Строительные материалы на основе полимеров

Автор: Пользователь скрыл имя, 23 Ноября 2011 в 17:25, реферат

Описание работы

Пятилетним планом развитйя народного хозяйства СССР на 1971 —1975 гг. предусмотрено увеличение выпуска пластмасс примерно в 2 раза. Пластмассами называют материалы, полученные из природных или искусственных высокомолекулярных соединений, способные под влиянием нагрева и давления принимать любую форму и сохранять ее после завершения процесса изготовления данного материала.

Работа содержит 1 файл

Строительные материалы на основе полимеров.docx

— 21.49 Кб (Скачать)

Строительные материалы  на основе полимеров

Общие сведения.

   Пятилетним  планом развитйя народного хозяйства СССР на 1971 —1975 гг. предусмотрено увеличение выпуска пластмасс примерно в 2 раза. Пластмассами называют материалы, полученные из природных или искусственных высокомолекулярных соединений, способные под влиянием нагрева и давления принимать любую форму и сохранять ее после завершения процесса изготовления данного материала. По составу пластмассы делят на простые и сложные: первые состоят из одной синтетической смолы, вторые — из одного или двух полимеров, наполнителей и добавок. В строительстве в основном используют сложные пластмассы. Заполнители и добавки применяют для того, чтобы получить пластмассы с заранее заданными свойствами, например повысить теплоустойчивость, прочность, морозостойкость, а также увеличить долговечность и снизить стоимость пластмасс. Для пластмасс применяют наполнители трех видов: порошкообразные, волокнистые и листообразные.

   Пластические  массы являются новым, перспективным  строительным материалом, однако  и они имеют свою область  рационального применения. К положительным  свойствам пластмасс можно отнести: 1) широкий диапазон их объемных  масс; 2) широкий диапазон марок,  особенно у пластмасс с листообразным  наполнителем, прочность, которых  близка прочности металлов. В  настоящее время развернуты большие  работы по замене металлов  некоторыми видами пластмасс.  В среднем можно принять, что  прочность пластмасс на сжатие  составляет 1200— 1600 кгс/см2, на изгиб—400—600 кгс/см2 3) высокий коэффициент конструктивного качества, т.е. отношение марки материала к его объемной массе (очень важный экономический показатель). Известно, что чем больше объемная масса, тем выше прочность и больше теплопроводность материала; 4) низкую теплопроводность, приближающуюся по значению к теплопроводности воздуха; 5) химическую стойкость, т.е. хорошую сопротивляемость разрушающему воздействию кислот, щелочей и других разъедающих материалы жидкостей и газов, что выгодно отличает пластмассы от других материалов, применяемых в строительстве; 6) высокую износоустойчивость, что позволяет применять пластики для устройства долговечных полов; 7) высокие антикоррозионные и оптические свойства (прозрачность пластмасс выше, чем стекла, например некоторые разновидности пластмасс пропускают в 10 раз больше ультрафиолетовых лучей, чем стекло); 8) легкость обработки, позволяющую придавать пластмассам любую форму (литье, прессование и т. п.), что снижает стоимость изготовления изделий сложной конфигурации; 9) легкость станочной обработки и возможность склеивания пластмасс как друг с другом, так и с другими материалами, что расширяет диапазон применения пластмасс в строительстве; 10) легкость сваривания в струе горячего воздуха, обеспечивающую высокую эффективность сборки конструкций, изготовленных из пластиков; 11) возможность изготовлять из пластмасс очень тонкие пленки для получения высококачественных гидроизоляционных материалов.

   К недостаткам  пластмасс относятся: 1) сравнительно  малая температуроустойчивость, так как пластмассы могут нормально работать при температуре окружающей среды не выше 200° С, и только материалы, изготовленные на основе кремнеорганических полимеров, способны выдерживать температуру окружающей среды до 350° С; 2) высокий коэффициент температурного линейного расширения (в 10 раз больше, чем у металлов); 3) большая ползучесть (способность к пластическому течению при обыкновенных температурах)—в 10 раз больше, чем у бетона; 4) небольшая поверхностная твердость, что не позволяет применять пластмассы в конструкциях, на которые воздействуют острые части деталей; 5) сгораемость.

Пластмассы, получаемые методом полимеризации и поликонденсации.

   В настоящее  время существует много методов  получения пластмасс, однако наиболее  распространенными для изготовления  пластмасс, применяемых в строительстве,  являются метод химической модификации  веществ, метод полимеризации,  метод конденсации, метод простой  и деструктурной перегонки органических материалов.

