Основные виды пластмасс, их область применения

Конструкционные пластмассы в строительстве применяют в составе элементов несущих и ограждающих конструкции сравнительно недавно, к ним относятся:

· стеклопластики;

· пенопласты;

· оргстекло;

· винипласт;

· воздухо- и водонепроницаемые ткани и пленки;

· древесные пластики;

Стеклопластики - э то листовой материал из стеклянных волокон или тканей, связанных синтетической смолой

Стекленные волокна (наполнитель) служат армирующими элементами: они воспринимают основные нагрузки при работе материалов конструкций. Смола не только связывает стекленные волокна, но и распределяет усилий между ними, защищает материал от внешних воздействий.

 

Пенопласты -это ячеистые газонаполненные конструкционные пластмассы. Они представляют собой нетвердую пену, состоящую из массы замкнутых ячеек, заполненных воздухом или безвредным газом.

Наполнителями являются газы, образующиеся в процессе пенообразования.

Пенопласты образуются путем горячего вспенивания термопластичных смол или введением в состав термореактивных смол отвердителей и пенообразователей в процессе их твердения.

Свойства:

· это наиболее лёгкий конструкционный материал (ρ=30¸100 кг/м³);

· прочность их мала: 0,2¸0,5 МПа (сжатие), 0,1 – 0,7МПа (сдвиг);

· очень эффективный теплоизоляционный материал;

· пенопласты бывают сгораемыми (ПС–1, ПС–4); трудносгораемыми и самозатухающими (ПСБ, ФРБ).

Применяют для слоистых плит, панелей покрытий и стен.

 

Органическое стекло (оргстекло) полностью состоит из термопластичной смолы полиметилметакрилата без каких-либо наполнителей и изготовляется в виде листов или плит.

Свойства:

· имеет достаточную прочность при изгибе (до 10 МПа);

· имеет ограниченную жесткость и твердость;

· поверхность легко повреждается;

· оргстекло сгораемо;

· высокая степень прозрачности (до 95%)

Применяют для создания светопрозрачных участков в покрытиях и стек. Малая теплостойкость оргстекла позволяет формовать из нагретых листов гнущиеся поверхности фонарей.

 

Винипласт, как и оргстекло, полностью состоит из термопластичной смолы без наполнителей. Изготавливается в виде плоских или волнистых листов толщиной до 2 мм, и шириной до 120 см.

Свойства винипласта близки к свойствам оргстекла. Основные преимущества:

· самозатухаемость;

· высокая стойкость в химически агрессивных средах;

· относительно низкая стоимость.

Применяют в конструкциях, работающих в химически агрессивных средах.

Воздухо- и водонепроницаемые ткани и пленки - материал, состоящий из:

· технического текстиля (прочностная основа тканей). Технический текстиль изготавливается из высокопрочных синтетических волокон:

- полимерных волокон типа «капрон»;

- полиэфирных волокон типа «лавсан».

Текстиль имеет полотняное переплетение. Более прочные нити располагаются вдоль рулона (основа), а менее прочные – поперек него (уток).

· эластичных покрытий (обеспечивают воздухонепроницаемость тканей, служат для связи нитей и слоев текстиля между собой, замедляют процесс старения). В качестве покрытий применяют резину на основе синтетических каучуков, эластичный пластифицированный поливинилхлорид.

Промышленность выпускает следующие воздухонепроницаемые ткани:

однослойные У-93;

двухслойные У-92, №109 Ф;

трехслойные №110 Ф.

Применяют для изготовления пневматических конструкций:

· воздухоопорные пневмооболочки. Они состоят из тканевой оболочки, опорного контура, входного шлюза, воздуходувной установки. Воздухоопорные оболочки могут образовывать покрытия пролетом до 60м. Они имеют небольшую массу (1кг/м²), могут перевозиться любым видом транспорта в сложенном виде и устанавливаться на опорный контур в считанные дни.

· пневмовантовые конструкции представляют собой такую же воздухоопорную оболочку, в состав которой включены стальные тросы - ванты, которые воспринимают основную часть усилий, действующих в оболочке, и поэтому пролеты пневмовантовых конструкций могут быть значительно больше и достигать 100 м.

· пневмокаркасные конструкции состоят из пневмоэлементов: пневмостоек, пневмобалок, пневмоарок, которые представляют собой герметически замкнутые баллоны из особо прочной воздухонепроницаемой ткани. Они могут служить стойками, балками, арками небольших (до 12м) пролетов.

Древесные пластики – материалы, полученные соединением синтетическими смолами продуктов переработки натуральной древесины. К ним относится:

· древеснослоистые пластики - это листы или плиты, изготовленные из тонкого лущеного шпона, пропитанного и склеенного формальдегидными полимерами термореактивного типа при высокой температуре и под большим давлением.

Древесные пластики имеют марки:

ДСП – А	во всех листах шпона волокна древесины расположены параллельно или через 4 слоя с параллельными волокнами укладывают один слой под углом 20^о – 25^о.
ДСП – Б	через 8-12 слоев укладывают один слой перпендикулярно.
ДСП – В	все слои шпона перпендикулярны.
ДСП – Г	в смежных слоях волокна древесины шпона расположены под углом в 45^о.

