// //
Дом arrow Научная литература arrow Конструкции из пластмасс arrow ПЛАСТМАССЫ — КОНСТРУКЦИОННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ
ПЛАСТМАССЫ — КОНСТРУКЦИОННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ
  2.   ПЛАСТМАССЫ — КОНСТРУКЦИОННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ

 

§ 2.1. Общие сведения о пластмассах

Полимеры,   являющиеся основой пластмасс, пред­ставляют собой высокомолекулярные соединения, моле­кулы которых состоят из многих элементарных звеньев одинаковой структуры. Эти звенья соединены между собой ковалентными связями в длинные цепи или обра­зуют жесткие и пластичные пространственные ре­шетки.

Технические свойства высокомолекулярных соедине­ний зависят от строения и природы исходных мономеров и значения молекулярной массы. Чем длиннее цепи этих соединений, тем выше, например при прочих равных ус­ловиях, механическая прочность.

Получают полимеры из исходных низкомолекулярных органических веществ (мономеров), отдельные молеку­лы которых благодаря двойным или тройным связям способны взаимосоединяться с образованием молекул удвоенной (димер), утроенной (тример) или многократ­но увеличенной молекулярной массы (полимер).

Название полимера образуется обычно от названия того мономера, из которого он был получен. Так, напри­мер, полиэтилен получают из этилена, поливинилхлорид — из винилхлорида, полистирол — из стирола и т. д. Иногда название полимера образуется в зависимости от вида реакционных химических групп, соединяющих мо­лекулы мономеров, — полиамиды, полиэфиры и т. д.

Пластическими массами называются материалы, ко­торые в качестве основного компонента содержат синте­тический полимер. Пластмассы могут состоять из одного полимера или содержать кроме полимера некоторые вспомогательные вещества, придающие им определенные свойства.

В основе технологии синтеза высокомолекулярных соединений лежат два основных метода получения поли­меров — полимеризации и поликонденсации, различаю­щихся как по механизму основной реакции, так и по строению образующихся полимеров. Поэтому все син­тетические полимеры делятся на два основных больших класса — полимеризационные и поликонденсаци­онные.

Полимеризация — это соединение большого числа молекул мономера одного и того же вещества в одну большую макромолекулу. Этот процесс протекает обыч­но при определенной температуре и давлении без выде­ления каких-либо низкомолекулярных веществ. При по­лимеризации химический состав полимера соответствует химическому составу исходного номомера.

Поликонденсация представляет собой химический процесс получения высокомолекулярных соединений из мономеров различных исходных веществ, сопровождаю­щийся выделением побочных продуктов (воды, спирта и др.).

Часто для получения материалов со специальными свойствами в качестве исходного продукта берут не­сколько различных по составу мономеров в определен­ных пропорциях. В этом случае процесс полимеризации называется сополимеризацией, а готовый продукт — со­полимером. Сополимеры обладают новыми свойствами, отличающимися от свойств исходных мономеров. Таким образом, подбирая мономеры с различными свойствами, сополимеризацией можно получить пластические массы с заранее заданными свойствами.

В зависимости от поведения связующего (смолы) при нагревании пластические массы делятся на две груп­пы— термопластические и термореактивные.

Полимеры, получаемые полимеризацией, чаще всего являются термопластичными материалами. К последним относятся пластические массы (термопласты), получен­ные на основе поливинилхлорида, полиэтилена, полисти­рола, полиуретана, полиамидных, акриловых и других термопластичных смол, которые при нагревании размяг­чаются и становятся пластичными, а при охлаждении снова отвердевают.

К термореактивным пластмассам (реактопластам) относятся материалы на основе фенолоформальдегидных, полиэфирных, эпоксидных, карбамидных и других термореактивных синтетических смол, которые, будучи отформованы в процессе изготовления, переходят в неплавкое, нерастворимое состояние.

Нашей промышленностью вырабатываются пласт­массы и смолы многих видов, но в строительстве приме­няются только некоторые из них.

Пластмассы могут быть неоднородными, состоящими из главного компонента — связующего вещества (смо­лы) и технологических добавок: пластификаторов, на­полнителей, стабилизаторов, антистатиков, красителей, инициаторов, порообразователей и др., и однородными, к которым относятся, например, полиэтилен, полиметил-метакрилат и др.

Связующие вещества (смолы). Для конструкций и изделий строительного назначения в основном применя­ют полиэфирные, фенолоформальдегидные, эпоксидные, мочевиноформальдегидные и меламиноформальдегидные и кремнийорганические смолы.

