
книги из ГПНТБ / Муравьев, Ю. А. Новые облегченные конструкции для возведения производственных сельскохозяйственных зданий
.pdfТ а б л и ц а 2
Механические свойства березовой фанеры
Толщина, мм
Показатель
6 |
8 |
10 |
12 |
I
Количество |
листов |
шпіона, |
< ш т . |
...................................... прочности |
три ра |
Предел |
||
стяжении |
вдоль |
волокон |
наружных |
шпонов, к гс /м 2 |
|
Модуль |
упругости |
при ра |
стяжении, |
к гс /с м 2 . . . |
Модуль сдвига, к гс /см 2 . . Предел прочности при ска лывании по склейке в су хом состоянии, к гс /см 2 .
Предел |
прочности |
по |
склейке |
после кипячения |
|
в воде |
в течение I |
ч, |
к гс /см 2 |
масса................................, к г/м 3 . . |
|
Объемная |
Сл 1
710
120 000
9000
22
14
770
5—7 7—9 9—11
610 610 610
128 000
— |
— |
|
— |
22 |
27 |
|
27 |
14 |
14 |
1 |
14 |
770 |
770 |
770 |
Таблица 3
Механические свойства ольховой фанеры
|
|
|
|
|
|
|
Толщина, |
мм |
|
|
|
|
|
|
5-8 |
8—10 |
10-12 |
Количество |
листов шпона, шт. . . |
5 |
7—9 |
9 - 1 J |
||||
Предел |
прочности |
при |
растяжении |
|
|
|
||
вдоль волокон наружных шпонов, |
450 |
450 |
450 |
|||||
кгс /см 2 |
................................................... |
|
|
|
||||
Предел |
прочности |
при |
окалывании |
|
|
|
||
по склейке, |
в |
сухом |
состоянии, |
22 |
22 |
22 |
||
кгс /см 2 |
|
|
|
|
||||
................................................... |
|
|
|
|
||||
То же, после кипячения в воде в те |
12 |
12 |
12 |
|||||
чение іі |
ч, к гс /см 2 ............................ |
|
||||||
Объемная |
міасса, |
к г /м 3 |
..................... |
640 |
640 |
640 |
Водопоглощение водостойкой фанеры за 24 ч составляет 46%, за 240 ч — 79%. Разбухание по толщине лис та за 24 ч составляет 19%, за 240 ч — 21%. Разбуха ние по ширине и длине листа за 24 ч не превышает
0,51—0,157%, за 240 ч — 0,(54^0,59%.
Фанера бакелизированная по сравнению с обычной отличаетсң повышенной прочностью, меньшей горюча
стью и |
большой биостойкостью. Бакелизированная |
|
фанера |
БФС, БФС-С, |
БФВ-1, БФВ-2 выпускается |
в соответствии с ГОСТ |
11539—65 размерами подлине от |
1550 до 7700 мм, по ширине от 1000 до 2000 мм и по тол щине 5, 7, 10, 12, 14 и 16 мм. Бакелизированную фанеру толщиной 5—16 мм оклеивают из слоев березового шпо
на толщиной не более 1,5 мм. Рубашки |
склеивают |
из |
||
шпона сорта |
В, средники — оорта |
ВВ |
влажностью |
не |
более 12%. |
Шпон пропитывают |
спирторастворимыми |
смолами СБС-1, СБС-1 ФФ, СКС-1 и водорастворимыми смолами С-1. Оклеивают баікелизирюванную фанеру при
температуре 65—155°С и давлении до 45 кгс/см2. |
Время |
|||||||||||
прогрева до 40 мин. Влажность листов фанеры не |
пре |
|||||||||||
вышает |
|
8—10%. |
Средние |
величины |
механических |
|||||||
свойств |
и объемной |
массы |
бакелизированной |
фанеры |
||||||||
приведены в табл. |
4. |
Водопоглощение бакелизированной |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 4 |
||
|
|
|
Механические свойства бакелизированной фанеры |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
Толщина, мм |
|
|
|
|
|
Показатель |
5 |
7 |
10 |
п |
12 |
14 |
|
16 |
||||
|
|
|
|
|
||||||||
Число |
слоев шпо- |
|
|
|
|
— |
|
|
|
|
||
на, |
шт................. |
|
7 |
7—11 11—13 |
15 |
21 |
|
15—21 |
||||
Предел |
прочности |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
при |
растяжении |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
вдоль |
|
волокон, |
870— 1040— |
485— |
|
1336 |
1390 |
907— |
||||
кгс/см3 |
|
. . . . |
— |
