книги / Строительные материалы

полиителей в пластмассы важным является обеспечение на-поверхности их частиц тонкой равнотолщинной плен­ ки полимера. На долговечность пластмасс отрицательно влияют процессы, способствующие прониканию влаги и агрессивных веществ через пленку полимера к зернам наполнителя.

§ 3. ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

1. Материалы для покрытия полов

Низкая истираемость, гигиеничность, необходимые тепло- и звукоизоляционные свойства в сочетании с воз­ можностью индустриализации строительных работ обус­ ловили широкое применение полимерных материалов для покрытия полов.

Из всего объема рулон.ных, плиточных, мастичных и погонажных полимерных материалов для полов рколо 70 % падает на долю поливинилхлоридного линолеума.

Линолеумы начали выпускать еще в конце прошлого столетия в виде рулонного материала с применением натуральных растительных масел, которые и обусловили их название. В настоящее время под собирательным на­ званием «линолеум» подразумевают рулонные материа­ лы из поливинилхлоридных, алкидных, резиновых и дру­ гих полимеров.

Линолеумы предназначены для устройства покрытий полов в жилых, общественных п некоторых промышлен­ ных зданиях. Применение линолеумных покрытий в 5— 7 раз сокращает длительность работ по сравению с на­ стилкой дощатых и паркетных полов. При правильной экс­ плуатации линолеумные покрытия полов могут служить 20—25 лет. Линолеумы выпускают без подосновы, а так­ же на тканевой, войлочной и других видах подосновы. Наиболее массовыми являются одно- и многослойные линолеумы без подосновы. Они могут иметь поверхность, окрашенную в различные цвета, гладкую, с узором, блес­ тящую, матовую, тисненую, Линолеумы изготовляют тремя способами: каландровым, промазным и экструзи­ онным.

Линолеумы без подосновы формуют каландровым и экструзионным способами. При каландровом способе по­ сле смешивания компонентов производится пластифика-

Рис. 16.6. Схема производства однослойного поливинилхлоридного линолеума

ция массы переработкой на вальцах и последующее фор­ мование полотна на каландрах (рис. 16.6). В состав мас­ сы однослойного линолеума обычно входит 40—45 % суспензионного поливинилхлорида, 19—23 % пластифи­ катора, 0,5—1 % стабилизатора, 19—35 % наполнителей

2—3 раза больше полимерного связующего и соответст­ венно меньше наполнителей, чем для нижних слоев. Смешивают компоненты в лопастных смесителях при 60—80 °С. Пластификацию производят при 130—150 °С активным растиранием и перемешиванием массы на вал­ ковых смесителях с двумя параллельными парами валь­ цов. Полотно формуют на многовалковых каландрах. При производстве многослойного линолеума получают пленки различного наполнения и окраски, которые за­ тем дублируют (склеивают) на специальных барабанных прессах, где развивают усилие 0,3—1,5 МПа и темпера­ туру до 170 °С. При экструзионном способе линолеумная

масса нагревается, пластифицируется и непрерывно вы­ давливается сквозь формующую головку экструдера.

Промазной метод используют,в производстве линолеумов на подоснове. При этом методе линолеумную пасту наносят на движущуюся подоснову с последующей тер­ мообработкой (желированием) в камерах и уплотнени­ ем на каландре (рис. 16.7). Если при каландровом и экструзионном способах используют в основном суспен­ зионный поливинилхлорид, то при промазном — эмульси­ онный, способный к пастообразованию. В качестве под­ основы наиболее часто применяют льняные, джутовые и кенафные ткани. Теплоизоляционной и звукопоглощаю­ щей подосновой являются войлок и другие волокнистые материалы.

Поливинилхлоридный линолеум изготовляют в виде полотнищ шириной 1200—2400 мм, толщиной до 2,1 мм и длиной не менее 12 м. Основные свойства линолеума без подосновы приведены в табл. 16.4. Поливинилхло­ ридный линолеум хранят в рулонах в вертикальном положении при температуре не ниже 10 °С. Его нежела­ тельно использовать при повышенном влажностном ре­ жиме эксплуатации, при воздействии жиров, масел и аб­ разивных материалов. Приклеивают линолеум к основа­ нию битумными и другими мастиками.

Т А Б Л И Ц А 16.4. ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДНОГО ЛИНОЛЕУМА БЕЗ ПОДОСНОВЫ

Нормы по типам

ми, МПа, нс менее

П р и м е ч а н и е . МП — многослойный линолеум с лицевым слоем из прозрачной поливинилхлоридной пленки с печатным рисунком; М — многослойный одноцветный или мраморовидный; О — однослойный.

