§ 3.4. Органическое стекло и винипласт

Органическое стекло и винипласт — термопластичные материа­лы. Их применяют для изготовления светопрозрачных элементов конструкций в виде небольших куполов или волнистых листов.

Органическое стекло — прозрачный или окрашенный листовой материал, состоящий целиком из полимера — полиметилметакри-. дата — без введения в него каких-либо наполнителей.

Листовое органическое стекло изготовляют в формах, стенки которых выполнены из полированных листов силикатного стекла. Длину и ширину листа органического стекла получают равными размерам формы, а толщи­ну — равной просвету между листами силикатного стекла.

Специфическими достоин- 200\-"ствами органического стекла являются: высокая прочность; высокое светопропускание, в том числе проницаемость для 100 ультрафиолетовых лучей; вы­сокая ударная прочность; мед­ленное старение.

К недостаткам оргстекла относятся: невысокая тепло­стойкость.

В строительстве в основном приме­няют техническое органическое стекло в листах размером до 1500Х 1700 мм, толщиной от 0,8 до 40 мм.

При температуре 20° С прочность органического стекла при рас­тяжении составляет 55 МПа и при сжатии — 80 МПа, а свето­пропускание достигает 0,92. Изменение прочности оргстекла в зависимости от температуры показано на рис. 3.5.

Винипласт может быть светопроницаемым и при этом окрашен­ным в слабые цветные тона (листовой неармированный матери­ал). Волнистые листы из винипласта имеют толщину 1—2 мм, ширину до 1200 мм. По основным механическим свойствам вини­пласт близок к органическому стеклу (см. приложение III).

Особенностями винипласта, выгодно отличающими его от дру­гих светопрозрачных пластмасс, являются самозатухаемость, вы­сокая химическая стойкость, меньшая стоимость.

Вместе с тем этому материалу присущи и некоторые недостат­ки: меньшее светопропускание и желтоватый оттенок материала, что вынуждает вводить в винипласт красители; более интенсивное старение; невысокая теплостойкость и хрупкость при отрицатель­ных температурах. Последний недостаток преодолевается путем введения пластификаторов, хотя при этом несколько снижаются механические свойства винипласта.

§ 3.5. Воздухонепроницаемые ткани

Воздухонепроницаемые ткани предназначены для изготовления, пневматических строительных конструкций (см. § 17.8). Эти ткани состоят из текстиля и эластичных покрытий.

Технический текстиль является прочной основой воз-, духонепроницаемых тканей. Он изготовляется из высокопрочных синтетических волокон. Полиамидные волокна типа «капрон» при­меняются наиболее широко. Они имеют высокую прочность при значительной растяжимости и малой стойкости против старения. Полиэфирные волокна типа «лавсан» менее растяжимы и более стойки против старения, и их применение непрерывно растет. Синтетические волокна не подвержены загниванию, но являются сгораемыми. Текстиль имеет полотняное переплетение. Более прочные нити располагаются вдоль рулона (основа), а менее проч­ные — поперек него (уток).

Покрытия обеспечивают необходимую воздухонепроницаемость тканей, служат для плотной связи нитей и слоев текстиля между собой и защищают их от активного атмосферного старе­ния. В качестве покрытий применяют главным образом резину на основе синтетических каучуков, а также эластичный пластифици­рованный поливинилхлорид.

Воздухонепроницаемые ткани изготовляются заводами резино­технических изделий в виде полотнищ шириной до 1 м, длиной до • , 20 м, толщиной от 1 до 2 мм и массой от 0,5 до 1,5 кг/м², свер- . нутых в рулоны. По числу слоев текстиля их изготовляют одно­слойными и многослойными с числом слоев до трех. Многослойные ткани бывают параллельно дублированными, в которых нити. слоев располагаются ^параллельно, и диагонально дублиро- ;. ^ванными, когда они располагаются» под углом 45° друг к-другу. Наша промышленность выпускает следующие воздухонепро­ницаемые ткани, пригодные для изготовления пневматических конструкций: однослойная ткань У-93 и двухслойная ткань ' У-92, параллельно дублированная для воздухоопорных кон­струкций; двухслойная ткань № 109Ф и трехслойная № 110Ф, па­раллельно дублированная для изготовления более напряженных пневмокаркасных конструкций. Расчетные сопротивления этих _; тканей приведены в табл. 7 приложения IV.

Резина из натурального каучука толщиной 1 мм применяется для изготовления камер пневмокаркасных конструкций. Для из- .:. готовления небольших,, воздухоопорных конструкций со сроками службы, измеряемыми месяцами, применяются малопрочные и не стойкие к свету синтетические пленки.

Свойства воздухонепроницаемых тканей зависят от свойств со­ставляющих их текстилей и покрытий.

Прочность воздухонепроницаемых тканей зависит не от их толщины, а только от прочности нитей текстиля, направленных вдоль действующего растягивающего усилия. Вдоль основы она значительно выше, чем вдоль утка, что соответствует их относи­тельной прочности. Прочность параллельно дублированных тканей близка к суммарной прочности составляющих их слоев. Диагональ­ные слои диагонально дублированных тканей повышают их проч­ность не более чем на 10%, но существенно повышают их сопро­тивление сдвигам в их плоскости и разрывам. Максимальная проч­ность многослойных воздухонепроницаемых тканей на .растяже­ние достигает 200 кг/см.

Деформативность воздухонепроницаемых тканей весьма значительна. При испытании на растяжение ткани показывают сначала повышенные деформации, что объясняется начальным распрямлением напрягаемых волокон, затем рост деформаций приближается к линейной зависимости от усилий и в заключение нри разрушающей нагрузке происходит хрупкий разрыв образца. Предельная растяжимость тканей на основе синтетических волокон достигает при одноосном растяжении 30%. Длительный модуль упругости однослойных тканей составляет около 90 кг/см по ос­нове и около 45 кг/см по утку (соответственно 90 и 45 кН/м).

Старение воздухонепроницаемых тканей происходит в ре-' зультате длительного воздействия на них в период эксплуатации кислорода и озона воздуха, солнечного света, переменной влажно­сти и температуры. Покрытия ткани при этом снижают свою эла­стичность -и воздухонепроницаемость, а нити текстиля уменьшают свою прочность.

- Морозостойкость тканей является достаточной, и они сохраняют свои свойства при температуре до 50° С. Теплостой­кость их тоже достаточно высока, и они могут эксплуатироваться при температуре до 100° С. К недостаткам тканей относятся их сгораемость и легкая повреждаемость.