3.3 Основные виды пластмасс, их область применения

Конструкционные пластмассы в строительстве применяют в составе элементов несущих и ограждающих конструкции сравнительно недавно, к ним относятся:

• стеклопластики;

• пенопласты;

• оргстекло;

• винипласт;

• воздухо- и водонепроницаемые ткани и пленки;

• древесные пластики;

Стеклопластики - это листовой материал из стеклянных волокон или тканей, связанных синтетической смолой

Стекленные волокна (наполнитель) служат армирующими элементами: они воспринимают основные нагрузки при работе материалов конструкций. Смола не только связывает стекленные волокна, но и распределяет усилий между ними, защищает материал от внешних воздействий.

Пенопласты - это ячеистые газонаполненные конструкционные пластмассы. Они представляют собой нетвердую пену, состоящую из массы замкнутых ячеек, заполненных воздухом или безвредным газом.

Наполнителями являются газы, образующиеся в процессе пенообразования.

Пенопласты образуются путем горячего вспенивания термопластичных смол или введением в состав термореактивных смол отвердителей и пенообразователей в процессе их твердения.

Свойства:

• это наиболее лёгкий конструкционный материал (ρ=30100 кг/м³);

• прочность их мала: 0,20,5 МПа (сжатие), 0,1 – 0,7МПа (сдвиг);

• очень эффективный теплоизоляционный материал;

• пенопласты бывают сгораемыми (ПС–1, ПС–4); трудносгораемыми и самозатухающими (ПСБ, ФРБ).

Применяют для слоистых плит, панелей покрытий и стен.

Органическое стекло (оргстекло) полностью состоит из термопластичной смолы полиметилметакрилата без каких-либо наполнителей и изготовляется в виде листов или плит.

Свойства:

• имеет достаточную прочность при изгибе (до 10 МПа);

• имеет ограниченную жесткость и твердость;

• поверхность легко повреждается;

• оргстекло сгораемо;

• высокая степень прозрачности (до 95%)

Применяют для создания светопрозрачных участков в покрытиях и стек. Малая теплостойкость оргстекла позволяет формовать из нагретых листов гнущиеся поверхности фонарей.

Винипласт, как и оргстекло, полностью состоит из термопластичной смолы без наполнителей. Изготавливается в виде плоских или волнистых листов толщиной до 2 мм, и шириной до 120 см.

Свойства винипласта близки к свойствам оргстекла. Основные преимущества:

• самозатухаемость;

• высокая стойкость в химически агрессивных средах;

• относительно низкая стоимость.

Применяют в конструкциях, работающих в химически агрессивных средах.

Воздухо- и водонепроницаемые ткани и пленки - материал, состоящий из:

• технического текстиля (прочностная основа тканей). Технический текстиль изготавливается из высокопрочных синтетических волокон:

- полимерных волокон типа «капрон»;

- полиэфирных волокон типа «лавсан».

Текстиль имеет полотняное переплетение. Более прочные нити располагаются вдоль рулона (основа), а менее прочные – поперек него (уток).

• эластичных покрытий (обеспечивают воздухонепроницаемость тканей, служат для связи нитей и слоев текстиля между собой, замедляют процесс старения). В качестве покрытий применяют резину на основе синтетических каучуков, эластичный пластифицированный поливинилхлорид.

Промышленность выпускает следующие воздухонепроницаемые ткани:

однослойные У-93;

двухслойные У-92, №109 Ф;

трехслойные №110 Ф.

Применяют для изготовления пневматических конструкций:

• воздухоопорные пневмооболочки. Они состоят из тканевой оболочки, опорного контура, входного шлюза, воздуходувной установки. Воздухоопорные оболочки могут образовывать покрытия пролетом до 60м. Они имеют небольшую массу (1кг/м²), могут перевозиться любым видом транспорта в сложенном виде и устанавливаться на опорный контур в считанные дни.

• пневмовантовые конструкции представляют собой такую же воздухоопорную оболочку, в состав которой включены стальные тросы - ванты, которые воспринимают основную часть усилий, действующих в оболочке, и поэтому пролеты пневмовантовых конструкций могут быть значительно больше и достигать 100 м.