Глифталевый (алкидный) линолеум изготовляют на тканевой подоснове с применением полимерной массы, получаемой из глицерина, фталевого ангидрида и моди­ фицирующих добавок. Его основной недостаток — повы­ шенная хрупкость, особенно при отрицательных темпе­ ратурах.

Коллоксилиновый (нитроцеллюлозный) линолеум в отличие от глифталевого производят однослойным без подосновы. Коллоксилин — это продукт нитрации дре­ весной или хлопковой целлюлозы. Этот вид линолеума имеет характерный красный или коричневый цвет и об­ ладает высокой гибкостью даже при отрицательных температурах. Его недостаток — повышенная возгорае­ мость.

Резиновый линолеум — реДин, изготовляют много­ слойным. Для верхнего слоя используют цветную рези­ ну, для нижнего — обычно смесь старой дробленой ре­ зины и битума. Релин выпускают также на теплозвуко­ изолирующей подоснове и поставляют в виде ковров размером на комнату.

Технологический процесс производства релина вклю­ чает дробление изношенной резины, изготовление ниж­ него и верхнего слоев, их дублирование и вулканизацию. При получении нижнего слоя дробленая резина смеши­ вается с битумом и перемешивается при 150°С. В реге­ нерированную пластичную битумнорезиновую смесь вво­ дят серу, и она приобретает неплавкое и нерастворимое эластичное состояние. Полученные пластины битумно-ре­ зиновой массы подвергают каландрированию. Для высо­ кокачественного релина нижний слой вырабатывают из смеси каучука, дробленой резины и наполнителей без битума. Верхний слой релина получают из смеси измель­ ченного синтетического каучука с наполнителями, кра­ сителями и другими добавками, которая подвергается термопластификации, т. е. нагреву при 130—140°С с од­ новременным продуванием воздуха под давлением 0,3— 0,4 МПа. Полученную смесь вальцуют и подают на фор­ мование. Последний этап производства релина — дуб­ лирование слоев с одновременной вулканизацией кау­ чука.

Для резинового линолеума характерны высокая водо- и химическая стойкость, звукопоглощаемость. Релин с пористой основой можно укладывать непосредственно на железобетонное основание без утепляющего и звуко­ изолирующего слоев. Применение релина особенно реко­ мендуется в помещениях с повышенным влажностным режимом эксплуатации.

В последние годы в строительстве все шире внедряют

используют тканые и нетканые покрытия из синтети­ ческих волокон.

Ворсолин —~ нетканый двухслойный ворсовый мате­ риал. Его подосновой служит пленка из эмульсионного поливинилхлорида. Для покрытия применяют ворсовую пряжу из полипропиленовых или полиамидных волокон. Производство ворсолина включает получение поливинил­ хлоридной пасты, изготовление петель из ворсовой пря­ жи и формирование ковра. Рулоны ворсолина изготов­ ляют шириной 1 м, длиной до 50 м, толщиной 5—6 мм. Ковры ворсолина сваривают или склеивают в полотнища размером на комнату.

Ворсонит — рулонный одноили двухслойный мате­

риал. Сырьем для него являются холсты из полиэфиров, полиамидов и других полимеров. Холст пропитывают жидким связующим, подвергают термообработке и от­ делке. Ворсонит выпускают в рулонах шириной 1600 мм; его прочность при разрыве не менее 2—2,5 МПа.

Материалы на пенолатексной основе представляют собой двухслойные ворсовые ковры, верхним слоем ко­ торых является синтетическая ткань с капроновым вор­ сом, а нижним — губка из вспененного латекса. Полы из синтетических ковровых материалов кроме износостой­ кости отличаются высокими декоративно-художествен­ ными, теплотехническими и акустическими свойствами.

Плиточные материалы для полов являются менее по­ лимероемкими, чем рулонные, и позволяют устраивать покрытия, различные по цвету и рисунку, легко ремон­ тируются. Вместе с тем, покрытия полов из плиток име­ ют большое количество швов, снижающих их долговеч­ ность. Плиточные покрытия менее гигиеничны и более трудоемки по сравнению с покрытиями из рулонных ма­ териалов.

