 |
Онструкционные и отделочные материалы
|
|
|
|
Полимерные строительные материалы, обладающие высокой прочностью, малой плотностью, стойкостью к действию кислот и щелочей, а также высокими декоративными свойствами, широко применяют в качестве конструкционных и отделочных материалов. Причем одни из них, например стеклопластики и древесностружечные плиты, являются конструкционно-отделочными материалами, другие, например полистирольные облицовочные плитки, - только отделочными.
Конструкционные материалы. В качестве конструкционных материалов применяют, главным образом, следующие армированные пластмассы: стеклопластики, древеснослоистые пластики, сотопласты, а также органическое стекло, винипласт листовой.
Стеклопластики представляют собой материалы, состоящие из связующих синтетических полимеров и наполнителя - стеклянного волокна. Стеклянное волокно обеспечивает высокую прочность материала, а смола связывает отдельные волокна, распределяет усилия между ними и защищает их от внешних воздействий.
По виду и расположению стекловолокнистого наполнителя их делят на три основные группы: стекловолокнистый анизотропный материал (СВАМ), стеклопластик на основе рубленого волокна и стеклопластик на основе стеклоткани (стеклотекстолит).
Стекловолокнистый анизотропный материал (СВАМ) получают методом горячего прессования пакета листов стеклошпона. Стеклошпон - тонкие полотнища однонаправленных стеклянных нитей, склеенных спиртовыми растворами синтетических (эпоксидно-фенольных) смол. Линейные размеры листов СВАМ зависят от размеров плит горячих прессов. Обычно они имеют длину до 1000, ширину до 500 и толщину от 1 до 30 мм.
В строительстве из стеклопластиков СВАМ изготовляют несущие элементы, оболочки навесных панелей и пространственных ограждений конструкций.
|
|
|
В качестве связующего для стеклопластиков на основе рубленого стекловолокна служат полиэфирные смолы. Стеклопластики выпускают в виде плоских и волнистых листов длиной 1000-6000, шириной до 1500 и толщиной 1-1,5 мм. Плотность их 1400 кг/м3, предел прочности при растяжении не менее 60 МПа, при сжатии не менее 90 МПа и при изгибе не менее 130 МПа, светопрозрачность - 50-85%.
Полиэфирные стеклопластики на основе рубленого стекловолокна применяют для изготовления светопроницаемых ограждений фонарей, светопрозрачных перегородок. Полупрозрачные, окрашенные в массе волнистые стеклопластики используют для отделки балконов и устройства кровли сооружений малых архитектурных форм - павильонов, кафе, киосков, навесов.
Стеклотекстолит получают методом горячего прессования уложенных правильными слоями в пакеты полотнищ стеклоткани, которую предварительно пропитывают растворами фенолформальдегидных смол и подсушивают. Стеклотекстолит выпускают в виде листов длиной 2400, шириной 600-1200 и толщиной 9-35 мм. Плотность стекловолокнистых листов 1850 кг/м3, предел прочности при растяжении 230, при сжатии 95 и при изгибе 120 МПа. Стеклотекстолит, как и другие стеклопластики, обладает высокой теплостойкостью, водостойкостью, хорошей коррозионной и химической устойчивостью.
Листовой стеклотекстолит предназначен для изготовления трехслойных панелей, оболочек, волнистой кровли и т. д.
Органическое стекло (полиметилакрилат) представляет собой высокопрочный, светоустойчивый, легкий материал. Органическое стекло выпускают в виде листов длиной до 1350 мм, шириной до 1250 и толщиной 2-6,3 мм. Его применяют для устройства светопрозрачных ограждений и перегородок, световых одинарных и двойных вертикальных проемов и куполов верхнего света общественных и промышленных зданий.
|
|
|
Отделочные материалы - наиболее обширная группа полимерных материалов: листовых, плиточных, рулонных, профильнопогонажных и др. К листовым отделочным материалам относят декоративные бумажно-слоистые пластики, отделочные древесноволокнистые и древесностружечные плиты и др.
