Материалов на основе полимеров

Тема 7.2 Номенклатура, свойства, методы испытаний и оценка качества

Различают рулонные, погонажные, листовые и плитные, монолитные, мастичные и жидкотекучие (лакокрасочные) материалы на основе полимеров. Кроме того, выделяют материалы специального назначения – кровельные и гидроизоляционные, гидроизолирующие, теплоизоляционные. К рулонным материалам относятся линолеумы, ковровые, пленки, обои, кровельные и гидроизоляционные (на основе битумов и дегтей). Линолеумы – плотные рулонные материалы толщиной 2-6 мм для покрытия полов. Длина рулона не менее 12 м, ширина до 6 м. Линолеумы выпускают без подосновы, а также на тканевой, войлочной, синтетической подосновой, одно- и многослойные. В массовом количестве выпускают поливинилхлоридные линолеумы. Линолеумы поливинилхлоридные одно- и многослойные – безосновные материалы, изготовляемые экструзионным или вальцовокаландровым способом из смеси, составляемой на основе поливинилхлоридного полимера с наполнителем, пластификатором и красителем. Линолеум поливинилхлоридный на тканевой основе – материал из смеси, составленной на основе поливинилхлоридного полимера с наполнителями, пластификатором и красителем, наносимыми на тканевую подоснову промазным способом с полимеризацией в процессе тепловой обработки. Линолеум поливинилхлоридный на теплоизоляционной подоснове – двухслойный материал, состоящий из поливинилхлоридного верхнего слоя и синтетического или войлочного нетканововолокнистого (иглопробивного) либо вспененного синтетического – нижнего. Линолеумы применяют для покрытия полов общественных, жилых и некоторых промышленных зданий (без существенных механических воздействий). Вместе с тем название «линолеум» имеет отношение к рулонному материалу не на основе искусственных полимеров, а на основе натурального сырья – льняного масла, живицы, пробки, древесной и известняковой муки. Эти сырьевые компоненты используют, например, на предприятиях в Германии при выпуске «классического» линолеума, весьма привлекательного с экологической точки зрения.

Синтетические ковровые материалы, как правило, превосходят линолеумы с эстетической точки зрения. Их изготовляют на подоснове, обычно из поливинилхлорида, полиуретана, вспененного латекса. Верхний слой ковров представляет собой тканые и нетканые покрытия из синтетического волокна. Длина ковровых материалов в рулонах 6-50 м, ширина от 0,7 м. Ворсолин состоит из петельного ворса (смеси синтетических и хлопчатобумажных волокон) высотой 4 мм, закрепленного на слое поливинилхлоридной пасты, нанесенной на поливинилхлоридную пленку. Применяются для покрытия полов в помещениях общественных зданий. Ворсонит – одно- или двухслойный материал, изготовляемый путем пропитки холстов (из полимеров) жидким связующим, термообработки и отделки. Ковровое ворсовое покрытие на вспененной латексной подоснове производят путем нанесения на специальную синтетическую ворсовую ткань латексной пены, превращающейся в процессе вулканизации в губчатую резину толщиной 4 мм. Применяются для покрытия несгораемых оснований полов в гостиницах, библиотеках, театрах, ресторанах, детских садах и помещениях других общественных и жилых зданий с повышенными требованиями к акустическому и теплотехническому комфорту. Тафтинговые ворсовые ковровые покрытия изготовляют из ворсовых текстурированных нитей на вспененной латексной подоснове или без нее. Материал используют для покрытий полов общественных зданий – библиотек, комнат отдыха и др.

Пленки изготовляют из поливинилхлорида, полиэтилена и других полимеров. Пленки из пластицифицированного поливинилхлорида выпускают безосновные, на бумажной и тканевой основах. Безосновные поливинилхлоридные пленки выпускают шириной 50-75 см, толщиной 0,1-0,2 мм и др. На тыльную сторону пленки может быть нанесен невысыхающий клеевой слой, защищенный специальной, легко удаляемой перед применением бумагой. Безосновные пленки служат для отделки стен, встроенной мебели, дверных полотен, а также для лицевых поверхностей листовых и плитных облицовочных материалов (ДВП, ДСП, гипсокартонных и асбестоцементных листов и др.). Пленки на бумажной и тканевой основах изготовляют промазным способом путем нанесения пасты на соответствующую основу. Поливинилхлоридный пленочный слой может быть микропористым (вспененным), утолщенным, с тиснением поверхности или без него. Пленки на тканевой основе (разновидность таких пленок называют искусственной кожей) применяют в производстве мебели, для высококачественной акустической отделки стен, устройства раздвижных перегородок. Пленку поливинилхлорида толщиной около 0,2 мм используют также в качестве гидроизоляционного материала. Для повышения ее долговечности в состав пластмассы вводят стабилизатор, защищают ее от действия солнечного света. Полиэтиленовую пленку, выпускаемую в рулонах длиной не менее 40 м, шириной до 1,4 м, толщиной 0,1-0,2 мм, относят и к гидроизоляционным материалам. Она отличается незначительной массой, эластичностью, стойкостью к загниванию. Однако такая пленка склонна к старению, ее желательно защищать от действия солнечного света. В ряде случаев используют пленку с высокой светопрозрачностью при строительстве теплиц, оранжерей, соляриев и т.п. Определенный интерес представляют армированные пленки – с тканью из прочных полимерных волокон. Такие пленки сравнительно долговечны и могут использоваться для покрытий значительных площадей.

