ности, использовать переменные сечения даже в тех случаях, где теоретически они, казалось бы, не нужны.

Среди пластмасс первой группы наибольшее распространение получили изделия из полиметилметакрилата (органического стекла), жесткого поливинилхлорида, полистирола, полиэтилена.

Органическое стекло — прозрачный легкий материал, выпускается в виде листов различной толщины и цвета, обладает малой хрупкостью и способностью пропускать ультрафиолетовые лучи, что выгодно отличает его от силикатного стекла. Однако температура размягчения органического стекла значительно ниже, чем силикатного. При температуре 125—150° С из него можно формовать изделия нужной формы. Его средняя плотность 1,2 г/см, прочность при статическом изгибе 99—120 МПа.

Органическое стекло применяют в строительстве для устройства светопрозрачных бесцветных и полупрозрачных цветных ограждений как наружных, так и внутренних. Листы органического стекла могут быть плоскими, волнистыми и рифлеными. Полусферические, конические и другой формы купола из органического стекла применяют в качестве световых фонарей на плоских кровлях общественных и промышленных зданий.

Прозрачный полиметилметакрилат пропускает до 90% лучей солнечного спектра и 73,5% ультрафиолетовых лучей. Непрозрачный цветной полиметилметакрилат может быть использован для изготовления погонажных изделий, а также в качестве защитного и декоративного слоя металлических поверхностей.

Поливинилхлоридные пластмассы составляют около 25% общего мирового производства полимерных материалов. В строительстве используется почти четверть общего количества поливинилхлорида. Это обусловлено сравнительно низкой стоимостью поливинилхлоридных пластмасс, хорошими физико-механическими свойствами, химической стойкостью, способностью к модификации свойств, а также возможностью получения из них материалов и изделий практически всеми известными способами переработки термопластов.

Большая часть поливинилхлоридных строительных материалЬв выпускается с наполнителем (см. ниже). К ненаполненным материалам относятся прозрачные бесцветные и цветные непрозрачные и полупрозрачные листы жесткого поливинилхлорида (винипласта). Винипласт легко формуется при температуре 130° С, его прочность на изгиб 90—120 МПа, он хорошо поддается механической обработке, легко сваривается и склеивается. Размеры изготовляемых листов — гладких, волнистых, рельефных длиной до 30 М— позволяют использовать винипласт для светопрозрачных огражде-

го

НИИ и непрозрачных цветных облицовок в ограждающих конструкциях с различными вариантами масштабных, пластических и цветовых решений.

На основе поливинилхлорида и хлорированного полиэтилена в ФРГ был получен материал, названный хосталитом, который по своим свойствам соответствует жесткому поливинилхлориду с улучшенными показателями сопротивления удару и стойкости к атмосферным влияниям. Областью применения такого материала являются наружная облицовка трехслойных навесных панелей, ограждения балконов, устройство светопрозрачных кровель и заполнений проемов, изготовление окон и дверей, водосточных желобов и труб. Светопрозрачность жесткого поливинилхлорида — до 80%, а пластифицированного (пленочного) — до 90%. Так же, как и органическое стекло, они пропускают ультрафиолетовые лучи.

Ко II группе относятся газонаполненные пластмассы, которые делятся на пенопласты и поропласты. Пенопласты содержат преимущественно замкнутые поры, а поропласты — открытые, сообщающиеся поры. В зависимости от упругих характеристик газонаполненные пластмассы делят на жесткие, полужесткие и- эластичные.

Применяемые в строительстве газонаполненные пластмассы изготовляют на основе полистирола, поливинилхлорида, полиуретана и фенолоформальдегидных смол.

Жесткие пенопласты с замкнутой структурой ячеек используются как конструкционный, звуко- и теплоизоляционный материал. Поропласты с открытыми ячейками обладают отличными звукопоглощающими свойствами в широком диапазоне частот и применяются в соответствующих строительных конструкциях.

Для газонаполненных пластмасс характерно восприятие и перераспределение усилий внутри конструктивного слоя благодаря взаимосвязанной пространственно-ячеистой структуре. Чем меньше геометрические размеры ячеек, тем лучше показатели прочности материала. Однородность и регулярность ячеистой структуры — необходимые условия качественности конструкционных пеноплас-тов. Физико-механические свойства пенопластов зависят от кажущейся плотности (объемной массы). С ее повышением увеличиваются прочностные показатели, снижаются водопоглощение, гигроскопичность, воздухе- и паропроницаемость.

В табл. 2 приведены основные характеристики конструкционных жестких пенопластов.