Полиэфирные смолы относятся к числу термореак­тивных, материалов и обладают весьма ценными свой­ствами: небольшой вязкостью, способностью к отверждению при повышенной и комнатной температурах без выделения летучих продуктов, хорошими механическими показателями в отвержденном состоянии и высокой стойкостью к воздействию воды, кислот, бензина, масел и других веществ. Ненасыщенные полиэфиры получают­ся в результате конденсации ненасыщенных дикарбоновых кислот с многоатомными спиртами. Их применяют главным образом в качестве связующего при изго­товлении стеклопластиков, а также как основу для клеев, лаков, компонентов заливочных составов, пласто-бетонов, шпаклевок и т. д.

Для отверждения полиэфирных смол чаще всего при­меняют инициатор — гидроперекись изопропилбензола (гипериз) и ускоритель—10%-ный раствор нафтената кобальта в стироле. Отверждение полиэфирных смол сопровождается выделением большого количества тепла, увеличением плотности и уменьшением объема смолы.

Некоторые полиэфирные смолы (НПС-69-22М, ПН-62 и др.) не содержат летучих мономеров, что способствует улучшению условий труда, а также повышению качест­ва изделий.

В строительстве наибольшее применение находят полиэфирные смолы марок ПН-1, ПН-2, ПН-3, НП-4, ПН-IC, ПН-6 и др. Смолы ПН-1 и ПН-2 используют главным образом при изготовлении крупногабаритных изделий из стеклопластиков контактным методом, на­моткой, вакуумформованием, прессованием и др. Они применяются там, где не требуются высокая стойкость, специальные оптические и другие специфические свой­ства. Эти смолы дешевы и изготовляются как правило из наиболее доступного сырья.

Смолы ПН-3 и ПН-4 характеризуются повышенной теплостойкостью—150—170 °С. Их применяют главным образом в качестве связующих для стеклопластиков, эксплуатируемых при повышенных температурах.

Смолы ПН-IC и ПН-6 относятся к самозатухающим1. Для придания смолам способности к самозатуханию в их состав вводят 25—28 % хлора. При введении в смолы небольшого количества трехокиси сурьмы содержание в них хлора может быть существенно уменьшено.

Для светопроницаемых стеклопластиков, рекомендует­ся применять полиэфирные смолы марок ПНМ-2, ПН-1М и ПНМ-8, которые пропускают до 90 % дневного света и до 75 % ультрафиолетовых лучей.

Фенолоформальдегидные смолы представляют собой продукт конденсации фенола и формальдегида в при­сутствии катализаторов. В них сочетаются такие необ­ходимые свойства для стеклопластиков, как термостой­кость, высокая механическая прочность и сравнительно хорошая адгезия к стеклянному волокну. Фенолофор­мальдегидные смолы имеют также высокую адгезию к целлюлозосодержащим материалам (древесине, бума­ге), что позволяет широко использовать их при произ­водстве древесных и бумажных пластиков, фанеры, Кле­еной древесины и т. д.

При нагревании эти смолы быстро отверждаются и переходят в твердое, неплавкое состояние. Отвержденные смолы имеют высокие физико-механические и ди­электрические свойства, не растворяются в продуктах нефтепереработки и органических растворителях и стой­ки к действию слабокислых сред.

При отверждении фенолоформальдегидных смол вы­деляются летучие вещества и вода. Ввиду большой ско­рости процесса отверждения летучие вещества и вода не успевают полностью удалиться из смолы, что может быть причиной появления вздутий, трещин и рыхлых поверхностей в готовых изделиях. Чтобы избежать это­го, при формовании изделий из стеклопластиков созда­ют относительно высокие давления, превышающие дав­ления, создаваемые летучими веществами при отверж­дении смолы.

Эпоксидные смолы получают при взаимодействии многоатомных фенолов (дифенолопропан и др.) с ве­ществами, содержащими эпоксидную группу (например, эпихлоргидрином). После введения отвердителя эпок­сидные смолы становятся неплавкими, нерастворимыми продуктами, обладающими сетчатой трехмерной струк­турой. В качестве отвердителей чаще всего используют ангидриды кислот или полиамины, например полиэти-ленполиаминт

Отвержденные эпоксидные смолы обладают ценны­ми технологическими свойствами и высокими физико-механическими показателями. Изделия, изготовленные из них, бензо-, масло- и водостойкие. Эпоксидные смолы в отличие от многих других полимерных материалов от-верждаются с минимальной усадкой без выделения по­бочных продуктов и обладают высокой адгезией к боль­шому числу материалов. Эти смолы используют как связующие при изготовлении стеклопластиков и прессо­вочных композиций, для изготовления различной техно­логической оснастки, в качестве клеев, герметиков, коррозие- и водостойких покрытий, обладающих хорошей атмосфере -и светостойкостью.

