Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Белоусов, Е. Д. Полы жилых и общественных зданий

.pdf
Скачиваний:
14
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
20.32 Mб
Скачать

предела прочности материала при разрыве. Их рассчи­ тывают по эмпирическим формулам:

а = 35,7-1(Г7

113)2-|- 0,01556;)

 

с = 3 , 8 3 - Ю - 1 0

 

П 2 ) 2 + 0,1353. j

^

В этих формулах буквой

R обозначен предел

прочно­

 

 

сти покрытия при разрыве. Таким образом, коэффициен­ ты а и с являются функцией прочности материала.

 

 

 

Рис. 6. График зависимости-

 

 

 

между числом

наступаний к

60

120

WO 2W 300 320

уменьшением

толщины поли­

мерного покрытия пола

 

 

тыс наступаний

 

 

Общий

вид

кривой, характеризующей

зависимость-

между числом наступаний и уменьшением толщины ма­ териала, показан на рис. 6. Как видно из рисунка, пря­ мая зависимость между числом наступаний и износом отсутствует. Причину подобного характера износа поли­ мерных материалов, главным образом, на основе пла­ стифицированного поливинилхлорида нельзя считатьполностью установленной. Бесспорно, кроме абразивно­ го износа здесь имеют место уплотнение материала, ис­

парение или перераспределение

пластификатора, меха-

нохимические процессы и естественное старение.

Первый небольшой

участок

кривой,

соответствую­

щий примерно первым

30 тыс. наступаний,

свидетельст­

вует об уменьшении толщины материала, главным обра­ зом, за счет уплотнения. Здесь компонента, абразивного' износа невелика, так как объемная 'масса материала увеличивается. Средний участок кривой характеризует­

ся постоянной объемной массой. Здесь

толщина

покры­

тия уменьшается

в основном за счет абразивного

изно­

са. Участок, похожий на первый, в верхней части

кри­

вой показывает

ускоренный

износ

разрушающегося

материала.

 

 

 

 

Ni и М2

На любом отрезке кривой

между

точками

 

W

м2г

'

 

 

(6>

 

д. — д.

 

 

 

 

 

 

 

20

а в

точке

;V2 износостойкость W определяется как

пер­

вая производная функции N (Д).

 

 

Наблюдениями также установлено, что в местах, где-

сцепление

полимерного материала с прослойкой,

стяж­

кой

или

выравнивающим слоем значительно меньше-

1 кгс/см2,

покрытие полностью не изнашивается.

При

толщине' материала 0,41—0,43 последний растягивается и прорывается. Таким образом, расчетная толщина по­ крытия или, точнее, толщина слоя износа будет равна об ­

щей толщине покрытия минус 0,4

мм.

Решив подбором или графически уравнение (4), при

соответствующее числу

Д = /г 0,4 получим значение N,

наступают, при котором слой износа полностью исти­

рается. Таким образом, срок службы Т в сутках

или го­

дах тонкослойных полимерных материалов

может быть

с достаточной долей вероятности подсчитан

по

формуле

Т = -%~.

 

(7Ъ

К

 

 

Это же уравнение позволяет рассчитать необходи­ мую толщину слоя износа полимерного материала в за­ висимости от заданных сроков службы и интенсивности пешеходного движения по полу.

Если принять средний участок кривой (см. рис. 6) за характеристику износостойкости материала и несколько' спрямить его, то можно получить с большой долей при­ ближения данные по износостойкости полимерных по­ крытий полов, сравнимые с данными для деревянных по ­ крытий.

Характеристика приблизительной износостойкости некоторых покрытий полов в тысячах наступаний на 1 мм износа материала

Паркетная

доска

.'

 

160

Древесностружечная плита для

полов

 

166

Линолеум,

полпвинилхлорнднып

на тканевой

ос­

 

нове

 

 

 

230

Полнвинилацетатное наливное покрытие . .

. .

340

Полиэфирное монолитное покрытие

 

380

Приведенные данные по износостойкости покрытий* полов основаны на исследованиях, проведенных в усло­ виях естественной эксплуатации определенных участков-, полов.