Плиты из пенопластов полистирольного и на основе фенолоформальдегидных смол выпускают длиной от 600 до 3000 мм, шириной от 500 до 1200 мм, толщиной от 25 до 150 мм. Их (преиму-

21

Таблица 2. ХАРАКТЕРИСТИКА КОНСТРУКЦИОННЫХ ЖЕСТКИХ ПЕНОПЛАСТОВ

щественно со средней плотностью от 20 до 100 кг/м^) применяют, как правило, в качестве утеплителя в многослойных элементах, что позволяет включать эти материалы в статическую работу ограждающих конструкций зданий,

Наиболее наглядно формообразующие особенности пенопла-стов проявляются в однослойных конструкциях, появление которых стало возможным благодаря внедрению в практику жестких конструкционных пенопластов с повышенными показателями прочности. Это относится не только к крупногабаритным элементам ограждающих конструкций, но и к изделиям с относительно небольшими площадями поперечных сечений. Так, например, фирма «Бауер» (ФРГ) изготовляет оконные рамы из жесткого пенополиуретана. Микропористая структура материала обеспечивает его малую теплопроводность и одновременно хорошее сопротивление удару, а гладкая и твердая поверхность изделия устойчива к воздействию атмосферных влияний.

Пенополиуретан в строительных конструкциях применяется, в основном, в виде заливочных композиций или наносится способом напыления. Заливочные пенополиуретаньи обеспечивают технологическую простоту и скорость получения элементов конструкций различных размеров и формы.*

К III группе относятся наполненные пластмассы, которые, в свою очередь, могут быть подразделены на материалы с порошкообразным наполнителем, коротковолокнистым наполнителем и высоконаполненные.

Свойства наполненных пластмасс определяются свойствами полимера и наполнителя, характером распределения последнего и-природой взаимодействия на границе полимер — наполнитель. Ha-t полненные материалы могут быть изотропны или анизотропны BJ зависимости от вида наполнителя и характера его распределения»^

Содержание наполнителя в пластмассах может изменяться широких пределах. Во многих случаях оно составляет 45—50°

гг

(в расчете на массу полимера). В высоконаполненных пластмассах содержание наполнителя может в несколько раз превышать массу полимера.

Полимерные материалы с порошкообразным наполнителем, как правило, изотропны. Для получения высокопрочных пластмасс целесообразно применять наполнитель с наибольшей удельной поверхностью, т. е. с наименьшим размером частиц. Порошкообразные наполнители могут быть органическими (древесная мука) и неорганическими (мел, каолин, тальк, слюда). Древесную муку применяют для получения фенольных и мочевино-формальдегид-ных пресс-материалов, а также линолеума. Мел и каолин — важнейшие виды наполнителей для материалов на основе термопластов поливинилхлорида и полиэтилена. Тальк и слюду применяют для наполнения как термопластов, так и реактопластов.

К материалам с порошкообразным наполнителем относятся многие виды конструкционно-отделочных профильных погонажных изделий, рулонные материалы и плитки для полов, облицовочные изделия.

Важнейшим материалом с коротковолокнистым наполнителем из рубленого волокна являются стеклопластики, которые относятся ввиду их высокой прочности к конструкционным материалам, хотя могут одновременно быть ограждающими и облицовочными.

Непрозрачные стеклопластики на основе фенолоформальде-гидных и других смол используют в строительстве в виде листовых материалов, образующих лицевые поверхности слоистых (преимущественно навесных) панелей.

Прозрачные и полупрозрачные стеклопластики (преимущественно на основе полиэфирных смол), бесцветные или окрашенные в массе, выпускают в виде плоских или волнистых листов. Они находят применение для ограждения лестниц и балконов, для устройства перегородок и заполнения проемов, для устройства просвечивающих кровель и световых фонарей, плафонов искусственного освещения, для навесов, зонтичных конструкций и козырьков над входами. Листы прозрачного волнистого стеклопластика используют для верхнего освещения зданий совместно с непрозрачными волнистыми асбестоцементными или стальными листами в скатных кровельных покрытиях. Стеклопластики применяют для устройства кровельных арочных панелей и плоских светопрозрачных панелей не только верхнего, но и бокового освещения, д.чя изготовления объемных санитарно-технических блоков и других объемных элементов зданий.

Полиэфирные смолы благодаря своей технологичности, хорошему контакту с наполнителем, возможности изготовлять с их по-

мощью крупногабаритные (в том числе светопрозрачные) пластмассовые конструкции получают все большее расгространение в строительстве. Листы плоского и волнистого стеклопластика выпускают толщиной до 8 мм, шириной до 1S00 мм и длиной до 6000 мм. При непрерывном методе производства длина листов стеклопластика практически может быть любой. Средняя плотность полиэфирного стеклопластика 1400 кг/м^, предел прочности при изгибе 130 МПа, модуль упругости 6000 МПа, светопропускание до 85«/о.

