Лекции по деревянным конструкциям - часть 10

обладают  способностью  к  кристаллизации  и  не  являются  смолами  (например, 
нейлон, целлюлозы и её производные). 

Синтетические смолы в зависимости от влияния на них температуры делятся 

на две группы: 

Термопластичные  (обратимые)  смолы  при  нагревании  размягчаются  и 

становятся  пластичными,  а  при  охлождениии  снова  отвердевают.  Такой  процесс 
может  повторяться,  не  внося  изменения  в  химические  свойства  смолы.  К 
термопластичным  смолам  относится  полиэтилен,  полистирол,  полиамид, 
полиоритан и ряд других. 

Термореактивные  (необратимые)  смолы,  будучи  отформованы  в  процессе 

изготовления,  переходят  в  неплавкое  нерастворимое  состояние  и  вновь 
формоваться  уже  не  могут.  Иначе  говоря,  термореактивные  смолы  переходят  из 
вязко-текучего в твёрдое состояние только один раз. 

К  таким  материалам  относится  фенолоформальдегидные,  полиэфирные, 

эпоксидные и другие смолы. 

Пластмассы в большинстве своем представляют многокомпонентные смеси. 
Компонентами пластмасс являются: 
1. Связующие вещества - это основной (а иногда и единственный) компонент 

пластмасс. 

Обычно  связующим  являются  синтетические  смолы,  хотя  могут 

использоваться и связующие природные вещества, например, эфиры целлюлозы,  
  естественные смолы. 

2.  Наполнители – компоненты,  вводимые  в  пластмассы  с  целью  улучшения 

их  механических  и  технологических  свойств - повышение  теплостойкости, 
снижения  стоимости.  Наполнители  бывают  неорганического  и  органического 
происхождения  и  вводятся  в  материал  в  виде  порошков,  волокон  или  листов ( 
древесная  мука,  цемент,  стеклянные  и  асбестовые  волокна,  бумага, 
хлопчатобумажные и стеклянные ткани и т.д) 

3.  Модифицирующие  добавки.  При  формировании  полимера  (связующего) 

применяются обязательные добавки- отвердители. Кроме этого могут применяться 
ускорители  (вещества  ускоряющие  отвердевание),  катализаторы  (вещества,  не 
участвующие в отвердевании, но присутствие которых необходимо для протекания 
процесса  отвердевания),  пластификаторы  (вещества,  уменьшающие  хрупкость 
готового  материала),  ингибиторы  (вещества,  замедляющие  процесс  отвердевания) 
и другие добавки. 

4. Красители. Окраска пластмасс осуществляется путем введения красителей 

в массу материала. Нужный рисунок и цвет могут быть так же получены, если они 
предварительно  нанесены  на  наружний  слой  листового  наполнителя  (бумага, 
ткань). 

5.  Порообразователи  -  это  добавки,  применяемые  для  получения 

газонаполненных материалов- пенопластов. 

 
Классификация пластмасс. 
В  зависимости  от  вида  смол  под  влиянием  на  них  температуры,  пластмассы 

делятся на два вида: а) термопластичные пластмассы (или термопласты) на основе 
термопластичных 

смол; 

б) 

термореактивные 

(реапласты) 

на 

основе 

термореактивных смол. 

Термопластичные  пластмассы  обычно  называются  по  связующему 

веществу,  исходя  из  наименования  мономера  с  добавлением  приставки  «поли-
»(поливинилхлорид, полиэтилен, полистирол и др.) 

Термореактивные - по  виду  наполнителя  (стеклопластики,  древесные 

пластики и др.) 

В  зависимости  от  структуры  пластмассы  можно  разделить  на  две  основные 

группы: 

1) пластмассы без наполнителя (не наполненные); 
2) пластмассы с наполнителем (наполненные). 
Применение  пластмасс  в  качестве  материала  для  строительных  конструкций 

объясняется рядом достоинств этого материала: 

-  высокой  прочностью,  составляющей  для  большинства  пластмасс  (кроме 

пенопластов) 50-100 НПа,  а  для  некоторых  стеклопластиков  прочность  достигает 
1000 НПа; 

-  малой  прочностью  (объемной  массой)  находящихся  в  пределах  от 20 (для 

пенопластов) до 2000 кг\м

3

 (для стеклопластиков); 

- стойкостью к воздействию химически агрессивных сред; 
- биостойкостью (неподверженность гниению); 
- простотой формообразования и легкой обрабатываемостью; 
-  высокими  электроизоляционными  свойствами  и  некоторыми  другими 

положительными свойствами. 

Вместе  с  тем  пластмассы  имеют  и  недостатки,  такие,  например,  как 

деформативность , ползучесть  и  падение  прочности  при  длительных  нагрузках, 
старение  (ухудшение  эксплуатационных  свойств  во  времени),  сгораемость, 
использование в качестве сырья дефицитных нефтепродуктов. 

Влияние  недостатков  пластмасс  можно  уменьшить  разными  путями.  Так, 

уменьшение  деформативности    добиваются  применением  рациональных  форм 
поперечного сечения конструкций (трехслойные, трубчатые). 

Сгораемость  и  старение  можно  уменьшить  путем  введения  специальных 

добавок. 

 
Основные виды конструкционных пластмасс и области их применения. 
 
