ПРИМЕРЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ (РАБОТОСПОСОБНОСТИ) В КОНСТРУКЦИЯХ УТЕПЛЕНИЯ
Рассмотрим в качестве примера определение долговечности пенопласта ПСБ-С М35 при применении его в несъёмной опалубке. Для этого вида конструкций долговечность (работоспособность) утеплителя зависит от действующего на него напряжения [12].
Рассмотрим несъёмную опалубку фирмы "Velox" (см. гл. 9, рис. 26).
Для расчёта несъёмной опалубки фирмы "Velox" характеристики материалов взяты из табл. 16 [12]; схема ограждающей конструкции приведена на рис. 60. Расчёт ведём в следующей последовательности.
Определяем давление бетонной смеси, согласно
|
(12) |
P = gh = 24-0,5 = 12-10 (МПа),
Где у - объёмный вес бетонной смеси; И - высота панели.
В качестве расчётной схемы принимаем однопролётную балку, нагруженную равномерно распределённой нагрузкой. Для расчёта на несущую способность вырежем полосу длиной 1 м. Нагрузка, действующая на материалы опалубки
TOC o "1-5" h z д = Р/2 = 12-10 - 3/2 = 6-10-3 (МПа). (13)
Древесностружечная плита работает на поперечный изгиб. Поэтому напряжение, воспринимаемое плитой от давления бетонной смеси, определяем по формуле:
Стизг = ыт = 0,188-10 - 3/3,3-10 - 5 = 5,7 (МПа), (14)
Где ЫдСП = (дИ2)/8 = (6-0,52)/8 = 0,188 (кН-м) - изгибающий момент, действующий на ДСП; тДСП = (ИЬ2)/6 = (0,5-0,022)/6 = 3,3-10 5 (м3) - момент сопротивления, Ь - толщина панели.
12 3 1
|
Б) Рис. 60. Схемы конструкций стен несъёмной опалубки: А - "Уе1ох"; б - расчётная схема; 1 - ДСП; 2 - пенополистирол; 3 - бетон |
Стсж = А/Л = 1,5-10 - 3/0,045 = 0,033 (МПа), (15)
Где АППС = (дк)/2 = (6-0,5)/2 = 1,5 (кН) - нагрузка, приложенная к пено - полистиролу; АППС = Ьк = 0,09-0,5 = 0,045 (м2) - площадь утеплителя, воспринимающая нагрузку от бетонной смеси.
Долговечность ДСП и пенополистирола должна быть не менее 28 суток (время твердения бетонной смеси), т. е. х (9) = 106,4. Рассчитанные её значения по формулам (10) - для ДСП и (8) - для пенополи- стирола приведены в табл. 16. Полученные результаты показали, что ДСП и пенополистирол марки М35 удовлетворяют данному требованию.
|
17. Долговечность материалов, определённая по уравнениям (7) и (10)
|
Для экструзионного пенополистирола рассмотрим в качестве примера расчёт долговечности в дорожной конструкции. Для этого вида конструкций долговечность (работоспособность) утеплителя так же зависит от действующего на него напряжения. На рисунке 61 приведён пример эффективного применения экструзионного пенополистирола
|
1. Асфальтобетон горячий плотный, тип А на вязком битуме БНД 60/90_______________ 9 см
|
|
|
|
Л |
|
Т |
 |
|
|
В конструкции дорожной одежды для дороги III категории, запроектированной для наиболее неблагоприятных условий Тамбовской области (3 тип местности по условиям увлажнения, в основании применён третий по степени пучинистости грунт - супесь лёгкая). Конструкция дорожной одежды запроектирована в соответствии с требованиями [65, 66, 68].
Действующие на материал напряжения вычисляются по методике, изложенной в [8]. В этом случае для определения напряжённо - деформированного состояния, возникающего в земляном полотне и слоях дорожной одежды, многослойную конструкцию с неоднородными свойствами слоёв приводят к эквивалентному однородному массиву.
Эквивалентная толщина дорожной одежды определяется зависимостью:
|
,2,5 |
|
(16) |
Д/Еверх / Ен
Где г - толщина слоя покрытия; Еверх, Ениж - соответственно модули упругости вышележащего и нижележащего слоёв.
