конструкційні деревина і пластмаси

До позитивних властивостей цих матеріалів відносяться: мала щільність, що не перевищує 1500 кг/м3; хімічна стійкість у деяких агресивних середовищах; вони водостійкі і не піддаються гниттю. У процесі виготовлення їм можна додати ряд необхідних властивостей і зробити елементи конструкцій будь-якої необхідної форми.

Основними недоліками конструкційних пластмас є їхня мала твердість (модуль пружності не перевищує 104 МПа) і, отже, підвищена деформативність, що не дозволяє цілком використовувати їхню міцність. Горіння цих матеріалів обмежує їхнє застосування в основних несучих конструкціях. Мала поверхнева твердість веде до легкої пошкоджуваності конструкцій. Повзучість і старіння в процесі експлуатації ведуть до підвищення прогинів і зменшенню прозорості огороджувальних конструкцій.

До складу конструкційних пластмас входить ряд компонентів.

Синтетичні смоли є основними компонентами пластмас. Вони утворюють основну масу матеріалів, служать зв’язуючим аналогічно цементному розчину в бетоні і поділяються на два основних класи — термопластичні і термореактивні.

Термопластичні смоли (поліметилметакрилат, полівініл-хлорид, полістирол, поліетилен і ін.) після завершення процесу синтезу і перетворення у тверду склоутворюючу масу здатні під дією нагрівання розм'якшуватися, переходячи у в’язко-текучий стан, а при охолодженні знову повертатися до твердого стану. Термопластичні смоли використовують для виготовлення листових матеріалів ( органічне скло, вініпласт), клеїв для їхнього склеювання, пінопластів, плівок.

Термореактивні смоли переходять з вязкотекучого у твердий стан тільки один раз — у процесі твердіння. Після завершення процесу твердіння термореактивний матеріал не розм'якшується при наступному нагріванні, а лише незначно втрачає міцність і твердість. У конструкційних пластмасах будівельного призначення застосовують наступні термореактивні смоли: фенолфоррисьдегідні, поліефірні, эпоксидні, мочевино-форрисьдегідні. Термореактивні смоли широко застосовують для виготовлення фанери, склопластиків, пінопластів, клеїв, деревних пластиків, різних фасонних деталей.

При формуванні полімеру застосовують і такі матеріали, як прискорювачі (речовини, що прискорюють твердіння), каталізатори (речовини, що не беруть участь в твердінні, але присутність яких необхідно для протікання процесу твердіння), пластифікатори (речовини, що зменшують крихкість готового матеріалу), інгібітори(речовини, що сповільнюють процес твердіння) і ін.З метою поліпшення механічних і технологічних властивостей, підвищення теплостійкості, зниження вартості в пластмасові матеріали вводять наповнювачі неорганічного й органічного походження. Їх вводять у виді порошків, волокон, листів (деревне борошно, цемент, скляні й азбестові волокна, папір, бавовняні і скляні тканини і т.і.).Фарбування пластмасових матеріалів здійснюється шляхом введення барвників у масу матеріалу. Потрібний малюнок і колір можуть бути також отримані, якщо вони попередньо нанесені на зовнішній шар листового наповнювача (папір, тканину).Пороотворювачі служать добавками для одержання газонаповнювальних матеріалів — пінопластів.

Поряд із пластмасами в конструкціях широко використовують такі неорганічні матеріали, як алюміній, лаковану (захищену) сталь, азбестоцемент.

1.    Склопластик - це матеріал, що складається з двох основних компонентів: синтетичного зв’язуючого і скляного волокна (наповнювача). Суть виготовлення склопластику полягає в тому, що в рідку смолу вводять скловолокно, а потім смолу піддають твердінню. Синтетичне зв’язуюче додає монолітність і забезпечує стабільність форми готового склопластику; забезпечує використання високої міцності скловолокна шляхом рівномірного розподілу зусиль між волокнами і забезпечення їхньої стійкості, захист волокон від атмосферних і інших зовнішніх впливів; сприймає частину зусиль, що виникають в експлуатаційних умовах.

У склопластиках найчастіше використовують термореактивні смоли (поліефірну, эпоксидну, фенолфоррисьдегідну) з різними добавками, що модифікують, поліпшуючі технологічні й експлуатаційні властивості склопластику.

Скляне волокно, чи скловолокно, — це армуючий елемент, що забезпечує склопластикам велику міцність і стійкість проти ударів. Скловолокно виходить з розплавленої скляної маси спеціального складу, протягненої через дрібні отвори — фільєри. Воно має мікроскопічний діаметр близько 10 мкм, дуже високу міцність, що досягає 2000 Мпа., і застосовується в рубаному чи суцільному вигляді.

Склопластики на основі рубаного скловолокна є ізотропними матеріалами, однаково міцними у всіх напрямках, завдяки хаотичному розташуванню коротких скловолокон у їхній масі. Вони мають щільність до 1500 кг/м3, міцність при розтягненні 150 МПа. Така невисока міцність у порівнянні з високою міцністю скловолокна пояснюється тим, що паралельно до дій розтягуючого зусилля в ньому розміщується тільки незначна частина найбільш напружених коротких скловолокон, а інші спрямовані під різними кутами і напружені менше. Крім того, у роботі на розтяг бере участь менш міцна смола, через яку передається напруга від одних волокон до інших.

 

Рис. 1.7. Склопластики: а —плоский; в —хвилястий; 1 — суцільне скловолокно; 2 — рубане скловолокно;

3 — поперечні хвилі; 4 — повздовжні хвилі; 5 — розріз хвилі

 

Позитивними якостями склопластиків на основі рубаних волокон є простота їхнього виготовлення завдяки хаотичному розташуванню скловолокна і відносно низька вартість, прозорість.

Склопластик на основі суцільних скловолокон непрозорий. Він складається з термореактивних фенолфоррисьдегфідних і інших смол і скловолокон у виді окремих волокон або ниток скложгутів суцільної довжини. Скловолокна розташовуються в одному чи двох взаємно перпендикулярних напрямках у кількості до 70 %