Обои влагостойкие (моющиеся) выпускают на бумажной подоснове, используя для лицевого слоя синтетические лаки, эмульсии полимеров, слюды, пластификаторы, кислоты и специальный клей. Длина обоев в рулоне обычно 7-12 м, ширина 50-75 см и др.

Кровельные и гидроизоляционные рулонные материалы на основе битумов и дегтей широко применяют в современном строительстве. Пергамин – кровельный картон, пропитанный нефтяными битумами, используемый для нижних слоев многослойных мягких кровель и для пароизоляции. Ширина рулона материала обычно 0,75 м, площадь до 20 м². Рубероид получают путем пропитки кровельного картона мягкими нефтяными битумами и последующего нанесения на одну или обе стороны тугоплавкого битума. Верхний слой имеет минеральную посыпку, повышающую стабильность свойств материала при воздействии различных климатических факторов. Ширина полотна рулона рубероида 0,75-1,025 м, площадь 10-20 м², масса рулона 22-27 кг. Стеклорубероид изготовляют двусторонним нанесением битумного (битумно-полимерного, битумно-резинового) вяжущего на стекловолокнистый холст, который является, в отличие от кровельного картона, биостойкой основой. Материал в рулоне имеет ширину до 1 м и площадь около 10 м². Фольгорубероид – алюминиевая фольга различной толщины, покрытая с обеих сторон битумной мастикой. Фольгоизол получают из рифленой или гладкой алюминиевой фольги, покрывая ее нижний слой битумно-резиновым составом. Лицевая сторона материала может быть покрыта атмосферостойким лаком. Ширина рулона фольгоизола 1 м, длина 10 м. Гидроизол изготовляют путем пропитки асбестового картона нефтяным окисленным битумом. Стеклоизол – стеклохолст, покрытый с двух сторон битумно-резиновым составом. Изол – безосновный рулонный материал, получаемый при прокатке битумно-резиновой смеси, состоящей из девулканизированной резины, нефтяного битума, минерального наполнителя, антисептика и пластификатора. Ширина рулона изола 0,8 и 1 м, толщина материала 2 мм, общая площадь полотна 10-15 м². Гидробутил также безосновный материал на основе бутилкаучука, отличающийся эластичностью в широком диапазоне температур от -60 до +120^оС. Толь изготовляют путем пропитки и покрытия кровельного картона дегтями с последующей посыпкой песком или минеральной крошкой. Качество толя заметно ниже, чем у кровельных и гидроизоляционных материалов, перечисленных выше.

К рассматриваемой группе относятся и рулонные наплавляемые материалы, отличающиеся повышенной индустриальной готовностью. При изготовлении в заводских условиях на них наносят дополнительный битумный или битумно-каучуковый слой. В результате при использовании материала не требуется битумных мастик и других вяжущих – склеивание полотнищ с основанием и между собой происходит после расплавления или разжижения упомянутого слоя. К таким материалам относятся наплавляемый рубероид, экарбит (кровельный картон, пропитанный нефтяными битумами с покровными слоями из битума, бутилкаучука, стеклосетка или стеклохолст, пропитанные нефтяными битумами или битумно-каучуковой смесью с покровным слоем из этой же смеси и мелкозернистой посыпки), монобитэп (на основе полиэтиленовой пленки, покрытой с обеих сторон пропитанной мягким нефтяным битумом сульфатной бумаги и с покровным слоем из битумно-полимерной смеси с антисептиком и наполнителем в количестве 1-3 кг/м²), фольгобитэп (тонкая рифленая фольга с аналогичными покровными слоями), эластобит (безосновный материал из битумно-полимерной композиции с повышенным содержанием эластсмерных добавок; ширина рулона 0,8 и 1 м, толщина материала 4-20 мм и др.).

Погонажные материалы – изготовляемые методом экструзии цветные длинномерные, гибкие, эластичные, полужесткие и жесткие элементы различного назначения, имеющие постоянный по всей длине профиль поперечного сечения. Они отличаются достаточной эластичностью, теплостойкостью, малой горючестью, химической стойкостью, водонепроницаемостью, нетоксичностью, гигиеничностью, удобной функциональной формой. Применяют их внутри помещений для обработки стыков, швов и угловых соединений элементов облицовки и для монтажа скрытой проводки в жилых, общественных зданиях. Среди погонажных поливинилхлоридных материалов – раскладки для крепления листовых и рулонных отделочных материалов, рейки стеновые, вспомогательные профили для крепления наличников, нашельники, планки солнцезащитных жалюзи, плинтусы, порожки, уголки для обработки стыков облицовочных материалов, накладки для защиты выступающих углов, торцевые раскладки для дверных полотен и встроенного оборудования, поручни, прокладки для стеклопакетов и др.