К группе ДСП относятся:

- балинит – пластик, полученный из шпона, выщелоченного в растворе едкого натрия и пропитанного фенолформальдегидной смолой;

- арктилит – армированный пластик, полученный из шпона, слои которого чередуются со слоями ткани и металлической сетки.

· древесностружечные плиты (марки ПС и ПТ) получают горячим прессованием под давлением древесных стружек, пропитанных термореактивными смолами: фенолформальдегидными, мочевиноформальдегидными и др. Количество смолы составляет 10%, древесной стружки – 90%.

Применяют в строительстве в качестве перегородок и для декоративной отделки стен и потолков.

· древесноволокнистые плиты (ДВП) получают путем горячего прессования волокнистой массы, состоящей из органических, преимущественно целлюлозных волокон, воды, наполнителей, синтетических полимеров и некоторых специальных добавок. Сырьем служат отходы деревообрабатывающей промышленности, которые размалывают до волокнистого состояния.

Применяют в строительстве в качестве перегородок и для декоративной отделки стен и потолков.

Фанера - это листовой материал, состоящий из нечетного количества слоев тонких шпонов d» 1 мм березы или лиственницы (получаемых лущением прямолинейных отрезков ствола дерева). Волокна соседних шпонов располагаются во взаимно перпендикулярных направлениях. Наружные шпоны называются рубашки, средние шпоны – срединки. Смежные шпоны в пакете склеиваются между собой горячим или холодным прессованием.

Классификация фанеры:

· клееная

марки ФСФ – ф анера на с моленом ф енолформальдегидном клее;

марки ФК – ф анера на к арбамидном клее.

· бакелизированная

марки ФБС – ф анера б акелизированная с пропиткой наружных слоев и намазывание серединок с пирторастворимыми смолами.

марки ФБ(С)В – с пропиткой наружных слоев с пирторастворимыми смолами и намазыванием серединок в одорастворимыми смолами.

Бакелизированная фанера отличается от клееной фанеры более высокой водостойкостью прочностью и поэтому применяется в конструкциях, которые работают в особо неблагоприятных влажностных условиях.

· облицовочнаяфанера, облицованная с одной или с двух сторон строганным шпоном из древесины ценных пород с красивой текстурой, поэтому используется для отделки помещений. Марки облицовочной фанеры:

ФОК – ф анера о блицовочная склеенная к арбамидным клеем

ФОФ – ф анера о блицовочная склеенная ф енолформальдегидным клеем.

· декоративная - обычная фанера, облицованная пленочными покрытиями, иногда в сочетании с декоративной бумагой. В отличие от облицовочной фанеры поверхность листов можно мыть холодной и теплой водой.

· армированная - фанера, в которой между слоями шпона расположена металлическая сетка, или поверхность которой облицована с одной или двух сторон тонким слоем (0,4¸0,6 мм) металла: стали, цинка, алюминия.

Применяют в конструкциях особо важных сооружений, теплопроводящих и светоотражающих частях зданий.

· гофрированная фанера, которой в процессе прессования придается волнистая форма. Такая форма обеспечивает повышенную жесткость листа.

Применяют в качестве кровельного материала без дополнительных элементов жесткости.

· кровельная фанера, получаемая из обычных листов фанеры, покрываемых одним или двумя слоями толя.

Применяют в качестве кровельного материала.

 

 

«Лекция 4. Основные принципы расчетов по предельным состояниям

Основные принципы расчёта

Предельное состояние – состояние, при достижении которого конструкция перестаёт удовлетворять предъявляемым к ней в процессе эксплуатации или возведение требованиям, заданным в соответствии с назначением и ответственностью сооружения.

Предельное состояние
1 группы	2 группы
по потере несущей способности или непригодности к эксплуатации	по непригодности к нормальной эксплуатации

Предельные состояния первой группы связаны с обрушением или другими формами разрушения конструкций, которые могут угрожать здоровью и жизни людей и включают в себя следующие р асчёты:

• по прочности, чтобы предотвратить хрупкое, вязкое, усталостное и иного характера разрушение;

• по потере устойчивости формы конструкций (расчёт на общую и местную устойчивость);

• по потере устойчивости положения конструкций (расчёт на опрокидывание и скольжение).

При расчёте конструкций по первой группе предельных состояний должно соблюдаться условие:

или (4.1)

т.е. расчётная несущая способность (R_d) должна превышать расчётное значение внутренней силы или момента (T_d) или максимальные нормативные или скалывающие напряжения не должны превосходить расчётные сопротивления материалов.

Предельные состояния второй группы соответствуют состояниям, при достижении которых конструкция не отвечает эксплуатационным требованиям и включают в себя следующие расчёты:

• по определению деформаций или прогибов, которые влияют на внешний вид или эффективное использование конструкции, или вызывающее повреждение отделки и других элементов.

В общем виде условие, которое должно соблюдаться при расчёте конструкций по второй группе предельных состояний:

или (4.2)

где C_d – нормальное значение или функция определённых свойств материала конструкции, связанная с рассматриваемым расчётным воздействием; E_d – расчётный эффект от воздействия нормативных нагрузок или максимальные относительные прогибы конструкций (U_max/l) не должны превышать предельно допустимых значений (), указанных в разделе 10 «Прогибы и перемещения» СНиП 2.01.07-85.

Предельные прогибы (табл.4.1) устанавливаются исходя из следующих требований:

технологических конструктивных физиологических эстетико-психологических