Experimental analysis of structure and deformation mechanisms of expanded polystyrene (EPS) slabs

Abstract

Durability and stability of polymeric foam products used in building application in most cases is associated with compressive strain. The mechanical characteristics of such products for the most part depend on the materials structure and density as well as on the applied load value. In this work the analysis of expanded polystyrene slabs (EPS) structure and deformations are provided. The influence of the average beads diameter on the density of EPS specimens was estimated. The analysis of the materials structure is revealed through the compressive stress-strain diagram. The analysis of EPS micro and macro structure was carried out at each point where the compressive diagram breaks. The study of the changes that take place between and inside the beads of EPS specimens, when they are under compression, revealed the mechanism EPS deformations.

Polimerinės putos naudojamos įvairiose pramonės šakose, kur jų eksploatacija daugeliu atvejų yra susijusi su gniuždymo deformacijomis. Tokių medžiagų savybės tiesiogiai priklauso nuo akutės arba granulės struktūros ir formos. Veikimi apkrovos putplasčiai deformuojasi, tačiau apkrovą pašalinus deformacijos sumažėja arba visiškai išnyksta. Tai priklauso nuo to, kiek medžiaga deformuojama ir kokie pokyčiai įvyksta jos struktūroje. Šiame darbe pateikiami polistireninio putplasčio (EPS) struktūros tyrimai. Atlikus eksperimentinių duomenų matematinę-statistinę analizę, nustatyta polistireninio putplasčio bandinių tankio priklausomybė nuo vidutinio granulių skersmens. Eksperimentinių duomenų regresinė analizė parodė, kad polistireninio putplasčio bandinių tankio priklausomybė nuo vidutinio granulių skersmens gali būti išreikšta laipsnine lygtimi. Atlikta analizė parodė, kad tankio variacija vidutiniškai 79,2% priklauso nuo putplasčio vidutinio granulių skersmens ir tik 20,8% nuo kitų veiksnių. Pagal įtempių ir deformacijų kreivę parinkti bandinių deformacijos lygiai, kuriems esant tyrinėta granulių ir tarpuporių struktūra makrolygiu, o granulės viduje ir granulių susijungimo vietoje – mikrolygiu. Tyrimais nustatyti deformacijų lygiai, kuriems esant keičiasi polistireninio putplasčio struktūra.