|||||||||
Предел |
прочности |
1570 |
1375 |
950 |
|
|
|
|
1134 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
При сжатии вдоль |
1-.. |
_ |
790— |
. |
835 |
742 |
662— |
|||||
волокон, |
кгс/см3 |
|||||||||||
Предел |
прочности |
|
|
|
858 |
|
|
|
|
687 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
при |
скалывании |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
по склейке в су- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
хом |
состоянии, |
72 |
35—58 56—64 |
— |
70 |
68 |
63 -64 |
|||||
кгс/см2 |
|
. . . . |
||||||||||
Модуль |
упругости |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
при |
растяжении |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
вдоль |
|
волокон, |
|
|
200 000 |
|
150 000 |
|
120 000 |
|
||
кгс/см2 |
|
. . . . |
|
|
|
|
|
|||||
Модуль |
|
сдвига, |
— |
— |
— |
|
—* |
7— |
— |
|||
кгс/см2 |
|
. . . . |
8000— |
|||||||||
Объемная |
масса, |
|
|
|
|
;• 9000 |
|
|
|
|
||
|
|
|
980— 11200j |
— |
|
|
|
|||||
кг/м3 |
............. |
И70 |
990— |
1250 |
1000— |
|||||||
. .Г |
|
|
|
|
|
1160 |
1220 |
|
|
|
|
1190 |
21
фанеры за 24 ч составляет 10—16%. После 10 циклов вы мачивания в воде, замораживания, оттаивания и сушки подсушенная фанера в значительной мере восстанавли вает свою прочность.
Теплопроводность фанеры поперек волокон составля ет ОД2—0,22 ккал/(ч-м-°С). Теплопроводность шпона фа неры вдоль волокон в 1,6—2,96 раза больше, чем поперек волокон. Коэффициент линейного расширения фанерного“ шпона вдоль волокон имеет величину (2,89—4,28) X
Х10-6°С_1, а поперек волокон— (29—42) 10-6“О 1 [II]..
Плакированная сталь состоит из тонкого стального“ листа, покрытого с одной или двух сторон пластифици рованным поливинилхлоридом «ли полиэтиленом. Иног да выпускают листы, плакированные поливинилхлори дом с одной стороны, а с другой стороны оцинкованные.. Толщина плакирующего слоя поливинилхлорида изменя ется в пределах 0,1—0,5 мм. Наибольшие раэмеры ли стов 1500X4000 мм. Плакированная сталь может выпу скаться и в виде рулонов.
Плакированную сталь в нашей стране изготовляет завод «Запорожсталь». По данным ЦНИИЧермет, в ближайшее время стоимость 1 м2 плакированной стали толщиной 1 мм составит 1 руб.
Плакированную сталь для трехслойных конструкций намечается выпускать на основе листа из стали 0,8КП (ГОСТ 1050—60*). Содержание углерода должно быть в пределах 0,05—0,12%, марганца — 0,25—0,50%,
кремния не более 0,04%, фосфора не более 0,02%, хрома не более 0,15%, никеля менее 0,3%, Серы менее 0,03%.
Механические свойства плакированной стали харак теризуются следующими величинами:
предел |
прочности |
при |
растяжении, |
2800—3700 |
кгс/см1 ................................................... |
||||
условный предел |
текучести, кгс/см1 |
1800—2300 |
||
относительное удлинение, |
% • . -. |
30—34 |
||
модуль упругости, |
кгс/см1 . . . . |
(1,9—2,1)10* |
||
основное |
расчетное сопротивление, |
1500 |
||
кгс/см1 ......................................... |
Плакированную сталь предполагается поставлять в виде рулонов и листов, ширина которых 1020, 1100 мм, толщина 0,35—1,2 мм. Коэффициент линейного расшире ния плакированной стали составляет 12ХЮ-Б°С-1. Коэф фициент теплопроводности порядка 68 ккал/ч■м-°С). Предельная температура эксплуатации от—05 д о -(-7Q0G
22
(допускается кратковременный нагрев ДО + 100°С). Плакированная сталь стойка к действию большинства кислот и щелочей. Адгезия пленки к стальному листу не нарушается при процессах прессования, формования,
•штамповки и вытяжки.
