Упругая деформация жгутов Вилатерм: модуль упругости, остаточная деформация, цикличность

By odinokov.k@yandex.ru Жгуты Вилатерм 0 Comments

15.07.2026 · Время чтения: ~10 минут · Категория: Жгуты Вилатерм

Способность к упругой деформации — определяющее эксплуатационное свойство жгута Вилатерм. В отличие от многих уплотнительных материалов, пенополиэтилен способен выдерживать тысячи циклов сжатия-восстановления без существенной потери формы и упругих свойств. Это критически важно для деформационных швов, испытывающих суточные и сезонные температурные подвижки. В статье приведены количественные характеристики упругости, методика оценки остаточной деформации и практические рекомендации по выбору жгута для швов с различной амплитудой подвижек.

1. Физика упругой деформации пенополиэтилена

При сжатии жгута Вилатерм работают три механизма:

Сжатие газа в закрытых ячейках — основной механизм (60–70% упругости). Газ работает как множество микроскопических пневматических пружин.
Изгиб стенок ячеек — упругая деформация полимерных перемычек между ячейками (20–30%).
Деформация полимерной матрицы — растяжение/сжатие самого полиэтилена в стенках (5–10%).

Формула 1 — Напряжение сжатия пеноматериала (модель Гибсона-Эшби)

σ = E_п · (ρ/ρ_п)² · ε + p₀ · ε / (1 − ε − ρ/ρ_п)

где: σ — напряжение сжатия, МПа; E_п — модуль упругости полиэтилена (~200 МПа); ρ/ρ_п — относительная плотность; ε — деформация; p₀ — начальное давление газа в ячейках (~0,1 МПа).

2. Модуль упругости при сжатии: расчёт и эксперимент

Таблица 1 — Модуль упругости при сжатии (экспериментальные данные)
ρ, кг/м³	E_сж (расчёт), МПа	E_сж (эксперимент), МПа	Напряжение при ε=25%, кПа
25	0,15	0,12–0,18	30–45
30	0,21	0,18–0,25	45–63
35	0,29	0,25–0,33	63–83
40	0,38	0,33–0,42	83–105

Практический смысл

Напряжение сжатия 30–105 кПа означает, что для обжатия жгута Ø 40 мм на 25% требуется усилие 4–14 кг на погонный метр. Это усилие монтажник легко создаёт пальцем или пластиковой лопаткой — специальный инструмент не требуется.

3. Остаточная деформация: методика оценки

Формула 2 — Остаточная деформация после сжатия

ε_ост = (D₀ − D_восст) / D₀ · 100%

где: D₀ — исходный диаметр жгута, мм; D_восст — диаметр после снятия нагрузки и выдержки 24 ч, мм.

Таблица 2 — Остаточная деформация при разных степенях сжатия (ρ = 30 кг/м³)
Степень сжатия, %	Время выдержки под нагрузкой	ε_ост через 1 ч, %	ε_ост через 24 ч, %
25	24 ч	2–3	< 1
30	24 ч	3–5	1–2
40	24 ч	6–10	3–5
50	24 ч	12–18	8–12
60	24 ч	20–30	15–25 (необратимо)

Критический порог

При сжатии >50% остаточная деформация становится необратимой — жгут теряет упругость и не восстанавливает форму. Именно поэтому СП 70.13330.2012 (п. 9.2.5) ограничивает степень обжатия 50%.

4. Циклические испытания

Таблица 3 — Результаты циклических испытаний (ε = 25%, ρ = 30 кг/м³)
Кол-во циклов	ε_ост, %	Потеря напряжения сжатия, %	Состояние жгута
100	1–2	< 5	Без видимых изменений
1 000	2–4	5–10	Лёгкая потеря упругости
10 000	5–8	10–20	Заметная потеря упругости
100 000	10–15	20–35	Значительная деградация

Для деформационного шва с суточной амплитудой подвижек (1 цикл/сутки) 10 000 циклов — это ~27 лет эксплуатации. Таким образом, жгут Вилатерм сохраняет приемлемую упругость в течение всего нормативного срока службы шва (≥ 25 лет).

5. Влияние температуры на упругость

Таблица 4 — Модуль упругости при разных температурах (ρ = 30 кг/м³)
Температура, °C	E_сж, МПа	Изменение к +20°C, %	Примечание
−40	0,35–0,45	+80	Жгут жёсткий, монтаж затруднён
−20	0,28–0,35	+40	Повышенное усилие монтажа
0	0,22–0,28	+15	Лёгкое повышение жёсткости
+20	0,18–0,25	0	Нормальные условия
+40	0,15–0,20	−15	Размягчение, легче монтировать
+60	0,10–0,15	−40	Значительное размягчение
+80	0,05–0,10	−60	Близко к размягчению полиэтилена

Зимний монтаж

При температуре ниже −20°C жгут становится заметно жёстче. Рекомендуется: уменьшить степень сжатия на 5–10%, хранить бухты в тёплом помещении до момента монтажа, использовать пустотелые жгуты (требуют меньшего усилия).

6. Практические рекомендации

Таблица 5 — Выбор жгута по условиям работы шва
Условия работы шва	Рекомендуемый жгут	Степень сжатия	Обоснование
Стабильный шов, малые подвижки (< 2 мм)	Полнотелый, ρ = 30–35	20–25%	Приоритет теплоизоляции
Подвижный шов (2–5 мм)	Пустотелый, ρ = 25–30	25–35%	Запас по упругости
Высокоподвижный шов (> 5 мм)	Пустотелый, ρ = 25	30–45%	Max амплитуда сжатия
Зимний монтаж (< −10°C)	Пустотелый	На 5–10% ниже нормы	Компенсация жёсткости

Ключевые выводы

Упругость жгута Вилатерм на 60–70% обеспечивается сжатием газа в закрытых ячейках.
Модуль упругости E_сж = 0,12–0,42 МПа (в зависимости от плотности); напряжение сжатия при ε = 25% — 30–105 кПа.
Остаточная деформация после сжатия на 25% — менее 1% через 24 ч; при сжатии >50% — необратима.
Жгут выдерживает ~10 000 циклов сжатия без существенной потери упругости (эквивалент ~27 лет эксплуатации).
При отрицательных температурах жёсткость жгута растёт (+40% при −20°C); рекомендуется снижать степень сжатия.

Подберём жгут с оптимальной упругостью под ваш объект

Жгуты Вилатерм с контролируемой плотностью и упругостью. Технический лист на партию — по запросу.

Запросить КП

Литература и нормативные документы

ГОСТ 17177-94 «Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы испытаний».
СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции».
Gibson L.J., Ashby M.F. Cellular Solids: Structure and Properties. — Cambridge University Press, 1997.
Mills N.J. Polymer Foams Handbook. — Butterworth-Heinemann, 2007.
ТУ производителя на жгут уплотнительный из пенополиэтилена «Вилатерм».