Из пластмассовых плиток для полов основные— по­ ливинилхлоридные и кумароновые. Связующим кумароновых плиток служит инден-кумароновый полимер. Тех­ нология получения плиток близка к технологии изготов­ ления линолеумов. После каландрирования полотно раз­ резают на полосы и подают на пресс для вырубки плиток. Плитки можно вырубать также из выбракованных кусков линолеума. Форма плиток квадратная или прямоуголь­ ная, размеры 300X300, 200X200, 300X150, 200X100 мм, толщина 1,5; 2 и 3 мм. Истираемость их 0,04—0,08 г/см2, водопоглощение за 24 ч не более 1 %. Основной недоста­ ток кумароновых плиток — повышенная хрупкость. Поливинилхлоридную и кумароновую плитку не реко­ мендуется применять в помещениях с повышенными теп­ ловым и влажностным режимами эксплуатации и при возможном воздействии масел, жиров и абразивных ма­ териалов.

Методом высечки из кусков релина или горячим прес­ сованием получают резиновые плитки. Применяют их так же, как и релин, в помещениях с повышенной влаж­ ностью и химически агрессивными средами. Из фенолоальдегидных пресс-порошков, включающих наволочный полимер, наполнители и добавки, получают фенолитовые плитки, обладающие высокой прочностью, сопротив­

лением ударным нагрузкам, водо- и химической стой­ костью.

Кроме рулонных и плиточных для устройства полов применяют мастичные материалы — вязкотекучие поли­ мерные составы, наносимые путем полива или распыле­ ния на различные основания с последующим отвердева­ нием. Полы из мастичных материалов (наливные полы)— бесшовные, они гигиеничны и удобны в эксплуа­ тации, технологичны. Из полимерных мастичных соста­ вов наиболее распространены водные дисперсии поли­ винилацетата и латексов. Они содержат не менее 50 % полимера и минеральные наполнители. Необходимая подвижность мастик достигается разбавлением водой. Поливинилацетатные мастичные полы по сравнению с латексными обладают меньшей водостойкостью, их не рекомендуется применять в производственных помеще­ ниях с мокрыми процессами. Высокой водостойкостью и малой истираемостью обладают наливные полы на осно­ ве эпоксидно-каучуковых композиций. Наряду с термо­ пластичными в качестве связующих мастик для полов могут применяться и термореактивные полимеры.

2. Конструкционные материалы

Основными представителями пластмасс, применяе­ мых для возведения несущих, ограждающих и других строительных конструкций, являются древесно-слоистые пластики и стеклопластики, полимерные бетоны. К по­ лимерным материалам для ограждающих конструкций можно отнести также древесно-стружечные и древесно­ волокнистые плиты, фанеру и фанерные изделия.

Древесно-слоистые пластики (ДСП) — материалы, изготавливаемые в виде листов и плит горячим прессо­ ванием пакетов древесного шпона, пропитанного поли­ мером. Технология производства ДСП включает подго­ товку древесного шпона, пропитку его полимером, сушку и сборку шпона в пакеты, прессование и обрезку. Шпон получают с помощью лущильных станков из распарен­ ных кряжей березы, ольхи и бука. Толщина листов шпо­ на в зависимости от настройки лущильного станка может колебаться от 0,5 до 2,5 мм. Ленту шпона разрезают на листы квадратной или прямоугольной формы, которые сушат в роликовых сушилках до влажности 9—12%.

Связующим для ДСП служат резольные фенолформальдегйдные или фенолокарбамидно-формальдегидные

полимеры. Для пропитки используют разбавленные 28— 36 %-ные или концентрированные 50—55 %-ные раство­ ры полимеров. Шпон, уложенный в специальные кассеты или контейнеры, пропитывают в ваннах полимерным ра­ створом. Глубокая пропитка достигается под давлением 0,4—0,5 МПа в автоклаве. Пропитанный полимерным раствором шпон сушат в камерных или конвейерных су­ шилках при 80—90 °С для удаления воды и растворите­ лей и направляют на сборку в пакеты.

Применяют несколько схем укладки листов шпона в зависимости от требуемых свойств ДСП. Существенная анизотропия свойств материала достигается при одина­ ковом расположении волокон в смежных слоях, и нао­ борот, одинаковые механические свойства в разных на­ правлениях обеспечиваются при взаимно перпендику­ лярном расположении волокон. Так же изготовляют пластики со смешанным расположением волокон шпона. Прессуют собранные пакеты на многоэтажных гидрав­

ходную древесину и используются для изготовления не­ сущих конструкций, вспомогательных, крепежных и мон­ тажных элементов.

