книги из ГПНТБ / Муравьев, Ю. А. Новые облегченные конструкции для возведения производственных сельскохозяйственных зданий

30

Водопоглощение полистирольного пенопласта в зави­ симости от объемной 'массы составляет за 24 ч 0,1 — 0,2 кг/м2, а за 30 суток — 0,3 кг/м2. іПолистирольные пе­ нопласты противостоят действию минеральных агрессив­ ных сред. Они не поражаются грызунами и различными микроорганизмами.

В процессе получения беепрессового пенополистиро­ ла возникает давление на стенки формы, которое может достигать 2 кгс/см2и более.

Основные физико-механические 'свойства жестких пе­ нополистирольных и пенополиуретановых пенопластов приведены в табл. 7.

■При повышении температуры от 20 до 150°С предел прочности при растяжении-сжатии снижается на 70— 80%, удельная ударная вязкость увеличивается на 20— 30%. Пенополиуретаны под действием открытого огня медленно торят, при соответствующем подборе рецепту­ ры могут быть получены самозатухающие материалы.

'В процессе вспенивания материала следует учиты­ вать, что газ, выделяющийся при вспенивании пеноплас­ та и его термообработке, создает определенное давление, зависящее от плотности пенопласта, конструкции изде­ лия и других факторов, и может достигать 2.—3 кгс/см2. При производстве пенополиуретана помещение необхо­ димо вентилировать и принимать меры предосторожнос­ ти, обусловленные токсичностью технологического про­ цесса.

■Водопоглощение пенополиуретана за 30 суток сос­ тавляет 0,2—0,3 кг/м2. Полиуретановые пенопласты про­ тивостоят поражению грибков, плесени, термитов и гры­ зунов, превосходно сопротивляются щелочам (20% едко­ го натра) и кислотам (5% серной кислоты). Материал хорошо противостоит действию пара. Достоинством пено­ полиуретанов является вспенивание их на месте изго­ товления конструкции и низкие транспортные затраты.

Фенольные пенопласты (ФРП, табл. 8) могут полу­ чить значительное применение в сельском строительстве благодаря повышенной огнестойкости и теплостойкости, широкой сырьевой базе, и относительно несложной техно­ логии изготовления путем смешения исходных компо­ нентов— резольной смолы (ФРФ), вспенивающего аген­ та (ВАГ) в полости изделия или в формах. Соотноше­ ние компонентов примерно 5:1. Недостатками фенольно­ го пенопласта, разработанного ВНИИСС, является хруп-

31

Таблица 8

Основные физико-механические свойства фенольных пенопластов

кость материала и его повышенное водоиоглощение. Кро­ ме того, после заполнения полости конструкции пено­ пластом из-за небольшой усадки в «ем образуются тре­ щины. Эти недостатки могут быть локализованы при раз­ работке конструкций панелей путем использования об­ шивок с большой изгибной жесткостью и обеспечением хорошей адгезией к пенопласту с помощью синтетичес­ ких клеев.

Для удаления 'газообразных .веществ и водяных па­ ров, образующихся при вспенивании Ф>Р.П, необходимо устройство 'Приточно-вытяжной вентиляции с кратностью воздухообмена не менее 3,5.

Діодопоглощение фенольных пенопластов через 1 сут­ ки составляет .0,6 кг/м2, через 10 суток — 1,1 кг/м2.

Гигроскопичность в % 'к массе сухого образца состав­ ляет через 1 сутки 31%, через 10 суток — 76%.

Удельная ударная .вязкость при объемной массе око­ ло 40 кг/м3 не превышает 0,07 кгс-см/см2. Коэффициент линейного расширения равен 32 ДО-6 1/°С. Влияние усло­ вий работы пенопласта при повышенных температурах (100°С) оценивается снижением показателей механиче­ ских свойств на 30%. .Влияние периодического увлажне­ ния в воде характеризует коэффициент условий работы 0,65. При эксплуатации .в среде е относительной влаж­ ностью около 90% вводится коэффициент условий рабо­ ты 0,75.

Коэффициент однородности пенопластов «а основе полистирола и фенольных пенопластов составляет 0,6— 0,7, коэффициент длительного сопротивления пеноплас­ тов принимается равным 0,3—J0,35 [7, 8, 39],

32

Минераловатные изделия составляют в настоящее время более 60% объема выпускаемых в СССР тепло­ изоляционных .материалов. Объем производства ммнераловатиых плит за последние 10 лет возрос примерно в 4 раза, при этом большая часть продукции выпускается на синтетическом связующем. Минераловатные утепли­ тели на синтетическом связующем отличаются малым коэффициентом теплопроводности (0,05—ккал/(ч-м-°С), сравнительно малой объемной массой 1(75'—150 кг/м3) и низкой сорбционной влажностью (до 5%). Минераловатные изделия относятся к неконструкционным материа­ лам, за исключением плит -мокрого формования повы­ шенного объемного веса.