Значения напряжений можно определить по формуле М. И. Якунина [8]:
|
(17) |
|
= |
Ро
Где р0 - давление колеса на покрытие, 2э - эквивалентная толщина дорожной одежды, Б - диаметр круга, равновеликого площади контакта колеса с покрытием.
Кроме внешней нагрузки на материал действует собственный вес грунта и вес дорожной одежды. Пример расчёта распределения напряжений приведён на рис. 62.
|
Рис. 62. Распределение напряжений от собственного веса и внешней нагрузки. Распределение температуры на поверхности пенопо - листирольных плит ТЕХНОПЛЕКС 45 |
Методика, предложенная в [43], позволяет определить температуру в земляном полотне, зная температуру поверхности грунтов открытого поля. Уравнение для вычисления температуры в любой плоскости дорожной конструкции или открытого поля имеет следующий вид:
*П = + ^ Я + £ Кп ), (18)
Где £ Яп - суммарное тепловое сопротивление вышележащих п-х
Слоёв; Я - тепловое сопротивление дорожной конструкции; Гв - температура воздуха; Гг - температура грунта; Гп - температура в рассматриваемом слое.
Температура грунта определяется с определённой вероятностью по климатическим данным региона. Среднегодовая температура участков естественной поверхности рассчитывается по формуле [45]:
Гг = Гв + В—ЬЕ + 0,07АМЛ/Ян, (19)
Ак
Где Гг - температура поверхности грунта; Гв - температура воздуха; В - радиационный баланс, ккал/м2 мес; ЬЕ - затраты тепла на испарение, ккал/м2 мес; Ам - годовая амплитуда колебаний температуры воздуха, град; Ясн - термическое сопротивление снега, м2часград/ккал; ак - коэффициент теплоотдачи, ккал/м2часград.
При помощи данной методики была определена температура на поверхности пенополистирольных плит в летний и зимний периоды эксплуатации (рис. 61).
С учётом вышеизложенного, в табл. 18 вычислена долговечность экструзионного пенополистирола для конструкции дорожной одежды, приведенной на рис. 60.
18. Долговечность экструзионного пенополистирола ТЕХНОПЛЕКС 45
|
Долговечность т, с |
|||
|
Изгиб |
Сжатие |
||
|
III |
Лето |
105,37 |
109,90 |
|
Зима |
107,25 |
1015,47 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
|
Наименование |
Метод Испытаний |
Размерность |
Показатели плит ПЕНОПЛЭКС® |
||||
|
31С |
31 |
35 |
45С |
45 |
|||
|
Плотность |
ГОСТ 15588-86 |
Кг/м3 |
28,0 ... 30,5 |
25,0 ... 30,5 |
28,0 ... 37,0 |
35,0 ... 40,0 |
38,1 ... 45,0 |
|
Прочность на сжатие при 10% линейной деформации, не менее |
ГОСТ 17177-94 |
МПа |
0,20 |
0,20 |
0,25 |
0,41 |
0,50 |
|
Предел прочности при статическом изгибе, не менее |
ГОСТ 17177-94 |
МПа |
0,25 |
0,25 |
0,4 |
0,4 |
0,4-0,7 |
|
Модуль упругости |
СОЮЗ- ДОРНИИ |
МПа |
15 |
15 |
15 |
18 |
18 |
|
Водопоглощение за 24 часа, не более |
ГОСТ 17177-94 |
% по объёму |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
0,2 |
|
Водопоглощение за 30 суток, не более |
ГОСТ 17177-94 |
