книги из ГПНТБ / Павлов В.А. Пенополистирол

Фрезы должны быть симметричными и располагать­ ся симметрично относительно оси шпинделя станка. В случае применения несимметричных фрез они должны быть отбалансированы на оправке. Ориентировочная скорость подачи пенопласта — 0,8—1,0 м/мин.

Число оборотов шпинделя при обработке пенопласто­ вых изделий на фрезерных станках можно значительно уменьшить, если вместо фрез применять абразивные круги и головки (с зернистостью 40—80 ед.), закрепляе­ мые в шпинделе при помощи специальных оправок. При этом одновременно улучшается и качество поверхности. Марки и размеры шлифовальных камней, рекомендуе­ мых для обработки пенополистирола, приведены ниже:

Наилучшее качество поверхности получается при обработке со скоростью 2500—3000 об/мин. Однако при обработке пенопласта шлифовальными камнями и го­ ловками необходимо учитывать, что они плохо отводят

материала, вырывам и задирам. Можно ускорить про­ цесс отвода тепла, применяя оправки, изготовленные из стали или алюминия, обклеенные шлифовальными шкур­ ками. Применение оправок с пазами уменьшает пло­ щадь соприкосновения с обрабатываемой поверхностью, а также улучшает воздушное охлаждение инструмента. Режимы фрезерования пенополистирола различными инструментами приведены на стр. 171.

Универсальным инструментом для обработки отвер­ стий малых диаметров, криволинейных и прямолиней­ ных пазов является пальчиковая фреза с насечкой. Про­ филь зубьев насечки изготавливается по подобию на­ пильника Д 400 № 1 (ГОСТ 1465—59). Чистота поверх­ ности пенопласта, полученная при вращении со скоро­ стью 6000 об/мин, соответствует 3—4 классу по ГОСТ 2789—59. Такая насечка может быть изготовлена при различных профилях и размерах оправок.

Перед тем как приступить к фрезерованию, заготов-

170

ка из пенопласта должна быть укреплена на столе стан­ ка. Нагрузки, возникающие при обработке деталей из пенополистирола на фрезерном станке, невелики, поэто­ му не следует сильно зажимать деталь. Во избежание сминания пенопласта заготовки закрепляют на столе стан­ ка с помощью широких планок. Для повышения точно­ сти изделий рекомендуется производить максимальное количество операций без перестановки заготовки.

Обработку тел вращения и отверстий в изделиях из пенополистирола рекомендуется выполнять на фрезерномодельных станках или при помощи нагреваемой про­ волоки. Глухие и сквозные отверстия малых диамет­ ров (от 10 до 100 мм) следует делать пластинчатыми фрезами или фрезами с насечками соответствующих раз­ меров. Отверстия диаметром более 100 мм рекомендует­ ся делать пластинчатыми фрезами, шлифовальными кам­ нями и шлифовальными головками, фрезами с насечка­ ми при помощи поворотного стола и смещения режущего инструмента относительно оси поворота стола на соот­ ветствующее расстояние.

Поверхности, имеющие форму тел вращения, полу­ чают при помощи поворотного стола или применяя фре­ зы соответствующего профиля. Эти профили и отверстия можно также получать при помощи горячей проволо­ ки и поворотного стола или шаблонов. При получении отверстий этим методом сначала в заготовке просверли­ вают небольшое отверстие, через которое протягивают проволоку. Затем проволоку закрепляют в нужном по­

171

ложенин, включают ток и производят необходимую опе­ рацию. Для получения наклонных поверхностей прово­ лока должна быть установлена в наклонном положении под соответствующим углом.

Для шлифования небольших плоских, цилиндрически вогнутых и выпуклых поверхностей могут быть исполь­ зованы имеющиеся в деревообрабатывающих цехах стан­ ки моделей ШЛДБ-3 и ШЛНС-2 и те же режимы реза­ ния, что и для древесины. Однако абразивные шкурки должны быть с зернистостью в пределах 40—80 ед. по ГОСТ 3647—59.

Склеивание пенополистирола

Склеивание175’176 пенополистирола при изготовлении деталей находит все более широкое применение в раз­ личных отраслях производства. Изготовление деталей склеиванием особенно целесообразно при очень неболь­ шом объеме производства, чтобы избежать затрат на из­ готовление пресс-форм.

Для склеивания пенополистирола были опробованы клеи БФ-2, БФ-4, ВС-ЮТ, ВС-350, К-154, ВИАМ Б-3 и др. Наилучшие результаты получены при использова­ нии клея 177>178 ВИАМ Б-3.