К погонажным герметикам – материалам, обеспечивающим влаго- и воздухопроницаемость стыковых сопряжении конструкций и деталей, - относятся пористые или пустотелые элементы. Их изготовляют в виде жгутов различного сечения из резиновых смесей (пороизол, гернит и др.).

Листовые и плитные материалы на основе полимеров применяются в качестве конструкционных, конструкционно-отделочных, отделочных, теплоизоляционных и, реже, кровельных. Стеклопластики, используемые в виде листов различного профиля, представляют собой пластмассы, армированные стекловолокнистыми наполнителями. Применяют плоские и волнистые листы из стеклопластика для устройства светопрозрачной кровли промышленных зданий, теплиц, оранжерей, обшивок трехслойных светопрозрачных и глухих панелей для ограждений и покрытий. Из стеклопластика изготовляли также оболочки и купола, оконные и дверные блоки, санитарно-технические материалы, малые архитектурные формы. Листовые полиэфирные стеклопластики выпускают с наполнителем из рубленого стекловолокна длиной 40-50 мм. Стеклотекстолиты получают путем полимерной пропитки стеклоткани и последующей обработки. Стекловолокнистый анизотропный материал (СВАМ) производят, склеивая стеклошпон с параллельным распределением волокон и прессуя на гидравлических прессах при повышенной температуре. Декоративные бумажно-слоистые пластики представляют собой листы из нескольких слоев специальной бумаги, пропитанной полимерами и подвергнутой горячему прессованию. Для внутренних слоев материала применяют крафт-бумагу, для лицевых – декоративную. Такие пластики выпускают трех марок – А, Б и В. Пластики марок А и Б обладают повышенной изностойкостью и служат для отделки горизонтальных и вертикальных поверхностей в нежестких условиях эксплуатации. Пластики марки В предназначены для поделочных работ. Длина листов может быть 1-3 м, ширина 0,6-1,6 м, толщина 1-5 мм. Область применения декоративных бумажно-слоистых пластиков весьма широка – в общественных и промышленных зданиях они служат для отделки стен, перегородок, дверных полотен, ограждений лестниц, санитарно-технических кабин, встроенной мебели. Полистирольные листы получают методом экструзии из ударопрочного полистирола длиной 1,4 м, шириной 0,6 м, толщиной 1,5 - 4 мм. «Полиформ» - плиты квадратной формы (например, 500х500х12 мм) из ударопрочного полистирола с добавлением вспенивающего компонента. Изготовляют их методом литья под давлением (на литьевых машинах с помощью специальных форм) с последующей окраской. Лицевая поверхность – с рельефным рисунком. Они служат для отделки потолков и стен вестибюлей, холлов, залов, ресторанов,баров и других помещений общественных зданий. «Полидекор» - листы, получаемые методом прессования жесткого поливинилхлорида в вакуум-формовочных машинах, дублированные декоративно-отделочной печатной поливинилхлоридной пленкой. Лицевая поверхность – с рельефным рисунком. Длина обычно 1850 или 1815 м при ширине соответственно 954 и 925 мм, толщиной 5-7 мм. Предназначены для отделки стен, перегородок, потолков в залах, холлах, кабинетах и в других помещениях общественных зданий. Плитки полистирольные изготовляют из полистирола с тонкомолотыми минеральными наполнителями методом литья под давлением. Обычно имеют квадратную форму, размер 100х100х1,25 или 150х150х1,35 мм. Область применения – облицовка внутренних стен и перегородок несгораемых материалов в жилых, общественных и промышленных зданиях. Плитки «Превинил» с рельефной лицевой поверхностью получают из поливинилхлорида. Размер плиток 490х490 мм при толщине 3-5 мм. Такие плитки используют для покрытия полов в различных помещениях общественных и некоторых промышленных зданиях. Плиты теплоизоляционные выполняют из поризованных газонаполненных пластмасс с ячеистой структурой – пенопластов. В строительстве в основном применяют три вида пенопластов – пенополистирол, пенополиуретан, фенольные. Пенополистирол – пенопласт белого цвета, выпускают его обычно в виде плит размером 1000х500х100 мм. Пенополиуретан – светло-коричневый с желтоватым оттенком. Фенопласт – темно-красного оттенка, более жесткий.