   Из смол, получаемых  методом химической модификации,  наиболее широко используется  нитроцеллюлозная смола, на основе  которой изготовляют линолеум  и другие материалы. Основными  разновидностями полимеров, изготовляемых  методом полимеризации, являются: полиэтилен — высокомолекулярный  парафин с линейным строением  молекулы, т.е. термопластичное вещество (при повышении температуры вязкость  снижается, при понижении температуры  она восстанавливается), применяющееся  для изготовления санитарно-технических  изделий и гидроизоляционных  пленок; поливинилхлорид— основное сырье для получения теплоизоляционных материалов, текстолита и линолеума; полиизобутилен с каучукообразной структурой, применяющийся в химической промышленности как антикоррозионный, а в строительной как гидроизоляционный материал; полистирол — высокомолекулярный продукт, получаемый путем полимеризации стирола, широко используется при изготовлении декоративных стекол, цветных облицовочных плиток и теплоизоляционных материалов.

   Наиболее  широко используемыми разновидностями  полимеров, получаемых методом  конденсации, являются: феноло-формальдегидные  смолы, изготовляемые путем конденсации  фенола формалином и используемые  при производстве древесностружечных  и древесноволокнистых плит, стеклопластиков,  бумагопластиков, теплоизоляционного материала и т.п., а также для склеивания элементов деревянных конструкций; резорциноформальдегидная смола, образующаяся при отвердении резорцина формалином и используемая для изготовления листообразных пластиков, склеивания металлических пластинок и т.п.; карбамидная смола — продукт отвердения мочевины формалином, применяемая для изготовления прессованных и литых пластмасс, лаков, клеев и теплоизоляционных материалов; полиэфирные смолы, образующиеся при поликонденсации двухатомных кислот многоатомными спиртами. В настоящее время имеется много разновидностей этих смол, но в строительстве наиболее широко распространены глифталиевые смолы, из которых готовят лаки, эмали и некоторые виды стеклопластиков.

Основные виды строительных изделий, получаемых на основе пластмасс.

   Пластмассы  используют для изготовления  стеновых, облицовочных, теплоизоляционных,  гидроизоляционных материалов, труб, санитарно-техиических изделий и материалов для полов. Наиболее широко в качестве стеновых материалов используются стеклопласты, древеснослоистые пластики, древесностружечные плиты, различные пленки, линкруст, дерматин, листовые материалы для отделки стен, декоративный бумагопласт и полистирольные отделочные плитки. 

Стеклопласты стеновых панелей состоят из основы и синтетической  смолы. В качестве основы применяют  дробленое стекловолокно и стеклополотно. Вяжущим веществом являются феноло-формальдегидные, полиэфирные и другие смолы, хорошо сцепляющиеся с поверхностью стекла. Пленки, используемые для отделки стен, могут быть основными и безосновными. В качестве основы применяют бумагу, хлопчатобумажную ткань, картон, наиболее распространены пленочные материалы, линкруст, дерматин.  

   Пленка поливинилхлоридная  с клеевым слоем изготовляется  из невысыхающего клея, защищенного  специально обработанной бумагой;  пленка выпускается непрозрачной, окрашенной или с тисненым  печатным рисунком. Отделочная поливинилхлоридная  пленка на бумажной основе  применяется для внутренней отделки  стен зданий, изготовляется различной  окраски, с рисунком. Безосновные  пленки (прозрачные, полупрозрачные  и непрозрачные) изготовляются различной  окраски и с рисунком, наклеиваются  на хорошо подготовленную ровную  поверхность целлюлозным клеем.  Линкруст выполняется на бумажной  основе, покрытой тонким слоем  пластика. Выпускается линкруст  стеновой и бордюрный, окрашенный  и неокрашенный. При изготовлении  линкруста на одну сторону  бумажной массы наносят тонкий  слой пасты, состоящей из поливинилхлорида, наполнителя (пробковой или древесной  муки), пластификатора и красителя.  Линкруст применяют для отделки  стен зданий, а также для отделки  встроенной мебели. Дерматин с  тканевой основой, покрытой тонким  слоем поливинилхлоридной пасты,  выпускается окрашенным, гладким  и рифленым. Этот материал применяют  для отделки стен и мебели. Декоративный бумажнослоистый пластик состоит из трех слоев: среднего, основного и двух покровных, выполняющих декоративную роль. Плитки облицовочные полистирольные изготовляют на специальных станках методом выдавливания при температуре выше 100° С, различных цветов и расцветок и разнообразной формы и толщины.

   Теплоизоляционные  материалы на основе пластмасс  выпускаются двух классов: волокнистые  материалы на синтетических связках  и газонаполненные пластмассы, представляющие  собой пористые вещества с  изменяющейся в широких пределах  объемной массой. Пластики второго  класса разделяют на три группы: пенистые пластмассы или пенопласты, поропласты и сотовые пластмассы  или сотопласты. Химическая промышленность выпускает большое количество видов теплоизоляционных материалов, изготовляемых на основе полистирола, поливинилхлоридной, карбамидной, феноло-формальдегидной смолы.