Использовав формулы (3) — (7), а также подсчитав коэффициент изнашивающих воздействий К для ряда

Т а б л и ц а 1. Расчетный срок службы и область применения поливинилхлоридных плиток для полов

Интенсив­ ность из ­

нашиваю­ Место применения Помещение щих в о з ­

действий

К

| Толщина пли­ ток в мм

Расчетный

срок

службы в годах

Жилые квартиры

Комната

 

 

14

 

 

 

 

Кухня

 

 

28

2

28

 

 

Коридор

 

 

21

 

 

Административные

Комната

 

 

28

9

23

помещения

 

Коридор :

 

 

33

 

 

 

 

 

Зрелищные

пред­

Фойе

 

 

63

2,5

17

приятия

 

Зрительные

залы ки­

33

2

23

 

 

нотеатров

и

теат­

 

 

 

 

 

ров

 

 

 

 

 

Торговые пред­

Специализированные

86

5

18

приятия

 

магазины со сплош­

 

 

 

 

 

ной линией прилав­

 

 

 

 

 

ков *

 

 

63

5

20

 

 

То же, со

свободной

 

 

планировкой

при­

 

 

 

 

 

лавков *

 

 

244

5

12

 

 

Большие универмаги

Предприятия

об­

Залы

 

 

48

5

32

щественного

пи­

 

 

 

 

 

 

тания

 

 

 

 

 

 

 

* Д а н н ы е приведены для наиболее нагруженных зон у прилавков.

•общественных

зданий,

можно

определить

расчетный

•срок службы

покрытий

полов,

например из

поливинил­

хлоридных плиток, различной толщины, и очертить воз­ можную область их применения (табл. 1).

Приведенные данные являются приближенными, так "как они не учитывают таких важных ф'акторов, как есте­ ственное старение материала, качество подстилающего •слоя, клеящей мастики, качество выполненных работ и •способ ухода за полами. Показанные в табл. 1 сроки -службы предполагают, что плитки по всем показателем полностью соответствуют техническим условиям и что

22

они уложены на идеально ровное основание. С другойстороны, расчетные сроки не учитывают, что полы из плиток могут быть постоянно натерты восковыми или другими мастиками, а это в свою очередь намного уве­ личивает срок службы пола. С учетом всех условий срок службы полов из поливннилхлоридных плиток исчисля­ ется десятилетиями. Существующие плиточные полы, на­ ходящиеся в эксплуатации около 12 лет, полностью под­ тверждают эти выводы.

Необходимо отметить, что лабораторные испытания износостойкости материалов для покрытий полов с боль­ шей или меньшей степенью вероятности могут соответ­ ствовать естественному износу только покрытий на ос­ нове древесины, каменных и керамических материалов. Полимерные покрытия в лабораторных условиях пока­

зывают истираемость,

плохо

сопоставимую

с естествен­

ным износом. К тому

же существующие

лабораторные

истирающие машины

для

полимерных

материалов

(МИ-2, МИВОВ, ЛФМИ, ВНИИК) дают слишком боль­ шой разброс в показаниях. Поэтому результаты лабора­ торных испытаний материалов можно рассматривать лишь как относительные, они сравнимы между собой только при условии применения одного и того же метода испытании внутри одной группы материалов (например,, поливиннлхлоридные, резиновые, полнвинил ацетатные ,п т.д.).

Долговечность покрытий полов. Долговечность по­ крытий полов зависит от скорости их старения. Старе­ ние вызывается процессами, происходящими в материа­ ле покрытия пола под действием кислорода воздуха,, света, нагревания, радиации, механических факторов и пр. Особенно быстро подвергаются старению полимер­ ные материалы, в которых под влиянием вышеуказан­ ных факторов происходят различные физические и хи­ мические процессы, отрицательно влияющие на эксплуа­ тационные свойства покрытий полов. Процесс старения наиболее интенсивно развивается при воздействии сол­ нечного света, который вызывает целый ряд нежелатель­ ных химических реакций. В реальных условиях необхо­ димо считаться и с действием других внешних факторов: перепада температур, изменения влажности, воздейст­ вия воды и агрессивных сред. Все эти факторы действу­ ют на материал покрытия пола в определенной после­ довательности и одновременно. До настоящего времени-

2$

нельзя было предсказать, через какое время материал, подвергающийся воздействию этих факторов, начнет раз­ рушаться. И до сих пор долговечность материалов -определялась на основании длительного опыта их приме­ нения. К недостаткам испытания материала на долго­ вечность в естественных условиях следует отнести неод­ нородность условий эксплуатации и большую продол­ жительность процесса наблюдений. Более однородные условия и сокращенный срок испытания обеспечивают ускоренные испытания с воздействием искусственного климата. В этом случае исследуемые материалы поме­ щают в такие условия, которые наиболее полно имити­ руют естественные в самые сжатые сроки. Сопоставляя время разрушения материалов при ускоренных испыта­ ниях и действии естественного климата, можно вывести средний переходной коэффициент (один или несколько для различных групп материалов), который позволит определить скорость старения материала.

