Физико-механические испытания гернитового шнура по ГОСТ 19177-81: методика и нормативы

ГОСТ 19177-81 «Прокладки резиновые пористые уплотнительные» является основополагающим нормативным документом, регламентирующим технические требования к гернитовому шнуру и методы его испытаний. Для специалистов строительных лабораторий, отделов технического контроля (ОТК) и служб входного контроля критически важно точное знание методик испытаний, правил отбора образцов, критериев приёмки и браковки. Ошибки при проведении испытаний — неправильная подготовка образцов, несоблюдение температурных режимов кондиционирования, некорректная интерпретация результатов — могут привести к приёмке некондиционной продукции и, как следствие, к разгерметизации деформационных швов в процессе эксплуатации. В данной статье представлено систематизированное изложение полной методики физико-механических испытаний гернитового шнура в соответствии с требованиями ГОСТ 19177-81 и ссылочных стандартов.

Физико-механические испытания гернитового шнура по ГОСТ 19177-81 включают шесть обязательных видов испытаний: определение кажущейся плотности (по ГОСТ 267-73), определение условной прочности и относительного удлинения при растяжении (по ГОСТ 270-75), определение водопоглощения (по методике ГОСТ 19177-81, п. 4.5), определение остаточной деформации сжатия (по ГОСТ 9.029-74), испытание на термическое старение (по ГОСТ 9.024-74) и определение твёрдости по Шору А (по ГОСТ 263-75). Приёмо-сдаточные испытания проводятся для каждой партии, периодические — не реже одного раза в квартал. Объём выборки определяется по ГОСТ 19177-81 (таблица 2) в зависимости от объёма партии. Партия бракуется при несоответствии любого из контролируемых показателей нормативным значениям.

Испытания гернитового шнура проводятся в соответствии со следующей системой нормативных документов:

2.1. Формирование партии

Партией считается количество гернитового шнура одного типоразмера, одной марки (ПРП-40 или ПРП-60), изготовленное по одной рецептуре и предъявленное к приёмке одновременно. Объём партии не должен превышать 10 000 пог. м. Каждая партия сопровождается документом о качестве (паспортом), содержащим:

• Наименование предприятия-изготовителя и его товарный знак;
• Наименование продукции, марку, типоразмер;
• Номер партии и дату изготовления;
• Результаты испытаний или подтверждение соответствия;
• Обозначение ТУ 38.105.1382-87.

2.2. Объём выборки

Отбор образцов производится методом случайной выборки в соответствии с таблицей 2 ГОСТ 19177-81:

2.3. Подготовка образцов для испытаний

Из каждой отобранной бухты (отрезка) вырезаются образцы для всех видов испытаний. Образцы должны быть отобраны не ближе 200 мм от конца бухты. Перед испытаниями образцы кондиционируются при температуре 23±2°C и относительной влажности 50±5% в течение не менее 16 часов (ГОСТ 19177-81, п. 4.1).

Количество образцов для каждого вида испытаний:

• Определение плотности: не менее 3 образцов;
• Определение прочности и удлинения при растяжении: не менее 5 образцов (лопатки типа I по ГОСТ 270-75);
• Определение водопоглощения: не менее 3 образцов;
• Определение ОДС: не менее 3 образцов;
• Термическое старение: не менее 3 образцов;
• Определение твёрдости: не менее 3 образцов (допускается измерение на тех же образцах, что и для плотности).

3.1. Сущность метода

Метод основан на определении массы образца и его объёма, вычисленного по результатам измерения геометрических размеров. Для пористых резин не допускается применение гидростатического взвешивания (метод А по ГОСТ 267-73) ввиду проникновения воды в поры.

3.2. Аппаратура и материалы

• Весы лабораторные с погрешностью не более 0,01 г;
• Штангенциркуль с ценой деления 0,05 мм (ГОСТ 166-89) или толщиномер с ценой деления 0,01 мм;
• Линейка измерительная металлическая с ценой деления 1 мм (ГОСТ 427-75).