К монолитным материалам на основе полимеров относятся эпоксидные, полиэфирные, полиуретановые, а также полимерцементы и полимербетоны. Обычно их используют для устройства различных монолитных покрытий, в том числе, полов. Жидкую, способную вспениваться композицию на основе полиуретана применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций. Полимербетоны получают на основе полимерного связующего и минеральных заполнителей – песка и щебня с размером зерен до 50 мм. Добавляют также тонкомолотые минеральные наполнители с размером частиц менее 0,15 мм.

Мастики различают гидроизоляционные и герметизирующие. К гидроизоляционным относятся битумно-полимерные, полиэтиленобитумные, эпоксидно-битумные и др. Мастичные герметики на основе различных полимеров могут быть нетвердеющими (эксплуатируются в таком виде, в каком уложены в конструкцию) или переходить из пастообразного состояния в эластичное резиноподобное, использоваться в горячем виде (битумно-полимерные).

Лакокрасочные материалы на основе полимеров широко используются в современном строительстве. Лаки содержат два основных компонента – полимер и летучий растворитель, а также специальные добавки, улучшающие качество материала. Полимеры являются связующими (пленкообразующими) компонентами. Синтетические (смоляные) лаки на основе мочевиноформальдегидного и полиэфирного полимеров используют для покрытия паркетных полов, отделки фанеры, древесностружечных плит, столярных изделий. Применение перхлорвинилового лака позволяет защищать материал от коррозии. Алкидный лак используют для покрытия древесины, цветных металлов. Масляно-смоляные лаки выпускают для наружныхработ и покрытий древесных материалов в интерьерах. Нитролаки получают, растворяя производные целлюлозы в органических растворителях. Состав быстро высыхает и образует пленку коричневого или желтого цвета (этилцеллюлозный лак бесцветен). Эти лаки обычно используют для покрытия древесных материалов. Спиртовые лаки – растворы полимеров в спирте – отличаются коричневым или желтым цветом. Их применяют для покрытия древесных, металлических и стеклянных материалов. Битумные лаки – коллоидные растворы битумов в летучих растворителях. Пленка битумных лаков черного цвета. Они служат для антикоррозионного покрытия металлических материалов. Битумно-масляные лаки по составу аналогичны битумным, но с добавкой растительного масла, улучшающего эксплуатационные характеристики материала при наружной отделке металлических поверхностей. Краски состоят из растворов полимеров, пигментов и добавок (растворители, наполнители), улучшающих эксплуатационно-технические свойства. Можно выделить, прежде всего, водоразбавляемые и водонеразбавляемые краски (в жидкотекучем состоянии). К водоразбавляемым краскам относятся акрилатные, бутадиенстирольные, поливинилацетатные, смешанные (полимерцементные и др.). Водонеразбавляемые краски – масляные, эмалевые, летуче-смоляные (каучуковые и др.). В зависимости от условий эксплуатации краски делят на несколько групп: 1 – атмосферостойкие, 2 – ограниченно атмосферостойкие, 3 – консервационные, 4 – водостойкие, 5-9 – специальные, тои числе маслобензостойкие, термостойкие. Поливинилацетатные краски – водные пластифицированные дисперсии поливинилацетата с пигментом – используют для окраски материалов на основе минеральных вяжущих, из древесины. Акрилатные краски применяют преимущественно для отделки фасадов, а также влажных помещений; бутадиенстирольную краску – для отделки внутри зданий. Полимерцементные краски изготовляют на основе водной дисперсии полимера с пигментом, белого портландцемента и наполнителя. Эти составы применяют для окраски материалов из бетона и керамики. Эмалевые краски – перхлорвиниловые, эпоксидные, кремнийорганические, битумные – используют преимущественно для наружных малярных работ, а также для отделки материалов в помещениях. Эти краски представляют собой композицию из лака, пигмента и других составляющих; их пленка часто отличается блеском. Масляные краски представляют собой смесь олифы, пигментов и наполнителей. Олифы – связующие вещества, различают олифы натуральные (получаемые специальной обработкой растительных масел), полунатуральные (изготовляемые путем растворения уплотненного масла в летучем органическом растворителе) и синтетические (глифталевые, пентафталевые и др.). Применяя масляные краски, учитывают вид олифы. Краски на натуральной олифе используют для особо ответственных малярных работ – окраски стальных конструкций мостов, гидросооружений, а также для окраски оконных деревянных переплетов. Каучуковые краски представляют собой дисперсию хлоркаучука в летучем растворителе с пигментом. Они отличаются высокой водостойкостью. Применяют их для защиты от коррозии металлических и бетонных материалов. Пленка краски обладает высокой эластичностью и не разрушается при деформации конструкций.

