Архит._материал._-_Шеина_Ч1

уникальными прочностными и коррозионными свойствами. Верхняя граница рабочих температур этих материалов достигает плюс 400 °С. Сочетание высокой прочности и работы разрушения с коррозионной стойкостью делает эти материалы перспективными для строительства объектов на слабых грунтах, подверженных вибрационным и ударным нагрузкам.

Таблица 7 – Свойства наиболее распространенных волокнистых армирующих компонентов

В большинстве промышленных технологий изготовление КМ и изделий из него совмещено. Снижение стоимости изделий, достигнутое в результате применения совершенных высокоавтоматизированных технологий и конструкционных достоинств материалов, – одна из причин, обусловливающих конкурентоспособность КМ среди традиционных строительных материалов (таблица 8). Номенклатура КМ представлена на схеме (рисунок 40). Стеклопластики получают путем пропитки синтетическим связующим уложенного стеклянного волокна (органической или неорганической длины) с последующим уплотнением (штампованием, прессованием, протяжкой через фильеры). Стеклопластики выпускают в виде листов (ГОСТ 9590), плит (ГОСТ 10499), скорлуп и труб (ГОСТ 12496), погонажных профилей (ГОСТ 19111). В стеклопластиках высокая прочность сочетается с низкой плотностью и теплопровод-

71

ностью, радиопрозрачностью и прекрасными электроизоляционными свойствами.

Таблица 8 – Основные технологические схемы производства КМ

72

Асбопластики получают путем пропитки распушенного асбестового волокна полимерным связующим (ГОСТ 5-78 Е). Это теплостойкие КМ, сохраняющие свои механические свойства при температурах до плюс 400 °С. Известным асбопластиком является паронит (ГОСТ 481) – КМ на основе каучука, асбестового волокна и порошковых наполнителей. Из паронита изготавливают прокладки для герметизации сред избыточного давления при строительстве резервуаров, в неподвижных соединениях деталей машин.

Волокниты – КМ, состоящие из рубленого волокна, пропитанного термореактивным полимером. Если волокно хлопковое или химическое, то такой КМ называется органоволокнитом. Если волокно углеродное – карбоволокнитом, борное – бороволокнитом и т.д. Матрицы волокнитов изготавливают в основном из фенолоформальдегидной смолы резольного или новолачного типа. Если используется другой полимер, то к слову «волокнит» добавляют начальные слоги из его названия. Например, мелаволокнит – КМ на основе меламиноформальдегидной смолы. Из волокнитов изготавливают плиты, строительные панели и изделия, подвергающиеся в процессе эксплуатации ударным нагрузкам. Эксплуатационные свойства наиболее распространенных волокнистых КМ приведены в таблице 9.

Углепластики (карбопласты) – КМ, состоящие из углеродных волокон и синтетического полимера (ГОСТ 27939). Это высокопрочные, жесткие, термически и химически устойчивые материалы, мало тепло- и электропроводны, с низким коэффициентом линейного расширения. Углепластики применяются при строительстве защитных экранов от электромагнитного излучения.

Металлопласты – получают путем напыления порошкообразного полимера (полиэтилена, фторопласта, поливинилхлорида и др.) на тонкий металлический лист. Металлопласты эффективно эксплуатируются в интервале температур от минус 40 °С и до плюс 65 °С. Их можно штамповать и сваривать электродуговой сваркой без удаления полимерного покрытия. Металлопласты широко применяют в качестве кровельных и отделочных материалов.

Текстолиты – материалы, состоящие из слоев ткани, пропитанной термореактивным синтетическим полимером (ГОСТ 28787), ГОСТ 2910-74 Е, ГОСТ 10316-78 Е). Эти материалы характеризуются высокой прочностью, малой чувствительностью к колебаниям температур. В зависимости от вида ткани (армирующего компонента) различают: стеклотекстолиты (на основе стеклоткани); асботекстолиты (на основе асбестовой ткани); органотекстолиты (на основе синтетических тканей); карботекстолиты (на основе угольных камней).