Декоративный бумажно-слоистый пластик - листовой материал, изготовляемый методом горячего прессования пакетов из нескольких слоев бумаги, предварительно пропитанной синтетическими смолами. Верхний слой бумажно-слоистого пластика представляет собой лист одноцветной или многоцветной текстурной не наполненной бумаги или же бумаги с рисунком, отпечатанным типографским способом. Рисунок может имитировать ценные породы дерева или камня (дуб, орех, карельская береза, мрамор, малахит и др.).
Листы бумажно-слоистого пластика имеют длину 400-3000, ширину 400-1600 и толщину 1-3 мм. Тыльную сторону бумажно-слоистого пластика делают обычно рифленой, что улучшает сцепление при сплошной наклейке их на основание. Плотность бумажно-слоистого пластика 1400 кг/м3, предел прочности при изгибе не менее 100 МПа. Он не расслаивается, атмосферо- и морозостоек, легко поддается механической обработке (распиловке, сверлению, строганию, фрезерованию и даже гнутью).
Листы декоративного бумажно-слоистого пластика служат для внутренней отделки культурно-бытовых, торговых и общественных зданий, а также для щитов встроенной и обычной мебели.
Древесноволокнистые отделочные плиты производят методом горячего прессования волокнистых материалов (древесные волокна, камыш и др.), пропитанных синтетическими смолами сверхтвердыми СТ-500 плотностью на менее 850 кг/м3 и твердыми Т-350 и Т-400 - не менее 850 кг/м3. Цифры в условном обозначении марки указывают минимальный предел прочности плит при изгибе (кгс/см2).
Отделочные древесноволокнистые плиты имеют длину 1200-2700, ширину 1200-1700 и толщину 3-6 мм. Они достаточно прочны и обладают высокими эксплуатационными свойствами. Их применяют для облицовки стен в кухнях и санитарных узлах жилых зданий, в лабораториях, магазинах, больницах, кинотеатрах, а также для встроенной мебели. Красивый внешний вид, разнообразие цвета и фактуры, легкость монтажа и обработки, небольшая стоимость предопределяют их высокую эффективность.
|
|
|
Древесностружечные отделочные плиты получают горячим прессованием древесной стружки, смешанной с синтетическими термореактивными смолами.
Длина древесностружечных отделочных плит 2500-3500, ширина 1250-1750 и толщина 10-25 мм. Плотность их обычно 600-700 кг/м3. Лицевую поверхность плит покрывают лаками, эмалями и красками, а также облицовывают шпоном, фанерой, листовыми пластиками и другими материалами.
Высокие прочностные и декоративные свойства отделочных древесностружечных плит позволяют успешно применять их для облицовки дверей, отделки встроенной мебели, устройства перегородок, подвесных потолков и других элементов.
Плитки для облицовки стен. К отделочным материалам на основе полимеров относят полистирольные и фенолитовые облицовочные плитки.
Полистирольные облицовочные плитки изготовляют методом литья под давлением на специальных литьевых пресс-автоматах из окрашенного минеральными пигментами полистирола. Размеры полистирольных облицовочных плиток 100 х 100 и 150 х 150 мм при толщине 1,25 и 1,35 мм. Тыльная сторона плиток имеет бортик шириной 6-8 мм и рельефную поверхность, что обеспечивает прочное приклеивание их к облицовываемой поверхности. Цвет плиток весьма разнообразный (белый, желтый, бирюзовый, синий и др.).
Полистирольные плитки применяют для внутренней облицовки стен и панелей в помещениях жилых, общественных и промышленных зданий с повышенными гигиеническими требованиями и температурно-влажностным режимом эксплуатации (душевые кабины, санитарные узлы, кухни, лаборатории и др.). Не следует использовать эти плитки для облицовки стен, к которым примыкают отопительные приборы.
