Statens vegvesen Trykkstyrke av skumplast. Utstyr. Omfang. Fremgangsmåte. Referanser. Prinsipp. Vedlikehold. Tillaging av prøvestykker

Transkript

1 Statens vegvesen 14.4 Andre materialer Lette masser/frostisloasjon side 1 av Trykkstyrke av skumplast Gjeldende prosess (nov. 1996): NY Omfang Prinsipp Metode for bestemmelse av korttids trykkfasthet for skumplast til isolasjon, lette fyllmasser etc. Prøvestykker med fastsatte dimensjoner utsettes for jevnt økende belastning inntil brudd oppstår eller til en bestemt deformasjon er oppnådd. Belastningen skal være jevnt fordelt over trykkflaten. Metoden inkluderer bestemmelse av materialenes densitet. Metoden kan benyttes for en rekke typer stiv skumplast, f.eks. ekstrudert polystyren (XPS), ekspandert polystyren (EPS), polyuretanskum (PUR) og PVC-skum. For blokker av skumplast til lette fyllinger (vanligvis ekspandert polystyren, EPS) har Statens vegvesen følgende bestemmelse: Trykkfastheten av materialet angis som trykkspenningen ved 5 % relativ deformasjon av prøvestykkene. For plater av skumplast til isolasjonsformål (f.eks. ekstrudert polystyren, XPS) skal trykkfastheten angis som bruddspenning, dvs. bruddlast dividert med trykkflateareal, såfremt brudd eller tydelig svikt i materialet inntreffer ved relativ deformasjon mindre enn 10 %. Dersom brudd eller tydelig svikt ikke inntreffer ved 10 % relativ deformasjon eller lavere verdi, oppgis materialets trykkspenning ved 10 % relativ deformasjon. Definisjoner Bruddlast: maksimal belastning som et prøvestykke kan oppta før det oppstår brudd eller tydelig svikt i materialet Trykkfasthet: Bruddlast dividert med prøvestykkets trykkflateareal Trykkspenning: Belastning ved en gitt deformasjon av prøvestykket, dividert med trykkflateareal Kommentarer: For visse bruksområder med høye belastninger, f.eks. isolasjonslag under fundamenter eller under såler til belastede hvelvkonstruksjoner, bør man også kontrollere materialets langtids trykkfasthet. Det er egne testmetoder for dette. Som en "tommelfingerregel" kan en anta at langtids trykkfasthet er ca. 1/3 korttids trykkfasthet. Referanser Vegdirektoratet/Veglaboratoriet, (1991): Blankett nr. 484 Kvalitetskontroll av ekspandert polystyren til vegfyllinger Utstyr - Enaksialt trykkapparat med kapasitet inntil 10 kn, avlesningsnøyaktighet ± 0,1 % og regulerbar deformasjonshastighet 4-10 mm/min. Egnet utstyr er f.eks. Geonor g-250 (enaksialpresse for leirprøver). Denne har konstant deformasjonshastighet ca. 4 mm/min. og begrenset kapasitet, dog tilstrekkelig for testing av EPS og enkelte typer XPS - Skriver- eller registreringsenhet, i tilknytning til trykkapparatet - Båndsag, ev. glødetrådapparat eller kniv for tillaging av prøver - Vekt med nøyaktighet ± 0,01 g Vedlikehold Trykkapparatet og skriver-/registreringsutstyret må vedlikeholdes og kalibreres slik at det gir korrekte verdier. Fremgangsmåte Tillaging av prøvestykker a) Blokker til lett fylling 3 vertikale søyler med grunnflate ca mm skjæres ut fra blokken som vist i figur I laboratoriet skjæres det ut 2 prøvestykker (terninger) fra hver søyle, i alt 6 prøvestykker per blokk som skal undersøkes. Hvert prøvestykke skal være mm og merkes med trykkretning, som skal tilsvare belastningsretningen for blokken slik den skal ligge i fyllingen. b) Isolasjonsplater o.l. I felt kan prøvene tas ved å skjære av et stykke med dimensjoner ca. 0,5 m platebredden. I laboratoriet skal det tas 5 prøvestykker jevnt fordelt over platebredden, men ikke nærmere platens sidekant enn 50 mm. Se figur Prøvestykkene skal ha grunnflate 50 mm 50 mm, og høyden skal være lik med platetykkelsen når denne ikke overstiger 50 mm. Dersom platetykkelsen er mer enn 50 mm skal sidekanten i prøvens grunnflate være lik med platetykkelsen. Alternativt kan prøvestykkets høyde reduseres til 50 mm ved å sage av like store sjikt i topp og bunn av prøvestykket. Kondisjonering, måling/veiing av prøvestykker Prøvestykkene skal være tørre ved veiing og trykkprøving. Prøver av materialer som kan ha stort fuktighetsinnhold, f.eks. nyproduserte eller utendørslagrede EPS-blokker, bør tørkes noen dager i romtemperatur før tillaging av prøvestykkene.