Асбестоцемент является наиболее дешевым доступ ным материалом для обшивок трехслойных панелей. Объемнаямасса материала изменяется от 1450 до 1890 кг/м3, в высушенном до постоянного веса состоя нии— не менее 1700 кг/м3. Водопоглощение за 24 ч по весу не более 34—37%. Влажность материала может находиться в пределах б—13%. При сборке панелей влажность плоских асбестоцементных листов составля
ет 10—12%.
Предел прочности асбестоцементных листов при сжа тии составляет 347—'527 кгс/см2, при .растяжении 70— 138 кгс/см2, при скалывании по плоскостям наслоения 39—64 кгс/см2. Модуль упругости асбестоцементных лис тов изменяется от 115000 до 160000 кгс/см2. Ударная вяз кость непрессованных асбестоцементных изделий равна 1—2,5 кгс-см/см2, прессованных от 3 до 5 кгс-см/см2. Учитывая повышенную хрупкость асбестоцемента при погрузочно-разгрузочных работах, при транспортирова нии и монтаже, конструкции следует особо оберегать от ударов, не бросать, хранить, используя прокладки.
Вопрос усадки и температурно-влажностных дефор маций асбестоцемента имеют большое значение при раз работке новых конструкций. Коэффициент температур ного расширения асбестоцемента, по литературным данным, изменяется от 9-10-6 до 15-40-6 1/°С. Влаж ностные деформации асбестоцемента связаны с усадкой материала при его высушивании и удлинением его при увлажнении. По данным ЦНИИС-К им. Кучеренко [13], величина максимальных температурно-влажностных де формаций защищенного асбестоцемента составляет 0,1—С, 15%, в то время как у материала без защиты она почти в 2 раза больше — 0,25—0,30%. Годовая амплитуда линейных деформаций обшивки под влиянием атмосфер ных воздействий составляет около 0,1%. При увеличении или при уменьшении влажности воздуха на 15—20% об шивка имеет соответственно удлинение или укорочение на
0,025—0,032 %
При неравномерном распределении влаги по толщине листа возникают явления коробления. Для крупнораз-
23
Мерных деталей стрела коробления может достигать 15—25 мм. Влияние воздействия температурно-влажност ных режимов на асбестоцемент исключается обработ кой поверхности асбестоцемента гидрюфобизаторами, а также защитой асбестоцементных листов стеклопласти ками или лакокрасочными полимерными покрытиями.
Морозостойкость листового асбестоцемента, опреде ляемая снижением предела прочности при изгибе после 25 циклов попеременного замораживания и оттаивания, не должна превышать 10%.
Коэффициент теплопроводности асбестоцемента в воздушно-сухом состоянии равен 0,3 ккал/(ч-м-°С). При быстром нагревании и охлаждении асбестоцементные листы растрескиваются.