Фенолитовые облицовочные плитки получают прессованием смеси из связующего (фенолоформальдегидные смолы), отвердителя и наполнителя (древесная мука, каолин, тальк и др.). Размеры фенолитовых плиток - 100x100 и 150x150 мм толщиной 1,5 мм. Расцветка плиток весьма разнообразна и зависит от вида пигмента, введенного в состав прессматериала. Фенолитовые облицовочные плитки характеризуются высокой механической прочностью и химической стойкостью, кроме того, они термостойки, паронепроницаемы, водо- и морозостойки.
|
|
|
Фенолитовые плитки предназначены для облицовки внутренних стен лабораторий, производственных цехов и других помещений, где возможно воздействие на облицовку агрессивных химических сред.
Полимерные материалы.
Полимерные материалы (пластмассы, композиты, пластики) - это композиции определённого состава, получаемые из мономеров, олигомеров, полимеров с введением при их изготовлении либо в процессе формирования изделия различных компонентов (ингредиентов) для целенаправленного придания свойств как материалу, так и изделию из него.
В полимерный материал могут входить одновременно или в различном состоянии: связующее (полимерная матрица), наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, красители, сшивающие агенты (отвердители), структурообразователи, порообразователи, смазки, антипирены, антистатики, антимикробные агенты и другие компоненты, придающие специфические свойства композиции в целом.
Связующее в пластической массе или полимерная матрица в полимерном материале (изделия) удерживает все ингредиенты композиции в форме и размерах, полученных после её переработки. Связующим (полимерной матрицей) могут быть индивидуальные полимеры. Помимо основного компонента связующего - мономера, чаще олигомера, полимера или их сочетания - в него вводят различные органические соединения, изменяющие (модифицирующие) свойства компонентов связующего на стадии изготовления полимерного материала или при его переработке в изделия.
Модифицирование проводят либо без химических превращений основного полимера путём изменения условий производства полимерного материала или введением малых количеств неполимерных веществ (структурная модификация), либо в результате химических реакций, как на стадии синтеза (сополимеризация, полимеризационное наполнение и др.), так и путём химических превращений уже синтезированных олигомеров и полимеров (химическая модификация).
Наполнители - это твёрдые, жидкие, газообразные органические и неорганические вещества, вводимые в мономер, олигомер или полимер с целью снижения стоимости изделия с одновременным улучшением эксплуатационных параметров пластических масс, ведущих к расширению областей их применения. Химическая природа, физическое строение и форма наполнителя определяют механические, электрические и химические свойства полимеров, а также их водо-, термо- и теплостойкость. Наполнители в значительной степени влияют и на технологический процесс производства пластической массы, и на способы её переработки в изделия.
|
|
|
Наполнители в зависимости от химической природы и активности поверхности разделяют на органические и неорганические, природные и синтетические, активные м неактивные, а в зависимости от формы и структуры - на порошкообразные (дисперсные), волокнистые и листовые.
В производстве полимерных композиционных материалов наибольшее применение находят порошкообразные наполнители различных форм: кубической - полевой шпат, кальциты; сферической - искусственные микросферы, стеклосферы; игольчатой - древесная мука, силикат кальция; чешуйчатой - тальк, графит, каолин, гидроокись алюминия; в виде параллелепипеда - полевой шпат, оксиды кремния, бария, сочетание которых между собой может быть самым разнообразным.
Из волокнистых наполнителей широкое распространение получили хлопковые очёсы, короткие целлюлозные, асбестовые, стеклянные, а также углеродные, борные, металлические волокна.
Из листовых наполнителей применяют бумагу, различные ткани (стеклохлопчатобумажные, боро-, органоткани и др.), ленты, например из металлической фольги.
Пластификаторы - это продукт (вещества), вводимые в мономер, олигомер с целью повышения эластичности и пластичности, а также облегчения диспергирования в композиции сыпучих компонентов, например, порошкообразных наполнителей. Пластификаторы понижают температуру переработки и могут придавать материалу такие свойства, как свето-, термо- и морозостойкость, негорючесть.