Теплоизоляционные изделия из минеральной ваты на синтетических связующих в определенной степени под­ вержены влиянию агрессивных воздействий среды про­ изводственных сельскохозяйственных зданий. 'При воз­ действии микроклимата зданий на материал происходит изменение структуры связующих на нейтрализованных фенолоспиртах и карбамидных соединений. Для повыше­ ния стойкости минераловатиых изделий применяют обра­ ботку гидрофобными веществами. Наиболее устойчивы к температурно-влажностным воздействиям минераловат­ ные плиты на композиционном связующем из поливинилацетатной эмульсии и фенолспиртов, выпускаемые Во­ скресенским комбинатом «Красный строитель» (Москов­ ская область). Показатели физико-механических свойств минераловатных .изделий приведены в табл. 9.

В последнее время на опытном производстве освоено изготовление стекловолокнистых и минераловатных плит повышенной жесткости, которые могут быть применены, в частности, для изготовления стеновых панелей «сэнд­ вич» с обшивками из асбестоцемента или водостойкой фанеры. Объемная масса стекловолокнистых плит повы­ шенной жесткости равна 174—230 кг/м3, .минераловат­ ных— 2116—234 кг/м3. По данным ЦНИИПромзданий, основные физические свойства этих плит следующие: ко­ эффициент теплопроводности 0,04 ккал/{ч-м-°С), тепло­ стойкость до 200°іС, водопоглощение по массе при обра­ ботке пидрофобизирующими составами составляют не более 10—15%. .Показатели механических свойств этих материалов имеют следующие величины. Предел проч­ ности при сжатии 0,6—0,9 кгс/см2, растяжении 0,43— 0,81 кгс/см2, изгибе 0,18—0,52 кгс/см2. Модуль упругости

34

7—44 кгс/см2, модуль сдвига 4,8—21,6 кгс/см2. Лучшие -результаты при эксплуатации показывают минераловатные плиты мокрого формования.

уступает более эффективным минераловатным и стекло­ волокнистым -материалам, однако в районах, богатых ле­ сом, этот материал является часто наиболее прием­

лемым.

Представляет интерес для некоторых -районов исполь­ зование торфоизоляционных изделий (ГОСТ 4861—65) с объемной массой 170—1220 кг/м2, коэффициентом тепло­ проводности не более 0,005 ккал/(ч-м-аС) и пределом прочности при изгибе не менее 8 кгс/см2.

В -ЦНИИЭПеельетрое разработана технологическая схема и получены опытные образцы материала (ортенкс) на основе органических отходов (костры льна, конопли, древесной дроблении) и карбамидной смолы с объемной массой 150—250 кг/м3, коэффициентом тепло­ проводности 0,06 ккал/(ч ■м-°С), пределом прочности при сжатии и изгибе — ГО кгс/см2. Стоимость изготовления 1 м3 ортенкса на '10—30% ниже, чем -минераловатных плит.

Материалы на основе прессованного камыша имеют объемную массу 200—-350 кг/м3, коэффициент теплопро­ водности 0,06—0,1 ккал/(ч-м-°С), предел прочности при изгибе 1—-3 кгс/см2. Длина плит до 2,8 м, ширина до 150 м, толщина до 10 см.

В Белоруссии в качестве теплоизоляционного мате­ риала используется костролит, изготавливаемый из льня­ ной костры. Костролит—негниющий материал объем­ ной массы около 200 кг/м3, относящийся к трудносгорае­

том значительно меньше, чем фибролитом.

Кроме перечисленнных материалов в некоторых районах находят применение перлит и вермикулит на би­ тумном -связующем или засыпанные в полиэтиленовые мешки.

При решении вопроса использования местных и дру­ гих эффективных теплоизоляционных материалов для легких многослойных ограждающих'конструкций необхо­ димо проводить конкретные технико-экономические рас­ четы по обоснованию эффективности применения .в кон­ кретных условиях эксплуатации.

4. КЛЕИ ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ОБШИВОК И СРЕДНЕГО СЛОЯ

Исследования, проводимые в лаборатории конструк­ ций с применением пластмасс ЦНИИОК, показали, что фенольные, эпоксидные и каучуковые клеи обладают наиболее подходящими технологическими и физико-ме­ ханическими показателями для трехслойных конструк­ ций с применением пластмасс. Эти клеи состоят из син­ тетических смол или каучуков, .модифицирующих доба­ вок, отвердителей и наполнителей. (Прочность клеевых швов зависит от характера подготовки поверхности склеиваемых материалов (обезжиривание и оксидирова­ ние металлов, зачистка и выравнивание поверхности пе­ нопласта и пр.) а-также качественной сборки и запрес­ совки соединения [11, 13,36].

