Полимеры и пластмассы в строительстве.

Полимерами называют химические вещества, образованные соеди­нением нескольких, иногда очень многих, одинаковых молекул без суще­ственного изменения их структуры. Пластические массы (пластмассы) -это материалы, в состав которых входят полимеры. Пластические массы состоят из следующих компонентов: наполнитель, краситель, стабилиза­тор, пластификатор.

Положительными свойствами пластмасс являются: малый объемный вес в пределах 20-2200 кг/м³, высокие прочностные характеристики (прочность при растяжения до 150 МПа, при сжатии до 400 МПа), низкая теплопроводность, высокая химическая стойкость и устойчивость к корро­зионным воздействиям, технологическая легкость обработки и сварки. К отрицательным свойствам пластмасс относят их низкую теплостойкость (от + 70 до +200°), малую поверхностную твердость, повышенную ползу­честь, особенно при повышенных температурах, горючесть. К недостаткам можно отнести я недолговечность большей части пластмасс, что значи­тельно снижает возможность их применения в строительстве.

Все молекулярные вещества, применяемые в пластмассах, делят на четыре класса в зависимости от способа их получения. Наиболее широко в строительстве применяют полимеры, получаемые: «А» - полимеризацией, «Б» - поликонденсацией. В зависимости от того, как полимеры ведут себя при нагревании, они делятся на термопластичные и термореактивные.

К полимерам класса <<А» относятся: полиэтилен низкого и высокого давления, полипропилен, поливинилхлорид, полиизобутилен, полистирол, поливинилацетат и другие.

К поликонденсационным полимерам класса «Б» относятся фенолоальдегидные полимеры (феноло-формальдегидный, фенолофурфурольный,«фенололигниновый), карбамидные полимеры, полиэфи­ры, полиуретаны, кремнийорганические полимеры, эпоксидные полимеры.

 

Полимерные материалы, используемые для покрытия полов, должны быть достаточно прочными, устойчивыми против истирания, мало погло­щать воду и не набухать при увлажнении, не содержать токсичных приме­сей и иметь красивый внешний вид. Полимерные материалы для полов можно разбить на три типа: рулонные, плиточные и монолитные.

 

К рулонным материалам относятся различные виды линолеумов: поливинилхлоридный линолеум безосновный, на тканевой основе, на тепло и звукоизолирующей войлочной и пористой основе, алкидный линолеум на тканевой основе, резиновый линолеум (релин) на пористой теплоизо­лирующей основе и др. Линолеум приклеивают к основанию специальны­ми мастиками или укладывают насухо, с зажимом плинтусами.

 

Для устройства полов широко применяют и плиточные материалы, изготовленные на основе полимеров, наполнителей, пигментов и пласти­фикаторов. Распространены поливинилхлоридные, кумароновые, резино­вые плитки. Плитками принято называть изделия с размерами сторон не более 50 см, более крупные изделия называют плитами. По форме плитки могут быть квадратными, прямоугольными, фигурными, по фактуре лицевой поверхности - гладкими или рифлеными. Плитки наклеивают на основание с помощью мастик. Недостатком плиточных покрытий является большое количество швов, что снижает долговечность и гигиеничность пола.

 

Монолитные мастичные покрытия полов отличаются высокой проч­ностью на истирание, по сравнению с линолеумными и плиточными пола­ми. В зависимости от сырья монолитные полы на основе полимеров делят­ся на три группы: поливинилацетатные, полимерцементные и пластбетоны. Они могут быть одно-двухслойными, в зависимости от качества освоения и условий эксплуатации.

 

Стеновые материалы на основе полимеров можно разделить на две

группы: конструкционные и отделочные. К группе конструкционных материалов относят древесно-слоистые пластики и стеклопластики. Древесно-слоистые пластики представляет собой плиточные или листовые мате­риалы, получаемые горячим прессованием листов древесного шпона, про­питанных полимером. Длина листов 700-3600, ширина - 900-1200, толщи­на - 3-5 мм. Стеклопластики состоят из стекловолокнистых наполнителей, склеенных полимерами. Наполнителями служат рубленое стекловолокно, стеклоткань. Характерной особенностью стеклопластика является высокая коррозионная и химическая стойкость. Стеклопластики делятся на про­зрачные, пропускающие 60-85 % света, полупрозрачные (30-60 %) и не­прозрачные. Прочность стеклопластиков при сжатии достигает 90 МПа, при растяжении - 60 МПа, при изгибе - 130 МПа. Древесно-слоистые пла­стики и стеклопластики используют для обшивки стен, изготовления трех­слойных стеновых панелей, при строительстве легких временных построек (палатки, навесы, стенды).

