The durability of structural sandwich elements

Abstract

Structural sandwich elements typically have two thin metal faces and a lightweight core. The core may be polyurethane or polyisocyanurate foamedin situ, or it may be formed from either rigid plastic foam or mineral wool slabstock. It is particularly in the latter case that durability problems may arise which have not been properly addressed by the industry. This paper considers appropriate test regimes for considering the durability of the adhesive bond between the core and the faces. In the case of panels with a core formed of mineral wool lamellae, it also considers possible degradation of the core material. The results of these tests demonstrate that commercially available mineral wools do not have uniform durability. It is necessary to pay particular attention to this factor when choosing core material for structural sandwich panels. Although the research described in this paper was conducted with mineral wool core metarial in mind, it is believed that the procedures are equally applicable to other materials. They are being codified in European recommendations for sandwich panels with additional recommendations for panels with mineral wool core material, published jointly by the European Convention for Constructional Steelwork (ECCS) and the International Council for Building Research Studies and Documentation (CIB).

Resume

Les éléments sandwich de structures présentent de manière générale deux parois métalliques fines et une paroi centrale légère. La partie centrale peut être soit en polyuréthane ou en polyisocyanurate injectésin situ, ou bien elle peut être formée soit de mousse de plastique rigide, soit de panneaux de laine minérale. C'est notamment dans ce dernier cas que peuvent survenir des problèmes de durabilité pour lesquels l'industrie n'a pas trouvé de solutions adaptées.

Dans cet article, on examine des cycles d'essai appropriés pour l'examen de la durabilité de l'adhérence partie centrale-parois. On considère aussi dans le cas de panneaux avec une partie centrale formée de plaques de laine minérale, la dégradation éventuelle du matériau de la partie centrale. Les résultats des essais démontrent que les laines minérales disponibles dans le commerce ne présentent pas une durabilité uniforme. Il convient de prêter une attention particulière à ce facteur dans le choix du matériau central de panneaux sandwich de structures.

Bien que la recherche décrite ici ait été menée en pensant à un matériau central en laine minérale, on estime que les procédures d'essai sont également applicables à d'autres matériaux. On est en train de les codifier dans les recommandations européennes pour les panneaux sandwich, avec recommandations additionnelles pour les panneaux avec matériau central en laine minérale, qui ont été publiées en collaboration par le ECCS (European Convention for Constructional Steelwork) et par le CIB.