В последнее время широко применяют эпоксидные смолы, модифицированные различными продуктами, на­пример фурановыми, фенолоформальдегидными, поли­эфирными и другими смолами.

Мочевиноформальдегидные и меламиноформальдегидные смолы. Мочевиноформальдегидные (карбамидные) смолы получа­ют конденсацией мочевины с формальдегидом в слабо­щелочной или нейтральной среде. Отверждение этих смол происходит под действием органических кислот, кислых солей и эфиров. Мочевиноформальдегидные смо­лы растворимы в воде, но не растворяются в обычных органических растворителях. Будучи отвержденными, они практически ни в чем нерастворимы.

Меламиноформальдегидные смолы получают кон­денсацией меламина с формальдегидом. Находят приме­нение также смешанные меламино- и мочевиноформаль­дегидные смолы с различными соотношениями мелами­на и мочевины.

Карбамидные смолы бесцветны, обладают достаточ­но высокой теплостойкостью и светостойкостью. Они широко используются в качестве связующего в пресс-порошках, применяемых для изготовления строительных деталей, в качестве клеев для соединения и пропитки тканей и т. п. На основе мочевиноформальдегидных смол получают пористый материал (мипору), имеющий высо­кие теплозвукоизоляционные показатели и малую плот­ность.

Кремнийорганические смолы относятся к особому классу высокомолекулярных соединений. В своем соста­ве наряду с органической частью они содержат неорга­ническое вещество — кремний. Кремнийорганические по­лимеры обладают повышенной атмосфере- и светостой­костью.

В строительстве Кремнийорганические смолы приме­няют в качестве лаков, эмалей, красок, а также для при­дания гидрофобных (водоотталкивающих) свойств по­верхности пористых материалов (мрамору, тканям, бу­маге и т. п.).

Наполнители уменьшают расход связующего, что снижает стоимость готового изделия, предотвращают усадку при отверждении, придают высокую механичес­кую прочность и т. д. В качестве твердых наполнителей применяют непрерывное и рубленое стекловолокно, стеклоткань, асбестовое волокно, древесную стружку, опилки, тальк и др.

Пластификаторы снижают хрупкость пластмасс, уве­личивают гибкость, эластичность и относительное удли­нение, а также повышают морозостойкость материала. Кроме того, они улучшают условия переработки пласт­масс.

Для придания полимеру комплекса нужных свойств применяют   смеси   пластификаторов, чаще всего такие, как трибутилфосфат, дибутилфталат, трикрезилфосфат и др.

Стабилизаторы способствуют сохранению физико-механических свойств пластмасс во времени и снижа­ют скорость процессов деструкции (разложения) мате­риалов под влиянием атмосферных условий, повышен­ных температур, света и микробиологической коррозии.

По характеру действия стабилизаторы делятся на актиоксиданты или термостабилизаторы (против тер­моокислительной деструкции) и светостабилизаторы (против фотолиза и фотоокисления).

Антистатики уменьшают электризацию полимерных материалов в процессе их переработки и эксплуатации изделий из них. Способность полимерных материалов накапливать заряды статического электричества объяс­няется тем, что по своим свойствам многие из этих мате­риалов (полиолефины, полистирольные пластики, поли-винилхлорид и др.) являются диэлектриками, т. е. обла­дают значительным удельным поверхностным и объем­ным электрическим сопротивлением, а следовательно, и ничтожно малой проводимостью.

В качестве антистатика для пластмасс применяют поверхностно-активные вещества и электропроводящие наполнители (сажа, графит, порошки металлов).

 

§ 2.2. Основные виды конструкционных пластмасс, их свойства и области применения

В строительстве наибольшее применение нашли стек­лопластики и древесные пластики. Стеклопластики пред­ставляют собой пластмассы, состоящие из стеклянного наполнителя и связующего. В качестве последнего ис­пользуют обычно ненасыщенные полиэфирные, эпоксид­ные и фенолоформальдегидные смолы, а также некото­рые термопласты. Наполнители в настоящее время используются главным образом стекловолокнистые, свойствами которых во многом определяются физико-механические характеристики стеклопластиков.