Асбестоцементная промышленность поставляет для сельского строительства волнистые кровельные листы, применение которых рассмотрено в главе V, и плоские листы. Действующие листоформовочные машины дают возможность получать непрессованные листы наиболь шим размером 5X1,5 м и толщиной 6—10 мм, а по техни ческим условиям для сельского строительства исполь зуются непрессованные и прессованные листы 3X1.5 м\
2,8X1.6; 2,4X1,6; 3,3X1,7 и 3X1,7 м толщиной 10, 8
и 6 мм. Кроме того, для изготовления каркасов панелей
в небольших количествах выпускают |
асбестоцементные |
швеллеры, получаемые формованием |
листа толщиной |
10 мм или экструзией. |
|
3. ВИДЫ И СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ |
|
ДЛЯ СРЕДНЕГО СЛОЯ ПАНЕЛЕЙ |
|
Сотовые заполнители (сотопласты) представляют со бой сотоподобный материал в виде системы соприкаса ющихся пустотелых призм или цилиндров. Основание составляющих призм или цилиндров (ячейка сотоплас та) обычно выполняется в виде шестиугольника, а иног да в виде квадрата, прямоугольника или фигуры из двух синусоид. Стенки, образующие поверхность призм или цилиндров, могут быть гладкими или волнистыми. Размер ячейки сотопласта определяется диаметром ок
ружности, |
вписанной в ячейку, и изменяется от 5 |
до |
25 мм [7]. |
формы ячейки зависит от кривизны поверх |
|
Выбор |
||
ности, которую образует трехслойная конструкция |
со |
24
средним слоем из сотопласта. Для пологих криволиней ных панелей покрытий пригодны любые виды ячеек. Для панелей с большой кривизной и большим ' расстоянием менаду несущими слоями рациональнее сотопласты с гофрированными стенками или крестообразные.
Стенки ячеек сотовых заполнителей выполняют из краіфт-бумаги, хлопчатобумажной ткани, стеклопластика или алюминиевой фольги.
Сотопласты использовали для изготовления середин ки .щитовых дверей и в корпусах холодильников. Сотопласт на основе крафт-бумапи, заполненный мипорой применяли на опытном за.воде ВНИИкерамзит (Куйбы шев) для изготовления сборно-разборных домиков неф тегазодобывающих промыслов.
Сотовые заполнители с достаточно толстыми стенка ми изготавливают склеиванием заранее заформованных лейт; сотовые заполнители с тонкими стенками — растя гиванием предварительно особым образом склеенных листов крафт-бумаги, хлопчатобумажной ткани, стекло ткани или алюминиевой фольги. При этом основным в технологическом процессе является приготовление бло ка (плоского рулона) из бумаги, фольги или ткани с од новременным нанесением клея на те участки, которые должны быть склеены для образования сот. Блок изго товляют на специальной машине, снабженной вращаю щейся металлической пластиной и клеенаносящими ро ликами. После этого блок снимают с пластины и разре зают на полосы нужных размеров. Затем полосы растя гивают и пропитывают смолами.
Объемная масса сотопластов определяется толщи ной применяемых для их изготовления листовых материа
лов, |
размером |
ячейки, формой ячейки и |
составляет |
30 |
350 кг/м3. |
Для обычных применений |
достаточно |
иметь сотопласт объемной массой 150—100 кг/м3. Расход клея только на соединение листов, образующих сото вый заполнитель, не превышает 20% общей массы.
Пропитка бумажных и тканевых сотопластов повышает этот расход.
Прочностные свойства сотопластов зависят от их объемной массы, на которую влияют размер ячейки
итолщина применяемого для изготовления материала. Поскольку для сотовых заполнителей в трехслойных конструкциях наиболее важной является работа на сдвиг
исжатие, сравнительную оценку прочности различных
видов сотопластов с однотипной ячейкой можно произ вести по работе материалов на сдвиг.
Ниже приведены показатели удельной прочности при сдвиге различных материалов среднего слоя— отноше ние предела прочности при сдвиге кгс/см2 к объемной массе (кг/м3) :
Крафт-бумажные сотштла'сты . . |
. |
0,05-0,11 |
|
Пенопласты.................................. |
0,04-0,14 |
||
Фольговые алюминиевыесотопласты |
0,16-0,58 |
||
Стеклсшластиковые сотовые заполни |
0,25-0,47 |
||
тели ........................................................ |
|||
Сотопласты |
на основе хлопчатобу |
|
|
мажной т к а н и ...................... |
0,17-0,28 |
||
Физические |
свойства — термическое сопротивление, |
||
звукопоглощение, огнестойкость, |
стойкость к действию |
влаги, ползучесть — зависят от клея и применяемых ма териалов: алюминиевой фольги, бумаги, ткани и т. <п. Со ответствующим подбором можно создать свойства сото пласта, необходимые в условиях эксплуатации кон струкции.
Сотовые заполнители выпускают обычно в виде плит толщиной до 60 см, шириной до 250 см и длиной около Ю0 см.