Известно свыше 500 наименований пластификаторов, применяется около 100. Важнейшими из них являются эфиры алифатических или ароматических кислот и алифатических спиртов, эфиры гликолей и эфиры фосфорной кислоты, эпоксидированные соединения, полиэфиры, хлорированные соединения и др.
Стабилизаторы (антиоксиданты, термо-, светостабилизаторы, противоутомители) - вещества, повышающие устойчивость мономеров, олигомеров или полимеров к действию кислорода, особенно при повышенных температурах в условиях производства, переработки и хранения - эксплуатации полимерных материалов. Различают окрашивающие и неокрашивающие антиоксиданты, среди которых наибольшее применение находят неозон, нонокс, диафен, алкофены и др.
Сшивающие агенты (отвердители, вулканизирующие агенты) - вещества, создающие в полимерной матрице композиционного материала на определённой стадии его производства, чаще всего при изготовлении изделия, химические связи между макромолекулами с целью повышения прочности, тепло- и химстойкости и других свойств. Условно сшивающие агенты разделяют на отвердители для пластических масс и вулканизирующие агенты для каучуков. К отвердителям относят алифатические и ароматические амины, низкомолекулярные полиамиды, ангидриды кислот, полиизоцианаты, гексаметилентетраамин, алкоксисиланы, активные растворители - фурфурол и фуриловый спирт, стирол и др.; к вулканизирующим агентам - серу, органические ди- и полисульфиды, органические перекиси, диамины, производные хинона, алкилфенолоформальдегидные смолы, диизоцианаты, окислы металлов и др.
Структурообразователями называют вещества, вводимые в полимерные материалы для получения полимерной матрицы с определённой структурой. К таким веществам относятся тонкодисперсные порошки окислов, нитридов металлов, карбиды, соли органических кислот, поверхностно-активные вещества (ПАВ), вводимые в количестве 0,1...1,0% от массы полимера. Выполняя роль центров кристаллизации и (или) понижая поверхностное натяжение на границе фаз, эти добавки способствуют улучшению прочностных, химических и других свойств полимерных материалов.
Смазки (парафины, воска, стеараты) предохраняют от прилипания полимера к поверхностям формирующего оборудования, способствуя диспергированию ингредиентов в материале.
Антистатики (различные группы ПАВ, добавляемые в количестве до 1% от массы полимера) предотвращают возникновение и накопление статического электричества на изделиях из полимерных материалов.
Антипирены (галогеносодержащие соединения, производные фосфора, соединения сурьмы, изоцианаты) снижают горючесть материала, затрудняя воспламенение и распространение пламени.
Порообразователи - вспенивающие вещества, используемые для образования в полимере или полимерном материале замкнутых, не сообщающихся (пенопласт) или сообщающихся (поропласт) между собой пор, что ведёт к существенному снижению плотности материала.
Порообразователями могут быть органические и неорганические жидкие и твёрдые вещества, разлагающиеся при нагревании с выделением CO2, NH2, N2 (химические), либо воздух, N2, CO2, NH2, H2 в виде газов, вводимых в композицию под давлением; легкокипящие, но не разлагающиеся при нагревании жидкости (метиленхлорид, пектан, гектан и др.) и водо-растворимые соли (KCl, NaCl и др.), вымываемые из изделия (физические порообразователи).
Антисептики (доли процента органических соединений Sn, As, Hg, бромированных салициламидов, меркаптанов) в полимерном материалу затрудняют появление и распространение микроорганизмов.
Красители (органические и неорганические пигменты) вводятся в полимерные матариалы для придания им цвета и товарного вида и должны обладать высокой степенью дисперсности, свето-, термо- и атмосферостойкостью, стойкостью к воздействию агрессивных сред (кислот, щелочей и др.) и отсутствием склонности к миграции на поверхность изделия.
Полимерные строительные материалы - это чаще всего многокомпонентные системы, основным отличительным признаком которых является вид связующего - полимера. Однако в определённых условиях используются так называемые комополимерные материалы - полимеры, не содержащие каких-либо модифицирующих добавок. Перечень этих материалов и области их использования довольно значительны.