Для ускоренных испытаний применяют различные типы климатических камер. Одной из лучших является камера 3001 фирмы «Фейтрон» (рис. 7). В этой камере с высокой точностью можно создавать и контролировать все физические параметры воздуха, например регулиро­ вать температуру в интервалах от —25 до +90° С и от­ носительную влажность от 10 до 100%. Наряду с изме­ нением температуры и влажности воздуха в камерах образцы можно облучать ультрафиолетовыми и инфра­ красными лучами.

На покрытия полов, кроме атмосферных факторов, в период эксплуатации действуют износ, статические и ударные нагрузки и др. Поэтому в действующих методи­ ках по определению долговечности учитывается не толь­ к о полная почасовая загрузка камер в течение рабочего дня, но также и использование ночного времени, когда проводят различные испытания, характерные для испы­

туемого материала

(вымачивание в

воде,

воздействие

агрессивных сред и

статических

нагрузок).

 

 

Материалы для покрытий полов в климатической

ка­

мере 3001

испытывают по

следующей

методике (при

продолжительности цикла 2 рабочих дня):

 

 

1-й день — в

течение 3

ч подъем

температуры

до

+ 6 0 + 2 ° С

и относительной

влажности

до

100+3%

и

выдержка

при

этих

параметрах;

в

течение

следующих

•'5 ч — снижение

температуры

до

—25±1°С

и выдержка

:24

показателей, числа промежуточных испытаний с разру­ шением или без разрушения образца.

Для определения качественных изменений, самопро­ извольно происходящих в материале за тот период вре­ мени, когда испытуемые образцы подвергают воздейст­ виям климатических факторов, служат контрольные об­ разцы. Их хранят в темном месте при температуре 20+2° С и относительной влажности воздуха 50—60%.

Испытуемые образцы устанавливают в рабочий объ­ ем климатической камеры в вертикальное или горизон­ тальное положение в зависимости от требований, предъ­ являемых к данному материалу в естественных условиях эксплуатации. При установке в объеме камеры трех по­ лок для размещения образцов приходится учитывать разницу в климате на каждой из полок. Так, на верхней

полке, в

зоне непосредственного воздействия

облучаю­

щих ламп положительная температура на

поверхности

•образца

равна 63,5° С, а на всех остальных

полках ко­

леблется

в пределах 59±0,3-=-0,7° С.

 

 

 

В ходе испытания покрытий полов в

камере

после

каждого

цикла проверяют внешний вид

образца.

При

этом его сравнивают с таким же образцом, не проходив­ шим испытания (контрольным). Изменения, происходя­ щие с материалом в ходе испытания, фиксируют в жур­ нале. В случае качественных изменений производят мик­ рофотосъемку образцов. При получении показателей, исключающих применение данного материала, испыта­ ния прекращают.

Характер разрушений, получаемых в климатической камере, сравнивают с типичными разрушениями, имею­ щими место в условиях естественной эксплуатации (рис. 8). Таким образом находят переходные коэффициенты для определения соответствия между числом циклов старения, в камере и естественным старением материа­ ла. НИИМосстроем были проведены испытания в каме­

ре материалов, наиболее часто применяемых

для уст­

ройства

полов. Эти же материалы

проверялись и в на­

турных

условиях. Результаты

этой

работы

приведены

в табл.

2.

