Vahtpolüstüreentooted (0)

1. Töö eesmärk
Vahtpolüstüreentoodete (EPS) tähistuse määramine lähtuvalt mõõtmetest, mõõtmete tolerantsidest, survepingest 10% deformatsioonist, paindetugevusest ja soojuserijuhtivusest.
2. Katsetatavad materjalid
EPS A – valge; EPS B – sinine.
Vahtpolüstüreen ehk standardikohase nimetusega EPS on kerge jäik plastvahul põhinev soojustusmaterjal. EPS plaate iseloomustavad hea soojapidavus , helikindlus ja toimimine tuuletõkkena, niiskuskindlus, suur koormustaluvus, püsivad mõõtmed, mittevananemine, raskesti süttivus, kasutamismugavus ja keskkonnasõbralikkus [1].
3. Kasutatavad seadmed ja vahendid
Nihik ja nurgik – katsekehade mõõtmiseks
Kaal täpsusega 0,1 g - katsekehade massi määramiseks;
Hüdrauliline press - surve- ja paindetugevuse määramiseks
Immutamiseks vajalikud nõud.
4. Katsemetoodikad
4.1. Mõõtmete määramine
Nimimõõtmetega toote pikkuse, laiuse määramine toimub vastavalt standardile EVS EN 822:1999 “Ehituses kasutatavad soojustusmaterjalid. Pikkuse ja laiuse määramine.“
Katsekehi hoitakse enne katse alustamist vähemalt 6 tundi temperatuuril (23±5)ºC. Katsed viiakse läbi temperatuuril (23±5)ºC. Tasasele pinnale asetatud katsekehal võetakse mõõdud täpsusega 0,5 mm, võetakse üks mõõde katsekeha poolest pikkusest ja üks poolest laiusest.
Tootest väljalõigatud katsekeha mõõtmed võetakse nihikuga täpsusega 0,1 mm. Iga katsekeha mõõde arvutatakse kui aritmeetiline keskmine kolmest mõõtmistulemusest - kaks mööda paralleelservi ja kolmas nende keskelt. Mõõtmistulemused esitatakse millimeetrites täpsusega 0,5 mm.
4.2. Tiheduse määramine
Tiheduse määramiseks kasutatakse vähemalt 6 tundi temperatuuril (23±5)ºC hoitud kahte korrapärase kujuga katsekeha (plaati). Korrapärase kujuga keha maht Vbr arvutatakse keha geomeetrilistest mõõtmetest lähtudes. Katsekeha mõõtmed määratakse vastavalt punktile 4.1. Kastekeha mass m määratakse kaalumise teel täpsusega 0,5%. Mõõtmistulemused esitatakse kolme kehtiva numbriga, tiheuds arvutatakse valemiga [1] ja kantakse tabelisse 5.1.
4.3. Veeimavuse määramine
Katseteks võetakse vähemalt 6 tundi temperatuuril (23±5)ºC hoitud 6 nimipaksusega katsekeha [(200*200)±1] mm. Määratakse katsekehade mõõtmed vastavalt punktile 4.1. Määratakse kuivatatud katsekehade massid m0 täpsusega 0,1 g. Katsekehad asetatakse vette, mille temperatuur on 18 kuni 28oC, nii et katsekeha alumine pind oleks 8-12 mm allpool vee tasapinda. Katsekehasid hoitakse vees 28 ööpäeva, siis võetakse veest välja ja eemaldatakse niiske lapiga üleliigne vesi ning määratakse kohe veega immutatud katsekehade mass m28. Veeimavus mahu järgi arvutatakse valemi [2] järgi. Toote partii veeimavus arvutatakse kui aritmeetiline keskmine proovikehade katsetulemustest. Mõõtmistulemused esitatakse 0,1% täpsusega. Tulemused on tabelis 5.2.