Стеклянное волокно является для стеклопластика своеобразной арматурой подобно металлу в железобе­тоне. Смола выполняет роль связующего и в то же время защищает стеклянные волокна от влияния внешней сре­ды и способствует равномерному распределению уси­лий, возникающих в них.

По химическому составу стекло, из которого выра­батывают волокна, может быть щелочным с содержани­ем окиси натрия 5—15% и малощелочным с меньшим его содержанием. Прочность щелочного стекловолокна ниже прочности малощелочного и в значительно большей степени снижается при увлажнении. В связи с этим для изготовления стеклопластиков применяют малощелоч­ное стекловолокно.

Стекловолокно получают следующим образом (рис. 1.22). Расплавленная в печи стеклянная Масса, проходя через фильерные отверстия на дне печи, образует капли, которые увлекают за собой тонкие волокна. Затем эти волокна наматываются на вращающийся барабан.

дк лекции

Во время выработки стеклянные волокна следует замасливать — наносить на их поверхность смеси орга­нических или элементоорганических веществ из распла­ва, раствора или эмульсии (рис. 1.22). Однако замасливатели значительно снижают адгезию связующего к стеклянному волокну, поэтому в дальнейшем замасливатель со стекловолокна (если это необходимо) удаля­ют и наносят новое покрытие — аппрет, которое спо­собствует лучшему совмещению стекла и связующего.

Применяют три вида замасливателей — парафино­вый, парафиновую эмульсию и спиртоканифольный. В качестве аппретирующих веществ используют главным образом органосилановые соединения. г- Стеклянное волокно имеет все положительные ка­чества, присущие стеклу — негорючесть, высокую тепло­стойкость, плотность, прозрачность, а также хорошие механические показатели. Так, прочность малощелочно­го волокна диаметром 6 мк превышает 2 ГПа, а модуль упругости достигает 70 ГПа.

Непрерывные волокна, получаемые из расплава мас­сивного стекла, приобретают новые качества, наиболее важные из которых гибкость и высокая прочность при растяжении.

Первичные стеклянные нити получают непосредст­венно при выработке непрерывного волокна. Их приме­няют в основном для изготовления пресс-материалов, вырабатываемых на тех же предприятиях, где произво­дится стекловолокно, так как транспортирование пер­вичных нитей затруднено. На основе первичных нитей производят пресс-материалы типа АГ-4С (ЛОС,      АГ-4нС), а также СВАМ (в последнем случае выработка первич­ной нити совмещается с получением композиционного материала). Первичные нити служат исходным сырьем для получения также крученых нитей, стекложгутов и стеклохолстов (стекломатов).

Тканые стекловолокнистые материалы благодаря их хорошим технологическим свойствам широко использу­ются в производстве изделий из стеклопластиков. Ком­позиции на основе стеклотканей и связующих называ­ются стеклотекстолитами.

Пресс-материалы. Принцип получения стеклопластикового             пресс-материала состоит в совмещении различ­ными способами связующего и стекловолокнистого на­полнителя, в результате чего образуется композиция, удобная для дальнейшей переработки в изделие мето­дом прямого или литьевого прессования.

Пресс-материалы типа СВАМ. Стекловолокнистый анизотропный материал (СВАМ), являющийся одним из первых отечественных стеклопластиков, получают не­посредственно при выработке первичной стеклонити, применяя связующее в качестве замасливателя.

Стеклоплавильное устройство с фильерной пласти­ной совершает возвратно-поступательное движение вдоль оси приемного устройства — барабана диаметром 1 м, длиной 3 м, на который наматываются нити      (рис. 1.23).

После намотки определенного числа слоев пропитан­ной нити однонаправленный материал срезают. В раз­вертке он представляет собой квадратный лист разме­ром 3X3 м2. Повернув лист на 90° относительно оси барабана и вновь его закрепив, также наматывают необ­ходимое число слоев пропитанной нити. Таким образом получается стеклошпон с взаимно перпендикулярным расположением волокон. После сушки до определенного содержания летучих веществ стеклошпон перерабатыва­ют в изделия методом прямого прессования.

дк лекции

Пресс-материалы типа АГ-4С представляют собой однонаправленную ленту, получаемую на основе круче­ных стеклянных нитей и анилино-фенолоформальдегидной смолы, модифицированной бутваром (Р-2М).

