Контроль качества теплоизоляционных материалов

Толщину изделий измеряют при помощи игольчатого толщиномера (рис.4). При измерении изделие укладывают на гладкую твердую поверхность. Толщиномер, установленный на изделие, создает необходимое давление 0,5 кПа. Затем нажимают рукой на стержень толщиномера так, чтобы игла проколола изделие на всю его толщину на расстоянии не менее 50 мм от края. Толщину изделия определяют по делению шкалы, находящемуся на уровне верхнего края трубки толщиномера. Измерения производят с погрешностью 1 мм.

Рис. 3. Прибор для измерения толщины минераловатных плит

Рис. 4. Прибор для измерения толщины теплоизоляционных изделий из стеклянного штапельного волокна

Толщину матов в рулонах измеряют в 15 точках: в пяти вдоль каждого края и в пяти по средней линии. Толщину плит измеряют в 6 точках: в двух вдоль каждого края и в двух по средней линии плиты. Толщиной мата или плиты считают среднее арифметическое результатов всех измерений, сделанных на каждом изделии, округленное до 1 мм.

Средний диаметр волокна стеклянной ваты определяют при помощи микроскопа с окуляр-микрометром (увеличение в 450-720 раз). Цена деления окулярной шкалы должна быть не более 5 мкм.

Из  каждого мешка, отобранного из партии из разных мест, отбирают по четыре образца ваты массой около 1 г каждый. Все отобранные образцы перемешивают путем встряхивания в коробке, после чего перемешанное волокно разделяют на 10 пучков. Из каждого пучка под микроскопом определяют диаметр десяти волокон. Среднее арифметическое всех 100 измерений, округленное до 1 мкм, представляет искомый диаметр волокон данной партии.

Аналогичным способом определяют диаметр волокон минеральной ваты, только в этом случае применяют микроскоп с погрешностью 0,2 мкм (увеличение в 500-600 раз).

4. Деформативность

Сжимаемость (остаточную деформацию сжатия) определяют на приборе (рис. 5), масса подвижной части которого равна 0,5 кг, а суммарная масса подвижных частей 2, 3, 4 и 7 вместе со стержнем 5 - 2 кг. Перед испытанием прибор устанавливают по уровню в строго горизонтальное положение.

4.1 Проведение испытания для определения сжимаемости

а) Для испытания применяют образцы размером в плане 100x100 мм и толщиной, равной толщине изделия, из которого вырезаны образцы. Образец укладывают на основание прибора, после чего на его поверхность при помощи винта 4 опускают пластину 2. По масштабной линейке 8 измеряют толщину образца h. Затем при помощи винта 6 опускают пластину 3. Массой пластин 2, 3 и 7, винта 4 и стержня 5 создается удельная нагрузка 2 кПа. Под сжимающей нагрузкой образец выдерживают в течение 15 мин, после чего измеряют его толщину h₁ с помощью масштабной линейки 8.

Сжимаемость С_ж, %, вычисляют с погрешностью 0,1% по формуле

 

где h — толщина образца под нагрузкой 0,5 кПа, мм; h₁ —то же под нагрузкой 2 кПа, мм.

При определении упругого сжатия (коэффициента возвратимости) в качестве оборудования применяют прибор, показанный на рис. 5. Образцы изготовляют размерами в плане 100x100 мм и толщиной, равной толщине изделия, из которого вырезаны образцы.

б) Толщину образца h₃ определяют на приборе под удельной нагрузкой 0,5 кПа. После этого подвижную часть прибора 5 опускают на пластину 2, лежащую на поверхности образца. Предварительно на верхнюю пластину 7 подвижной части прибора устанавливают груз массой 8 кг, чтобы нагрузка на образец, включая массу подвижной части прибора, была равна 100 Н. Под удельной нагрузкой 10 кПа образец выдерживают в течение 15 мин, после чего пластину 2 и подвижную часть поднимают и закрепляют винтами 4 и 6.

Рис. 5. Прибор для определения сжимаемости теплоизоляционных материалов

 

 

Рис. 6. Прибор для определения гибкости теплоизоляционных материалов

Через 15 мин после снятия нагрузки вновь опускают пластину 2 на образец и оставляют ее в этом положении в течение 5 мин, затем по шкале 8 отсчитывают толщину образца h₂.

Упругое сжатие (коэффициент возвратимости к_В) вычисляют с погрешностью 0,01 по формуле

 

где h₂ - толщина образца после снятия нагрузки 10 кПа, мм; h₃ - толщина образца под нагрузкой 0,5 кПа, мм.

Гибкость  определяют на приборе (рис. 6), который состоит из горизонтального стержня, закрепленного на двух вертикальных стойках 2 и 6, расположенных на основании 1. На стержень насажены четыре валика с размерами по наружному диаметру 57, 108, 159 и 219 мм и длиной 100 мм каждый.

