![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Нехорошев А.В. Новые виды строительных материалов и конструкций в сельском строительстве
.pdfПри объемной массе 0,02; 0,04; 0,05 и 0,08 г/см3 коэф фициент теплопроводности для пенопласта ФРП-1 равен
0,023; 0,024; 0,025 и 0,028 ккал/(ч-м-°С) |
соответственно. |
Влагопоглощение пенопласта ФРП-1 |
при влажности |
воздуха 90—95% колеблется в^пределах 0,8—2%- Водопоглощенне этого пенопласта равняется 4—16%- Коэф фициент паропроницаемости фенольного пенопласта при относительной влажности воздуха 90—98% н темпера туре внутри помещения 20—30° С колеблется в пределах
0,6—4,4 г-см/(м2-ч-мм |
|
рт. ст.). |
|
|
Теплофизические |
|
показатели |
полиуретанового пено |
|
пласта при объемной |
массе около 0,06 г/см3 |
следующие: |
||
рабочая температура |
80—100° С; коэффициент теплопро |
|||
водности 0,021 ккал/ |
(ч- м-°С); |
коэффициент |
линейного |
|
расширения 43- Ю - 6 |
—-— . |
|
|
|
При влажности |
воздуха 90—95% влагопоглощение |
полиуретанового пенопласта, имеющего объемную массу 0,05—0,1 г/см3, колеблется в пределах 0,1—0,2%. Водопоглощение пенопластов составляет 2—4%. Коэффици
ент паропроницаемости полиуретанового |
|
пенопласта |
||
при объемной массе около 0,024—0,07-2 г/см3 |
равен 0,01 — |
|||
0,6 г-см/{м2-ч-мм |
рт. ст.) при относительной |
влажности |
||
воздуха 90—98% и температуре |
20—30°С. |
|
|
|
Полиуретановый пенопласт |
относится |
к |
категории |
химически стойких материалов. Растворы соляной, серной, фосфорной и азотной кислот не вызывают раз рушения структуры. Помимо этого полиуретановые пенопласты устойчивы к действию щелочей, аммиачной воды, спиртов, бензина, нефти, растительных и живот ных масел. В ацетоне полиуретановые пенопласта на бухают и размягчаются.
Механические свойства полиуретановых пенопластов зависят от объемной массы пенопласта и от рецептуры исходных композиций. Так, для пенопласта ПУАЗ, имею
щего объемную массу 0,05 г/см3, предел |
прочности при |
|||||
растяжении равен |
5 кгс/см2; |
при сжатии |
3 кгс/см2; при |
|||
сдвиге — 2 кгс/см2; |
удельная ударная |
вязкость |
равняет |
|||
ся 0,4 {кгс-см)/см2. |
Модуль |
упругости |
этого пенопласта |
|||
при |
растяжении |
равен |
45 кгс/см2; |
при |
сдвиге — |
|
30 |
кгс/см2. |
|
|
|
|
|
Фенольные пенопласта типа ФРП-1 изготовляют посредством вспенивания жидких резольных смол вспе нивающими веществами. Заливочные фенольные пено-
141
пласты вырабатывают на основе двухкомпонентных заливочных систем, основным ингредиентом которых являются жидкие фенольные смолы резолы-юго типа. Смолы должны обладать высокой реактивностью, опти мальной вязкостью, высокой концентрацией смолы и низким содержанием свободных фенола и формальде гида. Следует отметить, что в состав фенольного пено
пласта ФРП-1 входит свободная кислота. Она |
вызыва |
|||||||
ет коррозию |
алюминия, стали |
марки |
Ст. 3 |
и |
других |
|||
материалов. При использовании |
этого |
пенопласта |
в из |
|||||
делиях в сочетании с другими материалами |
последние |
|||||||
защищаются |
грунтовыми |
клеевыми составами. |
|
|
||||
При объемной массе 0,06 г/смъ |
|
пенопласт |
ФРП-1 об |
|||||
ладает следующими механическими |
характеристиками; |
|||||||
прочность на растяжение 1,6 кгс/см2; |
прочность |
на |
сжа |
|||||
тие 2 кгс/см2; прочность при сдвиге 0,8 |
кгс/см2; |
удельная |
||||||
ударная вязкость 0,15 (кгс-см)/см2; |
|
модуль |
упругости |
|||||
при растяжении 210 кгс/см2, |
при сжатии 100 кгс/см2; |
при |
||||||
сдвиге 70 кгс/см2. ФРП-1 является |
стойким к воздейст |
вию серной, соляной, фосфорной, азотной кислот; в то же время действие щелочей, аммиачной воды, соды, а так
же растительных |
и животных |
жиров вызывает разру |
|
шение |
структуры |
этого материала. |
|
Для |
сельского |
строительства |
наиболее целесообраз |
но применение беспрессовых полистирольных и фенольных пенопластов, так как эти материалы наиболее техно логичны, сравнительно недороги, имеют механические характеристики, достаточные для применения этих пе нопластов в качестве конструкционных материалов. Кроме того, изоляционные характеристики пенопластов ПСБ и ФРП также являются весьма высокими.