% по объёму |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
0,4 |
|
Категория стойкости к огню |
СНиП 21-01-97 |
Группа |
Г4 |
Г1 |
Г1 |
Г4 |
Г4 |
|
Коэффициент Теплопроводности При (25 ± 5)°С |
ГОСТ 7076-94 |
Вт/(м-°С) |
0,030 |
0,030 |
0,030 |
0,030 |
0,030 |
|
Расчётный коэффициент теплопроводности при условиях эксплуатации "А" |
СП 23-101 2004 |
Вт/(м-°С) |
0,031 |
0,031 |
0,031 |
0,031 |
0,031 |
|
Расчётный коэффициент теплопроводности при условиях эксплуатации "Б" |
0,032 |
0,032 |
0,032 |
0,032 |
0,032 |
||
|
Теплоусвоение при условиях " А" (при периоде 24 часа) |
0,36 |
0,36 |
0,36 |
0,40 |
0,40 |
||
|
Теплоусвоение при условиях "Б" (при периоде 24 часа) |
0,37 |
0,36 |
0,37 |
0,42 |
0,42 |
||
|
Коэффициент Паропроницаемости |
ГОСТ 25898-83 |
Мг/(м-ч-Па) |
0,018 |
0,018 |
0,018 |
0,015 |
0,015 |
|
Удельная теплоёмкость, с0 |
СП 23-101 2004 |
КДж/(кг -°С) |
1,65 |
1,65 |
1,65 |
1,53 |
1,53 |
|
Звукоизоляция Перегородки (ГКЛ-ПЕНОПЛЭКС®50 мм-ГКЛ), Яш |
ГОСТ 27296-87 |
ДБ |
41 |
41 |
41 |
- |
- |
|
Индекс улучшения изоляции структурного шума в конструкции пола |
ГОСТ 16297-80 |
ДБ |
23 |
23 |
23 |
- |
- |
|
Температурный диапазон эксплуатации |
°С |
-50 ... +75 |
|
Наименование |
Метод Испытаний |
Размерность |
Показатели плит ТЕХНОПЛЭКС |
|||||
|
30 ... 250С |
30 ... 250 |
35 ... 250С |
35 ... 250 |
45 ... 500С |
45 ... 500 |
|||
|
Плотность |
ГОСТ 15588-86 |
Кг/м3 |
25,0 ... 30,0 |
25,0 ... 30,0 |
30,1 ... 38,0 |
30,1 ... 38,0 |
38,1 ... 45,0 |
38,1 ... 45,0 |
|
Прочность на сжатие при 10% линейной деформации, не менее |
ГОСТ 17177-94 |
МПа |
0,2 |
0,2 |
0,25 |
0,25 |
0,5 |
0,5 |
|
Предел прочности при статическом изгибе, не менее |
ГОСТ 17177-94 |
МПа |
0,3 |
0,3 |
0,35 |
0,35 |
0,35 |
0,35 |
|
Модуль Упругости |
СОЮЗ- ДОРНИИ |
МПа |
18 |
18 |
18 |
20 |
20 |
20 |
|
Водопоглощение за 24 часа, не более |
ГОСТ 17177-94 |
% по объёму |
0,2 |
0,4 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
|
Водопоглощение за 30 суток, не более |
ГОСТ 17177-94 |
% по объёму |
0,3 |
0,3 |
0,3 |
0,3 |
0,3 |
0,3 |
|
Категория стойкости к огню |
СНиП 21-01-97 |
Группа |
Г4 |
Г1 |
Г4 |
Г1 |
Г4 |
Г4 |
|
Коэффициент Теплопроводности При (25 ± 5)°С |
ГОСТ 7076-94 |
Вт/(м-°С) |
0,029 |
0,029 |
0,029 |
0,029 |
0,03 |
0,03 |
|
Расчётный коэффициент теплопроводности при условиях эксплуатации "А" |
СП 23-101 2004 |
Вт/(м-°С) |
0,031 |
0,031 |
0,031 |
0,031 |
0,032 |
0,032 |
|
Расчётный коэффициент теплопроводности при условиях эксплуатации "Б" |
0,031 |
0,031 |
0,031 |
0,031 |
0,032 |
0,032 |
||
|
Коэффициент Паро- Проницаемости |
ГОСТ 25898-83 |
Мг/(м-ч-Па) |
0,011 |
0,011 |
0,01 |
0,01 |
0,005 |
0,005 |
|
Удельная теплоёмкость, с0 |
СП 23-101 2004 |
КДж/(кг-°С) |
1,65 |
1,65 |
1,65 |
1,65 |
1,53 |
1,53 |
|
Температурный Диапазон Эксплуатации |
°С |
-50 ... +75 |
|
Наименование |
Ж И На Н К О Н |
Размерность |