•В необходимых случаях могут быть приняты и другие размеры. По зарубежным данным (фирма «Гекскел Пре дайте»), стоимость сотовых заполнителей не превышает' стоимости пенопластов, а крафт-бумажные сотопласты: дешевле обычно применяемых пенопластов такой же.- объемной массы.
Сотопласты из стеклопластика имеют ячейки в виде шестиугольников, синусоидальные и волнистые. Объем ная масса их изменяется от 55 до 447 кг/м3. Обычный размер ячеек составляет 0,478 и 0,635 см.
Изготавливают стеклопластиковые оотопласты фор мованием отдельных слоев пропитанной стеклоткани. При таком формовании получают материал объемной массой около 55 кг/м3, пропитывают его фенольными или полиэфирными смолами. При последующем окунании по лученных блоков в раствор смолы объемная масса ма териала увеличивается.
Сотовые заполнители на основе хлопчатобумажной ткани или крафт-бумаги имеют ячейки в виде шести угольников с диаметром вписанной окружности 12 мм. Изготовляют материал машинным способом с последую щим растягиванием и пропиткой фенольными смолами.
Характеристика показателей физико-механических
26
свойств 'некоторых сотопластов, изготовленных из раз личных материалов, приведена в табл. 5. Коэффициент длительной прочности бумажных и тканевых сотоплас тов, по данным ЦНИИ'СК, при сжатии и сдвиге состав ляет 0,3 их кратковременной прочности [13, 39].
Пенопластмассы (пенопласты) являются газонапол ненными материалами на основе полистирольной, поли винилхлоридной и других смол в .виде твердой .пены с замкнуто-пористой структурой.. Термопластичные термо обратимые (полистирол, поливинилхлорид, полиэтилен) или термонеобратимые (термореактивиые—иолиэфири- зоцианатные, фенолформальдегидные, эпоксидные, кремнийорганические) смолы, составляющие основу ма
териала, во 'многом |
определяют физико-механи |
|
ческие свойства пенопласта. |
Свойства определяют |
|
ся также объемной |
массой |
'пенопласта, который |
для материалов отечественного производства изменяется от 3S до 200 кг/м3. Пенопласты объемной массой более 26 кг/м3 удовлетворяют требованиям, предъявляемым к материалам среднего слоя трехслойных конструкций. Материалы, объемная масса которых меньше 25 кг/м3, а также типа «мипора», не относят к конструкционным из-за крайне низких показателей прочности. Способ по лучения и структура пенопластов также влияют на их свойства. Например, пенопласты, ■полученные прессо вым методом, имеют равномерную мелкоячеистую струк туру и отличаются наиболее высокими прочностными характеристиками при нормальных температурах, одна ко стоимость их велика.
Плиточные пенопласты выпускаются в виде плит и блоков, прямоугольных в плане, е размерами сторон до 1000 мм к толщиной около 50—70 мм.
Пенопласты изготовляют — и этот способ .наименее трудоемок—вспениванием непосредственно на месте из готовления трехслойных конструкций, приготовлением компонентов с помощью смесительно-дозировочных
.устройств и заполнением полостей конструкций. Такие пенопласты называют самовспенивающимися. По техно логическим данным к категории самовспенивающихся от носятся также пенопласты, получаемые способом напы-
.ления (например, пенополиуретаны с небольшой объем ной массой [7, 8]).
Виды полистирольных пенопластов даны в табл. 6, а
27
іА
га
Pf
£
ѴО
га
Н
Показатели свойств сотопластов различных марок
Iч
Д га
ч * >»
3
о ö |
|
5" о " |
|
о и ^ |
|
a s ^ |
|
ч 5« |
|
0> |
|
*** |
|
01Cu |
|
a с |
|
С |
|
ч я га * |
а- |
&S“-| -а4. |
|
I l e - ^ |
S |
■с ь |
|
O.N
*=?
Лfrга « «
4 Ң &£5ад і.