• пневмокаркасные конструкции состоят из пневмоэлементов: пневмостоек, пневмобалок, пневмоарок, которые представляют собой герметически замкнутые баллоны из особо прочной воздухонепроницаемой ткани. Они могут служить стойками, балками, арками небольших (до 12м) пролетов.

Древесные пластики – материалы, полученные соединением синтетическими смолами продуктов переработки натуральной древесины. К ним относится:

• древеснослоистые пластики - это листы или плиты, изготовленные из тонкого лущеного шпона, пропитанного и склеенного формальдегидными полимерами термореактивного типа при высокой температуре и под большим давлением.

Древесные пластики имеют марки:

ДСП – А	во всех листах шпона волокна древесины расположены параллельно или через 4 слоя с параллельными волокнами укладывают один слой под углом 20о – 25о.
ДСП – Б	через 8-12 слоев укладывают один слой перпендикулярно.
ДСП – В	все слои шпона перпендикулярны.
ДСП – Г	в смежных слоях волокна древесины шпона расположены под углом в 45о.

К группе ДСП относятся:

• балинит – пластик, полученный из шпона, выщелоченного в растворе едкого натрия и пропитанного фенолформальдегидной смолой;

• арктилит – армированный пластик, полученный из шпона, слои которого чередуются со слоями ткани и металлической сетки.

• древесностружечные плиты (марки ПС и ПТ) получают горячим прессованием под давлением древесных стружек, пропитанных термореактивными смолами: фенолформальдегидными, мочевиноформальдегидными и др. Количество смолы составляет 10%, древесной стружки – 90%.

Применяют в строительстве в качестве перегородок и для декоративной отделки стен и потолков.

• древесноволокнистые плиты (ДВП) получают путем горячего прессования волокнистой массы, состоящей из органических, преимущественно целлюлозных волокон, воды, наполнителей, синтетических полимеров и некоторых специальных добавок. Сырьем служат отходы деревообрабатывающей промышленности, которые размалывают до волокнистого состояния.

Применяют в строительстве в качестве перегородок и для декоративной отделки стен и потолков.

Фанера - это листовой материал, состоящий из нечетного количества слоев тонких шпонов   1 мм березы или лиственницы (получаемых лущением прямолинейных отрезков ствола дерева). Волокна соседних шпонов располагаются во взаимно перпендикулярных направлениях. Наружные шпоны называются рубашки, средние шпоны – срединки. Смежные шпоны в пакете склеиваются между собой горячим или холодным прессованием.

Классификация фанеры:

• клееная

марки ФСФ – фанера на смоленом фенолформальдегидном клее;

марки ФК – фанера на карбамидном клее.

• бакелизированная

марки ФБС – фанера бакелизированная с пропиткой наружных слоев и намазывание серединок спирторастворимыми смолами.

марки ФБ(С)В – с пропиткой наружных слоев спирторастворимыми смолами и намазыванием серединок водорастворимыми смолами.

Бакелизированная фанера отличается от клееной фанеры более высокой водостойкостью прочностью и поэтому применяется в конструкциях, которые работают в особо неблагоприятных влажностных условиях.

• облицовочная фанера, облицованная с одной или с двух сторон строганным шпоном из древесины ценных пород с красивой текстурой, поэтому используется для отделки помещений. Марки облицовочной фанеры:

ФОК – фанера облицовочная склеенная карбамидным клеем

ФОФ – фанера облицовочная склеенная фенолформальдегидным клеем.

• декоративная - обычная фанера, облицованная пленочными покрытиями, иногда в сочетании с декоративной бумагой. В отличие от облицовочной фанеры поверхность листов можно мыть холодной и теплой водой.

• армированная - фанера, в которой между слоями шпона расположена металлическая сетка, или поверхность которой облицована с одной или двух сторон тонким слоем (0,40,6 мм) металла: стали, цинка, алюминия.

Применяют в конструкциях особо важных сооружений, теплопроводящих и светоотражающих частях зданий.

• гофрированная фанера, которой в процессе прессования придается волнистая форма. Такая форма обеспечивает повышенную жесткость листа.

Применяют в качестве кровельного материала без дополнительных элементов жесткости.

• кровельная фанера, получаемая из обычных листов фанеры, покрываемых одним или двумя слоями толя.

Применяют в качестве кровельного материала.

«Лекция 4. Основные принципы расчетов по предельным состояниям