В настоящее время имеется целый ряд примеров ши рокого использования облегченных конструкций с при менением пенопласта как в жилищном, так и в сельско хозяйственном производственном строительстве. Ряд институтов (ЦНИИПромзданий, ЦНИИПроектстальконструкция, ЦНИИЭП жилища, Гипронисельхоз сов местно с ЦНИИСК) разработали серию проектов с ог раждающими конструкциями на основе беспрессовых полистирольных пенопластов. В ЦНИИЭПсельстрое раз работан альбом рабочих чертежей экспериментальных конструкций многослойных кровельных и стеновых пане лей с применением пенопластов, фанеры, асбестоцемента и алюминиевых сплавов.
142
В последние годы на основании перечисленных вы ше разработок построены крупные животноводческие комплексы (Кузнецовский и Вороново в Московской области и др.) с применением полистирольных пеноиластов в качестве утеплителя стеновых и кровельных панелей. Отдельные примеры строительства сельских зданий с применением пенопластов имеются в РСФСР, БССР, УССР.
Теплоизоляционные полимерные материалы находят широкое применение в ограждающих конструкциях производственных сельскохозяйственных зданий за ру бежом.
В сельскохозяйственном |
строительстве ФРГ приме |
||||||||
няются следующие |
стеновые |
панели: |
|
м , массой |
|||||
1. Трехслойная |
плита |
размером |
1,8X1.9 |
||||||
25 кг. Имеет |
наружный слой и обшивку |
со стороны по |
|||||||
мещения |
из |
полиэфирного |
стеклопластика |
толщиной |
|||||
1,5 мм; между ними предусмотрен |
слой |
пенополиурета |
|||||||
на толщиной |
6 см. Монтаж плиты |
осуществляется |
|||||||
вручную. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Панель размером 1,25X2,5 м , массой 50 кг предус |
|||||||||
мотрена с двумя слоями |
(наружным и со стороны |
поме |
|||||||
щения), |
выполненными |
из |
асбестоцементных |
листов |
|||||
толщиной |
0,5 см каждый |
и слоем пенопласта |
толщиной |
9 см между ними. Между пенопластом и асбестоцементными листами со стороны помещения уложен пароизоляционный слой.
3.Панель размером 1,25X2,5 м , массой 80 кг. Каркас панели деревянный; наружный слой и обшивка со сто роны помещения из листов клееной фанеры или алюми ниевого сплава. За наружным слоем расположена воз душная прослойка толщиной 4 см и слой пенопласта толщиной 9 см.
4.Железобетонная панель размером 2,5X5 м , мас
сой 4 г имеет наружный слой из железобетона толщиной 6 см, слой пенопласта 4 см, слой железобетона (со сто роны помещения) толщиной 15 см.
Одним из предприятий, изготавливающих пенополистирол для сельского строительства, в ФРГ является Баденское предприятие по производству соды и анили новых красителей.