Свойства материалов на основе полимеров. Эксплуатационно-технические свойства материалов на основе полимеров непосредственно связаны с их структурой, составом и могут регулироваться в широких пределах. Средняя плотность пенопластов 20-200 кг/м³, аналогичный показатель у стеклопластиков – до 2000 кг/м³ и более.Свойства пластмасс при действии воды (гигроскопичность, водопоглощение, водопроницаемость) определяются характером пористости материала и степенью его гидрофильности. Водопоглощение плотных гидрофобных пластмасс 0,1-0,5%, высокопористых с гидрофильными наполнителями – 30-90%. Теплостойкость материалов на основе полимеров выражается температурой, при которой под действием определенной заданной нагрузки деформация образца пластмассы достигает известного значения. Большинство пластмасс можно эксплуатировать при температуре не выше 100^оС, но материалы на основе кремнийорганических полимеров служат при температуре до 400^оС.При определенной теплостойкости по Мартенсу стандартный образец пластмассы размером 120х15х10 мм при постепенном нагревании подвергают действию изгибающего усилия 5 МПа. Теплостойкость пластмасс по методу Вика определяют путем вдавливания в испытуемый образец цилиндрического наконечника под действием постоянной нагрузки.Пенопласты обладают самой низкой теплопроводностью по сравнению с другими материалами. Их коэффициент теплопроводности (0,028-0,04) приближается к соответствующей величине у воздуха. Огнестойкость полимерных материалов оценивают известными методами огневой трубы или калориметрии: те материалы, которые при нагревании до 750^оС не горят, имеют потерю массы после испытания менее 10% и не выделяют горючих газов в количестве, достаточном для воспламенения, считают несгораемыми. Большинство пластмасс относится к сгораемым материалам. Их огнестойкость повышают добавлением антипиренов и минеральных наполнителей.Ряд пластмасс обладает сравнительно невысокой прочностью, но пределы прочности при сжатии, изгибе и растяжении стеклопластиков могут превышать соответственно 400, 1000 и 900 МПа, т.е. быть выше, чем у материалов из стали. В результате один из важных показателей материалов, особенно для современного индустриального строительства, - коэффициент конструктивного качества (отношение предела прочности материала к его средней плотности) у стеклопластика весьма высок. Твердость пластмасс, как правило, ограничена и не находится в прямой зависимости от прочности, как, например, у металлических материалов. Этот важный показатель для листовых материалов определяют по Бринеллю – оценивают способность пластмассы сопротивляться проникновению стального шарика диаметром 5±0,1 мм при определенной нагрузке в течение 1 мин.Твердость рулонных, плиточных и мастичных материалов на основе полимеров для покрытия полов часто определяют на приборах ТШМ-2 и ПВ-2. Приборы позволяют измерить деформацию материала при вдавливании стального шарика (ТШМ-2) или индентора цилиндрической формы с плоским концом площадью 1 см² (ПВ-2). При определении твердости на приборе ТШМ-2 размер образцов должен позволить провести измерения в трех точках, расположенных на расстоянии 10 мм одна от другой и от краев; на приборе ПВ-2 размер образца 50х50 мм. Истираемость ряда пластмасс, несмотря на пониженную твердость, сравнительно низкая. Так, если истираемость материалов из твердых горных пород в пределах 0,01-0,1 г/см², то истираемость безосновного поливинилхлоридного линолеума 0,035-0,05, полимерцементных покрытий полов 0,3-0,4 г/см². Деформативность пластмасс характеризуется склонностью к ползучести – необратимым деформациям при длительном действии нагрузок. При нормальной температуре модуль упругости пластмасс значительно меньше, чем у многих других материалов. С повышением температуры ползучесть пластмасс резко возрастает. Указанный недостаток ограничивает применение пластмасс в качестве конструкционного материала.Многие материалы на основе полимеров при действии растягивающих нагрузок способны к значительному относительному удлинению без нарушения целостности структуры. Это характерно для рулонных гидро- и герметизирующих материалов, их относительное удлинение может достигать 20% (пороизол), 100% (бутилкаучук) и 300% (пленки).Эксплуатационно-технические свойства лакокрасочных материалов на основе полимеров в жидкотекучем состоянии характеризуются, главным образом, вязкостью, укрывистостью, скоростью высыхания. Вязкость красок и лаков относится к реологическим свойствам и непосредственно связана со структурой материала. Этот показатель в большей мере влияет на технологию малярных работ. В соответствии с современными стандартами условная вязкость большинства красок и лаков определяется по скорости истечения определенного объема материала через калиброванное сопло определенного диаметра при известной температуре (обычно 20^оС). Для соответствующих испытаний большинства красок используются вискозиметр ВЗ-4 – цилиндрический сосуд (пластмассовый или дюралевый) емкостью 100±0,5 мл, переходящий в полный конус. Укрывистость красочных составов связана с разновидностью показателей преломления среды и пигмента и зависит от комплекса факторов, в том числе от оптических свойств пигмента, его дисперсности, химического состава и цвета связующего (пленкообразующего). Укрывистость определяется визуальным методом с помощью стеклянной пластины с тремя полосами (две полосы нанесены черной и одна белой краской) или «шахматной доски» (с черными и белыми квадратами), инструментальным или инструментально-математическим методами. Сущность визуального метода связана с нанесением определенным образом на стеклянную пластину с цветными полосами или на «шахматную доску» испытуемой краски до тех пор, пока полосы или квадраты будут не видны. От массы пластины с непрозрачным слоем краски вычитают массу предварительно взвешенной пластмассы без упомянутого слоя. Укрывистость измеряется в г/м². Степень высыхания лакокрасочных покрытий связана с комплексом физико-химических факторов, определяющих структуру и составные поверхности материалов с течением времени. Современные стандарты предусматривают определенные степени высыхания по специальной шкале. Этот метод связан с измерением способности лакокрасочного покрытия удерживать на своей поверхности инородные тела через определенное время после начала высыхания. Указанные свойства лакокрасочных полимерных материалов в жидкотекучем состоянии зависят от вида полимера, состава и многих других факторов. Вязкость их 20-80 с, укрывистость 60-200 г/м² и более. Скорость высыхания некоторых эмалевых красок 0,5-2 ч, полимерцементных 1-2 ч, масляных 20-24 ч.Свойства лакокрасочного покрытия после высыхания характеризуются, в частности, степенью адгезии (прочностью сцепления с отделываемой поверхностью), твердостью при изгибе (изгибают металлическую пластину с лакокрасочным покрытием).Большое значение имеет долговечность лакокрасочного покрытия. Срок службы при наружной отделке в городских условиях часто весьма ограничен – у масляных красок 3-5, полимерцементных 8-10 лет.