Определенное число-крученых стеклонитей сматыва­ется со шпуль, установленных на шпулярнике, и, сбли­жаясь, формируется в ленту, которая направляется в пропиточную ванну. Затем она попадает в сушильное устройство и после удаления растворителя наматывает­ся в рулоны на приемном устройстве (рис. 1.24), В последние годы начали выпускать пресс-материал типа АГ-4нС, отличающийся от материала АГ-4С видом наполнителя. В качестве наполнителя здесь используют первичные стеклянные нити номера 22—24 м/г (диаметр элементарного волокна 9—11 мк). Физико-механические свойства пресс-материала типа АГ-4нС несколько выше, чем у материала типа АГ-4С; кроме того, он дешевле последнего.

В отличие от пресс-материалов типа АГ-4С на осно­ве крученых нитей ленточные пресс-материалы на осно­ве первичных нитей иногда называют ЛОС (лента од­нонаправленная стеклянная).

Пресс-материалы типа АГ-4С предназначены для по­лучения высокопрочных изделий методом прямого прес­сования или намотки.

Пресс-материалы типа АГ-4В представляют собой стекловолокнит, получаемый на основе срезов первич­ной стеклонити и смолы Р-2М. Специально подготов­ленный стекловолокнистый наполнитель смешивают с фенолоформальдегидной смолой в смесителях. Затем по­лученный продукт выгружают и сушат. Пресс-материал типа АГ-4В поставляют в виде волокнистой массы или в таблетированном виде. Подобным образом готовят волокниты других типов на основе различных связующих. Режимы прессования определяют заранее в зависимости от вида и толщины изделия.

Для обычных или модифицированных фенолофор-альдегидных смол давление прессования должно со­ставлять не менее 10 МПа, максимальная температура прессования 140—150 °С, продолжительность выдержки,       3—4 мин на 1 мм толщины получаемого изделия.

Отечественный и зарубежный опыт показывает, что использование стеклопластиков в строительстве имеет немало технико-экономических преимуществ, благодаря которым они используются в строительстве главным об­разом в виде ограждающих конструкций (стеновые и кровельные панели), несущих строительных конструк­ций, архитектурно-строительных деталей и изделий, санитарно-технических изделий, декоративно-облицовочных материалов, арматуры и опалубки для бетонных конст­рукций.

В качестве ограждающих    конструкций из листовых стеклопластиков наибольшее применение нашли плоские  и волнистые полиэфирные стеклопластики,  бесцветные или окрашенные в различные цвета.

Такие материалы используются в большинстве случаев для покрытия про­мышленных зданий и сооружений.

Большое распространение в промышленном строи­тельстве индустриальных районов, где такие материалы, как листовая сталь или асбестоцементные листы, быст­ро подвергаются коррозии и разрушаются вследствие влияния агрессивных газов, получают кровельные стеклопластиковые материалы.

У нас в стране в настоящее время выпускают гладкие и волнистые листы из стеклопластиков на основе смолы ПН-1. Эти материалы имеют удовлетворительные физи­ко-механические свойства, небольшой объемный вес, светопрозрачность и хороший внешний вид. Их исполь­зуют для устройства световых фонарей, покрытий про­мышленных и общественных зданий (летних павильо­нов, кафе и т.д.),. навесов, балконных ограждений, стеновых панелей и перегородок.

Плоские и волнистые листы из стеклопластиков (не­прозрачные и прозрачные) целесообразно применять при строительстве взрывоопасных помещений, а также зда­ний и сооружений, расположенных в сейсмических раи­нах. Такие синтетические материалы при разрушении не дают осколков и имеют небольшую массу по сравне­нию с другими строительными материалами.

Стеклопластики на полиэфирных смолах применяют для стеновых и кровельных панелей неотапливаемых зданий, трехслойных панелей, различных профильных изделий, а также в качестве защитного покрытия желе­зобетонных конструкций, подвергающихся воздействию агрессивных сред, а также периодическим заморажива­нию и оттаиванию, например градирен. Защитное покры­тие в этом случае наносят на поверхность элементов методом контактного формования или напылением. Долговечность железобетонных конструкций с защитным покрытием увеличивается в несколько раз.

Волнистый стеклопластик на полиэфирных смолах нашел широкое применение в нашей стране в качестве обшивки башенных и вентиляторных градирен.

