|
Очень важным свойством
теплоизоляционных строительных материалов является способность их
противостоять действию влаги и увлажняться при этом в минимальной степени.
Использование водостойких, негигроскопичных и паронепроницаемых
теплоизоляционных материалов позволяет упростить и, следовательно, удешевить
строительные конструкции, а также повысить термическое сопротивление
теплоизоляционного слоя и снизить эксплуатационные расходы па отопление. До
появления пористых полимерных материалов не существовало столь водостойких и
столь долговечных теплоизоляционных материалов. Чтобы добиться высокой
гигроскопичности и надежной паронепроницаемое наших традиционных теплоизоляционных
материалов — стеклянной и минеральной ваты и изделий из них,
древесноволокнистых и древесностружечных плит, цементного фибролита, ячеистых
бетонов н др., необходимо было устраивать продухи в конструкциях,
дополнительные иаронзоляцпоппые слои, подвергать специальной обработке
поверхности теплоизоляционных материалов, делая их гидрофобными, или
применять обвертывание поро- и водонепроницаемыми пленками 'из синтетических
материалов. Эти дополнительные сложные и дорогостоящие мероприятия полностью
отпадают при использовании для теплоизоляции материалов на полимерной основе.
Отношение материалов к воздействию влаги определяется
такими свойствами их, как водопоглощение, гигроскопичность, водостойкость,
паронепроницаемость, стойкость при попеременном увлажнении и высушивании и в
конечном счете их влажность. В ряде случаев между этими свойствами имеется
определенная связь. Например, влажность материала оказывает очень сильное
влияние на его теплопроводность.
Структура теплоизоляционных материалов является основным
фактором, определяющим их поведение при взаимодействии с влагой. Наилучшими
гидрофобными свойствами обладают материалы с замкнутопористой структурой, а
наихудшими — с открытыми сообщающимися порами. Объемный вес материала также
является важным фактором при воздействии влаги на поро- и пенопласты.
Водопоглощение. Водопоглощение ПТМ может характеризоваться
отношением количества поглощенной воды к общей площади поверхностей всех
граней образца (кг/м2) или к объему образца (объемное).
Для определения водопоглощения в кг/м2 используют не менее
трех образцов кубической формы размером 30Х30Х30±0,5 мм. Образцы должны иметь ровную поверхность без видимых дефектов материала, следов механической
обработки и без поверхностной технологической пленки. Перед испытанием
образцы следует высушить при 40°С для приближения к постоянному весу.
Выдержку образцов в воде и их гидростатическое взвешивание
проводят в прямоугольных рамках (корзинах), изготовленных из нержавеющей
проволоки. Во избежание всплывания образцов пенопласта к этим рамкам
прикрепляется компактный груз весом около 30 г.
Образцы, измеренные с точностью до 0,1 мм, помещают в проволочные рамки и погружают в дистиллированную воду с температурой 15—20°С.
Погруженные образцы не должны соприкасаться друг с другом и со стенками
сосуда. Воздушные пузырьки, появляющиеся на поверхности образца, снимают с
помощью стеклянной палочки. По истечении 5 мин проводят первое взвешивание и
определяют вес образца с рамкой и грузом в воде Р\ с точностью до 0,01 г. После 24-ч выдержки образцов в открытом сосуде с водой при втором взвешивании определяют вес
образца с рамкой и грузом в воде Р2.
За окончательный результат принимается среднее
арифметическое из трех измерений.
Для определения объемного водопоглощения из середины трех
плит выпиливают по одному образцу размером 50X50X50 мм. Образцы высушивают
при 60°С в течение 3 ч, после чего взвешивают с точностью до 0,01 г. Затем образцы опускают в воду с температурой 20±5°С и с помощью груза обеспечивают их полное
погружение. Через 24 ч образцы вынимают, протирают фильтровальной бумагой и
взвешивают с точностью до 0,01 г.
Водопоглощение (объемное) вычисляют как среднее
арифметическое результатов трех определений.
Гигроскопичность полимерных теплоизоляционных материалов
может колебаться в весьма значительных пределах и зависит в первую очередь от
вида применяемого полимерного материала, его объемного веса, пористости и
влажности среды: чем выше гигроскопичность материала, тем ниже его
теплоизоляционные свойства При испытании материалов на гигроскопичность
следует обращать внимание на динамику сорбционного увлажнения во времени.
Характерны изменения гигроскопичности различных марок
пенополистнрола во времени, представленные па 25. Как видно,
гигроскопичность этих марок пенополистнрола зависит и от объемного веса: при
его уменьшении гигроскопичность пенополистнрола марки ПС-4 возрастает, причем
особенно резко в период пепытаппй от 14 до 28 суток. Если за первые 7 суток
увлажнение не превышало 3%', то за вторые 7 суток оно составляло примерно 5%,
а за последующие 14 суток достигло 16%. Гигроскопичность пенополистирола
марки ПС-1, несмотря на значительную разницу объемного веса испытуемых
образцов, можно считать практически одинаковой, не имеющей сколь-ли- бо заметных
изменений, ни процента влажности, ни динамики ее нарастания в период
испытаний.
Наименьшей гигроскопичностью обладают фено-
ло-формальдегидные пено пласты, а наибольшей — мо- чевино-формальдегидные по-
ропласты. Также совершенно различна динамика их увлажнения во времени. В 7
приведена гигроскопичность феноло-формаль- дегидного пенопласта и динамика ее
нарастания в течение 14 суток. Данные 7 показывают, что фе-
ноло-формальдегидный пенопласт набирает вла!у практически в течение первых 7
суток до достижения равновесного состояния.
По-видимому, для некоторых поропластов (в том числе и для
мочевино-формальдегидных) основное влияние на гигроскопичность оказывает не
объемный вес, а
химический состав полимерной основы и структура изделия.
Водостойкость пористых теплоизоляционных материалов
характеризуется коэффициентом водостойкости, который равен отношению
прочности образца при 10%-иом сжатии после нахождения его в течение
определенного времени в воде, к прочности его при 10%- ном сжатии в сухом
состоянии.
Все традиционные теплоизоляционные материалы при
увлажнении значительно снижа- ло-формальдегидные пено- ристики (до 7%).
Полимерные материалы являются водостойкими, особенно пенопласты на основе
полистирола, почти не теряющие прочности как после суточного, так и после
28-суточного пребывания в воде.
Паропроницаемость материалов характеризуется способностью
пропускать водяные пары при наличии разности парциальных давлений у
поверхностей.
У пенополивинилхлорида марок ПВХ-1 и ПВХ-2
водопоглощенне после 25 циклов достигает величины, почти вдвое большей, чем
водоотдача, и прочность этих материалов после 25 циклов испытания может
значительно снижаться (в пределах 3—34%).
Можно считать, что водоотдача различных материалов зависит
главным образом от их структуры (порн- > im iii) \ млlepii.uion с примерно
il iiin.iMihi.iM ofii.eMiiUM весом, по с различной структурой после 25 циклов
испытания значения водоотдачи совершенно различны.
Различный характер пор (открытые и закрытые) и различная
межзерновая пористость материала вызывают и различные значения влагоотдачи по
величине и времени.
Снижение прочности материалов при многократном увлажнении
и высушивании объясняется ослаблением и частичным разрушением при этом стенок
пор.
Для определения влажности изделий из трех плит выпиливают
по три образца размером 50X50X50 мм: один из середины и два на расстоянии 50 мм от края плиты.
Каждый образец взвешивают с точностью до 0,01 г, а затем высушивают в сушильном шкафу при 60°С в течение 3 ч, после чего взвешивают повторно.
|