ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Рис. 4.6. Зависимость прочности при поперечном изгибе (а) и глубины
погружения индентора (б) пенополистирола от длительности воздействия:
1 – теплостарения; 2 – УФ-облучения (в – верхний слой, н – нижний слой)
Из рисунка видно, что при тепловом воздействии (80 °С) наблюдается увеличение механических характеристик
пенополистирола. Резкое повышение прочности (на 48 %) происходит в первые 7,5 ч прогрева. При дальнейшем прогреве
(до 105 ч) прочность пенополистирола остаётся постоянной. При этом твёрдость меняется экстремально. В первые 7,5 ч
прогрева происходит её рост на 47 %, а затем снижение твёрдости, которая к 105 ч составляет 117 % от первоначальной.
Такое поведение материала вызвано образованием плёнки на поверхности образцов. А известно, что прочность
полимеров в плёночном состоянии выше [76].
4.1.3. Определение предельного времени теплового старения
битумной кровли
Согласно кинетической концепции [5, 77] для органических конструкционных материалов механическое
разрушение есть термохимическая деструкция, лишь ускоренная механическим полем. При вариации температуры и
нагрузки этот процесс описывается уравнением (2.3).
Некоторые строительные изделия в процессе эксплуатации практически не подвергаются длительным силовым
воздействиям. К таким изделиям относятся и битумные кровли ряда зданий. Поэтому основным параметром,
определяющим их долговечность, является температура, приводящая к тепловому старению материала.
Процесс разрушения в отсутствии нагрузки (тепловое старение) можно описать уравнением
−τ=τ
m
a
m
T
T
RT
E
1exp
, (4.3)
где E
a
= U
0
– максимальная энергия активации термохимической деструкции.
Физико-химические константы (τ
m
, U
0
и T
m
), входящие в уравнение (2.3), аналогичны константам уравнения (4.3.).
Из уравнения (4.3) видно, что тепловое старение определяется в основном химической природой материала. Влияние
физической структуры проявляется в изменении констант τ
m
и T
m
.
Время теплового старения можно определить из схемы, представленной на рис. 4.7. Для её построения необходимо
минимум при трёх постоянных температурах (Т
1
, Т
2
и Т
3
) и трёх напряжениях (σ
1
, σ
2
, σ
3
) определить время до
разрушения исследуемого материала при любом простом виде нагружения (растяжении или срезе битумной кровли). Как
было показано в [78, 79], время теплового старения не зависит от вида нагружения материала, что и подтвердилось для
битумных кровель [80].
Полученные при температурах Т
1
, Т
2
и Т
3
линейные зависимости экстраполируем на ось ординат (при σ = 0). Точки
пересечения с осью дают нам время теплового старения при заданных температурах испытания.
Для прогноза времени теплового
старения битумных кровель в широком
интервале температур зависимости в
координатах lgτ–σ необходимо
перестроить в координаты lgτ–0
3
/Т (рис.
4.7, б). Графоаналитическим способом из
схемы, представленной на рис. 4.7, б,
находим константы τ
m
, U
0
и T
m
. Зная
величину U
0
, строим линию теплового
старения, по которой при любой заданной
температуре можно определить
предельное время эксплуатации битумной
кровли.
Однако для ряда битумных
кровельных материалов с нестабильной
структурой [81] процесс разрушения не
описывается формулой (2.3); зависимости
1
U
1
σ
2
lgτ
3
lg τ
1
T
3
T
2
T
1
σ
2
σ
3
σ
0
σ
m
σ
m
τlg
m
T
б) а)
a
EU
=
0
τlg
30
lg
−
τ
80
lg
+
τ
m
τlg
3
σ
1
σ
2
σ
σ
1
U
2
U
3
U
0
=
σ
Линия теплового
старения
m
T
3
10
T
3
10
, К
–1
3
σ
0
U
3
U
2
U
1
U
2
σ
1
σ
+80 °C
–30 °С
4,11
2,8
t °С
Рис. 4.7. Схема построения линии теплового старения битумной кровли,
п
р
оцесс
р
аз
ру
шения кото
р
ой описывается
ур
авнением
(
2.3
)
а)
б)
0,9
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
020
40
60
80
100
t, ч
h, мм
2
1 н
1 в
1
2
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
020
40
60
80
100
t, ч
σ
,
МПа
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 46
- 47
- 48
- 49
- 50
- …
- следующая ›
- последняя »
