Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Нехорошев А.В. Новые виды строительных материалов и конструкций в сельском строительстве

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
27.10.2023
Размер:
25.56 Mб
Скачать

При 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

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