Текстолиты применяются в качестве изоляционных или конструкцион- но-изоляционных и отделочных материалов. Из них изготавливают трехслойные панели, оболочки, волнистую кровлю и другие изделия сложной формы (например, из стеклотекстолита – корпуса судов, из асботекстолита – элементы теплозащиты вращающихся печей и т. д.)

Текстолиты выпускаются в виде листов длиной 2400 мм, шириной 800…1200 мм и толщиной 9…35 мм (рисунок 41). Плотность текстолита зависит от типа армирующей ткани.

74

модуль упругости. Полимерцементы применяют при устройстве гидро- и маслоизоляции, при изготовлении железобетонных конструкций, работающих в условиях растяжения; для устройства полов в цехах промышленных зданий. Плотность полимерцементов составляет 1700…2000 кг/м³, прочность при сжатии – 30…100 МПа, при изгибе – 30…80 МПа, при растяжении – 15…30 МПа.

Таблица 10 – Физико-механические свойства смесей

7.5 Композиционные материалы на неорганической матрице

Неорганические матрицы различают по следующим видам: цементные (на основе портландцемента и его разновидностей); цементно-песчаные; керамические (на основе оксидной и безоксидной керамики); углеродные.

Неорганические матрицы армируют металлическими, природными, синтетическими и минеральными волокнами, сетками и пленками. Требования к

76

Таблица 10 – Эксплуатационные свойства волокнистых КПМ

77

эксплуатационным свойствам композиционного материала влияют на выбор типа армирующего компонента.

На цементной матрице изготавливают следующие виды композиционных материалов: асбестоцемент; армоцемент; стеклоцемент; арболит и цементностружечные, цементно-волокнистые материалы.

Асбоцемент – композиционный строительный материал, представляющий собой затвердевший цементный камень, армированный волокнами асбеста (рису-

нок 42).

Асбест – природный минерал волокнистой структуры, способный при механической обработке расщепляться на отдельные волокна. Для изготовления композиционных строительных материалов применяют асбест 3, 4, 5 и 6-го – сортов с длиной армирующего волокна от 0,3 до 10 мм. Асбест несгораем, мало тепло- и электропроводен. Степень насыщения цементной матрицы армирующим компонентом зависит от назначения материала.

а

б

Рисунок 42 – Асбестоцементная плита: а – рядовая АП, б – краевая АПК – полые листы: 1 – гнутый асбестоцементный лист; 2 – алюминиевые заклепки; 3 – торцевая заглушка из

асбестоцемента; 4 – минеральный войлок, наклеенный на битум; 5 – деревянная бобышка

Вматериалах для листовых изделий количество асбеста составляет 10…18

%по массе; для труб, коробов, швеллеров и т. п. – 15…21 %. Листовые изделия выпускают в виде плиток, плоских и профилированных листов толщиной от 4 до 10 мм в основном методом прессования по мокрому или сухому способу. В последнее время все чаще применяется способ вакуумирования, что позволяет полу-

79

чать изделия с повышенными прочностными и стойкостными характеристиками. Методом экструзии изготавливают асбоцементные изделия сложного профиля – стеновые панели, швеллеры, панели перегородок и т. п. Трубы и короба из асбоцемента могут иметь толщину стенок от 7 до 43,5 мм. Выпускают напорные трубы нескольких марок с рабочим давлением 0,3…0,2 МПа. Средняя плотность асбоцементных изделий – 1550…2000 кг/м³, прочность на сжатие – 14…25 МПа, морозостойкость – 50…100 циклов (рисунки 43, 44).

Рисунок 43 – Фрагмент стеновой панели типа «сандвич»:

1 – асбестоцементный плоский лист; 2 – обрамление из деревянных брусков; 3 – пенопласт ФРП - 1

80