3.3. Проведение испытания

1. Измеряют геометрические размеры образца не менее чем в трёх точках по длине (для каждого линейного размера).
2. Вычисляют среднее арифметическое значение каждого размера.
3. Вычисляют объём образца V в см³.
4. Взвешивают образец с погрешностью не более 0,01 г.
5. Вычисляют кажущуюся плотность по формуле:

6. За результат принимают среднее арифметическое значение плотности не менее чем трёх образцов.

3.4. Нормативные значения и критерии приёмки

Выход значения плотности за пределы допустимого диапазона хотя бы для одного образца является основанием для забракования партии.

4.1. Сущность метода

Метод заключается в растяжении образца с постоянной скоростью до разрыва и измерении силы и удлинения в момент разрыва. Для пористых резин применяются образцы типа I (лопатки) с шириной рабочего участка 6,0±0,5 мм и длиной рабочего участка 33±2 мм.

4.2. Аппаратура

• Разрывная машина с диапазоном измерения силы 0–100 Н (для пористых резин), класс точности не ниже 1,0 по ГОСТ 28840-90;
• Скорость движения подвижного захвата: 500±50 мм/мин;
• Захваты самозатягивающиеся, исключающие проскальзывание и разрушение образца в месте зажима;
• Толщиномер с ценой деления 0,01 мм для измерения толщины образца.

4.3. Подготовка образцов

Образцы вырубаются штанцевым ножом из гернитового шнура. Для шнуров круглого сечения образцы вырубаются из предварительно распластанного (разрезанного вдоль оси и развёрнутого) шнура. Толщина образца должна соответствовать толщине стенки шнура (для круглого сечения) или высоте сечения (для прямоугольного/квадратного).

4.4. Проведение испытания

1. Измеряют толщину каждого образца не менее чем в трёх точках рабочего участка, вычисляют среднее значение.
2. Закрепляют образец в захватах разрывной машины, обеспечивая равномерное натяжение без перекосов.
3. Включают машину и проводят растяжение до разрыва образца.
4. Фиксируют максимальную силу F_p в момент разрыва (в Н) и расстояние между метками в момент разрыва l_p (в мм).

4.5. Обработка результатов

4.6. Нормативные значения

За результат принимают среднее арифметическое значение не менее чем пяти образцов. Допускается отбраковка не более одного образца с аномальным результатом (разрыв в захвате, явный дефект образца).

5.1. Сущность метода

Метод основан на определении увеличения массы образца после выдерживания в дистиллированной воде в течение заданного времени при температуре 23±2°C.

5.2. Аппаратура и материалы

• Весы лабораторные с погрешностью не более 0,001 г;
• Ёмкость с дистиллированной водой (ГОСТ 6709-72);
• Фильтровальная бумага;
• Секундомер.

5.3. Проведение испытания

1. Образцы произвольной формы массой 2–5 г взвешивают с погрешностью 0,001 г (начальная масса m₀).
2. Образцы полностью погружают в дистиллированную воду температурой 23±2°C. Для предотвращения всплытия образцы пригружают (например, стеклянной палочкой или сеткой из нержавеющей стали).
3. Через 24 часа образцы извлекают из воды, удаляют поверхностную влагу фильтровальной бумагой (без отжима) и немедленно взвешивают (m₂₄).
4. При необходимости определения кинетики водопоглощения взвешивание повторяют через 72 часа, 7 суток и 30 суток.

5.4. Обработка результатов

5.5. Нормативные значения

6.1. Сущность метода

Метод заключается в сжатии образца на заданную величину (обычно 50% от начальной высоты), выдерживании в сжатом состоянии при повышенной температуре в течение заданного времени, последующем освобождении и измерении остаточной деформации после восстановления.

6.2. Аппаратура

• Струбцины или специальные приспособления для сжатия образцов с регулируемым зазором;
• Термошкаф (воздушный термостат), обеспечивающий температуру 70±2°C (для метода А) или 100±2°C (для метода Б);
• Толщиномер с ценой деления 0,01 мм;
• Ограничительные прокладки (металлические пластины) толщиной, соответствующей требуемой степени сжатия.

