Przedmiot: Materiały Budowlane
Temat ćwiczeń: Wyroby z tworzyw sztucznych: termoizolacyjne, podłogowe.		Zespół: Michał Imielski Michał Latała Łukasz Marek
R.A.2002/03	Semestr 3	Grupa 6	Ocena:

Materiały z tworzyw sztucznych do izolacji cieplnych

1. Materiały termoizolacyjne z tworzyw sztucznych:

• polistyren ekspandowany PS-E ( EPS )

• polistyren ekstrudowany ( wytłaczany ) XPS

• piankowy poliuretan ( płyty, kształtki, spienianie „in situ” )

• piankowy polietylen ( płyty, maty - izolacja cieplna, przeciwdźwiękowa, przeciwwilgociowa )

2. Otrzymywanie płyt styropianowych:

• płyty styropianowe ekspandowane PS-E zwykłe i samogasnące, otrzymywane są przez ekspandowanie w formie wstępnie spienionych perełek polistyrenu spienialnego PS-E lub przez cięcie bloków otrzymanych w wyniku zastosowania tej metody

• płyty z polistyrenu ekstrudowanego XPS otrzymywane są przez wytłaczanie uplastycznionych perełek polistyrenowych przez ustniki formujące - powstaje charakterystyczna struktura komórkowa i uszczelniona powierzchnia, pokryta tzw. naskórkiem.

3. Właściwości techniczne płyt styropianowych:

Płyty mają strukturę porowatą, o komórkach zamkniętych, są nieodporne na działanie rozpuszczalników aromatycznych, olejów i smarów i mogą być stosowane jako materiał termoizolacyjny do temp. +75°C ( XPS ) i +80°C ( EP-S ). Mogą być sztywne i elastyczne.

Tab. Porównanie właściwości PS-E i XPS:

Właściwości	Polistyren ekspandowany	Polistyren ekstrudowany
Gęstość pozorna [ kg/m^3]	10 - 40	25 - 45
Współczynnik przewodności cieplnej[ W/mK ]	0,033 - 0,042	0,030 - 0,035
Naprężenie ściskające przy 10% odkształceniu względnym [ MPa ]	0,06 - 0,33	0,15 - 0,7
Zmiany wymiarów liniowych w temp. +70°C [ kg/m^3]	0,5 - 1,0	0,3 - 3,0
Nasiąkliwość po 24 godz. zanurzenia w wodzie [ % obj. ]	1,2 - 1,8	0,1 - 0,3
Wytrzymałość na rozrywanie siłą prostopadłą do powierzchni [ MPa ]	0,1 - 0,25	0,20 - 0,90
Zakres granicznych temperatur stosowania [ °C ]	-50 do + ÷80	-50 do +75
Zdolność samogaśnięcia	Samogasnące	Samogasnące

4.Badania płyt styropianowych PS-E:

1. Wzgląd zewnętrzny:

• barwa - płyty powinny mieć barwę wstępnie spienionych perełek polistyrenu spienialnego. Sprawdzenia dokonuje się wizualnie, nie uzbrojonym okiem, dla całej płyty ( 5 sztuk ).

• wady powierzchni - dopuszcza się występowanie wgniotów i miejscowych uszkodzeń o normowych wymiarach. Mierzy się je z dokładnością do 1 mm, głębokość wgniotu z dokładnością do 0,1 mm.

2) Wymiary:

• długość do 5000 mm ( dop. odchyłka ± 0,3% )

• szerokość do 1500 mm ( dop. odchyłka ± 0,3% )

• grubość od 10 mm d0 1000 mm, co 5 mm ( odchyłki zależne od grubości )

Badanie prowadzi się dla całej płyty ( 5 sztuk ) przymiarem liniowym z dokł. do 1 mm, wykonując pomiary co najmniej w 3 miejscach.

3) Spoistość:

Badanie polega na obejrzeniu nieuzbrojonym okiem przeciętych powierzchni próbki ( 500 × 250 mm × gr. płyty; 5 próbek ). Powierzchnia ta powinna być gładka i nie powinny z niej wypadać pojedyncze perełki.