в) Образец размером в плане 300x100 мм и толщиной, равной толщине изделия, из которого он вырезан, одним концом закрепляют на валике диаметром 219 мм с помощью прижимных устройств 3 и 5, перемещающихся в вертикальной плоскости по стойкам 2 и 6, укрепленным на основании 1. После этого образец медленно изгибают по поверхности валика. Если при этом на образце не появляются трещины, то его закрепляют на смежном валике диаметром 159 мм. Если на образце при изгибании на этом валике не появляются трещины, то испытание продолжают последовательно на валиках диаметрами 108 и 57 мм. Показатель гибкости образца принимается по наименьшему диаметру-валика, на котором при изгибании образца не будут обнаружены на его поверхности трещины.

5. Прочность

При определении предела прочности  при изгибе могут быть использованы приборы любой конструкции, позволяющие  вести отсчет разрушающей нагрузки с погрешностью 5 Н.

5.1 Проведение испытания для определения прочности

а) Образец должен иметь форму прямоугольного параллелепипеда размером в плане 250x50 мм и толщиной, равной толщине изделия, из которого он вырезан. Допускаются отклонения от параллельности противоположных граней не более 1 мм. Поверхность образца должна быть ровной, без трещин, отбитостей и других дефектов. Измеряют толщину и ширину образца в средней части с погрешностью 1 мм, затем его укладывают на две опоры, имеющие в местах сопряжения закругления. Расстояние между осями опор должно быть 200 мм. Нагрузка на образец передается через валик диаметром 10 мм, уложенный по ширине образца на равном расстоянии от опор. Разрушающей нагрузкой считается нагрузка, при которой образец разрушается. Если образец при испытании прогнулся до 15 мм и при этом не разрушился, то разрушающей нагрузкой условно считают нагрузку, при которой произошел изгиб образца.

Предел  прочности образца при изгибе вычисляют с погрешностью 1 кПа.

При определении предела прочности  при сжатии используют гидравлический пресс по ГОСТ 8905-73* с усилием (5-10)10⁴ Н и штангенциркуль.

б) Образец должен иметь форму куба с длиной ребра, равной толщине изделия. Допускаются отклонения от параллельности противоположных граней не более 0,5 мм. Грани образца должны быть ровными, без трещин, отбитостей и других дефектов. Образец измеряют с погрешностью 0,1 мм и устанавливают на опорную плиту пресса так, чтобы сжимающая сила была направлена параллельно вертикальной оси образца, а ось образца проходила через центр опорной плиты пресса. Нагрузка на образец должна возрастать равномерно без толчков со скоростью 10 Н в 1 с до разрушения образца.

Предел  прочности при сжатии вычисляют с погрешностью 10 кПа.

При определении предела прочности  при растяжении в качестве оборудования применяют разрывную машину, у которой погрешность показаний не должна превышать 1 % разрывного усилия, точность отсчета должна составлять не менее 1 Н.

в) Вырезают по шаблону из материала образец, форма и размеры которого указаны на рис. 7. Образец с обоих концов закрепляют в винтовых тисках с обрезиненными губками. Разрывное усилие должно возрастать равномерно до разрушения образца. Предел прочности при растяжении вычисляют с погрешностью 1 кПа.

Рис. 7. Форма и размеры образца теплоизоляционных материалов для определения предела прочности при растяжении

6. Структурная прочность минераловатных плит

Структурную прочность определяют по потере массы  образцов после воздействия ударных  нагрузок. Для испытаний используют полый куб с внутренней стороной размером 190 мм, изготовленный из твердой древесины, с выдвижной крышкой. Куб приводится во вращение вокруг горизонтальной оси с помощью электромотора с частотой 60 об/мин. Для создания ударных нагрузок в куб помещают изготовленные из дуба 24 кубика размером 20x20x20 мм. Масса кубиков должна проверяться через каждые 50 испытаний. При изменении формы углов, а также при уменьшении массы кубиков более чем на 10% их заменяют новыми.

12 образцов размером 25x25x20 мм взвешивают  с погрешностью 0,1 г и помещают в куб вместе с дубовыми кубиками. Затем куб вращают в течение 10 мин, после чего образцы извлекают и взвешивают одновременно. Потерю в общей массе образцов определяют по формуле

 

где , — масса образцов соответственно до и после испытаний, кг.

Коэффициент q вычисляют как среднее арифметическое по результатам пяти испытаний.

7. Влажность, гигроскопичность и водопоглощение

При определении влажности используют следующие оборудование и материалы: шкаф сушильный лабораторный по ГОСТ 7365-55; весы технические; эксикатор по ГОСТ 6371-73*; стаканчики для взвешивания по ГОСТ 7148-70 или фарфоровые тигли по ГОСТ 9147-73*; щипцы тигельные; безводный хлористый кальций или серную кислоту плотностью 1,84.