6.3. Подготовка образцов

Образцы цилиндрической формы диаметром 13±0,5 мм и высотой 6,3±0,3 мм вырубаются из гернитового шнура. Для шнуров толщиной менее 6,3 мм допускается набор образцов из нескольких слоёв, склеенных между собой (клей не должен влиять на свойства резины).

6.4. Проведение испытания (метод А, 70°C, 24 часа)

1. Измеряют начальную высоту каждого образца h₀ с погрешностью 0,01 мм.
2. Образцы помещают между металлическими пластинами струбцины и сжимают до высоты h₁ = 0,5 × h₀ (степень сжатия 50%). Для обеспечения точности сжатия используют ограничительные прокладки.
3. Струбцину с образцами помещают в термошкаф, предварительно нагретый до 70±2°C.
4. Выдерживают в течение 24 часов ± 30 минут.
5. Извлекают струбцину из термошкафа, освобождают образцы и охлаждают на воздухе при температуре 23±2°C в течение 30 минут.
6. Измеряют высоту образцов после восстановления h₂.

6.5. Обработка результатов

6.6. Нормативные значения

7.1. Сущность метода

Метод заключается в выдерживании образцов в воздушном термостате при повышенной температуре в течение заданного времени и последующем определении изменения физико-механических показателей (условной прочности и относительного удлинения) по сравнению с исходными значениями.

7.2. Режимы испытания

7.3. Проведение испытания

1. Подготавливают две партии образцов-лопаток (тип I по ГОСТ 270-75) по 5 штук каждая: контрольную и испытуемую.
2. Контрольную партию испытывают на растяжение без термического старения, определяя f_p,0 и ε_p,0.
3. Испытуемую партию помещают в термостат, предварительно нагретый до 100°C. Образцы размещают так, чтобы обеспечить свободный доступ воздуха ко всем поверхностям (не допускается соприкосновение образцов друг с другом и со стенками камеры).
4. Выдерживают при 100±2°C в течение 72±1 часа.
5. Извлекают образцы, охлаждают при 23±2°C не менее 1 часа, но не более 4 часов.
6. Проводят испытание на растяжение, определяя f_p,стар и ε_p,стар.

7.4. Обработка результатов

7.5. Нормативные значения

8.1. Сущность метода

Метод основан на измерении глубины вдавливания в образец индентора стандартной формы под действием калиброванной пружины. Твёрдость по Шору А выражается в условных единицах от 0 до 100.

8.2. Аппаратура

• Твердомер Шора А (типа ТШМ-2 или аналогичный) с ценой деления 1 ед. Шора А;
• Погрешность измерения не более ±2 ед. Шора А.

8.3. Проведение испытания

1. Толщина образца должна быть не менее 6 мм. Для шнуров меньшей толщины допускается набор из нескольких слоёв.
2. Измерения проводят не менее чем в трёх точках образца, расположенных не ближе 6 мм друг от друга и не ближе 12 мм от края образца.
3. Твердомер прижимают к образцу без удара, обеспечивая плотное прилегание опорной поверхности.
4. Отсчёт показаний производят через 3 секунды после прижатия (для пористых резин — через 15 секунд ввиду релаксации напряжений).

8.4. Нормативные значения

9.1. Контроль геометрических размеров (ГОСТ 19177-81, п. 4.2)

Измерение геометрических размеров производится штангенциркулем (ГОСТ 166-89) с ценой деления 0,05 мм или линейкой (ГОСТ 427-75) с ценой деления 1 мм. Измерения выполняются не менее чем в трёх точках по длине образца.