4) Właściwości fizykomechaniczne:

• gęstość pozorna - w zależności od niej płyty dzielimy na odmiany: 12, 15, 20, 30 i 40 ( kg/m³ )

• 
  naprężenie ściskające przy 10% odkształceniu względnym ( σ₁₀ ) - jest to stosunek siły ściskającej (F₁₀) przy 10%-ym odkształceniu względnym (ε₁₀) do pola przekroju poprzecznego próbki. Oblicza się je ze wzoru:

w którym:

- F₁₀ - siła odpowiadająca 10% odkształcenia względnego [ N ]

- S₀ - pole początkowe przekroju poprzecznego próbki [mm²]

Badanie to polega na obciążeniu próbki o kształcie prostopadłościanu o gr. 50 mm siłą ściskającą wzrastającą ze stałą prędkością.

• stabilność wymiarów - badanie polega na sprawdzeniu stałości wymiarów tworzywa poddanego działaniu temperatury +70°C przy zachowaniu odpowiedniej wilgotności względnej powietrza w czasie 48 godzin

• chłonność wody - badanie polega na pomiarze siły wyporu hydrostatycznego próbki zanurzonej w wodzie destylowanej na głębokości 50 mm w ciągu 4 dni, z uwzględnieniem spęcznienia próbki. Płyty nie powinny wykazywać chłonności wody ( nasiąkliwości ). Dla płyt styropianowych dopuszczalna jest chłonność wody nie przekraczająca: 1,8% ( V/V ) dla PS-E 12 i 15, 1,5% ( V/V ) dla PS-E 20, 1,2% dla PS-E 30 i 40. Chłonność wody oznacza się stosunkiem objętości pochłoniętej wody do początkowej objętości próbki, wyrażonym w procentach.

• współczynnik przewodności cieplnej

• wytrzymałość na rozciąganie siłą prostopadłą do powierzchni

• wytrzymałość na ściskanie i zdolność samogaśnięcia

5.Badania sztywnych pianek poliuretanowych przeznaczonych na rdzeń płyt warstwowych:

• gęstość objętościowa - w budownictwie stosujemy materiały od 30 do 80 kg/m³

• zmiany wymiarów liniowych - badanie polega na oznaczeniu trwałych zmian wymiarów liniowych próbek przechowywanych przez określony czas w temperaturze przyjętej jako graniczna dla przewidywanego zakresu stosowania

• odporność na niskie i podwyższone temperatury - oceniana jest ona na podstawie zmian: wyglądu zewnętrznego, wymiarów liniowych oraz właściwości mechanicznych zachodzących pod wpływem obniżonej lub podwyższonej temperatury. Wysokość temperatury oraz okres jej oddziaływania na próbki zależy od przewidywanego zakresu stosowania badanego materiału.

• nasiąkliwość ( chłonność wody ) oznaczana objętościowo

• wytrzymałość na ściskanie - wyznaczana jako stosunek maksymalnej siły ściskającej osiąganej, gdy odkształcenie względne jest <10% do pola początkowego przekroju poprzecznego próbki

• odporność na zmienne warunki hydrotermiczne - badana metodą przyspieszoną. Próbki poddawane są działaniu cykli cieplno-wilgotnościowych, polegających na intensyfikacji warunków eksploatacyjnych. Cecha ta traktowana jest jako umowny odpowiednik trwałości pianek. Pianki uważa się za odporne na zmienne działania hydrotermiczne, jeśli nie wykazują zmian w wyglądzie zewnętrznym, a spadek wytrzymałości w stosunku do próbek kontrolnych ( przechowywanych w warunkach laboratoryjnych ) nie przekracza 20%.

• przyczepność pianki do okładziny - oznaczana poprzez badanie próbek z okładzinami na rozciąganie i ściskanie. Przyczepność uznaje się za dobrą, jeżeli zniszczenie próbek następuje wewnątrz rdzenia, a nie na styku z okładziną

• przewodność cieplna

6. Zastosowania płyt styropianowych:

Stosowane są one do izolacji cieplnej w budownictwie, głównie do izolowania ścian zewnętrznych budynków, dachów, stropów, stropodachów, urządzeń cieplnych i chłodniczych, do jednoczesnego odwadniania przegród budowlanych ( fundamenty ), także w budownictwie drogowym i mostowym jako ochrona podłoża drogowego przed przemarzaniem.