В строительстве промышленных, общественных и сельскохозяйственных зданий и сооружений прозрачные листовые кровельные материалы из стеклопластиков в сочетании с другими кровельными и стеновыми материа­лами используются для устройства отдельных прозрачных участков кровли и стен. Благодаря применению прозрачных стеклопластиков стало возможным значи­тельно упростить конструкцию фонарей многопролет­ных промышленных зданий.

Погонажные элементы, изготовленные из стекло­пластика типа АГ-4С, могут найти применение в конст­рукциях ферм, прогонов, решетчатых стоек и т. д. Тех­нология изготовления этих изделий, разработанная в МИСИ им. В. В. Куйбышева, позволяет получать на прессах погонажные изделия практически любого попе­речного сечения и любой длины. Несущие конструкции, изготовленные из таких профилей, целесообразно при­менять в сооружениях, которые подвержены действию агрессивных сред, а также в «радиопрозрачных», немаг­нитных, электроизоляционных и других сооружениях специального назначения.

Практическая возможность применения несущих кон­струкций из пластмасс в различных областях строитель­ства подтверждена многочисленными примерами осу­ществленных сооружений во многих странах мира.

Наиболее эффективными конструкциями из пласт­масс являются пространственные конструкции в виде оболочек покрытия, в которых благодаря рациональной геометрической форме в значительной степени компен­сируется такой недостаток пластмасс, как повышенная деформативность вследствие относительно низкого мо­дуля упругости.

В оболочках покрытий благодаря совмещению несу­щих и ограждающих функций материал    используется как правило более выгодно, чем в плоских конструкци­ях. В пространственных конструкциях при одних и тех же пролетах   возникают значительно меньшие изгибаю­щие моменты, чем в плоских. Относительный    недоста­ток пространственных конструкций — их более сложный монтаж, особенно конструкций,   состоящих из криволинейных элементов. Из пластмасс, используемых для изготовления пространственных конструкций,  преимущественное распространение получили стеклопластики и пенопласты.

Оболочки покрытий для неотапливаемых    зданий и сооружений выполняют из стеклопластика. Толщина таких оболочек исчисляется миллиметрами, поэтому в подавляющем большинстве случаев их собственный вес не |превышает 20 кг на 1 м2 перекрываемой площади, что в 10—12 раз меньше, чем железобетонной оболочки при аналогичном пролете. Элементы оболочек из пластмасс в основном соединяются на болтах. Реже применяют соединения на клеях, а также в сочетании с болтами, винтами, заклепками.

Древесные пластики—это материалы, полученные соединением синтетическими смолами продуктов пере­работки натуральной древесины. К ним относятся древесно-слоистые пластики, древесно-волокнистые и древесно-стружечные плиты, бумажный слоистый пластик (гетинакс) и др.

Древесно-слоистые пластики изготовляют из тонких листов сушеного березового, липового или букового шпо­на, пропитанного и склеенного между собой различны­ми синтетическими смолами при высоком давлении и температуре. В зависимости от расположения волокон шпона в смежных слоях ДСП выпускаются несколько марок. Для строительных конструкций наиболее пер­спективна марка ДСП-Б, где через каждые 10—20 про­дольных слоев шпона укладывают один поперечный слой.

Прочность древесно-слоистых пластиков превышает прочность древесины вследствие уплотнения материала прессованием и термической обработкой тонких слоев древесного шпона, глубоко пропитанных прочными и водостойкими смолами. Древесный шпон пропитывают преимущественно резольными, фенолоформальдегидными или карбамидными смолами с последующей просуш­кой.

ДСП выпускаются промышленностью в виде плит следующих размеров: длина 0,7—5,6 м, ширина до 1,2 м, толщина 3—60 мм. Плиты ДСП обладают хорошей во­достойкостью, стойкостью к органическим растворите­лям и маслам, легко поддаются механической обработ­ке— пилению, строганию, фрезерованию и т. п.

Относительно высокая стоимость ДСП не позволяет пока широко применять этот листовой материал для крупных элементов строительных конструкций. Его при­меняют в основном для изготовления средств соедине­ния элементов конструкций в виде шпонок, нагелей, ко­сынок, вкладышей.

Древесно-волокнистые плиты, (ДВП) изготовляют из хаотически расположенных волокон древесины, склеен­ных канифольной эмульсией с добавлением для некото­рых типов плит фенолоформальдегидных смол. Сырьем для изготовления ДВП являются отходы лесопильных и деревообрабатывающих производств (отрезки реек, гор­быля, брусков), которые дробят в щепу и растирают в специальных установках до волокнистого состояния. При формовании плит без уплотнения на прессах полу­чаются пористые ДВП, которые применяют для утеп­ления, звукоизоляции и отделки стен, перекрытий и по­крытий.