Процесс склеивания деталей из пенополистирола включает подготовку склеиваемых поверхностей, нане­ сение на них клея, открытую выдержку, стыковку склеиваемых частей детали, запрессовку их и выдерж­ ку склеенных деталей после изъятия из пресса.

Подготовка поверхности пенополистирола к склеива­ нию 179’ 180 имеет большое значение для получения ка­ чественного клеевого соединения. Для получения тонко­ го равномерного по толщине клеевого шва необходимо, чтобы склеиваемые поверхности были ровными, без вые­ мок и бугорков.

Большое значение при склеивании имеет температу­ ра и относительная влажность воздуха производствен­ ного помещения. Склеивание клеем ВИАМ Б-3 рекомен­ дуется проводить при 16—18°С и относительной влажно­ сти 70—75%. Поскольку жизнеспособность клея ВИАМ Б-3 сокращается с повышением температуры, необходи­ мо, чтобы температура воздуха в помещении, где произ­ водится склеивание, не превышала 30°С.

172

Клей ВИАМ Б-3 наносят на обе склеиваемые поверх­ ности кистью или пульверизатором. Расход клея зави­ сит от степени пористости и шероховатости поверхности.

Клей ВИАМ Б-3 содержит значительное количество растворителя, поэтому после нанесения клея на склеи­ ваемую поверхность дается открытая выдержка для удаления растворителя из клеевого слоя в течение 5— 15 мин. Поскольку пенополистирол имеет ячеистую структуру, растворители испаряются медленно, задер­ живаясь в ячейках. При этом некоторые растворители (бензол, ацетон) разрушают материал.

После открытой выдержки склеиваемые изделия прессуют в прессах с винтовыми зажимами под давлени­ ем 0,5—3,0 кгс/см2.

В лабораторных условиях для склеивания пенополи­ стирола был опробован 178 декстриновый клей следую­ щего состава:

Этот клей можно применять только для склеивания не­ больших поверхностей.

На Горьковском автомобильном заводе для склеива­ ния моделей из пенополистирола применяют178 клей № 61, разбавленный бензином марки «Галоша» до тре­ буемой вязкости (на 100 г клея № 61 15—25 г бензина). Разбавленный клей наносят равномерным тонким слоем на обе склеиваемые поверхности с помощью жесткой кисти или шпателя. При склеивании поверхностей пло­ щадью более 0,05 м2 клей можно наносить не на всю по­ верхность, а по периметру склеиваемых частей детали слоем шириной 80—100 мм. В середине склеиваемых поверхностей клей наносят полосами с шагом 200 мм. После нанесения клея дается выдержка для испарения бензина в течение 10—15 мин.

Для крепления блоков пенополистирола с небольшой (до 0,5 X0,5 м) площадью склеивания можно применять водоэмульсионные клеи, например поливинилацетатные. При склеивании плит пенополистирола, имеющих боль­ шую поверхность, вследствие медленного испарения во­ ды клеевое соединение на таком клее может быть нека-

173

чествеиным. В этом случае в клей вводят гипс, погло­ щающий воду. Поливнннлацетатный клей, в котором во­ да связывается гипсом, отверждается через 30 мин пос­ ле нанесения, причем прочность склеивания довольно вы­ сока.

Склеивание пенополистирола поливинилацетатным клеем можно ускорить, применяя смеси органических растворителей с высокой скоростью испарения, напри­ мер смесь ацетона со спиртом. Эффективным раствори­ телем является также метиленхлорид, который исполь­ зуется в клеях, применяемых для крепления пенополи­ стирола к слоистым пластикам. Клей наносят толстым слоем вальцами. Через 10 мин образуется пленка, под которой находится слой вязкого клея. В таком состоя­ нии плиты или листы можно хранить в течение 1—2 ч. При склеивании эту пленку разрывают и склеивают лис­ ты контактным способом.

Для склеивания плит из пенополистирола отходы пе­ нополистирола растворяют в трикрезнлфосфате (в соот­ ношении 2 : 1,5), окунают одну из плит в клеевую массу с температурой 80—100°С и соединяют плиты. Склеива­ ние происходит немедленно, и образуется клеевое соеди­ нение высокой прочности.

При склеивании пенополистирола со стальными об­ шивками 177' 178 получены хорошие результаты при ис­ пользовании клея ВИАМ Б-3 с подслоем из клея БФ-2.

Для обклеивания блоков и плит пенополистирола тонкими листами алюминия применяют быстросхватывающий полихлоропреновый клей. Клей наносят на пено­ пласт и на алюминий слоями толщиной 0,025—0,05 мм. После непродолжительной открытой выдержки намазан­ ные клеем поверхности соединяют и выдерживают под давлением 0,5—1,0 кгс/см2.