Показатели плит STYROFOAM |
|||||||
|
STYROFOAM 250 A |
STYROFOAM 300 A |
M A О ° O0 R5 Y T S |
STYROFOAM IB 250-A |
STYROFOAM IBF 250-A |
STYROFOAM GEO 350 A |
STYROFOAM GEO 500 A |
STYROFOAM GEO 700 A |
|||
|
Плотность |
ГОСТ 15588-86 |
Кг/м3 |
32 |
32 |
38 |
32 |
32 |
34 |
38 |
45 |
|
Прочность на сжатие при 10% линейной деформации, не менее |
ГОСТ 17177-94 |
МПа |
0,25 |
0,30 |
0,50 |
0,25 |
0,30 |
350 |
500 |
700 |
|
Водопогло - щение за 30 суток, не более |
ГОСТ 17177-94 |
% по объёму |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,5 |
0,5 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
|
Категория стойкости к огню |
СНиП 21-01-97 |
Группа |
Г 1 |
Г 1 |
Г 1 |
Г 1 |
Г 1 |
Г 4 |
Г 4 |
Г 4 |
|
Коэффициент теплопроводности при (25 ± 5)°С |
ГОСТ 7076-94 |
Вт/ (м-°С) |
0,032 |
0,032 |
0,032 |
0,032 |
0,032 |
0,032 |
0,032 |
0,032 |
|
Коэффициент Паро- Проницаемости |
ГОСТ 25898-83 |
Мг/ (м-ч-Па) |
0,006 |
0,006 |
0,006 |
0,006 |
0,006 |
0,006 |
0,006 |
0,006 |
|
Температурный Диапазон Эксплуатации |
°С |
От -160 до +75 |
22. Технические характеристики пенополистирола, изготовленного по беспрессовой технологии (ГОСТ 15588-86)
|
Наименование |
Метод Испытаний |
Размерность |
Показатели плит ПСБ-С |
|||
|
ПСБ-С 15 |
ПСБ-С 25 |
ПСБ-С 35 |
ПСБ-С 50 |
|||
|
Плотность |
ГОСТ 17177-94 |
Кг/м3 |
До 12 |
15,1 ... 25 |
25,1 ... 35 |
35,1 ... 50,00 |
|
Прочность на сжатие при 10% линейной деформации, не менее |
ГОСТ 17177-94 |
МПа |
0,02 |
0,02 |
0,16 |
0,20 |
|
Предел прочности при статическом изгибе, не менее |
ГОСТ 17177-94 |
МПа |
0,04 |
0,18 |
0,25 |
0,35 |
|
Водопоглощение за 24 часа, не более |
ГОСТ 17177-94 |
% По объёму |
4,0 |
2,0 |
2,0 |
1,8 |
|
Коэффициент Теплопроводности При (25 ± 5)°С |
ГОСТ 7076-94 |
Вт/(м-°С) |
0,043 |
0,039 |
0,037 |
0,040 |
|
Температурный Диапазон Эксплуатации |
°С |
-50 ... +75 |
23. Технические характеристики пенополистирола, изготовленного по прессовой технологии (ТУ 2244-461-05761784-01)
|
Наименование |
Н Ыпс Си Э Т ЕМ |
Ь Н Со Н Ре 2 £ Р |
Показатели плит ПС |
||||||
|
0 -С П |
0 Ю -С П |
0 0 -С П |
05 -С П |
0 02 -С П |
ПС-1-350 |
ПС-1-600 |
|||
|
Плотность |
ГОСТ 17177-94 |
Кг/м3 |
40 ± 5 |
60 ± 20 |
100 ± 20 |
150 ± 30 |
200 ± 20 |
350 ± 50 |
600 ± 50 |
|
Прочность на сжатие при 10% линейной деформации, не менее |
ГОСТ 17177-94 |
МПа |
0,17 |
0,30 |
0,8 |
1,50 |
3,00 |
7,00 |
7,00 |
|
Водопогло - щение за 24 часа, не более |
ГОСТ 17177-94 |
% по объёму |
0,5 |
0,3 |
0,3 |
0,3 |
0,3 |
0,3 |
0,3 |
|
Коэффициент Тепло Проводности При (25 ± 5)°С |
ГОСТ 7076-94 |
Вт/ (м-°С) |
0,017 |
0,022 |
0,026 |
0,031 |
0,039 |
0,043 |
0,047 |
|
Темпера Турный Диапазон Эксплуатации |
°С |
-65 ... +70 |
-60 ... +65 |
[1] Простые и сложные эфиры (диэтиловый эфир, растворители на основе этилацетата, метилацетата).
• Бензин, керосин, дизельное топливо.