При попытках классифицировать существующий массив полимерных материалов, всегда возникают трудности, связанные с поливариантностью их состава и структуры и отсюда практически неограниченным набором - сочетанием свойств конечных продуктов и изделий из них.
На практике и в литературе используют несколько способов разделения полимерных материалов, основу которых составляют:
· происхождение - природные, искусственные, синтетические;
· механизм синтеза - полимеризационные, поликонденсационные;
· способ синтеза - суспензионные, эмульсионные, блочные или массовые;
· поведение при воздействии высоких температур - термопласты, реактопласты;
· химическое строение - органические и неорганические или карбоцепные, гетероцепные, элементоорганические и неорганические;
· конечный продукт - олигомеры, полимеры, пластические массы или полимерные материалы;
· величина деформационных характеристик - жёсткие, полужёсткие, мягкие и эластичные;
· область применения - так называемые потребительские ряды - самый широкий спектр для классификации.
Кровельные материалы.
Жилищно-гражданские, промышленные, сельскохозяйственные и другие здания, за исключением таких инженерных сооружений, как эстакады, мосты, трубы, различные мачты, имеют крышу, т.е. требуют выполнения кровельных работ.
Хорошее состояние и долговечность зданий, а также расходы на их содержание во многом зависят от качества кровли. Покрытие крыши подвержено суточным и сезонным колебаниям температуры, солнечной радиации, воздействию атмосферных осадков в сочетании с температурными изменениями, ветрами, а иногда и вредными осадками, выбрасываемыми промышленными предприятиями. Поэтому для нормальной эксплуатации зданий и сохранения их долговечности большое значение имеют качество кровельных материалов и их рациональное применение. Показатели свойств кровельных материалов определяют при лабораторных испытаниях образцов. Порядок отбора и испытания образцов установлен государственными стандартами или техническими условиями.
При кровельных работах применяют разнообразные природные и искусственные кровельные материалы как минерального, так и органического происхождения.
Требования к строительным материалам и изделиями содержаться в государственных стандартах (ГОСТ) и технических условиях (ТУ). Основные требования по вопросам проектирования и строительства городов и населённых пунктов, предприятий, зданий, конструкций и инженерного оборудования и определения их сметной стоимости установлены Строительными нормами и правилами (СНиП).
Кровельные материалы можно условно квалифицировать по виду исходного сырья, виду вяжущего вещества, структуре, форме и внешнему виду, наличию основы и др.
По виду исходного сырья кровельные материалы подразделяются на:
· органические (рубероид, деревянные плитки, кровельная дрань и стружка и др.);
· минеральные (асбестоцементные листы и плитки, глиняная черепица).
По виду вяжущего вещества кровельные материалы делятся на:
· битумные рулонные материалы (пергамин, рубероид);
· дёгтевые (толь кровельный и гидроизоляционный);
· битумно-полимерные (эмульсия ЭГИК, БЛК);
· гудрокамовые (рулонные материалы РГМ-420 и РГМ-350);
· дёгтебитумные.
По структуре различают кровельные материалы:
· покровные (рубероид кровельный с крупнозернистой и мелкозернистой посылкой и др.);
· беспокровные (гидроизол, фильгоизол).
По наличию основы кровельные материалы подразделяются на:
· основные (на картонной и стекловолокнистой основе);
· безосновные (получаемые прокаткой на каландрах смеси вяжущих веществ с наполнителями и добавками в полотнища заданной толщины).
По форме и внешнему виду кровельные материалы различают:
· штучные (листовые) - асбестоцементные листы и плитки, листовая сталь, глиняная черепица, деревянные кровельные материалы (доски, плитки, дрань);
· рулонные (кровельный пергамин, рубероид, толь кровельный, гидроизол);
· мастичный (битумные и дёгтевые материалы, модифицированные полимерами и используемые в качестве самостоятельных материалов при устройстве так называемых бесшовных кровель).
|
|
|