Допустимые отклонения размеров поперечного сечения:

9.2. Контроль внешнего вида (ГОСТ 19177-81, п. 4.3)

Контроль внешнего вида производится визуально без применения увеличительных приборов. На поверхности шнура не допускаются:

• Трещины, разрывы, расслоения;
• Раковины глубиной более 2 мм и площадью более 5 мм²;
• Посторонние включения, видимые невооружённым глазом;
• Отклонение от прямолинейности более 20 мм на 1 пог. м;
• Слипание витков в бухте (для круглого сечения).

10.1. Приёмо-сдаточные испытания

Проводятся для каждой партии продукции. Включают:

• Контроль внешнего вида и геометрических размеров (100% образцов выборки);
• Определение кажущейся плотности;
• Определение условной прочности и относительного удлинения при растяжении;
• Определение водопоглощения;
• Определение твёрдости по Шору А.

10.2. Периодические испытания

Проводятся не реже одного раза в квартал, а также при изменении рецептуры, технологии изготовления или замене сырья. Включают все приёмо-сдаточные испытания плюс:

• Определение остаточной деформации сжатия (ГОСТ 9.029-74);
• Испытание на термическое старение (ГОСТ 9.024-74);
• Определение морозостойкости (ГОСТ 9.024-74, метод Б) — для продукции, предназначенной для эксплуатации в I климатической зоне.

10.3. Типовые испытания

Проводятся при постановке продукции на производство, изменении рецептуры или технологии. Включают полный объём приёмо-сдаточных и периодических испытаний, а также дополнительные испытания по согласованию с заказчиком (озоностойкость, химическая стойкость, долговечность).

11.1. Правила приёмки

Партия принимается, если все контролируемые показатели всех образцов выборки соответствуют нормативным требованиям. Результаты испытаний оформляются протоколом и заносятся в паспорт качества на партию.

11.2. Основания для браковки

Партия бракуется в следующих случаях:

1. Несоответствие внешнего вида или геометрических размеров хотя бы одного образца;
2. Выход кажущейся плотности за пределы допустимого диапазона;
3. Значение условной прочности ниже нормативного;
4. Значение относительного удлинения ниже нормативного;
5. Водопоглощение выше нормативного;
6. Твёрдость вне допустимого диапазона;
7. ОДС выше нормативного значения (для периодических испытаний);
8. Изменение показателей после термического старения выше допустимого (для периодических испытаний).

11.3. Действия при браковке

При забраковании партии:

• Продукция изолируется и маркируется как «Брак»;
• Составляется акт о браковке с указанием причины;
• Допускается повторное предъявление партии после разбраковки (сплошного контроля) с удалением дефектных единиц;
• Повторные испытания проводятся на удвоенном объёме выборки;
• При повторном забраковании партия утилизируется.

12.1. Поверка и калибровка

Всё испытательное оборудование и средства измерений должны быть поверены (калиброваны) в установленном порядке. Межповерочный интервал — 1 год, если иное не установлено паспортом прибора. Сведения о поверке заносятся в журнал учёта средств измерений.

12.2. Аттестация испытательного оборудования

Испытательное оборудование (разрывная машина, термошкаф, струбцины для ОДС) подлежит первичной и периодической аттестации в соответствии с ГОСТ Р 8.568-97. Периодичность аттестации — 1 раз в 2 года.

12.3. Требования к условиям в лаборатории

Физико-механические испытания гернитового шнура по ГОСТ 19177-81 представляют собой комплексную процедуру, требующую строгого соблюдения методик, использования поверенного оборудования и квалифицированного персонала. Ключевыми факторами, определяющими достоверность результатов, являются:

• Правильный отбор и подготовка образцов (кондиционирование не менее 16 часов при 23±2°C);
• Точное соблюдение режимов испытаний (температура, продолжительность, скорость деформирования);
• Корректная обработка результатов с отбраковкой аномальных значений;
• Регулярная поверка средств измерений и аттестация испытательного оборудования.

Соблюдение полного цикла испытаний в соответствии с ГОСТ 19177-81 и ссылочными стандартами является необходимым условием обеспечения качества гернитового шнура и, как следствие, надёжности и долговечности деформационных швов строительных конструкций.