Materiały podłogowe z tworzyw sztucznych

1. Klasyfikacja wykładzin podłogowych z tworzyw sztucznych:

• wykładziny rulonowe

• płytki podłogowe

• wykładziny dywanowe

• posadzki bezspoinowe z mas żywicznych

2. Podstawowe badania materiałów podłogowych z PCW:

1. sprawdzenie cech zewnętrznych:

• wygląd zewnętrzny

• kształt i wymiary wykładzin

2. badanie cech fizykomechanicznych i chemicznych:

• zapachu

• masy powierzchniowej

• gęstości

• odporności na ścieranie metodą Stuttgart - pomiar ubytku grubości po cyklach ścierania

• odporność na wgniatanie - poprzez krótkotrwałe obciążenie stemplem (1kG=1dN) dające dopuszczalną max głębokość odcisku, np. od 0,09 dla płytek sztywnych do 0,1 dla wykładzin elastycznych

• giętkość - za wynik badania przyjmuje się najmniejszą średnicę pręta (z kompletu metalowych prętów) przy zginaniu, wokół którego próbka nie wykazuje powstania uszkodzeń na powierzchni - niedopuszczalne są rysy i pęknięcia

• wytrzymałość na rozciąganie

• wytrzymałość na ścinanie warstw

• odporność na rozwarstwienia - sprawdzenie wzajemnej przyczepności warstw w wykładzinach wielowarstwowych

• zmiana wymiarów w podwyższonej temperaturze (w temp. +80°C, w czasie 24 godzin)

• nasiąkliwość badana metodą wgłębną i powierzchniową

• zawartość części lotnych - badanie wykazuje ewentualna zawartość toksycznych substancji organicznych

• wyznaczanie skutku zabrudzeń

• wyznaczanie skutku symulowanego ruchu nogi mebla

• wyznaczanie skutku oddziaływania krzesła na rolkach

• wyznaczanie odporności na niedopałki papierosów i palące się papierosy

3. Wymagania stawiane wykładzinom elastycznym z PCW bez warstwy izolacyjnej:

• zapach - niedopuszczalny ostry i drażniący

• odporność na wgniatanie, badana metodą krótkotrwałą przy obciążeniu wstępnym 1 daN, głębokość wcisku stempla [mm] - max 0,09

• giętkość badana w temperaturze 20°C na pręcie o średnicy 10 mm - niedopuszczalne powstawanie pęknięć i rys na stronie licowej

• zmiana wymiarów pod działaniem temperatury 60°C dla obu kierunków według metody tensometrycznej lub optycznej [ % ] - max 0,3

• wzajemna przyczepność warstw w obu kierunkach [ daN/cm ] - min 1,6

• maksymalna ścieralność ( w aparacie Stuttgart ), ubytek grubości [ mm ] w zależności od rodzaju wykładziny - od 0,02 do 0,09

• nasiąkliwość powierzchniowa po 24 godz. [ mg/cm² ] - max 1

• zawartość części lotnych [ % ] - max 1

4. Badania wykładzin dywanowych:

• wygląd zewnętrzny, kształt i wymiar

• masa powierzchniowa

• zdolność dopasowania się wykładziny do podkładu

• zapach i trwałość barwy

• wzajemna przyczepność warstw

• trwałość zamocowania pętelek

• gęstość okrywy ( wynikiem jest liczba pętelek w 1 m² wykładziny )

• masa powierzchniowa okrywy ( dla wyrobów o bardzo wysokiej odporności na zużycie )

• odkształcenia trwałe po ściskaniu statycznym

• właściwości w zakresie ochrony przed elektrycznością statyczną

• odporność na zużycie

• odporność wybarwień

5. Typy posadzek żywicznych:

1. posadzki cienkowarstwowe, powłokowe (nakładane tech. malarską, grubość 0,5-1,0 mm )

2. posadzki wylewane, samopoziomujące ( wykonywane techniką wylewania i rozprowadzania pacą lub wałkiem, gr. 2 - 4 mm )

3. posadzki szpachlowe ( nakładane techniką rozsypywania, rozprowadzania i zacierania, gr. 3 - 25 mm ):

• gładkie

• antypoślizgowe

21 października 2002

- 1 -

---