечественных бесстрессовых пенопластов представлены в табл. 19.
Таблица 19. Характеристика структуры пенопластов
Объемный вес. Из числа факторов, характеризующих структуру пенопластов, наиболее важным является относительное содержание полимерной и газообразной фаз, выражаемое показателем объемного веса у. Величина у характеризует дисперсность структуры этих материалов. В зависимости от соотношения количества полимерной и газообразной фаз в единице объема пенопласта его у может изменяться от удельного веса исходного полимера (1000— 1900 кг/м3) до 16—150 кг/м3.
При определении объемного веса и других характеристик пенопластов наблюдается повышенное рассеяние экспериментальных данных, которое обусловлено спецификой структуры этих материалов. Статистические методы позволяют определять физико-механические показатели при помощи доверительных интервалов, оценивать зоны рассеяния и устанавливать вид и параметры функции их распределения. Методика статистической обработки результатов физико-механических испытаний пенопластов описана в работе [29].
Вследствие технологических причин в плитах и блоках пенопластов наблюдаются колебания объемного веса материала. Изменение объемного веса по высоте блока определяется различиями в условиях ценообразования в объеме и у поверхности вспенивающейся массы. Поверхностный слой пеноблоков заливочных пенопластов представляет собой слабовспененный полимер. Средние слои, как правило, имеют более низкий объемный вес. Резкое возрастание объемного веса поверхностного слоя наблюдается у феноло-формальдегидных и полиуретановых пенопластов. Наличие уплотненных слоев приводит к значительному рассеянию показателя объемного веса по высоте пеноблока. Уплотненные слои можно рассматривать как состояние слабовспененного полимера, которому свойственны свои параметры распределения показателя объемного веса, отличные от основной массы пенопласта. При изучении свойств и применения пеноблоков в строительных конструкциях необходимо учитывать наблюдаемое изменение объемного веса по высоте пеноблоков.
Колебания объемного веса в направлении плоскости плиты пеноблока носят главным образом случайный характер.
Рассеяние показателей объемного веса пенопластов зависит от формы используемых образцов. Наименьшее рассеяние наблюдается на образцах в форме кубика. Использование более крупных образцов — брусков — приводит к повышению параметров рассеяния. Например, для выборок партии полистирольного пенопласта марки ПСБ коэффициент вариации объемного веса, полученный на образцах-брусках, отличается на 20-30% от показателей, полученных на образцах в форме кубика.
Изменчивость показателя объемного веса внутри отдельных видов пенопласта (в различных его партиях) близка коэффициенту вариации. Так, для выборок четырех партий полистирольного пенопласта ПСБ значения коэффициента вариации составляют 5,5; 6,6; 6,2 и 6,3°/о. Оценка дисперсий рассеяния объемного веса образцов выборок этого пенопласта при помощи F-распределения показала, что наблюдаемое расхождение между ними является случайным. Отдельные партии материала, представляющие собой частичные совокупности, можно рассматривать как взятые из нормальной общей совокупности с одинаковой дисперсией.
Как видно из гистограммы и плотности распределения опытных данных для пенопласта марки ПСБ, сведенных в интервалы группирования, распределение объемного веса является однородным, достаточно похожим на нормальное (рис. 30).
Рис. 30. Гистограмма и плотность распределения объемного веса пенопласта ПСБ
|