4.4. Paindetugevuse määramine
Katseteks võetakse vähemalt 6 tundi temperatuuril (23±5)ºC hoitud 6 nimipaksusega katsekeha. Enne proovikeha katsetamist määratakse tema mõõtmed vastavalt punkti 4.1. kirjelduse järgi. Paindetugevuse määramiseks asetatakse katsekeha kahele toele, mille vahekaugus on 200 mm. Koormus rakendatakse katsekehale tugiava keskel. Iga üksiku katsekeha paindetugevus arvutatakse valemi [3] järgi. Soojusisolatsioonmaterjali paindetugevus arvutatakse kui aritmeetiline keskmine 3 proovikeha katsetuse tulemustest, täpsusega 0,1 N/mm². Mõõtmistulemused on tabelis 5.3.
4.5. Survepinge (koormustaluvuse) määramine 10%-lisel deformatsioonil
Tulemused punktis 5.4.
4.5.1. Otsekatsetusega
Katseteks võetakse vähemalt 6 tundi temperatuuril (23±5)ºC hoitud katsekeha. Enne proovikeha katsetamist määratakse tema mõõtmed veaga mitte üle 1 mm punktis 4.1. toodud kirjelduse järgi. Koormustaluvuse määramine viiakse läbi 6 katsekehaga, mille mõõtmed on 50*50*50 mm (d=50 mm). Katsekeha asetatakse pressi alumisele surveplaadile, tsentreeritakse ning viiakse sujuvasse kokkupuutesse pressi ülemise plaadiga. Katsekeha koormatakse eelkoormusega (0,064±0,003) kgf. Peale eelkoormuse rakendamist määratakse joonlaua algnäit d0 millimeetrites. Katsekeha koormatakse ühtlase kiirusega d/10 (d = katsekeha paksus) mm/min kuni katsekeha 10%-lise deformatsioonini ning fikseeritakse manomeetri näit. Koormustaluvus arvutatakse igale katsekehale eraldi valemi [4] järgi. Soojusisolatsioonmaterjali koormustaluvus arvutatakse kui aritmeetiline keskmine 3 katsekeha katsetulemustest täpsusega 0,1 [N/mm²].
4.5.2. Kaudse meetodiga
Kaudsel määramisel lähtutakse katsetatava materjali tihedusest. Koormustaluvus kaudsel määramisel arvututakse valemi [5] järgi. EPS tiheduse ja survepinge sõltuvus on toodud graafikul 1 LISA 1. Katsetulemused esitatakse kolme katsekeha aritmeetilise keskmisena kolme kehtiva numbriga
4.5. Soojaerijuhtivuse määramine kaudse meetodiga
Soojaerijuhtivus kaudsel määramisel arvututakse valemi [6] järgi. EPS tiheduse ja soojaerijuhtivuse sõltuvus on toodud graafikul 2 LISA 1. Toote deklareeritud soojaerijuhtivus λD arvutatakse valemiga [7].
5. Katsetulemused
Tabel 5.1. Valge EPS plaadi tiheduse määramine
Katsekeha
Katsekeha mõõtmed [cm]
Katsekeha maht [cm3]
Katsekeha mass, [g]
Tihedus , [kg/m3]
a
b
h
plaat
120,1
99,9
4,8
57578
759,5
13,2
120,0
99,9
4,8
759,49
120,0
100
4,8
759,5
Tabel 5.2. Valge EPS plaadi veeimavuse määramine
Prk nr
Mõõtmed, [mm]
Mass õhus, [g]
Mass 7 päeva pärast immutamist, [g]
Veeimavus
[%]
Pikkus
Laius
Kõrgus
Massi järgi
Mahu järgi
a
b
h
mõ
mimm7p
wm
wv
1A
199,8
199,5
49,3
27,4
63,51
131,8
1,84
2A
200,0
200,0
49,0
26,2
58.50
123,3
1,65
3A
199,8
200,0
49,2
24,3
51,74
112,9
1,40
wm kesk – 122,7; wv kesk – 1,63
Tabel 5.3 Valge EPS plaadi paindetugevus
Tugedevaheline kaugus 25,9 cm.
