3. Материалы

Наиболее употребительными материалами мягких оболочек являются ткани с покрытиями (импренгированные ткани) и армированные пленки. Реже используются однородные пленки и тонкие металлические листы.

Основные требования, предъявляемые к материалам мягких оболочек: прочность при растяжении, водо- и воздухопроницаемость.

Дополнительные: прочность при раздире (т.е. при дальнейшем растяжении после появления местных разрывов или порезов), долговечность, стойкость против воздействия среды (солнечной радиации, окисления, плесени, химической агрессии, мороза, нагрева) и против механических повреждений ( истирания, проколов).

Специальные: огнестойкость, свето- и радиопроницаемость.

Технологические: массовость производства, окрашиваемость покрытия в массе в различные цвета, удобство стыковки полотнищ (шитья, сварки, склеивания).

Уточнения требований к материалам:

1) светопроницаемость тканей 0…20% (в особых случаях до 50%), армированных пленок- 40…90%;

2) морозостойкость: возможность эксплуатации оболочки при – 50 ^оС, монтажа – 30 ^оС;

3) теплостойкость: потеря прочности при нагреве до 60 ^оС не более 5%, до 80 ^оС – не более 10%;

4) огнестойкость: трудносгораемость и самозатухание;

5) стойкость к химическим реагентам: очень хорошая или хорошая в зависимости от функции сооружения;

6) свариваемость: возможна при термопластичном покрытии (например, ПВХ) и при адгезии (связи покрытия с силовой основой) не менее 25 Н/см.

Ткани с покрытием состоят из силовой основы – ткани из синтетического, натурального или минерального волокна – и полимерного покрытия. Силовой основой чаще всего служат ткани из синтетических волокон: полиамидного или полиэфирного. Для долговечных сооружений (со сроком службы 25…30 лет) используют стойкие минеральные волокна – стеклянные.

Полимерное покрытие наносимое на силовую основу в виде пасты придает ткани воздухо- и водонепроницаемость, защищает синтетическое волокно от УФ - излучения

И от механических повреждений.

Старение вызывается совместным действием тепла, влаги, озона и ультрафиолетовой зоны спектра дневного света. Старение тем интенсивней, чем выше светопроницаемость покрытия ткани.

Ползучесть – медленное нарастание деформаций под действием длительных нагрузок – выражается в потере прочности.

Усталость как явление, связанное с многократным повышением и понижением растягивающих усилий в материалах мягких оболочек, исследовано недостаточно [4].

4. Технология производства

Воздухонепроницаемые ткани предназначены для изготовления пневматических строительных конструкций. Эти ткани состоят из текстиля и эластичных покрытий.

Технический текстиль является прочной основой воздухонепроницаемых 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, свернутых 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 дублированными, когда они располагаются под углом 45° друг к другу.

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