Плиты и блоки из пенополистирола отличаются вы сокой прочностью и тщательно выровненной поверхно стью. Коэффициент теплопроводности пенополистирола
И З
не выше 0,035 ккал/(ч-м-°С). |
В зависимости |
от объем |
|||
ной массы пенополистирол |
подразделяют на три группы: |
||||
первая — больше 13 кг/м3 |
(плиты |
маркируются |
синим |
||
цветом); вторая — больше |
16 кг/м3 |
(плиты |
маркируют |
||
ся желтым цветом); |
третья — больше 20 кг/м3 |
(плиты |
|||
маркируются черным |
цветом). |
|
|
|
Если пенополистирол применяется в качестве тепло изоляционного слоя для ограждающих конструкций жи вотноводческих зданий, то рекомендуется толщину слоя применять соответственно данным, указанным в табл.25
(толщина |
в |
мм). |
|
|
|
Т А Б Л И Ц А 25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Покрытие |
|
Здания |
|
|
Пол |
Стены |
чердачное |
совмещенное |
|
|
|
|
|
|
|
||
Коровники |
. |
. . |
10—15 |
20—30 |
20—30 |
45—60 |
|
Свинарники |
. |
. . |
10—20 |
2 0 - 3 0 |
3 0 - 4 0 |
6 3 - 8 0 |
|
На |
рис. 65 показана |
конструкция |
животноводческого |
||||
здания |
с совмещенным |
покрытием, |
теплоизоляционный |
слой которого выполнен из пенополистирола [65]. Кир пичная стена толщиной 24 см утеплена со стороны поме щения слоем пенополистирола. Для защиты теплоизоля ционного слоя от увлажнения предусмотрен пароизоляционный слой. В покрытии (между пароизоляционными слоями черепичной кровли) имеется воздушное прост ранство для удаления паров, диффундирующих через слой теплоизоляции; вдоль конька покрытия и под свеса ми предусмотрены отверстия. В помещении с высокой относительной влажностью воздуха к потолку крепится синтетическая пленка. Плиты пенополистирола прикле иваются к обрешетке специальным клеем или крепятся гвоздями.
Пример устройства подвесного потолка для живот новодческих зданий, выполненного с применением плит из пенополистирола, показан на рис. 66. Поверхность плит из пенополистирола со стороны помещений может быть обработана растворами различного состава с до бавлением полимерных материалов.
Для приклеивания плит к бетону или кирпичной сте не применяются полимерцемеитные растворы, приго товленные из тонкозернистого цементного раствора
144
с добавлением эмульсии по лимера. К сухой штукатур ке, дереву и асбестоцементным листам плиты пенополистирола приклеивают спе циальными клеями.
При строительстве жи вотноводческих и птицевод ческих зданий в США ши роко применяется теплоизо ляционный материал—пено- полистирол марок «SM» и «RM» [66]. Хорошие фи зико-механические свойства этого материала, а также отсутствие в нем среды для существования насекомых и грызунов позволили ему стать одним из основных теплоизоляционных мате риалов, применяемых при строительстве сельскохозяй ственных зданий.
Пенополистирол марки «SM» выпускается в виде плит синего цвета размером 2,4X0,61 м при толщине 19, 25, 38 и 51 мм. Его можно применять в ограждающих конструкциях строящихся зданий и для утепления стен и покрытий старых
Рис. |
65. Поперечное |
сечение |
|
конструкций |
животноводче |
||
ского |
здания. |
Стены |
кирпич |
ные, теплоизоляционный слой из пенополистирола уложен со
стороны |
помещения |
|
|
/ — плита |
пенополистирола; 2 — па- |
||
ронзоляционный |
слой; |
3—бетон; |
|
( — воздушная |
прослойка; |
5 — ч е р е |
|
пица |
|
|
|
Рис. 66. Поперечное |
сечение |
|
конструкций |
животноводче |
ского здания . Теплоизоляци
онный слой |
из |
пенополистиро- |
|||
ла |
уложен с наружной сторо |
||||
ны |
кирпичной |
стены |
здания. |
||
К |
совмещенному |
покрытию |
|||
крепится |
подвесной |
потолок, |
|||
утепленный |
плитами |
пенопо- |
|||
листирола |
|
|
|
||
I — бетон; |
2—плита |
пенополнстнро- |
|||
ча; |
Л — подвесное |
устройство; |
4 — асбестоцементный лист
10—178 |
145 |
зданий. Толщина теплоизоляционного слоя определяет ся расчетом или принимается по табл. 26 в зависимости от температуры наружного воздуха.
Т А Б Л И Ц А 26
|
|
Рекомендуемая толщина |
Температура наружного |
воздуха, °С |
теплоизоляционного |
|
|
слоя, мм |
— 10 |
' |
19 |
—15 |
|
25,4 |
—23 |
|
38 |
|
|
51 |
При устройстве теплоизоляционного слоя по опор ным элементам (брускам обрешетки, прогонам и т. д.), уложенным с промежутками, величину пролета прини мают по табл. 27 в зависимости от толщины применяе мых плит.