Для склеивания пенополистирола с алюминиевыми обшивками можно применять эпоксидный клей холод­

Для этой же цели применяют феноло-формальдегидный клей КБ-3 с подслоем из клея БФ-2.

Склеивание пенополистирола с обшивками из стек­ лопластика производят полиэфирным клеем на основе

174

Г Л А В А VI

ПРИМЕНЕНИЕ ПЕНОПОЛИСТИРОЛА

Применение пенополистирола в строительстве

Высокий темп индустриализации жилищного и про­ мышленного строительства потребовал быстрого разви­ тия и технологического совершенствования производст­ ва эффективных теплозвукоизоляционных материалов на основе высокомолекулярных соединений. К этой группе материалов относится пенополистирол, применение кото­ рого дает возможность не только значительно сократить вес строительных конструкций, но и улучшить их экс­ плуатационные качества.

Из пенополистирола в основном изготавливают пли­ ты, используемые для теплоизоляции строительных кон­ струкций и элементов зданий и сооружений. В граждан­ ском и промышленном строительстве плиты пенополисти­ рола используют для утепления совмещенных крыш (собственно крыша и утеплитель) и покрытий, наруж­ ных стен и их стыков, внутренних стен и перекрытий, полов, трубопроводов, резервуаров и т. д.

При применении пенополистирола в строительстве важнейшим его показателем является коэффициент теп­ лопроводности. Коэффициент теплопроводности пенопо­ листирола (в сухом состоянии) составляет 0,028 ккал/ (м-ч-град). Ниже приведены данные о толщине стен и теплоизоляционных прослоек из различных материалов,

17«

Значения коэффициентов теплопроводности различ­ ных строительных материалов приведены ниже:

При эксплуатации строительных элементов обычно происходит их увлажнение вследствие диффузии водя­ ных паров через материал. Значительное увлажнение может наступить в результате конденсации водяных па­ ров и замерзания воды внутри строительных конструк­ ций. Поэтому особую важность приобретают изоляцион­ ные материалы.

Пенополистирол обладает всеми необходимыми свой­ ствами, определяющими его применение в строитель­ стве: высокое сопротивление диффузии водяных паров, отсутствие капиллярного поглощения воды, низкая теп­

177

лопроводность. Пенополистирол ие впитывает влагу из воздуха, его изоляционные свойства при эксплуатации не ухудшаются. Однако при строительстве плоских крыш с непроницаемым покрытием над помещениями с повы­ шенной влажностью может происходить накопление вла­ ги в пенополистироле. В таких случаях должны быть из­ менены конструкции.

Ниже приведены значения коэффициента диффузион­ ного сопротивления некоторых строительных материа­ лов:

Из приведенных данных видно, что пенополистирол при низкой кажущейся плотности обладает во много раз большим сопротивлением диффузии водяных паров, чем другие материалы. Несмотря на это, пенополистирол нельзя применять для защиты от водяных паров, так как он лишь замедляет, но не устраняет проникновение вла­ ги.

Обычно в строительных расчетах на коэффициент теплопроводности, полученный для сухого пенополисти­ рола, вводится поправка на его увлажненность, при ко­ торой защитные свойства ухудшаются. Для получения хорошей теплоизоляционной способности коэффициент теплопроводности пенополистирола в сухом состоянии следует увеличить на 10%, как это делается для пробки и волокнистых материалов ш ,

173

При эксплуатации пенополистирол подвергается дей­ ствию солнечной радиации, в результате чего его тем­ пература повышается. Верхний допустимый предел по­ вышения температуры пенополистирола при солнечном облучении равен 70—75°С. Для сравнения ниже приве­ дены данные о максимальном повышении температуры для кровельного толя при полном безветрии с условием, что все тепло поглощается хорошим изоляционным мате­ риалом:

При обычных атмосферных условиях эти значения в 2 раза ниже.

Поглощение тепла зависит также от цвета поверх­ ности строительного материала 202:

При применении пенополистирола следует избегать ок­ раски покрытия в темные цвета.

Опыт применения пенополистирола в строительстве для изготовления совмещенных крыш дал очень инте­ ресные результаты. Так, наблюдения за состоянием крыши в течение трех лет эксплуатации показали, что конденсат и иней не промерзают на внутренней (тепло­ вой) стороне крыши далее при температуре наружного воздуха до —34° С. Нюке приведены данные о толщи­ не, массе и термическом сопротивлении крыш с утепли­ телем из шлака и пенополистирола ПСБ:

179