   Пластмассы  для устройства полов разделяют  на две группы: рулонные и плиточные  материалы. Рулонные материалы  для полов, как с основой,  так и без нее, обладают высокой  износоустойчивостью и прочностью  и поэтому весьма эффективны. В настоящее время выпускаются следующие разновидности линолеумов: линолеум поливинилхлоридный на войлочной или джутовой основе или без нее, различных цветов (в зависимости от типа применяемого красителя); нитроцеллюлозный линолеум — рулонный материал без основы коричневого и красного цветов; релин, или резиновый линолеум, состоящий из двух слоев — верхнего (цветная резина) и нижнего (дробленая резина), связанных битумом. Каждый слой изготовляют отдельно, а затем соединяют вулканизацией сырой резиной. Верхний слой состоит из синтетического каучука и наполнителя в виде асбеста, древесной муки, каолина, мела и т.п. 

В строительстве  применяются кумароно-поливинилхлоридные плитки— из поливинилхлоридного и кумаронового полимеров с пластификатором в виде дибутилфталата (наполнитель —древесная мука или размельченный тальк), плитки могут изготовляться любого цвета, они гигиеничны, водо-, морозо- и химически стойки. Фенолъные плитки получают на базе феноло-формальдегидной смолы, отвердителя и порошкообразного наполнителя (органического или минерального), Этот материал обладает высокой прочностью, водоустойчивостью, химической стойкостью, теплоустойчивостью и малым водопоглощением.  

   Бесшовные  полы из поливинилацетатной мастики  устраивают одно- или двухслойными. В качестве компонентов применяют поливинилацетатную эмульсию, пластификатор (дибутилфталат), наполнитель (измельченный кварцевый песок) и органический или минеральный пигмент. Гидроизоляционными материалами являются полиэтиленовая и поливинилхлоридная пленки. Они хорошо обволакивают поверхности конструкций, водо-, морозо- и кислотоустойчивы. В строительстве начинают применять пластмассовые трубопроводы, которые долговечны, не требуют антикоррозионных покрытий, обладают меньшей объемной массой, чем металлические. Из пластмасс изготовляют также ванны, умывальники и другие санитарно-технические изделия.

Технико-экономические  показатели.

   Удельный  вес применения пластмасс в строительной промышленности с каждым годом возрастает, постоянно расширяется их ассортимент. Производство полимерных строительных материалов относится к весьма материалоемким отраслям. Например, в целом по промышленности строительных материалов удельный вес сырья и материала составляет 32,4%, тогда как в пластмассовой промышленности — 80,4%.

   Удельные  капитальные вложения на производство  полимеров, так же как и их  себестоимость, колеблются в широких  пределах. .Наименьшие показатели имеют мастичные композиции, пленки, лакокрасочные вещества, их себестоимость составляет 0,08—0,1 руб/м2. Себестоимость рулонных материалов, используемых при устройстве полов, равна 0,6—2,5 руб/м2.

   Технико-экономическая  целесообразность применения полимерных  материалов в строительстве подтверждается  данными табл. 7. Из табл. 7 видно,  что стоимость пластмассовых  полов, наиболее распространенных  в строительстве, лежит на уровне  дощатых и несколько ниже паркетных.  В дальнейшем стоимость пластмассовых  полов будет уменьшаться, так  как химическая промышленность  располагает большими резервами  снижения себестоимости продукции. 

   Сравнение  трудоемкости изготовления различных  видов пластмассовых волокон  (по данным Всесоюзного научно-исследовательского  института новых строительных  материалов) показывает, что полы  из поливинилхлоридного линолеума  на войлочной основе требуют  в 1,5 раза меньше трудовых затрат, чем при использовании других  полимерных материалов (табл. 8). В настоящее время, по данным НИИЭС, имеются следующие основные направления целесообразного использования полимеров в строительстве: внедрение эффективных рулонных и плиточных материалов на основе поливинилхлорида для покрытия полов; применение в отделке стен, синтетических лакокрасочных материалов, пленок, бумажнослоистых пластиков и др.; использование для утепления зданий новых видов тепло- и звукоизоляционных материалов на основе вспененных пластмасс; внедрение в крупноблочное строительство долговечных латексных кровельных покрытий; применение для герметизации стыковых крупнопанельных зданий долговечных мастичных и профильных материалов на основе синтетических каучуков; внедрение встроенной мебели и шкафов-перегородок из древесностружечных плит, а также высококачественных дверных блоков из древесностружечных и древесноволокнистых плит; использование полимерных санитарно-технических изделий (сифонов и смывных бачков, а также канализационных труб).

Информация о работе Строительные материалы на основе полимеров