К  пластмассам,  которые  находят  и  будут  находить  в  будущем  наибольшее 

применение  в  строительных  конструкциях  относятся  стеклопластики,  оргстекло , 
винипласт,  полиэтилен,  тепло-  и  звукоизоляционные  материалы,  древесные 
пластики. 

 
Стеклопластики. 
Стеклопластики 

представляют 

собой 

материалы, 

состоящие 

из 

стекловолокнистого наполнителя и связующего. 

В  качестве  связующего  обычно  используются  термореактивные  смолы 

(полиэфирная,  эпоксидная,  фенолоформальдегидная).  Стеклянное  волокно 
является  армирующим  элементом,  прочность  которого  достигает 1000-2000 МПа. 
Основой стекловолокон являются элементарные волокна. 

Элементарные  волокна  (первичные  нити)  получают  из  расплавленной 
стеклянной  массы,  вытягивая  ее  через  небольшие  отверстия-  фильеры; 

элементарные волокна (порядка 200) диаметром 6-20 мкм объединяют в нити, 
а несколько десятков нитей- в жгуты (крученые нити). 
В  стеклопластиках,  применяемых  в  строительстве,  используют  следующие 

стекловолокнистые наполнители:  

а) прямолинейные непрерывные волокна, вводимые в виде жгутов, нитей или 

элементарных волокон. 

 

 
Схема получения непрерывного стекловолокна. 

 

 
б)  рубленое  стекловолокно  в  виде  хаотически  расположенных  отрезков 

длиной приблизительно 50 мм. 

 

Механические свойства стеклопластиков зависят от вида стекловолокнистого 

наполнителя.  Наиболее  высокими  механическими  свойствами  обладают 
стеклопластики,  армированные  непрерывным  прямолинейным  стекловолокном.  В 
направлении волокон их прочность достигает 1000 МПа при растяжении, а модуль 
упругости  до 40000 МПа,  однако,  в  поперечном  направлении  прочность 
стеклопластиков не велика (примерно в 10 раз меньше). 

Все 

стеклопластики, 

армированные 

в 

одном 

или 

в 

двух 

взаимноперпендикулярных направлениях, являются материалами анизотропными.  

Стеклопластики,  армированные  рубленым  стекловолокном,  являются 

изотропными материалами. 

 

Существуют следующие виды стеклопластиков: 
1) Пресс - материалы типа СВАМ (стекловолокнистый анизотропный пресс- 

материал) является одним из первых высокопрочных стеклопластиков, полученных 
путем прессования стеклошпонов (шпонов из однонаправленного стекловолокна). 

Получают  его  таким  образом:  после  намотки  определенного  числа  слоев 

пропитанной  нити  однонаправленный  материал  срезают.  В  развертке  он 
представляет собой квадратный лист размером 3х3 м

2

. Затем поворачивают лист на 

90  градусов  и  вновь  наматывают  слой  нитей.  Таким  образом,  получается 
стеклошпон  с  взаимно-перпендикулярным  расположением  волокон.  Предел 
прочности СВАМ при растяжении и сжатии составляет 400-500 МПа, а при изгибе, 
приблизительно, 700 МПа.  

 
2) Пресс - материалы АГ-4С и АГ-4В. 
АГ-4С  представляет  собой  однонаправленную  ленту,  полученную  на  основе 

крученых  стеклянных  нитей  и  аминофинолоформальдегидной  смолы.  АГ-4С 
предназначается  для  получения  высокопрочных  изделий  методом  прямого 
прессования или намотки. 

Пределы прочности при сжатии и изгибе ниже , чем у СВАМ – 200-250 МПа, а 

при растяжении несколько выше. 

Пресс – материал типа АГ-4В представляет собой стекловолокнит на основе 

срезов  первичной  нити.  Специально  подготовленный  стекловолокнистый 
наполнитель смешивают с фенолоформальдегидной смолой, затем сушат. 

Стеклопластики  типа  СВАМ,  АГ-4С  и  АГ-4В  используют  для  изготовления 

соединительных  деталей  (болтов,  фасонок)  и  для  профильных  изделий, 
эксплуатируемых  в  химически  агрессивных  средах,  где  металл  быстро 
корродирует. Все перечисленные стеклопластики являются светонепроницаемыми. 
Однако, в строительстве чаще всего применяют светопрозрачные стеклопластики. 
У  нас  в  стране  в  больших  объемах  выпускается  светопроницаемый  полиэфирный 
листовой стеклопластик. 

 
3)  Полиэфирный  стеклопластик  изготавливают  на  основе  рубленого 

стекловолокна и прозрачных полиэфирных смол, благодаря которым полиэфирный 
стеклопластик  является  светопроницаемым.  Выпускается  он  в  изделиях  в  виде 
волнистых или плоских листов, часто имеющих различные окраски. Прочностные 
характеристики  существенно  ниже,  чем  у  предыдущих  материалов,  и  составляют 
60-90 МПа при растяжении и сжатии. 

Полиэфирные стеклопластики получили широкое применение в ограждающих 

конструкциях  (стеновые  и  кровельные  панели),  лестничных  ограждениях  и 
балконных  ограждениях,  навесах  т.п.  конструкциях.  Весьма  перспективны 
стеклопластики для совмещенных пространственных конструкций. 

 
 
 
 
Органическое стекло, винипласт и полиэтилен. 
 
Эти  пластмассы  относятся  к  термопластам  и  поэтому  имеют  ограниченное 

применение  в  несущих  строительных  конструкциях.  Недостатком  их  является