Prk nr
Mõõtmed, mm
Purustav jõud, kgf
Paindetugevus, kPa
Laius
Kõrgus
b
H
F
Rp
4A
150,0
48,6
11,5
122,2
5A
149,3
48,5
11,5
123,3
6A
149,1
48,5
11,5
123,4
Rp kesk – 123,0
Tabel 5.4 Valge EPS plaadi survetugevus 10% deformatsioonil
Prk nr
Mõõtmed, mm
Survepind
[cm2]
Jõud 10% deformatsioonil, kgf
Koormustaluvus [kgf/cm2]
Koormustaluvus
[kPa]
Survepinge kaudse meetodiga
Laius
Pikkus
b
a
S
F
7A
49,0
50,0
24,5
18,0
0,73
72,05
51
8A
49,0
50,0
24,5
15,0
0,61
60,04
9A
48,8
50,0
24,4
17,5
0,72
70,33
kesk – 67,5 kPa
Valge EPS plaadi soojaerijuhtivuse määramine kaudse meetodiga (valem 6)
 λ - 0,039149
Tabel 5.5. Sinise EPS plaadi tiheduse määramine
Katsekeha
Katsekeha mõõtmed [cm]
Katsekeha maht [cm3]
Katsekeha mass, [g]
Tihedus , [kg/m3]
a
b
h
plaat
120,2
100,2
5,1
60585
1383 ,38
22,8
120,2
100,2
5,0
1382 ,73
120,1
100,1
5,0
1382,9
Tabel 5.6. Sinise EPS plaadi veeimavuse määramine
Prk nr
Mõõtmed, [mm]
Mass õhus, [g]
Mass 7 päeva pärast immutamist, [g]
Veeimavus
[%]
Pikkus
Laius
Kõrgus
Massi järgi
Mahu järgi
a
b
h
mõ
mimm7p
wm
wv
1B
200,0
200,1
50,3
46,04
49,32
7,12
0,16
2B
199,9
200,0
51,0
46,48
49,25
5,96
0,14
3B
199,5
199,8
50,5
45,92
49,60
8,01
0,18
wm kesk –7,03 ; wv kesk – 0,16
Tabel 5.7 Sinise EPS plaadi paindetugevus
Tugedevaheline kaugus 25,9 cm.
Prk nr
Mõõtmed, mm
Purustav jõud, kgf
Paindetugevus, kPa
Laius
Kõrgus
b
H
F
Rp
4B
149,3
50,8
26
254,0
5B
148,9
50,8
26,5
259,6
6B
149,0
50,1
27
271,8
Rp kesk –261,8
Tabel 5.8 Sinise EPS plaadi survetugevus 10% deformatsioonil
Prk nr
Mõõtmed, mm
Survepind
[cm2]
Jõud 10% deformatsioonil, kgf
Koormustaluvus [kgf/cm2]
Koormustaluvus
[kPa]
Survepinge kaudse meetodiga
Laius
Pikkus
b
a
S
F
7B
50,8
51,0
25,91
39
1,51
147,6
149
8B
50,7
51,0
25,86
39
1,51
148,0
9B
50,8
50,7
25,76
38,5
1,49
146,6
kesk –147,4 kPa
Sinise EPS plaadi soojaerijuhtivuse määramine kaudse meetodiga (valem 6)
 λ – 0,03405218
6. Kasutatud valemid
[1]
– materjali tihedus, []
m – katsekeha mass õhus, [g]
Vbr – katsekeha maht, [cm3]
[2]
– materjali veeimavus, [%]
m28 – proovikeha mass veega immutatult, [g]
m – proovikeha mass kuivatatult, [g]
Vbr – katsekeha ruumala, [cm3]
[3]
Rp – katsekeha paindetugevus, [kgf/cm2]
F – purustav jõud, [kgf]
l – tugiava, [cm]
h – katsekeha paksus, [cm]
b – katsekeha laius, [cm]
1 kgf/cm2 = 98,0665 kPa
[4]
– katsekeha koormustaluvus, [kgf/cm2]
F – koormus 10%-lisel deformatsioonil, [kgf]
S – katsekeha ristlõikepind, [cm2]
[5]
– katsekeha koormustaluvus, [kPa]
– katsekeha tihedus, []
[6]
λ – soojaerijuhtivus, []
– toote tihedus, []
[7]
– deklareeritud soojuserijuhtivus, []
– keskmine soojuserijuhtivus, []
– soojaerijuhtivuse hinnanguline standardhälve,
k – katsetulemuste arvuga seotud tegur, k=2,07
7. Järeldused
Valge EPS plaadi tiheduseks saime 13,2 kg/m3.
