71. Порівняльна оцінка огороджувальних конструкцій з використанням полімерних і неорганічних для промислового і цивільного будівництва.

Як елементи огороджувальних конструкцій з полімерних матеріалів застосовують деревношаруваті пластики (які за фізико-механічними властивостями переважають вихідну деревину), склопластики, полімербетони тощо.

До позитивних властивостей цих матеріалів відносяться: мала щільність, що не перевищує 1500 кг/м3; хімічна стійкість в деяких агресивних середовищах; вони водостійкі і не піддаються гниттю.

Основними перевагами пластмас є їхня висока технологічність. Також вони не потребують періодичного фарбування, шляхом ведення в матеріал пігментів, йому надають будь-якого забарвлення. Застосування даних матеріалів характеризується високою економічною ефективністю.

Основними недоліками є їх мала жорсткість (модуль пружності не перевищує 104 МПа) і, отже, підвищена деформативність, що не дозволяє повністю використовувати їх міцність. Спаленність цих матеріалів обмежує їх застосування в основних несучих конструкціях. Мала поверхнева твердість веде до легкої пошкоджуваності конструкцій. Повзучість і старіння в процесі експлуатації ведуть до підвищення прогинів і зменшення прозорості огороджувальних конструкцій. Тому для відповідальних конструкцій перевагу надають більш надійним матеріалам з природного та штучного каменів.

З метою поліпшення механічних і технологічних властивостей, підвищення теплостійкості в пластмасові матеріали вводять наповнювачі неорганічного й органічного походження. Їх вводять у вигляді порошків, волокон, аркушів (деревне борошно, цемент, скляні та азбестові волокна, папір, бавовняні та скляні тканини і т. п.).

72. Порівняльна характеристика теплоізоляційних матеріалів на основі полімерів.

Полімерні теплоізоляційні матеріали (ПТМ) застосовують у вигляді газонаповнених пластмас, які з фізичної структури поділяють на три підгрупи:

1. ніздрюваті або пінисті пластмаси (пінопласти);

2. пористі пластмаси (поропласти);

3. сотопласти.

Пінопластами називають матеріали з системою ізольованих несполучених між собою осередків, що містять газ або суміш газів і розділених тонкими стінками, тому має найкращу тепло- і звукоізоляцію, не поглинає воду. До поропластів відносять матеріали з системою сполучених клітинок або порожнин, заповнених газом, тому мають кращі акустичні властивості але поглинають воду. Сотопласти мають регулярно повторювані порожнини правильної геометричної форми. Такі порожнини утворюються при формуванні або литті вихідного пластичного матеріалу без його спінювання. Структура сотопластов близька до структури сотових пластиків, відрізняючись від неї великими розмірами і правильної геометричної формою осередків. Має найбільшу міцність.

73. Полімерні труби. Порівняльна характеристика їх властивостей і специфіка застосування в будівництві з стальними, чавунними, керамічними, азбестоцементними, скляними.

Полімерні труби легкі, не кородують і просто з'єднуються в систему. Полімерні труби володіють унікальною хімічною стійкістю і несхильність до корозії. Незважаючи на свою легкість (їх щільність у 5-8 разів нижче щільності сталі), полімерні труби досить міцні й еластичні. Теплопровідність полімерів значно нижче, ніж у металів, тому і менше тепловтрати при транспортуванні гарячих рідин (наприклад, в мережах гарячого водопостачання). Поряд з цими позитивними властивостями полімери не позбавлені і істотних недоліків:

• При нагріванні міцність полімерів знижується.

• Як і всі органічні речовини, полімери горять, а під дією ультрафіолетових променів старіють (робляться крихкими і руйнуються). 

• До недоліків полімерів слід віднести і великий (в 10 разів більше ніж у сталі) коефіцієнт температурного розширення. Правда, еластичність полімерів частково компенсує цей недолік.

• Основним недоліком всіх полімерних труб є схильність старінню. Процес старіння супроводжується зниженням еластичності, міцності, підвищенням крихкості і мимовільним розтріскуванням. Причому відмінною рисою полімерних труб є те, що вони старіють по всій масі, в той час як корозія сталевих труб починається з поверхні.

Пластмасові труби руйнуються як би "раптом" і повністю, а в металевих утворюються свищі, які ще можна закладати (зварюванням, хомутами і т.п.).