П ^ м *J
5 a* s « < с £■? *
ч h s *г
&ов£ . С
о5 о* со
0.3с « ö 5 Ca v
т \’ ‘ня
-ЦЭЫ5 düWEBd
в>ѵ/г* *вээбп иониэч.90
£>*• |
О |
о |
О |
СО |
о |
ю |
о |
|
<м |
|
|
90S |
350 |
300 |
450 |
|
|
1 |
1 |
— |
CD |
LO |
о |
■ч*" |
о" |
о" |
со" |
|
|
|
ю |
|
|
О |
|
|
|
о<М |
|
с о |
о |
о |
о |
с о |
ю |
ю |
ю |
г - |
с о |
СО |
CD
ю
Ю о
|
с о |
|
со |
136 |
690 |
05 |
ю |
с о |
05 |
осо
СО
с о |
о |
00с о с о
<N Ю
СО СО
технологии изготовления трехслойных и других конструкций с применением пластмасс».
V
О
со
о
К
V
\о
о
CQ
Я
SN
га<7>
Я - га Ь
юя
Я <и
в 2 ая яa
я
д ч г.
ЯQ
*я£к Rg
га 5 a * о
ОЯ
О) -
§*
28
Т а б л и ц а 6
Виды полистирольных пенопластов
Марка Состав материала Материал ГОСТИИ ТУ
ПС-1 Э'МУЛЬОИОН'НЫН полисти |
Прямоугольные плиты |
СТУ |
||||||||
рол |
|
и |
азодинитрил |
размером 400—700X |
9-91-61 |
|||||
диизомаюлЯ'Ной кисло |
Х400—700 и тол |
|
||||||||
ты |
(ігазообразователь) |
щиной |
40—60 мм |
|
||||||
ПС-4 Эмульсионный полисти |
Прямоугольные |
пли |
СТУ |
|||||||
рол, углекислый аммо |
ты размером |
600— |
9-92-61, |
|||||||
ний |
|
|
(газообразова- |
850 X |
600 — 850 X |
ТУ М |
||||
тель), |
|
азодинитрил |
X 47—70 мм |
|
678-56 |
|||||
диизомасланой |
кисло |
|
|
|
|
|
||||
ты (тазоо'бразователь) |
|
|
|
|
|
|||||
ПС-Б СУ'ОПѲНЗ'Иониый |
полисти- |
Гранулы полистирола |
ВТУ 50-64, |
|||||||
ірол, |
|
изопентан, |
поли |
с оптимальным ди СТУ 13-138, |
||||||
виниловый |
спирт, |
поро- |
аметром 0,5—1 мм |
905-63, |
||||||
■фор ЧХЗ |
|
|
|
для |
вспенивания в |
ГОСТ |
||||
|
|
|
|
|
|
виде плит и бло |
15588-70 |
|||
|
|
|
|
|
|
ков, |
а также в по |
|
||
ПС-Бт То же, |
изготавливается |
лости |
конструкции |
СТУ |
||||||
по |
методу |
теплового |
|
|
|
36-13-143-65 |
||||
у.даіра |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПС-Бс То же, |
-но содержит до- |
|
|
|
|
СТУ |
||||
'ба'ВіКИ,-обеспечивающие |
|
|
|
36-13-107-64 |
||||||
самозатухагоие |
мате |
|
|
|
|
|
||||
ріиала |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
физико-механические |
свойства |
пенополистиролов — в |
||||||||
табл. 7. |
|
|
|
температуры |
от 20 до 60°С предел |
|||||
С повышением |
||||||||||
прочности при растяжѳнии-сжатии |
снижается |
на 20— |
50%, удельная ударная вязкость увеличивается на 25— 30%. Способность полистирольных пенопластов воспла меняться снижается при использовании новых рецептур беспрессовых самозатухающих пенопластов, разработан
ных Ленинградским |
НИИ лолимеризационных |
пласт |
||
масс и Владимирским НИИ синтетических |
смол |
[7, 8]. |
||
Теплопроводность |
пенополистирола изменяется при |
|||
различных температурах. Например, для |
пено |
|||
пласта объемной |
массой |
1,6—20 кг]м3 |
при |
тем |
пературе -Н0°С коэффициент |
теплопроводности |
ока |
||
зался 0,022 ккал/ (ч ■м • °С). |
|
|
|
29