При длительном действии влажной среды древесно­волокнистые плиты поглощают значительное количество влаги, в результате чего набухают (в основном по тол­щине) и теряют прочность.

Древесно-стружечные плиты (ПС и ПТ) получают горячим прессованием под давлением древесных стру­жек, пропитанных синтетическими термореактивными смолами. Для изготовления ПС и ПТ применяют специ­ально изготовленную стружку, полученную на деревооб­рабатывающих станках, а также мелкую щепу (дробленку).

 

Специальную стружку изготовляют из низкосортной древесины, отходов лесопиления и фанерного производ­ства (рейка, горбыль, «карандаш»). Она имеет малые размеры и высокую однородность, поэтому плиты, полу­чаемые с ее применением, обладают высокими механи­ческими свойствами и наиболее гладкой поверхностью. В качестве связующего применяют фенолоформальдегидные, мочевиноформальдегидные и мочевиномеламиновые смолы.

 Плиты облицовывают с одной или двух сторон дре­весным шпоном, фанерой, бумагой, пленками и т. п. Об­лицованные плиты имеют более высокие механические показатели, ровную поверхность и хороший внешний вид.

 Изготовляют древесно-стружечные плиты методом горячего прессования в этажных прессах или в специ­альном прессе непрерывного действия. В последнем слу­чае большинство древесных частиц укладывается волок­нами перпендикулярно плоскости плиты (на ребро), и изделия получаются менее прочными и более неоднород­ными.

 Механические свойства плит ПС и ПТ зависят от плотности, вида и количества связующего, породы и раз­меров древесных частиц. Количество смолы принимают обычно до 10%, а древесной стружки — около 90% массы. С увеличением содержания связующего прочность плит повышается, однако при этом значительно увели­чивается себестоимость изделия, так как стоимость свя­зующего составляет около 40—50 % стоимости всей плиты.

При водопоглощении древесно-стружечные плиты разбухают. Введение гидрофобных добавок снижает разбухание плит до 10 %. Древесно-стружечные плиты обладают малой теплопроводностью и высокой звукоизо­ляционной способностью. Они хорошо поддаются обра­ботке на деревообрабатывающих станках. Их применя­ют в строительстве в качестве перегородок и для декоративной отделки стен и потолков.

В настоящее время разработаны древесно-стружеч­ные плиты, армированные металлической сеткой, кото­рые могут найти применение в некоторых видах  строи­тельных конструкций.

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.4. Расчетные характеристики пластмасс

 

Сопротивления, МПа

Коэфф.

Модуль

Коэфф.

Материал

нормативные на

расчетные на

однородности

Длительного

 сопротивления

Упругости, ГПа

Сдвига, ГП

Пуассона 

Линейного

 расширения 

  растяжение

  изгиб

  сжатие

  срез

  растяжение

  изгиб

  сжатие

  срез

Rнр

Rни

Rнс

Rнср

Rкр

Rки

Rкс

Rкср

Rср

 

 

Ек

Е

Gк

G

а 10-6

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Стеклопластики

Полиэфирный листовой (плоский и волнистый)

60

130

90

45

36

15

78

15

54

15

27

9

0,6

0,2

6

3

---

0,4

25

СВАМ

450

70

400

150

337

160

525

250

300

140

112,5

50

0,75

0,5

28,5

24

---

0,13

10

Прессовочный АГ-4В    марки В

80

120

100

---

60

36

90

54

75

60

---

0,75

0,6

---

---

0,13

10

Прессовочный АГ-4В    марки С

500

250

200

---

375

220

187,5

110

150

90

---

0,75

0,6

18

15

5,7

0,13

10

Древесные пластики

Древесно-слоистые марки ДСП-Б, толщиной   15-60мм

220

260

155

14

165

109

195

130

116

80

10,5

7

0,75

0,7

30

15

---

---

---

Примечания:    1)    Над чертой   приведены  кратковременные,   под    чертой — длительные   характеристики пластмасс.  2). Для  полиэфирных стеклопластиков   нормативные и расчетные   сопротивления   при   срезе даны в направлении,    перпендикулярном    плоскости   листа.   3).   Для стеклопластиков СВАМ и   АГ-4 расчетные характе­ристики даны при соотношении продольных и поперечных стекловолокон 1 : 1 для усилий, действующих в направлении стекловолокон.