Veeimavus massi järgi tuli 122,7 % ning mahu järgi 1,63 %.
Valge EPS plaadi paindetugevuseks saime 130 kPa ja survetugevuseks 67,5 kPa.
Survepinge kaudse meetodiga 51 kPa
Valge EPS plaadi soojaerijuhtivus tuli 0,039149
Katsetatava mullpolüstüreeni (valge EPS) pikkuse tolerantsi klass oli L2, laiuse tolerantsi klass W2 ja paksuse tolerantsi klass oli T2. Kuna veeimavus oli 1,63 %, seega on veeimavuse tase WL(T) 2. Katsetatava materjali paindetugevus oli 130 kPa, mille järgi tema paindetugevuse tase on BS 125. Survetugevus 10 % - lisel deformatsioonil otsesel mõõtmisel oli 67,5. Survetugevuse järgi on katsetatava mullpolüstüreeni tase CS (10) 60.
Vastavalt nendele näitajatele on katsetatud mullpolüstüreeni tootekood:
EPS - EN - T2 - L2 - W2 – WL (T) 2 – BS 125 – CS 60.
Sinise EPS plaadi tiheduseks saime 22,8 kg/m3
Veeimavus massi järgi tuli 7,03 % ning mahu järgi 0,16 %
Valge EPS plaadi paindetugevuseks saime 261,8 kPa ja survetugevuseks saime 147,4 kPa
Survepinge kaudse meetodiga tuli 149 kPa
Sinise EPS plaadi soojaerijuhtivus saime 0,03405218
Katsetatava mullpolüstüreeni (sinine EPS) pikkuse tolerantsi klass oli L2, laiuse tolerantsi klass W2 ja paksuse tolerantsi klass oli T2. Kuna veeimavus oli 0,16 %, seega on veeimavuse tase WL(T) 1. Katsetatava materjali paindetugevus oli 261,8 kPa, mille järgi tema paindetugevuse tase on BS 250. Survetugevus 10 % - lisel deformatsioonil otsesel mõõtmisel oli 147,4 kPa. Survetugevuse järgi on katsetatava mullpolüstüreeni tase CS (10) 120.
Vastavalt nendele näitajatele on katsetatud mullpolüstüreeni tootekood:
EPS - EN - T2 - L2 - W2 – WL (T) 1 – BS 250 – CS 120.
Katseandmete põhjal on sinine EPS umbes poole tugevam kui valge EPS. Valget EPSi (EPS 60)võib kasutada vähekoormatud ehituskonstruktsioonide soojustamiseks. Need on erinevad karkasskonstruktsioonid, kus soojustmaterjal ei ole otseselt kaetud viimistluskihtidega ning talle mõjuvad minimaalsed koormused, näiteks katuslagedes, välis- ja vaheseintes, põrandate laagidevahelise soojustusena, lamekatustes. [1]
Sinine EPS (EPS 150) on aga hea koormustaluvusega ning teda võiks kasutada põranda soojus -isoleerimiseks ning kuna ta on küllaltki niiskusekindel, tugev, sobib ta niiskete kohtade isolatsiooniks. Sinist EPSi võib kasutada maja vundamendi ja vundamendialuse pinnase soojusisoleerimiseks, välimiste keldriseinte, soklite, alusmüüride välispidiseks soojustamiseks. [1]
8.Kasutatud kirjandus
1. http://www.estplast.ee/
2. L. Raado, ehitusmaterjalide loengu konspekt
LISA 1
Graafik 1. Koormustaluvuse ja näivtiheduse vaheline sõltuvus
Graafik 2. Soojaerijuhtivuse ja tiheduse vaheline sõltuvus
9