XPS保温板与结构层黏结性能试验结果及分析
1.1 拉伸试验分析
1.1 拉伸试验分析
随着黏结面积增大,黏结界面的抗拉强度基本相同,表明抗拉强度与黏结面积无关。黏结厚度很小或者很大时,抗拉强度低于0. 35MPa的试块较多,这是由于黏结层的缺陷在厚度过薄和过厚的情况下容易表现出来,在黏结界面,只要局部应力超过局部强度,破坏就会由此发生,并且迅速扩展到全界面导致最终破坏。从试验分析,当拉伸强度大于0. 35MPa时,XPS板发生破坏;当拉伸强度小于0. 35MPa时,黏结界面发生破坏。因此,为保证保温板的黏结安全性,首先应保证保温板自身的抗拉强度。
1. 2 剪切试验分析
本次试验采用两种受剪方式,一种受剪高度为60mm,另一种受剪宽度为60mm
1. 2. 1 黏结面积的影响
随总黏结面积增大,剪切强度有减小的趋势,但是幅度不大。这是由于随着黏结面积增大,黏结界面缺陷表现明显,影响剪切强度。通过对比表2和表3数据,在相同胶厚、黏结面积的情况下,黏结高度不同对剪切强度影响较大,说明剪切强度受黏结方式的影响较大。
1. 2. 2 黏结方式的影响
在其他条件相同的情况下,黏结高度较大的试块剪切强度值较小,黏结宽度较大的试块剪切强度较大。这是由于在受力方向,胶层的缺陷作用将表现出来,使剪切强度减小。随着宽度与高度的差增大,剪切强度也在增大。但是,当高度小到一定程度,剪切强度也开始减小。因此,可以利用黏结面宽高比(B /H)分析黏结方式的影响。
当黏结高度不变时,随着黏结宽度增加,剪切强度增大。回归分析剪切强度与黏结宽度B为线性关系:
τ=0.13+1.83×10-4B
1. 2. 3 黏结厚度的影响
从理论分析,由于黏结层中的缺陷随着厚度增加呈指数增加,导致剪切强度减小。但是,当黏结厚度过小时,其施工稳定性降低,同样也会导致剪切强度下降。从图7可知,当胶浆厚度D<6mm时,剪切强度随厚度增加而增大,当D>10mm时,剪切强度随厚度增加而降低。通过回归分析,剪切强度与胶浆厚度呈抛物线关系:
τ=-0.001D2+0.02D +0.067
1. 2. 4 多变量拟合
根据单变量拟合的结果,假设τ与β(β=B /H)、D拟合出的多项式的次数分别为i、j,则多变量拟合的表达式为:
τ=∑m=0, i,n=0,jPlβmDn 式中:Pl为系数;多项式最高次数为(i+j)
利用最小二乘法可求得其最小二乘解,使得其总平方误差为最小。可确定多变量拟合表达式的系数。然后将P代入式(7),即得剪切强度的多变量拟合表达式:
τ=0.051β2-0.001D2-0.096β+0.003D +0.169
2 结论
保温板与结构层间黏结拉伸强度与黏结面积基本无关,黏结厚度适当的情况下,主要为保温板拉坏。
剪切强度不仅与黏结面积有关,还与黏结方式有关。宜采用宽高比较大的黏结方式,即减小受力
剪切强度与黏结厚度呈二次关系,一般黏结厚度宜取6~10mm。
运用最小二乘法对单变量拟合的结果进行多变量拟合,获得剪切强度与胶浆厚度、受剪面宽高的高次多项式。
