Справочник строительных материалов, а также изделий и оборудования для строительства и ремонта квартиры

Онищенко Владимир

В большинстве случаев для изготовления пластмассовых строительных материалов и изделий используют наполненные пластмассы,состоящие из полимера и наполнителя. Наполнители бывают порошкообразные, волокнистые и слоистые. Порошкообразные наполнители – кварцевая мука, мел, барит, тальк – и органические – древесная мука придают пластмассам ценные свойства (теплостойкость, кислотостойкость и т. д.), а также повышают твердость, увеличивают долговечность, снижая стоимость. Волокнистые наполнители – асбестовое, древесное и стеклянное волокно – широко используют в производстве пластмасс; они повышают прочность и снижают хрупкость, улучшают теплостойкость и ударную вязкость пластмасс. Слоистые

наполнители – бумага, хлопчатобумажная и стеклянная ткани, асбестовый картон, древесный шпон и другие – придают высокую прочность пластмассам. Например, асбестовый картон придает пластмассе не только высокую прочность, но и тепло-и кислотостойкость. Наполнители намного дешевле полимеров, поэтому чем больше введено наполнителя, тем дешевле изделие.

Наряду с наполнителями в пластмассы вводят пластификаторы, красители, смазки, катализаторы и другие вещества. Для изготовления пористых пластических масс используют порообразователи.

Пластификаторы применяют для придания пластмассе большей пластичности при нормальной температуре, они облегчают переработку пластмасс, снижая температуру перехода полимера в вязкотекучее состояние (например, глицерин, диокрилфталат). Количество пластификаторов в пластмассе может достигать 30–50 % от массы полимера. Они должны быть химически инертными, мало летучими и нетоксичными.

В производстве полимеров и пластмасс применяют стабилизаторы и отвердители; первые способствуют сохранению свойств пластмасс во времени, а вторые сокращают время отвердения пластмасс, что важно в технологии производства изделий. Красители используют для придания пластмассам определенного цвета. Они должны быть стойкими во времени, не должны выцветать под действием света и т. д. В качестве красителей применяют как органические (нигрозин, пигмент желтый, хризоидин и др.), так и минеральные пигменты (охра, мумия, сурик, белила, оксид хрома, ультрамарин и др.).

Смазывающие материалы применяют для предотвращения прилипания пластмасс к формам, в которых изготовляют изделия. В качестве смазки используют стеарин, олеиновую кислоту и др.

По отношению к нагреванию пластмассы делят на термопластичные и термореактивные. Термопластичные материалы (полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол и др.) при нагревании размягчаются и приобретают пластичность, а при охлаждении отвердевают. Из этих материалов можно отливать, вытягивать и штамповать различные изделия. Недостатком этих пластмасс являются незначительная прочность и теплостойкость. Термореактивные материалы (реактопласты) при нагревании переходят в неплавкое, нерастворимое твердое состояние и безвозвратно утрачивают свойства плавиться. Эти материалы обладают повышенной теплостойкостью. К реактопластам относятся аминопласты и пластмассы на основе полиэфирных и эпоксидных смол.

Полимеры

В технологии производства строительных пластмасс полимеры, получаемые синтезом из простейших веществ (мономеров), по способу производства подразделяются на два класса: класс А – полимеры, получаемые цепной полимеризацией, класс Б – полимеры, получаемые поликонденсацией и ступенчатой полимеризацией.

Наиболее распространенными полимерами, применяемыми в производстве строительных материалов, являются: по классу А – полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полиизобутилен, полистирол, поливинилацетат, полиакрилаты и кумароноинденовые полимеры; по классу Б – фенолоальдегидные, фенолофор-мальдегидные и резорциноформальдегидные полимеры, полимеры на основе амидо– и аминоформальдегидной поликонденсации, глифталевый полимер, полиуретаны, полиэфирмалеинатные и полиэфиракрилатные полимеры, а также кремнийорганические и эпоксидные полимеры.

Основные свойства пластмасс

Пластмассы обладают рядом очень ценных физико-механических свойств. Плотностьпластмасс колеблется в широких пределах и составляет 10—2200 кг/м ³. Пластмассы обладают высокими механическими показателями. Так, пластмассы с порошкообразными и волокнистыми наполнителями имеют предел прочностипри сжатии до 120–200 МПа, а предел прочности при изгибе – до 200 МПа. Прочность пластмасс на растяжение с листообразными наполнителями достигает 150 МПа, а стекловолокнистого анизотропного материала (СВАМ) – 480–950 МПа.

Пластмассы не подвергаются коррозии, они стойки против действия растворов слабых кислот и щелочей, а некоторые пластмассы, например из полиэтилена, полиизобутилена, полистирола, поливинилхлорида, стойки к воздействиюдаже концентрированных растворов кислоти щелочей',их используют при строительстве предприятий химической промышленности, канализационных сетей, для изоляции емкостей.

Пластмассы, как правило, являются плохими проводниками тепла, в связи с чем их широко используют в качестве теплоизоляционных материалов. Пластмассы хорошо окрашиваются в любые цвета и долго сохраняют цвет. Водопоглощениепластмасс очень низкое – у плотных материалов оно не превышает 1 %.

Ценным свойством пластмасс является легкость их обработки– возможность придания им разнообразной, даже самой сложной формы различными способами: литьем, прессованием, экструзией (непрерывным выдавливанием пластической массы из экструдера). Большая группа пластмасс позволяет сваривать их между собой и, таким образом, изготовлять сложной формы трубы и различные емкости.

Следует отметить, что пластмассы обладают и рядом недостатков. Большинство пластмасс имеет невысокую теплостойкость (70—200 °C), высокий коэффициент термического расширения, повышенную ползучесть; в них при постоянной нагрузке развивается пластическое течение, большее, чем, например, в стали и бетоне. Со временем некоторые пластмассы стареют, т. е. происходит постепенное их разрушение (деструкция), снижаются прочность и твердость, появляются хрупкость, потемнение. Старение пластмасс происходит под действием света, воздуха, температуры. При возгорании многие пластмассы выделяют токсические вещества.

Конструкционные материалы

Характерными отличиями полимерных строительных материалов от обычно применяемых в строительстве являются их малая плотность, высокая прочность, хорошие тепло-, звуко– и гидроизоляционные свойства, а также стойкость против химических веществ.

В качестве конструкционных полимерных материалов используют главным образом армированные пластмассы. Для строительных конструкций применяют следующие виды материалов и изделий, изготовленных на основе полимеров: стеклопластики, органическое стекло, винипласт листовой, сотопласты и жесткие пенопласты.

Стеклопластики — это пластмассы, состоящие из полимера и наполнителя или армирующего материала в виде стеклянного волокна. В зависимости от вида стекловолокнистого наполнителя стеклопластики для строительных конструкций подразделяются на три группы:

I группа – стекловолокно непрерывное прямолинейное, расположенное слоями по толщине материала, связующее – модифицированные фенолоформальдегидные, эпоксидно-феноловые и другие полимеры;

II группа – стекловолокно рубленое в виде матов или нанесенное напылением, связующее – полиэфирные и другие полимеры;