Стеклопластики — пластмассы, содержащие в качест­ ве упрочняющего наполнителя стекловолокнистые мате­

легкость, низкая теплопроводность и другие ценные свой­ ства определили широкое использование стеклопласти­ ков в различных строительных конструкциях. Использо­ вание легких конструкций, изготовленных на основе стек­ лопластиков, позволяет снизить массу зданий в 16 раз по сравнению с кирпичными и в 8 раз по сравнению с крупнопанельными железобетонными зданиями. Стекло­ пластики легче в 1,5 раза изделий из алюминиевых спла­ вов, существенно превышая последние по механической прочности. Они в несколько десятков раз более стойки к ударным воздействиям, чем стекло, их прочность на из­ гиб и растяжение в 5—10 раз выше стекла, а плотность в 1,5—2 раза меньше.

Светопропускание стеклопластиков может достигать 90 % на толщину 1,5 мм, в том числе до 30 % — в ультра­ фиолетовом спектре против 0,5 % для обычного и сили­ катного стекла. Стеклопластики обладают теплопровод­ ностью в 6—10 раз более низкой, чем такие материалы, как керамика, бетон и железобетон. Для стеклопласти­

к плотности (удельная усталостная прочность) стекло­ пластиков примерно такое же, как и малоуглеродистой стали; они могут выдерживать длительные эксплуатаци­ онные нагрузки. По значению температурного коэффи­ циента линейного расширения (10—25-10-6) стеклоплас­ тики близки к легким металлам. Однако некоторые стеклопластики имеют склонность к старению и понижен­ ную долговечность при эксплуатации в суровых клима­ тических условиях.

В строительстве стеклопластики применяют в виде плоских и волнистых листов для устройства светопроз­ рачной кровли промышленных зданий и сооружений; теп­ лиц и оранжерей; малых архитектурных форм; трехслой­ ных светопрозрачных и глухих панелей ограждений и по­ крытий; оболочек и куполов; изделий коробчатого и трубчатого сечений; оконных и дверных блоков; сани­ тарно-технических изделий; форм для изготовления бе­ тонных и железобетонных изделий и др.

Полимерным связующим стеклопластиков обычно яв­ ляются полиэфиры, реже фенолоформальдегидные и эпоксидные смолы; наполнителем — тканые и нетканые стекловолокнистые материалы.

Стекловолокно изготовляют из расплавленной стект ломассы фильерным или штабиковым способами. Диа­ метр волокна может колебаться от 0,1 до 300 мкм. По длине волокно делится на штапельное (от 0,05 до 2— Зм) и непрерывное. Прочность элементарных стеклянных волокон в несколько десятков раз выше объемных об­ разцов стекла; она достигает для непрерывных волокон диаметром 6—10 мкм 300 МПа.

В производстве стеклопластиков получили примене­ ние ткани и сетки из стекловолокна, а также нетканые материалы в виде жгутов и холстов, обеспечивающие эффективную пропитку связующим. С целью повышения вязкости полимерного связующего, уменьшения усадки, придания отвержденным композициям необходимой же­ сткости и твердости, а также соответствующего декора­ тивного вида, наряду с волокнистыми материалами, в стеклопластики вводят инертные наполнители: каолин, маршалит, тальк, слюду и др. Последние изготовляют в специальных установках, на которых полотно полимер­ ного материала подогревают и протягивают через прессагрегат, в котором с помощью сжатого воздуха форму­ ется оболочка заданной формы (рис. 16.8).

Из стеклопластиков в наибольшем количестве произ­ водят листовые материалы — стеклотекстолиты, полу­ прозрачные и прозрачные листы на основе рубленого стекловолокна, светопрозрачные купола и оболочки.

Стеклотекстолиты получают мокрым или сухим спо­ собом на основе стеклоткани и отвержденного связующе­ го. При мокром способе, который используется в том случае, когда связующее не содержит растворителей, производится пропитка пакета стеклоткани полимером, прессование изделий, отверждение, распрессовка и ме­ ханическая обработка. При сухом способе пропитанную связующим стеклоткань высушивают до удаления раство­ рителя. Предел прочности стеклотекстолитов при рас­ тяжении по основе достигает 220—300 МПа. Стеклотек­ столиты применяют при устройстве электрораспредели*- тельных щитов, изготовлении наружных стеновых панелей и других конструкций.

Листовые полиэфирные стеклопластики на основе рубленого волокна (длиной 40—50 мм) получают непре­ рывным формованием на конвейерных установках. Их предел прочности при растяжении должен быть не менее 40—50 МПа. Полиэфирные стеклопластики предназначе-