|
|
Т А Б Л И Ц А 27 |
|
Толщина плнт, мм |
Максимальный |
Примерный |
прогиб |
пролет, м |
плит, |
мм |
19 |
0,92 |
3 |
25 |
0,92 |
3 |
38 |
1,22 |
4 |
51 |
1,83 |
6 |
Термическое |
сопротивление |
пенополистирола |
марки |
|||
«SM» |
приведено |
ниже: |
|
|
|
|
|
_ |
|
мм |
Термическое сопротивление. |
||
|
Толщина плит, |
(м*-ч-град)/ккал |
' |
|
||
19 |
|
|
|
0,67 |
|
|
25 |
|
|
|
0,89 |
|
|
33 |
|
|
|
1,33 |
|
|
51 |
|
|
|
1,78 |
|
|
При устройстве теплоизоляционного слоя в огражда |
||||||
ющих |
конструкциях |
строящегося деревянного |
здания |
плиты пенополистирола располагают с наружной сторо ны каркаса перпендикулярно стойкам прогона, поясам ферм и другим несущим элементам. Во всех случаях стыки плит располагают над опорными элементами,
146
Плиты соединяются в четверть. Четверти выбирают при помощи обычного столярного инструмента. При утепле нии крыши стыки плит заполняют мастикой. После это го на теплоизоляционный слой укладывают слой строи тельного картона, пропитанного битумом, а на него — металлические листы кровли. При отсутствии картона он может быть заменен полиэтиленовой пленкой толщи ной не менее 0,1 мм.
При утеплении зданий из сборных железобетонных элементов плиты приклеивают к поверхности стен и чер
дачного перекрытия специальной |
мастикой, |
а обшивку |
|
к |
ним — специальным клеем. |
При отсутствии клея |
|
и |
мастики по поверхности стен и чердачного |
перекрытия |
устраивают решетку из деревянных брусков на пробках (сечение бруска 25X75 мм), к которой с помощью гврздей крепят плиты и защитную обшивку.
Пенополистирол марки «RM» в основном обладает те ми же физико-механическими свойствами, что и пенопо листирол марки «SM». Он выпускается в виде плит раз мером 610X1219 мм (почти в два раза короче плит из пенополистирола марки «SM»). Толщина плит 16, 25, 32, 33 и 51 мм. Поверхность плит пенополистирола марки «RM» обработана специальным составом, что придает им значительную плотность и поэтому они применяются главным образом для утепления крыши. Плиты крепят
ся к деревянным элементам гвоздями, а |
к бетонным и |
металлическим — специальной мастикой |
(клеем). Пли |
ты пенополистирола марки «RM» гидрофобны, поэтому при устройстве крыши пароизоляционный слой, как пра вило, не предусматривают (за исключением случаев, когда относительная влажность воздуха в помещении превышает 70%).
В процессе строительства утепленной крыши на теп лоизоляционный слой из плит пенополистирола марки «RM» укладывают рулонный строительный картон, про питанный битумом в заводских условиях. Отмечается, что гидрофобность плит пенополистирола марки «RM» и высокое качество обработки их поверхности уплотняю щим составом исключает возможность их разбухания и вздутия, т. е. одну из основных причин, вызывающую преждевременное разрушение и протекание кровли. Ре комендуется для обсыпки поверхности кровли, обрабо танной битумом, применять гравий и шлак.
|
Университетом штата Иллинойс (США) разработа- |
Ю* |
147 |
ны и нашли широкое применение сборные бескаркасные конструкции сельских зданий с несущими стенами из железобетонных панелей. Спроектированы два типа па нелей (рис. 67). Двухслойная панель состоит из слоя железобетона толщиной 6,5 и 9 см и слоя пенопласта толщиной соответственно 7,5 и 5 см. Трехслойная панель
Рис. 67. Многослойные стеновые панели с теплоизоляцией из
пенопласта |
|
|
а — двухслойные; б — трехслойные; |
/ — железобетон; |
2 — п е н о п л а с т ; |
3 — гнезда для анкерного болта; 4 — паз для завертывания |
гайки анкерного |
|
болта |
|
|
состоит из двух слоев железобетона толщиной по 4,5 см и расположенного между ними слоя пенопласта толщи ной 5 см. Ширина всех панелей одинаковая —1,2 м , вы
сота 3—3,6 м , масса |
одной панели около 700 кг. Конст |
|||
рукция использована |
при строительстве здания свинар |
|||
ника размером в плане 9,6X10.8 м - |
|
|||
Фирма «Доу |
Кемикал Компани» (США) изготавли |
|||
вает пенополистирол |
объемной массой около |
40 кг/м3, |
||
который применяется |
как утеплитель в зданиях |
птични |
||
ков. Полистирол выпускается |
в плитах размером 610Х |
|||
X (1219—2440) |
мм, толщиной |
16—51 мм. В птицеводче |
||
ском хозяйстве |
близ |
Норт-манчестера (штат Индиана, |
||
США) смонтирован |
птичник |
из сборных конструкций, |
||
~ выполненных из алюминиевого сплава. Ширина |
сборной |
148
стеновой трехслойной панели зданий 2,4 м , толщина теп лоизоляционного слоя 7,5 см. Трехслойные панели с об шивками из алюминиевых сплавов и гальванизирован ной стали со средним слоем из пенопласта применены для производственных зданий фирмами «Пенсалт Комикл Корпорейшн» и «Копперс Компани». Фирмы «Кери», «Соба» и другие производят и применяют панели типа «сэндвич» в течение многих лет.