Эстетические характеристики пластмасс весьма разнообразны. Они могут обладать практически неограниченной цветовой гаммой, включающей самые насыщенные тона. Лицевая поверхность может быть одноцветной или полихромной, цвет часто сочетается с блеском. Например, по степени блеска лакокрасочных полимерных покрытий, измеренной на блескомере, выделяют пять категорий фактур: высокоглянцевые (блеск выше 60%), глянцевые (59-40%), полуглянцевые (39-25%), полуматовые (24-10%), матовые (9-3%), глубокоматовые (менее 3%). Эстетические характеристики связаны со структурой, составом и функциональным назначением пластмасс. Так, в многослойных поливинилхлоридных линолеумах верхний слой – ненаполненная поливинилхлоридная прозрачная пленка толщиной около 0,6 мм, на тыльную сторону которой методом многоцветной печати нанесен рисунок, а нижний более толстый слой – пленка из высоконаполненного поливинилхлорида. Обе пленки, изготовленные методом экструзии, сдублированы (соединены друг с другом) на специальных каландрах. Цветной рисунок просвечивает через верхнюю износостойкую пленку, которая защищает его от истирания. Лицевой слой релина (резинового линолеума) толщиной 0,8-1 мм получают одноцветным или многоцветным. Из отходов линолеума можно изготовлять плитки различной формы. Ковровые материалы могут быть однотонными или иметь многоцветный рисунок. Рельефная поверхность ковров создается сочетанием ворса различной высоты, комбинаций разрезного и петельного ворса (в одном материале), тиснением и другими способами. Из иглопробивных и других ковров производят прямоугольные и фигурные плитки. Поливинилхлоридные пленки и обои могут быть одноцветными и полихромными, с различным рисунком, гладкими и тиснеными. Листы декоративного бумажно-слоистого пластика изготовляются одноцветными и многоцветными с односторонней и двухсторонней лицевой отделкой, с гладкой глянцевой или матовой, зернистой фактурой, с любым рисунком. На поверхности листового стеклопластика может быть отчетливо видно расположение наполнителя – хаотичное или ориентированное. По аналогии с природным камнем как бы выявляется «текстура» пластмасс. Разнообразны цвет и рельефный рисунок у полистирольных листов (панелей) и плиток. Пластмассы предоставляют возможность имитации фактуры и рисунка любого материала, в том числе природного камня или древесины. Но поиски эстетических характеристик должны исходить из структуры и свойств пластмассы как сравнительно нового искусственного материала. Учитывая разнообразные эстетические характеристики пластмасс их сочетают в отделке с другими отделочными материалами, например с металлическими. Качество отделки пластмасс оценивают визуально, обращая внимание на возможные дефекты лицевой поверхности, а также с помощью измерительных инструментов и специальных приспособлений. При отделке печатанием возможны непропечатки в отдельных местах оттиска, нечеткое изображение или пятна на пробельных местах, затекание краски по контуру элементов оттиска, полосы краски, отпаривание краски, несовмещение красок на оттиске. Необходима определенная степень адгезии оттиска с поверхностью. Отделка тиснением предполагает четкость краев изображения, достаточную адгезию переводной фольги. Возможные дефекты аппликации – отслаивание, вздутия, заусенцы, растекание краски. Качество металлопокрытий связано с величиной адгезии к поверхности пластмассы. Возможные дефекты – местные потери блеска, просветы, пробелы, трещины, бугры, неровности. Внешний вид пластмасс изучают с учетом цветоустойчивости отделки, равномерности окраски и светлоты. Соответствующие измерения основываются на определении координат цвета образцов-эталонов и испытуемых образцов. При оценке цветоустойчивости устанавливают цветовые различия между образцами до и после светового облучения, при оценке равномерности окраски – между различными участками материала или изделия. Светлоту пластмасс характеризуют коэффициентом отражения. Для указанных определений используют компараторы цвета. При оценке внешнего вида полимерных лакокрасочных покрытий после сравнительно длительной эксплуатации в атмосферных условиях фиксируют следующие возможные виды разрушений: потерю блеска, изменение цвета, белесоватость (появление белого налета), бронизоровку (появление побежалости на поверхности), загрязнения, меление (образование на поверхности пигментированного покрытия свободных частиц пигмента), выветривание (износ слоя покрытия вплоть до обнаружения грунта или подложки), растрескивание, отслаивание, пузыри, сыпь. В зависимости от внешнего вида лакокрасочного покрытия определяют его устойчивость при эксплуатации в атмосферных условиях по пятибалльной шкале: 5 – высший балл, 1 – низший балл. Изучение эстетических характеристик конструкционно-отделочных и отделочных материалов на основе полимеров предусматривает учет их размеров и возможных дефектов внешнего вида.