Корозія сталевих труб - їх основний недолік. Для її затримки використовують цинкове покриття («оцинковані труби»), що уповільнює, але не запобігає корозії. Позитивною властивістю сталевих труб є:

• низький температурний коефіцієнт лінійного розширення (0,012 мм/м•К). Це означає, що при підвищенні температури на один градус кожен метр труби подовжується на 0,012мм.

• Сталеві труби мають досить велику вагу, що пояснюється високою щільністю сталі (р=7,85г/см³) і великою товщиною стінки. У сталевих труб висока теплопровідність - 74 Вт/м•К. Це добре, коли вони використовуються в опалювальній системі, але при транспортуванні холодної води стає недоліком: труби «отпотевают», кородують зовні, намокає і руйнується прилегла до них стіна. Щоб уникнути цього, можна скористатися трубками з спіненого поліетилену або каучуку, що надягають на трубу.

• Пропускна здатність сталевих труб при рівному внутрішньому діаметрі нижче, ніж у мідних і полімерних, тому що внутрішня поверхня у них шорстка, що викликає завихрення в потоці рідини і ускладнює її просування.

• З часом, коли труби обростають продуктами корозії та іншими відкладеннями, їх пропускна здатність знижується дуже істотно. Це може бути однією з причин заміни ще цілих на вигляд труб.

• Термін служби сталевих труб, що використовуються для водопостачання та опалення, близько 30-40 років.

Чавунні труби - товстостінні, але більш короткі, ніж сталеві. Їх отримують відливанням з сірого чавуну. Чавунні труби за рахунок більшої товщини стінки і більшої корозійної стійкості самого матеріалу володіють високою довговічністю і надійністю, але вага їх у кілька разів вище, ніж сталевих того ж діаметру.

Як матеріал для труб азбестоцемент має незаперечні переваги.

• Він не схильний до корозії, у тому числі і найнебезпечнішою для металевих труб - електрохімічної.

• Контакт з водою, особливо гарячою, викликає не руйнування, а зміцнення азбестоцементу - так як цемент твердне саме при взаємодії з водою.

• Азбестоцемент має значно меншу теплопровідність, тому замерзання води в таких трубах менш імовірно, ніж у металевих. Не відбувається і характерного для металів «запотівання» при транспортуванні холодної води.

• Застосування азбестоцементних труб для мереж гарячого та холодного водопостачання при подачі води в котеджі, для влаштування каналізації та вентиляції раціонально. Вони в 3-5 разів дешевше, ніж аналогічні сталеві, чавунні та полімерні труби.

Але є й обмеження. Не можна застосовувати азбестоцементні труби для печей, камінів і т.п., відведення диму на тих ділянках, де можливий нагрів матеріалу до 400-500°С, тобто фактично в зоні дії вогню. У цьому випадку труби розтріскуються.

Керамічні труби мають водонепроникне покриття з хімічностійкої глазурі на зовнішніх і внутрішніх поверхнях.

• Головною перевагою керамічних труб є їх екологічна чистота, адже основними компонентами для виробництва матеріалу виступають вода, глина і вогонь.

• Залежно від типу труб, крім вогнетривкої і тугоплавкої глини, до складу можуть бути додані кварцовий пісок, інші добавки, що поліпшують характеристики матеріалу.

• Але, тим не менш, у виробництві труб не використовують ніяких токсичних або шкідливих для здоров'я людини речовин, що робить керамічні труби безпечними для використання в будь-якій системі.

• Безсумнівною перевагою керамічних труб вважається їх довговічність - термін служіння таких труб значно перевищує термін служби багатьох інших типів труб.

• На виготовлення і обслуговування керамічних труб не потрібні великі кошти, що дозволяє скоротити витрати при будівництві та експлуатації систем.

Як правило, труби з кераміки використовують для будівництва каналізаційних мереж та дренажу.

Недоліками керамічних труб є їх крихкість, велику вагу, що робить важчою опорні конструкції під ними, а мала довжина труб викликає застосування великої кількості цих конструкцій і роз'ємних з'єднань. Крім того, дуже обмежений діапазон тисків, при яких трубопровід з керамічних труб може працювати.

Скляні труби застосовують для транспортування харчових продуктів і агресивних середовищ, за винятком гарячих фосфорної і плавикових кислот і луги високій концентрації. Скляні трубопроводи гігієнічні і легко очищаються миючими розчинами, а їх прозорість дозволяє вести спостереження за транспортуванням продуктів. Завдяки непоруваті та гладкості скла знижується опір руху продукту і виключається відкладення опадів. Недолік скляних труб-їх крихкість.