Конструкционные пластмассы.
В строительстве наибольшее применение нашли стеклопластики и древесные пластики.
Стеклопластики – пластмассы, состоящие из стеклянного наполнителя и связующего.
Наполнители – стеклянное волокно, являющее для стеклопластика арматурой.
Связующее – полиэфирные, эпоксидные и фенол-формальдегидные смолы.
Стекловолокно получают путем прохождения расплавленной стеклянной массы через фильерные отверстия на дне печи. Затем волокна наматываются на барабан (Замасмвоние волокон).
Стеклянные волокна негорючи, обладают высокой теплостойкостью, плотностью, прозрачностью и хорошими механическими показателями.
Так прочность волокна d=6 мк превышает 2 ГПа, а модуль упругости 70 ГПа.
Первичные стеклянные нити получают непосредственно при выработке непрерывного волокна. Их применяют для изготовления прессматериалов типа АГ – 4С, СВАМ (стекловолокнистый анизотротный материал).
Пресс – материалы – получаются в совмещении связующего и стекловолокнистого наполнителя, в результате образуется композиция удобная для переработки в изделия методом прессования.
СХЕМА НАМОТКИ СВАМ
1 – стеклоплавильная печь, 2 – волокна
3 – напылитель смолы, 4 – барабан
После намотки определенного числа слоев пропитанной нити однонаправленный материал срезают (развертка 3х3 м). Повернув лист на 90°, закрепив на барабане опять наматывают определенное число слоев. Таким образом получается стеклошпон с взаимно перпендикулярным расположением волокон.
Пресс – материалы типа АГ – 4С представляют собой однонаправленную ленту получаемую на основе крученных стеклянных нитей и анилиноформальдегидной смолы
(АГ – 4нС) – отличается видом наполнителя.
Большое распространение в промышленном строительстве индустриальных районов, где материалы быстро подвергаются коррозии получили кровельно-стеклопластиковые материалы.
Из АГ – 4С изготавливают погонажные элементы, которые применяют в конструкциях ферм, прогонов, решетчатых стоек рекомендуется применять в сооружениях, которые подвержены действию агрессивных сред.
Древесные пластики
Материалы полученные соединением синтетическими смолами продуктов переработки натуральной древесины. К ним относятся
ДСП, ДВП, ПС и ПТ
Деревянно-слоистые пластики
Изготавливаются из тонких листов сушенного березового, липового, букового и шпона пропитанного и склеенного между собой синтетическими смолами при высокой температуре и давлении.
ДСП выпускается промышленностью в виде плит – длина 0,7÷5,6 м, ширина до 1,2 м δ=3÷60 мм высокая стоимость ДСП не позволяет применять для крупных элементов строительных конструкций, поэтому его применяют для изготовления шпонкок, нагелей, вкладышей.
Древесно-волокнистые плиты (ДВП)
Изготавливают из хаотически расположенных волокон древесины, склеенных канифольной эмульсией с добавками феноло-формальдегидных смол. Для изготовления ДВП используются отходы лесопильных и деревообрабатывающих производств.
Применяют для утепления, звукоизоляции и отделки стен, перекрытий и покрытий.
Древесно-струженные плиты (ПС и ПТ) получают горячим прессированием под давлением деревянных стружек пропитанных синтетическими термореактивными смолами.
Для изготовления ПС и ПТ применяют специально изготовленную стружку, имеющую малые размеры и высокую однородность, полученную на деревообрабатывающих станках, а также мелкую щепу. Изготавливают древесно-стружечные плиты методом горячего прессования.
Применяют в строительстве в качестве перегородок и для декоративной отделки стен и потолков. Они легко поддаются обработке на деревообрабатывающих станках.
Механические свойства древесины – являющейся природным полимером, изучаются на основе реологии – науки об изменении свойств веществ во времени под действием тех или иных продуктов в данном случае нагрузок. При быстром загружении древесина сохраняет значительную упругость. При длительном действии неизменной нагрузки деформации во времени существенно увеличиваются, если задать неизменную во времени деформацию, то с течением времени напряжения уменьшается – релоксируют.
Благодаря особенностям строения древесины являющейся анизотропным материалом, ее механические свойства различны в различных направлениях и зависит от угла между направлениям действующие усилия и направлениям волокон. При их совпадении прочность достигает максимального значения. Предел прочности определяют испытанием стандартных образцов выполненных из чистой, без пороков древесины. Испытания показывают значительный разброс показателей прочности даже для одной породы древесины. Опытами установлена прямая пропорциональность между плотностью и пределом прочности древесины. Если серию одинаковых образцов загрузить различной по значению нагрузок, то разрушение произойдет через различные промежутки времени, а некоторые вообще не разрушатся. Чем больше нагрузка (напряжение), тем скорее разрушается образец.
Кривая длительного сопротивления древесины
Кривые деформации во времени
Как видно из графиков древесина обладает свойством ползучести, т. е. роста деформаций в течение некоторого времени после приложения нагрузки. Например провисание балок, после длительного действия эксплуатационных нагрузок.
Длительное сопротивление древесины является показателем действительной прочности древесины в отличие от предела прочности, определяемого быстрыми испытаниями на машине стандартных образцов.
Переход от предела прочности к длительному сопротивлению древесины производится умножением предела прочности на коэффициент длительного сопротивления.
По опытным данным mдл=0,5÷0,6.
Фактически деревянные конструкции находятся под совместным воздействием постоянных, временных длительных и кратковременных нагрузок.