Эксплуатационные свойства пенополиуретанов, наполненных керамзитом

Способность композиционных пенопластов, используемых в строительстве, обеспечивать длительную сохранность в условиях эксплуатации — свойство очень важное. Наиболее распространенным способом оценки сроков службы полимерных теплоизоляционных материалов и конструкций на их основе является испытание их на морозостойкость и циклические знакопеременные температурно-влажностные воздействия

Так как сейчас нет единой тестированной методики испытания полимерных теплоизоляционных материалов, авторами проведен комплекс исследований с целью выявления влияния различных температурно-влажностных воздействий на свойства и структуру ненаполненных пенополиуретанов. При этом за критерий качества материала принимали изменения показателей прочности, формостабильности и макроструктуры.

Принята следующая методика ускоренных циклических испытаний: выдерживание образцов (в разных термостатах) при температуре -70оС и относительной влажности 85% — 4 4 и при температуре минус 40°С — также 4 ч. После каждых 30 и 50 циклов попеременного нагрева и охлаждения образцов изучают и фотографируют изменения нх макроструктуры, кроме того, образцы испытывают на сжатие и растяжение. Результаты испытаний после 390 циклов попеременного воздействия приведены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, длительные циклические воздействия практически не влияют на прочность наполненных пенополиуретанов. Для образцов, наполненных керамзитом с насыпной объемной массой 135 кг/м3, к концу испытаний отмечается незначительное увеличение прочности за счет доотверждения и структурирования полимера, которое составляет 4,2%. При наполнителе с насыпной объемной массой 185 кг/м3, имеющем оплавленную поверхность, отмечено снижение прочности в результате появления дефектов в структуре соответственно 3,2 и 12,6%. Для ненаполнепных пенопластов снижение прочности при растяжении составило 16%.

При анализе структуры установлено, что характер изменений в пенопласте зависит от его плотности, вида используемого керамзита и наличия макродефектов в структуре пенополиуретана, а также от плотности контакта пенополиуретана с поверхностью гранул керамзита. В некоторых участках пенопластов после циклических испытаний отслаивается пенополиуретан от поверхности гранул керамзита. Однако это происходит только на ослабленных участках.

Исследования позволили заключить, что в композиционных пенопластах при резком изменении градиента температур наиболее уязвимым местом является приконтактный слой пенопласта с керамзитом. По-видимому, различные значения температурных коэффициентов деформации пенопласта и керамзита приводят к разрыву7 менее прочного, чем керамзит, пенополиуретана. Наибольшее число структурных дефектов отмечено в местах, где сцепление с поверхностью гранул ослаблено

В целом комплекс исследований показал, что наполненный керамзитом пенополиуретан обладает формостабильностью и достаточной стойкостью к воздействиям на него знакопеременных температур и влажности, так как во всех видах проведенных испытаний коэффициент снижения прочности ие превышал установленных ГОСТ для теплоизоляционных строительных материалов предельных значений — 25%. при этом форма и линейные размеры образцов в процессе всех испытаний не изменялись.

Таким образом, наполненный керамзитом пенополиуретан может быть рекомендован в качестве конструкциоино-теплоизоляционного материала для легких ограждающих конструкций.