Отделочными стеновыми материалами на основе полимеров являют­ся облицовочные плитки (полистирольные, поливинилхлоридные, фенолитовые), рулонные материалы (линкруст, моющиеся обои, пленочные ма­териалы). Линкруст состоит из плотной бумажной основы, на которую с одной стороны наносят тонкий слой пасты, состоящий из синтетического полимера (обычно поливинилхлорида), наполнителя (пробковой или дре­весной муки), пластификатора и красителей. Лицевая сторона может быть гладкой или с рельефным рисунком. Линкруст используют для отделки стен, перегородок, встроенной мебели, Моющиеся обои - это бумажные обои, покрытые с лицевой стороны слоем поливинилацетатной эмульсии.

 

Полимеры широко используют для выпуска кожаных изделий: плинтусов для полов, поручней для лестниц, накладок на проступи ступе­ней лестниц, раскладок для крепления листовых материалов, панельщиков.

Для тепло- и звукоизоляции применяют газонаполненные изделия из пластмасс - пенопласта, поропласты и сотопласты. Пенопласт (пенополи-стирол, пенополивинилхлорид, мипора, пенополиуретан) представляет со­бой материал с системой изолированных ячеек, не сообщающихся между собой. К поропластам относят материалы с системой сообщающихся ячеек или полостей, заполненных газом. Сотопласты отличаются регулярно по­вторяющимися полостями, имеющими правильную геометрическую фор­му в виде пчелиных сот.

Полимеры также широко используют для производства труб и санитарно-технических изделий. Полиэтиленовые, поливинилхлоридные тру­бы и соединительные детали из этих пластмасс отличаются большой мо­розостойкостью, гибкостью при низких температурах, хорошо поддаются механической обработке, они значительно легче стальных. К санитарно-

техническим изделиям на основе пластмасс относятся ванны, умывальни­ки, раковины, душевые кабины и множество мелких деталей оборудования ванных комнат, уборных, моечных помещений, кухонь.

Понятия о зданиях и сооружениях

 

Сооружением принято называть все, что искусственно возведено человеком для удовлетворения его материальных и духовных потребностей.

Зданием называют наземное сооружение, имеющее внутреннее пространство и предназначенное для того или иного вида человеческой деятельности.

 

Все сооружения, кроме зданий, принято называть инженерными, т.е. сооружения предназначены для выполнения сугубо технических задач (мосты, телебашни, подземные переходы и т.д.).

 

 

Требования, предъявляемые к зданиям и сооружениям.

При проектировании и строительстве зданий и сооружений должны быть учтены ряд требований.

функциональная целесообразность предполагает, что здание должно отвечать тому процессу, для которого оно предназначено. В частности, в жилых зданиях должно быть обеспечено удобство проживания, отдыха, в производственных зданиях - удобство труда.

Техническая целесообразность определяется его конструктивным решением и должна учитывать все внешние воздействия (силовые и не силовые), воспринимаемые зданием в целом и его отдельными элементами (рис 2.1).

С учетом возможных воздействий при проектировании здания должны быть удовлетворены требования по прочности, устойчивости и долговечности к отдельным конструкциям и всему зданию в целом.

Прочность здания - способность его воспринимать нагрузки без разрушения и существенных остаточных деформаций.

 

Устойчивость (жесткость) - способность здания сохранять равновесие при внешних воздействиях.

I

Долговечность - способность сохранять прочность, устойчивость как здания, так и его отдельных элементов в течение определенного времени. По долговечности здания проектируются в зависимости от требуемой степени:

I степень предполагает эксплуатацию здания в течение более чем 100 лет;

II степень - от 50 до 100 лет;

III степень - от 20'до 50 лет; IV степень - от 5 до 20 лет.