§ 2.3. Влияние влажности и температуры на прочность и деформативность пластмасс

Расчетное сопротивление пластмасс R при нормаль­ных температурно-влажностных условиях принимают равным произведению кратковременного расчетного со­противления RK на коэффициент длительного сопротив­ления &дл

R= RKkД л = R"k0Д н k дл.     (1.7)

Длительный предел прочности

Rдлн=Rн k дл

Коэффициент длительного сопротивления материала для различных предельных состояний устанавливают при испытаниях до разрушения серии специальных об­разцов, находящихся под длительной нагрузкой, при на­пряжениях, составляющих определенную часть предела прочности материала. В некоторых случаях коэффици­ент длительного сопротивления определяют из условия, максимально допустимой деформативности материала во времени. Расчетные характеристики конструкционных пластмасс приведены в табл. 1.4.

Расчетные сопротивления материалов, эксплуатируе­мых в условиях воздействия атмосферной среды, повы­шенных температуры и влажности, определяют умноже­нием соответствующих расчетных сопротивлений на ко­эффициенты условий работы:

дк лекции
 

 


Коэффициенты условий работы полимерных материа­лов в конструкциях, работающих в различных условиях, приведены в                 табл. 1.5—1.7.

Учет атмосферных и температурно-влажностных воз­действий на модули упругости и сдвига материалов про­изводится так же, как и для расчетных сопротивлений.

Деформативность полимерных материалов под на­грузкой при расчете строительных конструкций с приме­нением пластмасс по деформациям характеризуется кратковременными и длительными модулями деформа­ций и сдвига соответственно Ек и GK, Е и G. Значения Ек и GK находят из кратковременных статических испы­таний стандартных образцов как отношение приращения напряжения к приращению относительной деформации образца.

Таблица   1.5. Коэффициенты условий работы стеклопластиков, эксплуатируемых в атмосферных условиях (т/)

Материал

Коэффициенты к расчетным сопротивлениям для  районов

Коэффициенты к дли­тельным модулям уп­ругости и сдвига для районов

средней полосы

южных

средней полосы

южных

Стеклопластик полиэфир­ный листовой

(плоский и волнистый)

0,75

0,65

0,85

0,8

 

Примечание.   Приведенные коэффициенты  условий  работы учитывают при эксплуатации в атмосферных условиях.

Таблица   1.6. Коэффициенты условий работы материалов в конструкциях, эксплуатируемых при повышенной влажности (m

 

Материал

При длительном увлажнении

При длительном пребывании в условиях относительной влажности воздуха около 90%

Стеклопластики СВАМ и АГ-4

0,7

0,85

Стеклопластик полиэфир­ный листовой

(плоский и волнистый)

0,5

0,75

Таблица   1.7. Коэффициенты условий работы материалов в конструкциях, эксплуатируемых при повышенных температурах (mt)

Материал

Коэффициент при температуре, ºС

40

60

К расчетному сопротивлению

К длительному модулю упругости и сдвига

К расчетному сопротивлению

К длительному модулю упругости и сдвига

Стеклопластик полиэфир­ный листовой

(плоский и волнистый):

При сжатии и растяжении

При изгибе

0,6

 

 

 

0,6

 

 

 

---

---

0,4

0,4

---

---

Стеклопластик СВАМ, АГ-4

0,84

0,85

0,65

0,65

Пластики древесно-слоистые марки ДСП-Б

0,8

0,7

0,75

0,6

Длительные модули упругости и сдвига материалов определяются длительными статическими испытаниями стандартных образцов при уровне напряжений, равном расчетному длительному сопротивлению материала, как отношение напряжения к максимальной относительной деформации образца (при затухании деформаций ползу­чести).

РАЗДЕЛ II. ЗАЩИТА ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

ОТ  ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ   И

  БИОЛОГИЧЕСКОГО ПОРАЖЕНИЯ

ГЛАВА

 

Контакты

115419, г. Москва, ул. Шаболовка, д. 34, стр. 3.



Просьба заранее предупредить о приезде, т.к. специалисты распределены по объектам




info@masterbetonov.ru




ООО «Стройсервис» работает на рынке строительного производства c 1992 года.
Основной ценностью для нашей компании являются клиенты, поскольку единственный реальный актив компании — это люди, удовлетворенные нашей работой, которые еще раз захотят воспользоваться нашими услугами. Мы стремимся сделать своих клиентов своими партнерами.