Оценку возможных дефектов внешнего вида и размеров материалов на основе полимеров производят визуально и с помощью измерительных инструментов.

Области применения. Строительные пластмассы в качестве конструкционно-отделочных и конструкционных материалов применяются для основных типов конструкций: линейно-плоскостных, стеновых панелей, жестких пространственных покрытий, пневматических сооружений. Два слоя стеклопластика и пенополиуретан использованы для коробчатых панелей перекрытия жилого дома «ФГ-2000», построенного в 1968 г. в Германии. Длина панелей 9,2 м, ширина 1,25 м. Ограждающие конструкции малоэтажных зданий – основная область применения пластмассовых панелей. Из них можно строить и бескаркасные здания. При этом прочность конструкции обеспечивается внутренним каркасом самих панелей, как, например, в трехслойных панелях жилого дома «Пети Шато» в Италии. Рельефная пластика панелей использована в экспериментальном жилом доме в Германии (арх. Д. Шмидт), где их волнистый рельеф обеспечил жесткость стеклопластиковых обшивок. Панели пространственного типа (складчатые, многогранные, оболочковые, мембранные) могут быть значительных размеров: так, стеклопластиковые панели здания склада в Великобритании имеют пролет 15 м. Объемную многогранную форму японскому павильону химии на «ЭКСПО-70» придали полупрозрачные панели с профилированными ребрами. На этой же выставке для павильона промышленности Италии были выполнены стеклопластиковые панели-мембраны, предварительно напряженные системой тросов. Стремление применить строительные пластмассы для жестких пространственных покрытий связано с возможностью свести к минимуму массу конструкции. Пластмассовые складчатые покрытия плавательных бассейнов в Великобритании имеют пролеты от 7 до 30,2 м. Покрытия с волнистым профилем использованы фирмой «Бакелит» при строительстве двухэтажного административного здания размером в плане 11,5х17,2 м и высотой 5,8 м. Ромбовидные элементы для сборно-разборных сводов предложены архит. Р. Пиано (Италия), а седловидные (1,2х1,2 м и толщиной 3 мм) – М. Вильямом и Д. Орром (США). Крупнейший пластиковый купол диаметром 45 м павильона на Ганноверской выставке смонтирован из 40 сегментных элементов. Известны примеры изготовления покрытий из пенопластов, причем сравнительно больших размеров, например диаметром 12 м. Лотковые элементы шириной от 0,3 до 2,1 м из стеклопластиковых обшивок и пенополивинилхлорида толщиной 70 мм применялись для жилых домов США. Полиэфирный стеклопластик с пенополистирольным утеплителем толщиной 25 мм использован для воронкообразных элементов (размером 4,8х4,8 м) покрытия школы в Лос-Анджелесе и (размером 19,4х19,4 м) покрытия аэровокзала в Дибае. Из аналогичных элементов других профилей и размеров сделаны покрытия рынка во Фресне (пригороде Парижа), павильона Национальной выставки в Лозанне и др. Пространственность, малая толщина ограждающих поверхностей, замкнутость контура – характерные черты сооружений из пластмассовых блок-оболочек с разнообразными геометрическими характеристиками. Горизонтально-цилиндрическая форма стеклопластиковых оболочек использована для жилого дома «Диоген», демонстрировавшегося на выставке в Ганновере. Сочетания прямоугольных и треугольных панелей применены в пластмассовых домах системы «Корнет», многогранники – в системе «ДО» (Германия) и др. Рулонные материалы из синтетических тканей с полимерными покрытиями применяют для пневматических сооружений. Волокна для тканей получают из различных полимеров: полипропилена, полиэфиров (дакрон, терилен, лавсан и др.), поливинилспирто-вых (куралон, винол и др.), полиамидных (найлон, капрон, делерон и др.). Применяют полимерные покрытия в виде пасты или пленок из синтетических каучуков или пластифицированного ПВХ. Полимерные оболочки применялись для воздухоопорных (подача воздуха под оболочку) и воздухонесомых (подача воздуха в несущие конструкции стержневого типа) сооружений. Сферическая оболочка спортивного зала в Форссе, Финляндия, диаметром 73 м и цилиндрическая оболочка ледового катка в Анегасаки, Япония, пролетом 53 м – примеры сравнительнокрупных сооружений. Для увеличения их размеров использовались стальные тросы: павильон США на «ЭКСПО-70» эллиптического плана с осями 84х142 м, покрытие площади в 1 га под Парижем и др. Представляет интерес проект интернациональной бригады архитекторов и инженеров (автор идеи и руководитель Ф. Отто из Германии) двухслойного сферического купола из прозрачной пленки с подкрепляющими канатами из высокопрочного полиэфирного волокна. Под воздухоопорным куполом диаметром 2 км и высотой 240 м для жителей Арктики можно создать искусственный климат. Интересной областью применения армированных пленок явились шатровые покрытия, представляющие собой несущие конструкции из свободно висящих мембран. Один из таких шатров перекрывает старую улицу в центре Вупперталя, Германия. Возведение этого «городского шатра» вызвано стремлением оживить торговлю в центральном квартале города, которая все больше перемещается на окраины, в районы крупных жилых массивов. Светопрозрачный шатер, перекрывающий всю улицу, изготовлен из плотной сетевидной ткани, покрытой с двух сторон поливинилхлоридной пленкой. Ткань выполнена из прочных синтетических волокон (диолен). Жесткость этого восьмипролетного шатрового покрытия осуществляется натяжением параболически выгнутых тросов, обеспечивающих устойчивость полотен к ветровым нагрузкам. Высокая светопрозрачность материала, достигающая 75%, сочетается с достаточной огнестойкостью, прочностью на растяжение и разрыв, эластичностью при разных колебаниях температуры. Весьма многочисленны примеры применения в современной архитектурно-строительной практике отделочных материалов на основе полимеров: рулонных, листовых и плиточных, монолитных, погонажных.