 

Пожарная безопасность представляет собой сумму мероприятий, уменьшающих возможность возникновения пожара и уничтожения элементов здания и его самого в целом. Используемые в зданиях конструкции могут быть несгораемыми, трудносгораемыми и, сгораемыми. Кроме этого, конструкции характеризуются пределом огнестойкости, т.е. временем в

часах воздействия огня или высокой температуры на конструкцию до потеря ею несущей способности или обрушения. По огнестойкости все здания подразделяются на пять степеней. Для того чтобы проектировщик правильно ориентировался в вопросах выявления требований, предъявляемых к конкретному зданию, установлено такое понятие, как класс здания по капитальности.

Капитальность- это совокупность свойств, присущих зданию в целом, его народнохозяйственное и градостроительное значение, его значимость. С другой стороны - это комплекс важнейших требований к зданию и его отдельным элементам. Установлены четыре класса зданий по капитальности. В частности, к зданиям первого класса относятся крупные общественные здания (музеи,
театры), правительственные учреждения, жилые дома высотой более девяти этажей и т.д., к зданиям четвертого класса - малоэтажные жилые дома,
временные общественные здания, производственные здания, рассчитанные на эксплуатацию в течение короткого времени.

 

Архитектурно-художественные качества предполагают, что здание будет привлекательно по экстерьеру и интерьеру. При проектировании здания проектировщик должен стремиться к поднятию его архитектурно-художественных качеств до уровня художественного образа. Особенно, в последнее время, это относится к зданиям массовой постройки.

 

Техническая целесообразность предполагает отбор наиболее оптимальных для данного вида здания затрат средств, труда и времени на его возведение и содержание. Это выражается стоимостью 1 м², 1 м³ здания, которая должна быть в определенных пределах.

 

 

Классификация зданий.

 

В зависимости от назначения здания делятся на несколько видов.

I. Гражданские здания предназначены для обслуживания бытовых и общественных потребностей людей. Они могут быть жилыми (жилые дома, общежития, гостиницы) или общественными (административные, учебные здания и т.д.).

1. Промышленные здания возводят для размещения в них различных орудий производства и выполнения в них определенных трудовых процессов (производственные цеха, склады и т.д.).

3. Сельскохозяйственные здания предназначены для обслуживания потребностей сельского хозяйства (теплицы, птичники, коровники).

 

По числу этажей гражданские здания делятся на малоэтажные (1-3 эт.), средне-этажные (4 - 5 эт.), многоэтажные (6-9 эт.), повышенной этажности (10-25 эт.), высотные (26 эт. и более).

 

По виду и размерам строительных конструкций различают здания из мелкоразмерных элементов (из кирпича, мелких блоков, деревянные из бревен) и из крупноразмерных элементов (крупноблочные, крупнопанельные, объемно-блочные).

 

По степени распространенности различают здания массового строительства и уникальные, имеющие особо важное общественное к народно-хозяйственное значение.

От места расположения в здании различают этажи подвальные, цокольные, надземные, мансардные (чердачные).

 

 

Объемно-планировочные элементы и параметры зданий

 

В зданиях выделяют три группы взаимно связанных частей и элементов, дополняющих друг друга.

Объемно-планировочные элементы - крупные части, на которые делится все здание (секция, этаж, отдельное помещение).

 

Конструктивные элементы определяют структуру здания, к ним относятся фундаменты, стены, перекрытия.

 

Строительные изделия - мелкие элементы, из которых состоят конструктивные элементы (колонна, плита перекрытия и т.д.).

 

Объемно-планировочными параметрами здания являются шаг, пролет, высота этажа (рис 2.2).

 

Пролетом в плане называют расстояние между координационными осями стен или отдельных столбов (колонн) в направлении, соответствующем длине основной несущей конструкции перекрытия или покрытия.

 

Шагом в плане является расстояние между координационными осями вертикальных несущих элементов в направлении перпендикулярном пролету. Шагом определяется расположение на плане здания стен, колонн.

 

Координационные оси - линии, проведенные во взаимно перпендикулярных направлениях на плане здания и определяющие местоположение вертикальных несущих элементов. Оси маркируются в одном направлении (обычно более протяженном) цифрами, в другом - заглавными буквами русского алфавита.

 

Высота этажа - расстояние по вертикали от уровня пола нижерасположенного этажа до уровня пола вышерасположенного, а в верхних этажах и одноэтажных зданиях - до верхней отметки чердачного перекрытия.