Сельские строители Великобритании используют сборные трехслойные панели заводского изготовления
Рис. 68. Фрагмент |
утепленного |
Рис. |
69. Конструкция |
по |
|
покрытия |
|
крытия с плитным утепли |
|||
/ — складка; 2— потолочная утепленная |
телем |
|
|
||
/ — каркас; 2 — вол . шстые |
листы |
||||
панель; 3— болтовое |
соединение |
||||
из |
алюминиевого |
сплава; |
|||
|
|
3 — плитный утеплитель из иеиополястирола
для устройства покрытий и стен птичников. Панель име ет средний слой из пенополиуретана или пенопласта, заключенный между внешним и внутренним слоями из асбестоцементных или фанерных листов, либо древесно волокнистых плит.
Институтом сельскохозяйственного строительства при
Академии |
строительства и архитектуры ГДР совместно |
с другими |
организациями разработана конструкция |
сборных железобетонных складчатых оболочек проле том до 15 м для покрытий сельскохозяйственных зданий. В отапливаемых зданиях к ним с нижней стороны кре пятся трехслойные панели подвесного потолка с утепли телем из пенополистирола (рис. 68). Нижняя обшивка панели изготавливается из асбестоцементных листов, верхняя — из дерева. Панели соединяются с нижней гранью складки на болтах. В качестве кровли складча того покрытия могут служить строительный картон, би-
149
тумная мастика, поливинилхлорид и другие материалы. В ГДР применяются также конструкции покрытия с применением волнистых листов из алюминиевого сплава и плитного утеплителя из пенопласта (рис. 69).
Сельскохозяйственный проектный институт в Брати славе (ЧССР) разработал проектно-сметную докумен
тацию и |
осуществил экспериментальное |
строительство |
телятника на 143 головы. Для наружных |
ограждающих |
|
стен было |
предусмотрено использование |
многослойных |
панелей, а в покрытиях применялись стальные трубча тые фермы (пролет 9 м). Теплоизоляционный слой вы полнен из пенополистирольных плит в два слоя толщи ной 7,5 см, кровля из волнистых асбестоцементных листов. Чердачное помещение вентилируется через вы тяжную шахту, расположенную в коньке крыши.
Стены телятника предусмотрены |
в двух |
вариантах: |
|||||||||
первый |
вариант — с применением |
железобетонных пане |
|||||||||
лей |
и |
пенополистирола |
для |
теплоизоляции; второй — |
|||||||
с применением асбестоцементных |
панелей |
и |
такого |
же |
|||||||
теплоизоляционного материала (рис. 70). |
|
|
|
|
|||||||
В |
сельскохозяйственном строительстве |
Швеции |
как |
||||||||
в несущих, так и в ограждающих конструкциях |
широко |
||||||||||
используют |
фанеру, которая |
изготовляется |
|
на |
феноль- |
||||||
ной связке, |
не боящейся |
воздействия |
влаги, |
и даже |
ки |
||||||
пящей воды. Этот вид фанеры применяется |
|
для |
конст |
||||||||
рукций, |
находящихся в |
условиях |
повышенной |
влажно |
сти. В качестве наружной и внутренней обшивок в мно гослойных стенах (средний слой из пенополистирола) широко применяются древесноволокнистые плиты, пропи танные битумом. Для покрытия здания также применя
ются новые трехслойные потолочные |
панели размером |
|
1,25X2,5 м каждая. Верхний и нижний слои такой |
пане |
|
л и — из древесноволокнистых плит, |
средний — из |
пено |
полистирола; панели может переносить и монтировать один рабочий.
В Румынии за последние годы разработано несколь ко типов облегченных ограждающих конструкций для животноводческих и птицеводческих зданий. Примене ние легких строительных материалов в многослойных ограждающих конструкциях животноводческих зданий осложнялось быстрым отсыреванием их в условиях по вышенной влажности. Защита теплоизоляции от водяных паров и конденсата в многослойных конструкциях стен и покрытий осуществляется путем устройства одной или
150