 

 

 

При рассмотрении вышеприведенных данных можно

вывести

следующую условную

формулу:

 

 

12

'

 

(8)

 

 

 

26

Т а б л и ц а 2. Результаты натурных обследований и испытаний материалов покрытий полов в климатической камере

Испытуемый

материал

Количество циклов

Подобное разрушение

старения в климатической

в естественных условиях

 

 

 

 

 

камере

 

через время в месяцах

ПоЛ и В И н ИЛ хл ор идн ы й

29 — изменение

цве­

28 — усадка

 

экструзионный

ли­

та

 

42 — натурные

наб­

нолеум

на

войлоч­

280 — разрушение

 

людения

про­

ной

основе

 

 

 

должаются

 

Поливинилхлоридный

11 — изменение

цве­

18 — усадка

 

линолеум на

ткане­

та

 

84 — трещины

 

вой

основе

 

161 — разрушение

 

 

 

ТЛоливинилхлоридные

18 — изменение

цве­

101 — разрушение

 

плитки

 

 

 

та

 

 

 

 

 

 

 

 

206 — разрушение

 

 

 

Ворсовый

 

нглопро-

25 — изменение

цве­

16 — усадка

 

шивной

синтетичес­

та

 

42 — разрушение

 

кий

ковер

 

 

81 — разрушение

 

ворса

 

 

 

 

 

 

ворса

 

 

 

-Поливинил ацетатные

11 — изменение

цве­

48 — мнкротрещины

наливные

полы

та

 

 

 

 

 

 

 

 

89 — мнкротрещины

 

 

Полиэфирные

налив­

21 — изменение

цве­

71 — микротрещины

ные

полы

 

 

та

 

 

 

кого материала покрытия пола, можно получить при­ мерный срок службы данного покрытия в условиях ес­ тественной эксплуатации. Для удобства подсчета дол­ говечности покрытия пола целесообразно провести дальнейшее сокращение формулы (8):

Д =

= 0,042

П.

(9)

Полученные данные

отражают

только

начальный

этап исследования. Естественно, в дальнейшем эта фор­ мула будет уточняться и корректироваться.

Теплотехнические качества. По теплоощущению полы могут быть холодными, теплыми и средними. Теплотех­ нические качества пола определяются способностью по­ верхности пола поглощать тепло человеческого тела при контакте ноги с покрытием.

В отечественной теплофизике степень холодности ио­ ла определяется величиной, называемой показателем теплоусвоения пола. Эту величину можно определять двумя путями: расчетным и экспериментальным.

28

 

Расчетный показатель теплоусвоения для однослой­

ной

конструкции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

= 2S

ккал!мг-ч-град,

 

 

 

(10)

где

S — коэффициент

теплоусвоения

материала

покрытия пола, вы­

числяемый по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

= 0,5lV^cy-

 

 

 

(П)

Здесь

—коэффициент

теплопроводности

материала

в

ккал/мх

~Х.ч-град\

с — удельная

теплоемкость

материала

в ккал[кг-град;

у —

объемная масса

материала в

кг/м3.

 

 

 

 

 

 

 

 

Показатель теплоусвоения покрытия пола двухслой­

ной

конструкции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S=

 

Я,

S? +

S,

 

 

(12)

 

 

 

 

 

 

 

1

'

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

+ * i S B

 

 

 

 

 

где_/?1 — термическое

сопротивление

верхнего

слоя в

м2-ч-град1ккал;

•Sj, S 2 показатель

теплоусвоения верхнего

и

нижнего

слоев.

 

 

Нормируемые

величины

показателя

теплоусвоения

 

 

 

 

покрытия

полов в

 

ккал/м2-ч-град

 

 

 

1.

Жилые

помещения,

а

также

основные

 

,

 

 

помещения

зданий

 

больниц,

поликлиник

 

 

 

 

и детских

яслей и садов

 

 

 

 

 

10

 

 

2.Помещения общественных зданий (за исключением указанных в п. 1), а также

помещения производственных и вспомо-

,гательных зданий с долговременным пре­ быванием людей, не испытывающих по роду своих занятий большого физическо­ го напряжения и не совершающих интен­

сивных

движений

 

 

12

3. Все виды помещений

(кроме указанных

 

в пп. 1 и 2), а также

помещения, в кото­

 

рых в

соответствии

с их

назначением

 

должна

поддерживаться

температура

 

внутреннего воздуха

выше

+ 2 3 ° С . . .

не нор­

мируется

В специальных помещениях общественных зданий, где возможна у рабочих мест укладка на пол деревян­

ных щитов или ковриков, показатель

теплоусвоения по­

крытий полов может не нормироваться.

Показатель теплоусвоения материалов для полов

ккал/м2-ч-град)

 

Бетон на гравии или щебне

25

Гипсоцементобетон

 

10—12

Керамзитобетон

 

7,8—16,2

Шлакобетон

 

8,4—14,6

Ксилолит

 

9,8—23

29

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