Конструкционные материалы

К конструкционным материалам относятся стеклопластики, древесно-слоистые пластики, древесно-стружечные плиты (ДСП), полимербетоны и растворы и др.

Стеклопластики — листовые материалы, получаемые пропиткой стеклянного волокна, нитей, прядей, жгутов из него, или стеклоткани термореактивными смолами (полиэфирными, реже — фенолоформальдегидными и эпоксидными) с последующим их отверждением. Содержание стекловолокна в стеклопластиках может достигать 75% массы материала. Оно играет роль арматуры, благодаря чему обеспечивается высокая прочность материала при изгибе и растяжении (200…500 МПа) при относительно небольшой плотности (1500…2000 кг/м3). Стеклопластики имеют низкую теплопроводность, светопропускание их может достигать 90% на толщину 1,5 мм, в том числе до 30% — в ультрафиолетовом спектре (против 0,5% для обычного стекла). Для стеклопластиков характерна высокая демпфирующая способность: они могут применяться в конструкциях, подвергаемых действию вибрации.

Выпускают стеклопластики на основе рубленых волокон, ориентированных волокон и тканей или матов. Листовые полиэфирные стеклопластики на основе рубленого стекловолокна (длина волокна 40…50 мм) получают в виде волнистых или плоских листов методом непрерывного формования на конвейерных установках. Их предел прочности при растяжении составляет 40…50 МПа. Они предназначены для устройства кровель теплиц и оранжерей, ограждений балконов, лоджий, перегородок.

Стеклопластики с ориентированными волокнами обладают прочностью при растяжении до 1000 МПа, легкостью (плотность - 1,8…2 г/см3), химической стойкостью, нулевым водопоглощением. Это эффективный материал для обшивки трехслойных панелей, емкостей, труб.

Стеклотекстолиты — стеклопластики, изготовляемые на основе стеклянной ткани. Их получают горячим прессованием полотнищ ткани, пропитанной полимером. Стеклотекстолит выпускают в виде листов размерами 1000х2400 мм, толщиной 0,5…15 мм, плотностью 1600…1850 кг/м3. Предел прочности при сжатии стеклотекстолита — 350…430 МПа, при растяжении -140-415 МПа, водопоглощение за 24 ч - не более 0,1…0,8%. Стеклотекстолиты применяют при изготовлении трехслойных панелей, электрораспределительных щитов, устройства оболочек и других строительных конструкций.

Полимербетоны – композиционные материалы на основе термореактивных полимеров: полиэфирных, эпоксидных, фенолоформальдегидных, фурановых и др. Для сокращения расхода полимера вводятся тонкомолотые минеральные наполнители (мука из андезита, барита, графита и т.п.). Расход связующего составляет 100-200 кг на 1 м3 полимербетона при отношении связующего к наполнителю от 1:5 до 1:10 по массе. Заполнители выбираются в зависимости от условий эксплуатации, например, для кислых агрессивных сред используются кислотостойкие заполнители – кварцевый песок, щебень из кварцита, базальта или гранита и т.п. Используют также бой кислотоупорного кирпича, кокс, антрацит, графит. Для уменьшения хрупкости в полимербетоны вводят волокнистые наполнители – асбест, стекловолокно и др. Наиболее высокие физико-механические свойства имеют полимербетоны на эпоксидных смолах.

Полимербетоны отличаются высокими показателями прочности в особенности при растяжении (7-20 МПа) и изгибе (16-40 МПа). Прочность при сжатии составляет 60-120 МПа. Водопоглощение полимербетонов - 0,1-0,5%, морозостойкость достигает 200-300 циклов, теплостойкость - 100-1500С. Полимербетоны обладают высокой химической стойкостью по отношению к нефтепродуктам, органическим растворителям, органическим кислотам, неорганическим кислотам невысоких концентраций, щелочам и солям. Отрицательные свойства полимербетонов - высокая ползучесть и старение.

Применяют полимербетоны для химически стойких конструкций, износостойких покрытий, там, где высокая стоимость полимербетонов будет оправдана. Полимербетоны (полимеррастворы) хорошо склеиваются с цементным бетоном, поэтому их применяют для ремонта железобетонных конструкций.