Типичными представителями высоконаполненных полимерных строительных материалов являются древесностружечные плиты и полимербетоны.

Древесностружечные плиты получают прессованием древесной стружки, смешанной с резольной фенолоформальдегидной или мочевиноформальдегидной смолой (10—15% от массы стружки). Плиты выпускают длиной 3600 мм, шириной 1800 мм и толщиной 6—75 мм. Они могут быть облицованы древесным шпоном, декоративным бумажно-слоистым пластиком, синтетическими пленками и др. Плиты хорошо поддаются механической обработке. Основные области использования плит в строительстве: перегородочные панели, встроенная мебель и внутренние слои наружных трехслойных панелей. В отличие от древесины (анизотропного материала) древесностружечные плиты однородны по свойствам в любом направлении в плоскости плиты. Средняя плотность конструкционных плит — 800—1200 кг/м, прочность при изгибе —13 МПа.

Полимербетон представляет собой высоконаполненный материал на основе термореактивного связующего, свойства которого определяются природой связующего, наполнителя и их взаимодействия на границе раздела фаз. В качестве наполнителя в полимербетон вводят гранитный щебень, кварцевый песок и т. п. в соотношении «связующее : наполнитель» от 1 : 3 до 1 :20 (по массе). Варьируя типы связующих, соотношение «связующее: наполнитель» и его гранулометрический состав, можно получать полимербетоны с требуемыми свойствами. Средняя плотность полимербетона 2000—^2350 кг/м^, предел прочности при сжатии 80—120 МПа, модуль упругости 30 ООО МПа. В отличие от обычного цементного бетона полимербетоны имеют высокую химическую стойкость к агрессивным реагентам, а также практически непроницаемы по отношению к жидкостям.

Из числа эффективных теплоизоляционно-конструкционных материалов, которые могут быть отнесены к высоконаполненным, относятся разработанные ВНИИстройполимером пенополиуретан, наполненный вспененными гранулами полистирола, и перлитопласт-

бетон, полученный на основе фенолоформальдегидных смол с наполнителем из вспученного перлита. Эти материалы применяют в качестве среднего слоя трехслойных навесных стеновых панелей.

Для IV группы характерно наличие арматуры. Армирующий наполнитель может быть из стеклянных или полимерных волокон либо из слоев тонколистового материала (бумаги, стеклошпона, древесного шпона). Соответственно этому армированные пластмассы в классификации разделены на волокнистые и слоистые.

Связующее в волокнистых материалах выполняет защитные функции, функции. связи элементов армирования, а, кроме того, воспринимает часть внешней нагрузки и способствует более равномерному перераспределению напряжения в армирующих волокнах.

Специфической чертой изделий из этих материалов является их тонкость, не позволяющая пренебрегать напряжениями, возникающими перпендикулярно плоскости армирования. Ввиду того что толщина конструкций не может полностью обеспечить жесткости (особенно в листах значительных размеров), возникает необходимость в использовании пространственных форм, применении подкрепляющего каркаса, предварительного напряжения и т.д. Все это обогащает пластическое решение архитектурных объемов. В стекловолокнистых пластмассах принцип работы смолы и наполнителя напоминает совместную работу бетона и металла в железобетонных конструкциях. Анизотропия материала и его высокая прочность объясняются ориентированным расположением стекло-волокнистого наполнителя, а также свойствами самих свеклово-локон.

Эффективными представителями пластмасс этой группы являются стекловолокниты, изготавливаемые на основе эпоксидных смол, которые отличаются высокой механической прочностью, малым водопоглощением, высокой адгезией к стекловолокну, химической стойкостью и малой воспламеняемостью.

К стекловолокнистым материалам высокой прочности относится стеклошпон, состоящий из ориентированных стеклянных нитей, проклеенных синтетической (преимущественно эпоксидно-фенольной) смолой. Из нескольких листов стеклошпона методом прессования может быть получен стекловолокнистый анизотропный материал (СВАМ), который был разработан Лабораторией анизотропных структур Академии наук СССР под руководством архит. А. К. Бурова.

Этот вид армированных пластмасс является одновременно представителем как волокнистых, так и слоистых конструкционных материалов. СВАМ относится к наиболее прочным полимерным материалам, обладающим высокой удельной прочностью (отноше-