7.1 Проведение испытания для определения влажности и гигроскопичности

а) В предварительно взвешенный стаканчик или фарфоровый тигель помещают пробу массой около 10 г, снова взвешивают и высушивают в сушильном шкафу до постоянной массы. Перед повторным взвешиванием стаканчики или тигли закрывают крышками и охлаждают в эксикаторе с безводным хлористым кальцием или серной кислотой плотностью 1,84 до комнатной температуры. Взвешивание производят с погрешностью 0,01 г. Влажность V, %, вычисляют с погрешностью 0,1%.

При определении сорбционной влажности (гигроскопичности) применяют следующее оборудование: термостат; шкаф сушильный лабораторный по ГОСТ 7365-55; весы технические; эксикатор по ГОСТ 6371-73*; бюксы.

б) Образец размером в плане 100x100 мм и толщиной, равной толщине изделия, из которого вырезан образец, или пробу сыпучего материала массой около 15 г высушивают до постоянной массы, а затем взвешивают с погрешностью 0,01 г. Взвешенный образец или пробу (в предварительно взвешенном бюксе) помещают над водой, налитой в эксикатор, установленный в термостат, в котором поддерживают температуру 20 ±3° С. Объем образца или материала не должен превышать 50% всего объема воздушного пространства в эксикаторе. Через 72 ч образец или пробу сыпучих материалов вынимают из эксикатора и взвешивают с погрешностью 0,01 г.

7.2 Проведение испытания для определения водопоглощения

При определении водопоглощения используют следующее оборудование:

• шкаф сушильный лабораторный по ГОСТ 7365-55;
• весы технические;
• ванну лабораторную.

Для определения водопоглощения изготовляют образцы размером в плане 100x100 мм и толщиной, равной толщине изделия, из которого вырезаны образцы. Образец высушивают до постоянной массы и погружают в воду с температурой 20±3°С, затем покрывают сеткой, на которую помещают пригруз из такого расчета, чтобы первые 3 ч образец был погружен в воду до половины толщины, а в остальное время испытания был полностью погружен в воду. [2]

Через 24 ч образец вынимают из воды, удаляют  с его поверхности влажной  хлопчатобумажной тканью избыточную воду и немедленно взвешивают. Масса воды, вытекающей на чашку весов из пор образца во время взвешивания, включается в определяемую массу водонасыщенного образца.

Водопоглощение (% по массе) вычисляют с погрешностью 0,1% по формуле

 

где , – масса образца или пробы соответственно в сухом и насыщенном водой состоянии, кг.

8. Морозостойкость изделий из вспученного перлита

Для определения морозостойкости теплоизоляционных изделий из вспученного перлита вырезают три образца размером 100x100 мм и толщиной, равной толщине изделия. Образцы погружают в ванну с водой на 4 ч.

Насыщенные  водой образцы помещают в морозильную  камеру на сетчатые стеллажи. Расстояние между образцами, а также от образцов до стенок камеры должно быть не менее 20 мм. Образцы замораживают при

-15-20° С в течение 4 ч. Если после загрузки образцов в морозильную камеру температура в ней окажется выше -15° С, то началом замораживания считается момент установления температуры -15° С. Перерыв в процессе одного замораживания образцов не допускается. Оттаивают образцы после выгрузки их из камеры в течение 4 ч в ванне с водой, температура которой 20±5°С. При оттаивании образцы располагают в ванне с водой так, чтобы каждый из них был окружен со всех сторон слоем воды толщиной не менее 20 мм. После каждого цикла попеременного замораживания и оттаивания образцы осматривают по внешнему виду.

 

Заключение

Качество  строительной продукции - основной фактор, влияющий на экономичность и рентабельность законченного строительством объекта, обеспечивающий его надежность и  долговечность.

Цели  и задачи поставленные в данной работе выполнены, необходимость изучения особых методов испытаний и контроля качества всех видов строительной продукции, на примере теплоизоляционных материалов доказана. Выявление  слабых сторон средств и методов испытаний, необходима для их последующего усовершенствования, что тем самым будет способствовать повышению качества строительной продукции, поэтому необходимо уделить особое внимание по решению этих вопросов.

Применение  методов особых испытаний проверки качества продукции, не только для теплоизоляционных материалов, но и для всех видов строительной продукции приведет к увеличению сроков эксплуатации здания, что не мало важно в современных условиях строительства.

 

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

1. Волков М. И. Методы испытания  строительных материалов. -Москва: Стройиздат, 1974 г. -324 с.
2. Волосов С. С.,  Марков Б.  Н.,  Педь  Е.  И. Основы автоматизации измерений. - Москва: Издательство стандартов, 1974 г. - 368 с.
3. Крылов  Н. А.,  Глуховский К.  А.  Испытание конструкций сооружений.  -Л.: Стройиздат, 1970 г. -272 с.