Prediction of creep strain of the expanded polystyrene (EPS) in long-term compression

Abstract

The creep compliance of expanded polystyrene (EPS) slabs was studied with the aim of developing a simple way for prediction of long-term creep strain. The prediction of creep strains was carried for 10 years for specimens, which were subjected to long-term compression of sigma(c) = 0.35 sigma(10%). The results were obtained in determining creep strains of the specimens of expanded polystyrene slabs with density ranging from 15.5 kg/m(3) to 35.5 kg/m(3). The total time of testing was 988 days. The prediction of creep compliance development for the period of 10 years was made by extrapolation based on power and exponential regression equation applied to approximate creep formation. Predictions obtained by using power and exponential equations were synthesised. A relationship between the creep compliance and EPS density for the investigated material is revealed.

Norint polistireninio putplasčio gaminius sėkmingai naudoti kaip konstrukcinę medžiagą, nepakanka žinoti jų stiprumo ir deformacines charakteristikas, nustatytas veikiant trumpalaikėmis apkrovomis. Svarbu žinoti, kaip laikui bėgant didės šių gaminių deformacijos (valkšnumo deformacijos), esant ilgalaikėms pastovioms gniuždymo apkrovoms, kurios padidina struktūrinių medžiagos elementų deformatyvumą. Šio darbo tikslas – gauti optimalų matematinį modelį, kuriuo būtų galima aprašyti polistireninio putplasčio deformavimo pobūdį tiesioginio valkšnumo eksperimento laikotarpiu ir kiekybiškai įvertinti jo tolesnį deformuojamumą numatymo laikotarpiui, keliasdešimt kartų viršijančiam bandymo trukmę. Darbe parodyta galimybė valkšniųjų deformacijų vertes ekstrapoliuoti dviejų tipų regresinėmis lygtimis – laipsnine ir eksponentine, atlikta abiejų prognozės rezultatų sintezė. Remiantis atliktais ilgalaikiais tyrimais išnagrinėta galimybė kiekybiškai įvertinti polistireninio putplasčio plokščių bandinių valkšniąsias deformacijas įvedant valkšnumo mato sampratą. Išnagrinėtas polistireninio putplasčio plokščių valkšnumo matas veikiant gniuždymo apkrovoms 50 metų laikotarpiu. Tam buvo panaudotos plokščių deformacijos vertės, kai pastovi ilgalaikė gniuždymo apkrova s c = 0,35s 10% veikia 50 metų laikotarpiu. Nustatyta, kad EPS 60- EPS 250 tipų polistireninio putplasčio plokščių valkšniųjų deformacijų prognozuojamos vertės 50 metų neviršys 2 %.