Пленки для внутренней отделки использовали в Чехии, Словакии, Польше, Болгарии, США, Франции и других странах. В Германии различные фирмы выпускают пленки поливинилхлоридные, в том числе из жесткого непластифицированного поливинилхлорида, полиэтиленовые, полиэфирные, меламиновые. Декоративные пленки из мягкого поливинилхлорида устойчивы к истиранию, не царапаются, не подвержены действию влаги, трудно загораются и технологичны при использовании. Достоинства материала – повышенная стойкость к старению, отсутствие отслаивания или пузырения. Оригинальны пленки для обогрева больших поверхностей, состоящие из среднего электропроводящего слоя и двух наружных слоев из термореактивной пластмассы. Нагревательные пленки выпускают различного цвета, они отличаются хорошей износостойкостью, электрически полностью изолированы, химически стойки. Пленки на основе ПВХ изготовляют разной толщины, причем пленки толщиной более 1 мм используются преимущественно для помещений с высокой влажностью. Пленки меньшей толщины выпускают, как правило, на бумажной основе, причем прочность сцепления полимерного состава и бумаги очень высока.

Для покрытия полов в зданиях различного функционального назначения широко применяют линолеумы и ковровые покрытия. При выборе соответствующих материалов многие архитекторы и дизайнеры считают, что полы, особенно в коридоре и холлах, должны быть спокойного цвета и рисунка, нескользкие, эластичные, не требующие трудоемкого ухода. Светлые тона полов повышают их отражательную способность и непосредственно влияют на освещенность помещения. Увеличение коэффициента отражения цвета полов на 20% повышает освещенность всего помещения на 15%, например, при замене коричневого или синего цвета пола с коэффициентом отражения 10% на светло-бежевый или голубой цвет с коэффициентом отражения 30%. В спортивных зданиях и сооружениях часто используют специальные покрытия на основе полимеров, в том числе с использованием отходов резинотехнической промышленности и др.

Индустриализация работ по устройству полов в ряде общественных и промышленных зданий достигается при широком внедрении монолитных покрытий на основе эпоксидных, полиуретановых и полиэфирных полимеров заводского изготовления; пропитанных полимерными составами; эластичных мастик на основе полиуретанов. Снижение трудозатрат по сравнению с традиционными покрытиями полов (цементными, бетонными и асфальтовыми материалами) достигается также при использовании сборных плит из полимерцементных бетонов, армированных полимеррастворов и полимербетонов.

Литература: [1], с. 204-224; [9], с. 191-193.

Дата добавления: 2014-12-08