2 side 2 av 5 Prøvestykkene tørkes i varmeskap med maksimal temperatur 50 C i minst 24 timer, eller inntil veiinger med minst 2 timers mellomrom viser at endringen i masse er mindre enn 0,5 %. Prøvestykkene avkjøles og veies med nøyaktighet ± 0,01 g. Prøvestykkenes dimensjoner måles med nøyaktighet ± 0,5 mm. Kommentar: Eventuelt fuktighetsinnhold i prøvene vil normalt ikke ha større betydning for trykkfastheten, men vil gi stort utslag på bestemmelsen av densiteten. Trykkforsøket Prøvestykket monteres i trykkapparatet, som justeres til det er kontakt mellom prøvestykket og trykkplatene. Ved prøving av XPS og sterke kvaliteter av EPS må det brukes tilstrekkelig høy fjærstyrke til å bringe prøven til brudd ev. til deformasjon 5 eller 10 %, avhengig av materialtypen. Trykkforsøket skal foregå med jevn deformasjonshastighet tilsvarende 0,1 prøvehøyden pr. min. ± 25 %. Hastighet 5 mm/min. vil dekke de fleste tilfeller (testing av EPSblokker og de vanligste typer isolasjonsplater). Prøvestykkene belastes inntil deformasjonen er minst 5 % (gjelder ekspandert polystyren, EPS) eller til brudd oppstår, ev. til 10 % deformasjon (gjelder ekstrudert polystyren XPS og andre materialer til isolasjonsformål). Kommentar: Ved bruk av Geonor enaksialpresse med mottrykksfjær bør det brukes fjær med fjærstyrke 12 atm. (kb 20,27) ved prøving av EPS med nominell trykkstyrke 100 kn/m 2. Resultater Registreringer Massen registreres for hvert prøvestykke. Trykkraften og deformasjonen for prøvestykket registreres fortløpende under hele forsøket. Last/deformasjonskurven korrigeres for eventuell initialdeformasjon av prøven før avlesning av bruddlast ev. belastning ved 5 % eller 10 % deformasjon. Kommentar: Registrering av belastning (trykkraft) skjer automatisk på indikatorpapir ved bruk av Geonor enaksialpresse g-250. Belastningen avleses fra indikatorpapiret ved hjelp av en spesiell sjablong. NB! Bruk riktig sjablong - avhengig av fjærstyrken som benyttes (se figur og blankett nr. 484). Beregninger (EPS til lette fyllinger) Trykkfasthet beregnes og angis som trykkspenning ved 5 % relativ deformasjon av prøvestykkene, som belastning dividert med trykkflateareal. Trykkfastheten beregnes for hvert prøvestykke og som middelverdi for alle prøvestykkene. Resultatet angis i kpa (kn/m 2 ). Densiteten beregnes og angis som middelverdi for alle prøvestykkene, i kg/m 3 med 1 desimal. Beregninger (XPS etc. til isolasjonsformål) Trykkfasthet beregnes som bruddlast dividert med trykkflateareal dersom brudd (eller tydelig svikt i materialet) inntreffer ved lavere relativ deformasjon enn 10 %. Resultatet angis for hvert prøvestykke og som middelverdi for alle prøvestykkene. Resultatet angis i kpa (kn/m 2 ). Dersom brudd eller tydelig svikt i materialet ikke inntreffer ved relativ deformasjon som er 10 % eller mindre, beregnes trykkspenningen som belastning ved 10 % relativ deformasjon, dividert med trykkflateareal. Resultatet angis for hvert prøvestykke og som middelverdi for alle prøvestykkene. Resultatet angis i kpa (kn/m 2 ). Densiteten beregnes og angis som middelverdi for alle prøvestykkene, i kg/m 3 med 1 desimal. Rapportering Rapportskjema Undersøkelse av trykkstyrke - skumplast, se blankett nr 484 (se figur ). Eksempel på utfylt rapportskjema, se figur Rapporten skal minst inneholde følgende opplysninger: - prøvingslaboratorium (navn og adresse) - ansvarlig for prøvingen - prøvingsmetode (denne beskrivelsens nr. og tittel) - identifikasjon av prøven (prøvetakingssted, oppdragsgiver, dato for mottak og dato for testing) - materialtype (produktnavn og typebetegnelse, samt navn på produsent/leverandør) - kondisjoneringsforhold for prøvestykkene (temperatur, relativ fuktighet, varighet) - prøvestykkenes midlere densitet - ved testing av EPS (lette fyllinger): Trykkspenning ved 5 % relativ deformasjon - ved testing av XPS (isolasjon): Bruddspenning ev. spenning ved 10 % relativ deformasjon, avhengig av hva som inntreffer først - diagram som viser hele kraft-deformasjonsforløpet i kn/m 2 og prosent - eventuell unormal oppførsel av prøvestykkene ved testen Kommentar: Dersom det er benyttet Geonor enaksialpresse g-250 skal strimlene med indikatorpapir limes på A4-ark og vedlegges rapportskjemaet. Dersom det er benyttet utstyr eller fremgangsmåte som avviker fra ovenstående beskrivelse, skal dette angis i rapporten.

3 side 3 av 5 Figur Uttaking av prøver og tilskjæring av prøvestykker fra EPS-blokk (lett fylling) Figur Tilskjæring av prøvestykker fra isolasjonsplate Figur Tolking av last-deformasjonskurve fra Geonor enaksialpresse g-250

4 side 4 av 5 Figur Eksempel på utfylt rapportskjema

5 side 5 av 5 Figur Eksempel på rapportskjema, trykkfasthetsprøving av skumplast