Для соединения деталей из алюминиевых сплавов между собой или стальных деталей в клеевых, клеесвар­ ных или клеезаклепочных соединениях обычно применя­ ют клеи ЭПЦ-1, К-153. Для соединения алюминиевых сплавов с пенопластами используются клеи 88Н, 88НП, КС-1, К-147 и др. Для соединения материалов на основе древесины между собой в клеевых, клеевиитовых и клеезаклепочных соединениях применяют фенолформальде­ гидные клеи (КБ-3). Сотовые заполнители приклеивают к металлическим обшивкам на клеях К-'147, К-139, 88Н, КС-1 и др. При склеивании изделий из асбестоцемента применяют эпоксидные и фенольные клеи.

а также вопросы контроля качества склеиваемых кон­ струкций приведены в «Указаниях по склеиванию строи­ тельных конструкций с применением пластмасс, алюми­ ния и асбестоцемента» [36]. Обобщение свойств основ­ ных видов клеев, применяемых для соединения элемен­ тов трехелойных конструкций с применением пластмасс, представлено в табл. 10.

36

Клеевые швы в клееных трехелойных конструкциях подвержены воздействию усилий не только 'Постоянных

температурных факторов при технологических процессах изготовления конструкций вследствие разницы в коэф­ фициентах линейного расширения клеевого шва и склеи­ ваемых материалов, а также усадочных явлений вследст­ вие удаления растворителей из клеевого шва.

С повышением температуры прочностные свойства клеев снижаются. Например, если 'эпоксидные клеи име­ ют для температуры 20°С предел прочности при сдвиге (растянутые образцы) 100—160 кгс/см2, то для темпера­ туры 80°С эта величина составляет 10—60 кгс/см2. Проч­ ность клеевого соединения на «лее 88Н при 80°С снижа­ ется ,в 2—3 раза. Фенольные клеи сохраняют прочност­ ные свойства при температуре 80°С несколько лучше, чем каучуковые. При низких температурах различные клеи повышают прочность.

Действие воды незначительно сказывается на проч­ ностных показателях фенольных клеев. Эпоксидные клен считаются удовлетворительно водостойкими для клеевых соединений металлов между собой. Пребывание в воде образцов соединения алюминиевых сплавов на эпоксид­ ных клеях в течение 90 суток приводит к снижению проч­ ности клеевого шва при сдвиге на 20—35%. Водостой­ кость клеев 88Н и КС-1 является удовлетворительной для клеевых соединений материалов^ не сорбирующих воду: алюминия с алюминием и алюминия с пенопласта­ ми ПС-4 и ПС-'І. В соединениях металлических материа­ лов с древесноволокнистыми плитами последующее пос­ ле увлажнения высушивание образцов восстанавливает прочностные показатели клеевого шва на сдвиг. Каучу­ ковые клеи 88Н и КС-1, примененные для соединения алюминия и древесноволокнистой плиты, после 200 суток воздействия водяных паров обеспечили достаточно высо­ кую прочность связи между алюминием и сильно погло­ щающей влагу древесноволокнистой плитой — предел прочности при сдвиге составил 35 кгс/см2 (50% первона­ чальной) .

Атмосферное воздействие не приводит к значительно­ му снижению прочности фенольных клеев. Так, для клея ДФК-1А при склеивании алюминия с пенопластом ПС-1

38

за 1 год прочность падает иа 30—35%, через 3 года — на 50—65%, что объясняется ■усадочными и температур­ ными напряжениями. Соединения металлов на эпоксид­ ных клеях подвержены старению. Для клея ЭПЦ-1 проч­ ность через 1—'1,5 года после некоторого падения остает­ ся постоянной и равной приблизительно 40% первона­ чальной прочности, что в абсолютном значении составля­ ет 180 кгс/см2. Изменение прочности 'каучукового клея КС-1 после б месяцев атмосферного Старения характери­ зуется уменьшением предела прочности при раздире об­ разца из алюминия и пенопласта ПС-4 с 3,8 до 1,6 кгс/см2. Последующее выдерживание образцов >в ат­ мосфере показало, что прочностные показатели более не

.снижались.

Результаты длительных испытаний соединений из алюминиевых сплавов между собой на клее ЭПЦ-1, про­ веденные в лаборатории конструкции с применением пластмасс ЦН-ИИСК, показали отсутствие ползучести при напряжениях 20—4'0 кгс/см2. Длительная прочность клеевых соединений на эпоксидных клеях составляет 0,27—0,3 кратковременной, фенольных — соответственно 0,31—0,48, каучуковых — порядка -ОД (кратковремен­ ной [39].

3 ' З а к. 656