Vi blir CPG Europe - med ett större utbud av produkter och varumärken erbjuder vi fler lösningar.
Utforska våra varumärken

Termisk materialexpansion och expansionsvidd för en fog

Vad är termisk materialexpansion?

Vad är termisk materialexpansion? 

Termisk materialexpansion är volymökning, vanligtvis obemärkt, hos en kropp när dess temperatur stiger vid konstant tryck. Denna expansion förklaras av ökningen av den termiska rörelsen hos  kroppens partiklar. Om det handlar om en lång kropp, är dess expansion särskilt märkbar i längdriktningen: vi talar då om kroppens linjära expansion.

Om den termiska expansionen är liten, utvecklar den ändå en stor kraft, varför det därför är nödvändigt att ta hänsyn till detta när det gäller konstruktioner, till exempel:

  • järnvägsskenor (räler) svetsas inte fast mot varandra utan kapas snett i ändarna.
  • de två broändarna är inte förankrade i murverket utan vilar på lagrade rullar.
  • i byggnader finns expansionsfogar/rörelsefogar.

Alla material expanderar mer eller mindre under påverkan av temperaturökningar. Varje material som används vid konstruktion har sin egen expansionskoefficient , det är därför som:

  • sammanfogning av två material med olika expansionskoefficienter måste tåla höga mekaniska spänningar, vilket generellt ger upphov till en kompromiss mellan prestanda och flexibilitet.
  •  expansionsfogar finns var 25 m vid stora konstruktioner.
  •  tätningsprodukter måste vara vattentäta trots de olika expansionerna hos de bärare som ska sammanfogas, t.ex. : mellan chassi och betong.

 

Några exempel på expansionskoefficienter

  • Betong  : 10 x 10-6  °C-1
  • Stål   : 12 x 10-6   °C-1
  • Aluminium      : 23 x 10-6  °C-1
  • PVC    : 80 x 10-6  °C-1
  • Trä     : 35 à 55 x 10-6  °C-1
  • PMMA : 80 x 10-6  °C-1

Vad gäller byggelement, expanderar PVC och PMMA 3,5 gånger mer än aluminium och 6 till 7 gånger mer än stål. Armerad betong, stål och betong har en expansion som är ganska likvärdig.

Dimensioneringen av en fog tätad med tätningsmedel eller med ett vattenfast tätningsskum beror delvis på expansionen hos det använda materialet, samt på storleken på elementen som ska sammanfogas. Detta är en av de faktorer som bestämmer den minsta/maximala storleken som krävs för fogarna :

  • Vid byggelement : på 5-20 mm maximalt, är en fog över 20 mm onödig för att ta upp expansionen hos ett byggelement.
  • Vid lätta fasadelement : på 5-30 mm maximalt, är elementen större än för byggelement.
  • Vid betongfasad : på 8 mm-40 mm, är en expansionsfog nödvändig var 25 m.

 

Hur beräknar man expansionsvidden för en fog?

ΔL =  α . L₀ . ΔT

Med andra ord : fogens expansionsstorlek (i mm) är lika med expansionskoefficienten för materialet α (vid °C-1) multiplicerad med den fogens ursprungliga dimension (i mm) och med skillnaden mellan maxtemperatur och minimumtemperatur (vid °C).

Fogens totala expansionskapacitet beräknas genom att dela fogens expansionsstorlek med fogens bredd (i %). Produkten som ska användas för tätning av denna fog måste motsvara respektive expansions-procentsats.

 

 

 

Vilka lösningar finns då för tätning av fogarna för att lösa problematiken med expansion

 Produkterna från illbruck har tagits fram för att lösa problematiken med expansion: 

  • Brett användningsområde för våra fogband : välj användningsområde för fogbandet utifrån dimensionen på fogen som ska tätas; den uppmätta fogens bredd måste motsvara medelvärdet för fogbandets användningsområde. Fogens expansionsstorlek motsvarar hela användningsområdet för fogbander.  Exempel : för att täta en fog av 10 mm storlek, väljer vi ett fogband med ett användningsområde på 7-14 mm (med en expansionsvidd på ca. +/- 4 mm)
  • 12,5 % total expansionskapacitet hos våra klassificerade fogmassor 12.5P (« P » som plast, vanligtvis akryltätningsmedel). Exempel : en 10 mm bred fog klarar en expansionsvidd för fogen på 1,25 mm
  • 25 % total expansionskapcitet hos de flesta av våra klassificerade fogmassor 25E (« E » som elastomerer : silikon, hybrid, polyuretan). Exempel : en 10 mm bred fog klarar en expansionsvidd för fogen på 2,5 mm