6. Полимерные материалы в конструкциях

Применение полимеров в строительных конструкциях позволяет последовательно проводить дальнейшую индустриализацию строительного производства. Эффективное сочетание полимеров с древесиной, бетоном, металлами, минеральными волокнами составляет принципиальную основу создания новых индустриальных конструкций.

Особую роль играют полимерные строительные конструкции на предприятиях химической промышленности. Конструкции с применением полимеров в этом случае играют роль первичной химической защиты и по этому показателю в десятки раз превосходят конструкции из традиционных материалов. Вместе с тем применение полимерных материалов дает возможность возводить сооружения на принципиально новой основе, как например, при применении пневмокаркасных или трехслойных конструкций.

6.1. Пневматические конструкции

Пневматическими конструкциями называют мягкие оболочки, форма и несущая способность которых обеспечиваются избыточным давлением нагнетаемого в них воздуха. Эти конструкции изготовляются из следующих материалов: армированных и неармированных полимерных пленок, покрытых или пропитанных полимерами тканей, сеток, стальных канатов и алюминиевого проката. Различают пневмоконструкции воздухоопорные и пневмокаркасные.

Воздухоопорные конструкции представляют собой мягкие оболочки, которые выполняют ограждающие функции и сохраняют заданную форму благодаря нагнетаемому в них воздуху под большим давлением (0,1–1,0 кПа), безопасным для персонала (рис. 31).

В оздухоопорные конструкции выполняют в виде цилиндрических сводов с различной стрелой подъема. Торцовые части сводов могут быть плоскими, сферическими и цилиндрическими. Для большепролетных сооружений используют оболочки, усиленные облегающими канатами и сетками.

Пневмокаркасные конструкции имеют замкнутые полости, внутри которых поддерживается сравнительно высокое избыточное давление. Наиболее типичной конструкцией такого рода является свод с несущим каркасом из пневмоарок и пневмопрогонов, покрытых тканевой ограждающей оболочкой.

Из рассмотренных конструкций в основном применяются воздухоопорные оболочки. Они имеют определенные преимущества: быстрота монтажа, малая масса (2–3,5 кг/м перекрываемой площади), малый транспортный объем, низкая удельная стоимость монтажа, функциональная приспособляемость формы, сейсмостойкость, легкость транспортирования. В то же время всем пневматическим конструкциям присущ ряд недостатков: малый (до 10 лет) срок службы, обусловленный старением полимеров, неблагоприятные акустические характеристики, потребность в вентиляторных или компрессорных установках [12].

П ленки для оболочек получают из полиамидов, полиэфиров, полиэтилена, полипропилена, ПВХ. Для армирования пленок используют капроновые, лавсановые, металлические и стеклянные сетки и волокна. Общим достоинством пленок являются воздухонепроницаемость, тепло- и морозостойкость, биологическая и химическая стойкость, светопрозрачность, достаточная прочность и легкость. Основные недостатки – ползучесть, потери эластичности при старении.

Покрывающие пленки могут быть светопроницаемы и окрашены в любой цвет. Они должны быть морозостойки до температуры –40ºС.