При снятии нагрузки до начала разрушения оставшаяся часть образца не имеет каких-либо видимых повреждений. Поэтому за предел прочности сжатия в данном случае можно принять величину давления при стабилизировавшейся деформации.

Чтобы избежать предотвращения послойного разрушения пеностекла при сжатии, упорные поверхности образцов покрывали битумной мастикой толщиной около 1 мм.

Характер разрушения их различен (рис. 6.4, кривые 4, 5). Если в первом случае образцы разрушаются лишь при предельной величине линейной деформации, то во втором они раскалываются при предельной нагрузке, почти не деформируясь. Такой характер разрушения можно объяснить более равномерным распределением нагрузки на поверхностях испытуемых образцов, что исключает послойное разрушение из-за возникающих локальных напряжений.

С повышением объемной массы (150—400 кг/м³) величина линейной деформации образцов уменьшается, и при γ = 350 кг/м³ значения R_сж, полученные по обеим методикам испытаний, выравниваются, что свидетельствует о приближении прочностных свойств пеностекла к аналогичным свойствам жестких теплоизоляционных материалов с повышенной плотностью.

Представим данные прочности влагозащитного пеностекла в зависимости от его объемной массы (рис. 6.5, кривая 2) в виде линейной функции. В результате обработки этих данных по способу наименьших квадратов прочность пеностекла может быть выражена уравнением R_cж = 0,283 γ — 24,4 (6.1).

И. И. Китайгородский и Т. Н. Кешишян [12] приводят более низкие значения прочности пеностекла. Для функции R_cж =f(γ), по данным авторов, в интервале 150—400 кг/м³ справедлива зависимость:

R_cж = 0,2 γ- 20 (6.2), что, по нашим данным, соответствует промышленному пеностеклу (рис. 6.5, кривая 7).

Акустическое пеностекло по отношению к влагозащитному и строительному имеет наиболее низкую прочность (рис. 6.5, кривая 8). Оно отличается выраженным характером гетерогенной структуры, что подтверждается высоким водопоглощением, и имеет настолько большой разброс результатов по прочности, что исключает возможность установления зависимости между прочностью на сжатие и объемной массой.

Анализ данных прочности пеностекла различных видов показывает, что зависимость R_сж=f(γ) определяется в основном структурным фактором, который в свою очередь зависит от состава пенообразующей смеси и условий получения пеностекла. Здесь, как показано нами в параграфе 5.5, не в меньшей мере налагается влияние режима отжига, являющегося завершающим этапом в технологии получения пеностекла.

Влияние технологических параметров процесса получения пеностекла на его прочность показано на рис. 6.6. Здесь представлены зависимости R_сж=f(γ) для промышленного строительного пеностекла на основе стекла 6Н и антрацита (1,7%). Данные соответствуют результатам определений прочности образцов, выпиленных из промышленных блоков, вспененных в одноярусной (рис. 6.6, кривая 1) и многоярусной (рис. 6.6, кривая 2) печах. Для пеностекла с одноярусных печей характерно постоянство прочностных характеристик, что, как отмечалось выше, является результатом стабильности режимов вспенивания и отжига.

При исследовании длительного воздействия влаги на прочность влагозащитного пеностекла его образцы (кубы 7*7*7 см) выдерживали в воде в течение 30 суток, после чего определяли их влагосодержание и механическую прочность. Согласно полученным данным, пеностекло с объемной массой 160—184 кг/м³ при максимальном водонасыщении 0,9%, практически сохраняет свою прочность после 30-суточного пребывания в воде.

Отклонения от исходной прочности (до ±10%) объясняются, вероятно, неидентичностью их структуры.

Для исследования механической прочности пеностекла в условиях низких температур образцы выдерживали в жидком азоте в течение 4, 240 и 720 ч, а затем непосредственно после извлечения определяли их прочность (табл. 28). Среднеобъемная температура образцов за время испытания изменялась от — 190 до — 180 °С.

При глубоком охлаждении влагозащитного пеностекла (до —190 °С) повышается сопротивление сжатию на 20—33% и на 42—48% падает сопротивление изгибу. Причиной этого, очевидно, является возрастающая с понижением температуры «хрупкость» стекла вследствие увеличения его модуля упругости и снижения удельной ударной вязкости [400].

Длительное охлаждение влагозащитного пеностекла (табл. 29) не вызвало изменений в его структуре, образцы сохранили послойный характер разрушения. Сопротивление сжатию возросло соответственно на 23 и 36% после их хранения в течение 240 и 720 ч при —196 °С.

Для определения влияния знакопеременных температур на физико-механические свойства влагозащитного пеностекла его образцы подвергались многократному замораживанию и оттаиванию.