Строительные плиты из полимерных материалов
Федеральная таможенная служба
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Российская таможенная академия»
В л а д и в о с т о к с к и й ф и л и а л
реферат
по дисциплине «сырье и материалы непродовольственных товаров»
студента Ильиной Татьяны_______________________
факультет: таможенного
дела__________________________
группа 112___________________________
на тему: «Строительные плиты из полимерных материалов»
Научный руководитель:
Таскаев Владимир Иванович,
Владивосток
2010
Оглавление
Введение
В современном строительстве полимерные строительные материалы (их насчитывается свыше 100 наименований) находят все более широкое применение. Они повсеместно используются для: покрытия полов (линолеум, релин, поливинилхлоридные плитки и др.), внутренней отделки стен и потолков, гидроизоляции и герметизации зданий, изготовления тепло — и звукоизоляционных материалов (поропласты, пенопласты, сотопласты), кровельных и антикоррозионных материалов и покрытий, оконных блоков и дверей, конструкционно-отделочных и ограждающих элементов зданий, лаков, красок, эмалей, клеев, мастик (на полимерном связующем) и для многих других целей.
Полимеры — высокомолекулярные соединения, важнейшая составная часть пластмасс. Исходным сырьем для получения полимеров служит природный газ, а также «попутный» газ, сопровождающий выходы нефти и каменноугольный деготь, получаемый при коксовании угля.
Широчайшее применение полимеров в строительстве, помимо таких положительных свойств, как антикоррозийность, эластичность, гибкость, технологичность, обусловлено в первую очередь возможностью создавать из них материалы с заданными разработчиками свойствами. Однако в данном реферате будут рассмотрены конкретные полимерные материалы (слоистые поластики), используемые в качестве строительных плит. Такими представителями являются: стеклотекстолит, древесные пластики и ориентирно-стружечные плиты.
1 Общие сведения о полимерных материалах
Полимеры - это неорганические и органические, аморфные и кристаллические вещества, получаемые путём многократного повторения различных групп атомов, называемых «мономерами», соединённых в длинные макромолекулы химическими или координационными связями. Полимер это высокомолекулярное соединение, вещество с большой молекулярной массой (от нескольких тысяч до нескольких миллионов).
По химическому составу все полимеры подразделяются на
- Органические;
- Элементоорганические;
- Неорганические.
Органические полимеры. Образованы с участием органических радикалов (CH3, C6H5, CH2 ). Это смолы и каучуки.
Элементоорганические полимеры. Они содержат в основной цепи органических радикалов неорганические атомы ( Si, Ti, Al), сочетающиеся с органическими радикалами. В природе их нет. Искусственно полученный представитель – кремнийорганические соединения.
Неорганические полимеры. Их основу составляют оксиды Si, Al, Mg, Ca и др. Углеводородный скелет отсутствует. К ним относятся керамика, слюда, асбест.
Следует отметить, что в технических материалах часто используют сочетания отдельных групп полимеров. Это композиционные материалы (например, стеклопластики).
По форме макромолекул полимеры делят на
- Линейные;
- Разветвленные;
- Ленточные;
- Пространственные;
- Плоские.
По фазовому составу полимеры подразделяются на аморфные и кристаллические.
Аморфные полимеры однофазны и построены из цепных молекул, собранных в пачки. Пачки могут перемещаться относительно других элементов.
Кристаллические полимеры образуются тогда, когда их макромолекулы достаточно гибкие и образуют структуру.
По полярности полимеры подразделяют на полярные и неполярные. Полярность определяется наличием в их составе диполей – молекул с разобщенным распределением положительных и отрицательных зарядов. В неполярных полимерах дипольные моменты связей атомов взаимно компенсируются.
По отношению к нагреву полимеры подразделяют на термопластичные и термореактивные.
Термопластичные полимеры ( полиэтилен, полипропилен, полистирол ) при нагреве размягчаются, даже плавятся, а при охлаждении затвердевают. Этот процесс обратим.
Термореактивные полимеры на первой стадии образования имеют линейную структуру и при нагреве размягчаются, а затем, по причине протекания химических реакций, затвердевают (образуя пространственную структуру ) и в дальнейшем остаются твердыми.
При оценке экологической чистоты полимерных строительных материалов руководствуются следующими основными требованиями к ним:
- полимерные материалы не должны создавать в помещении стойкого специфического запаха;
- выделять в воздух летучие вещества в опасных для человека концентрациях;
- стимулировать развитие патогенной микрофлоры на своей поверхности;
- ухудшать микроклимат помещений;
- должны быть доступными влажной дезинфекции;
- напряженность поля статического электричества на поверхности полимерных материалов не должна быть больше 150 В/см (при относительной влажности воздуха в помещении 60—70%).
Многочисленные исследования показали, что практически все полимерные строительные и отделочные материалы, созданные на основе низкомолекулярных соединений, в процессе использования могут выделять (мигрировать) токсичные летучие компоненты, которые при длительном воздействии могут неблагоприятно влиять на живые организмы, в том числе и на здоровье человека.
Международное агентство по изучению рака (МАИР) обращает внимание на канцерогенную опасность полимеров, полученных из нефти и каменного угля, а Агентство по регистрации токсичных веществ и заболеваний (ATSDR) констатирует, что при производстве пластмасс используются вещества, входящие в перечень двадцати наиболее опасных токсичных веществ.
Еще одна экологическая угроза, исходящая из полимерных строительных материалов — противопожарные вещества — антипирены, содержащиеся в негорючих пластиках. Установлена связь вредных веществ, выделяющихся из них, и с заболеванием населения аллергией, бронхиальной астмой и др.
Проведенные в последние годы детальные исследования показали, что полимерные строительные материалы могут оказаться источником выделения и таких вредных веществ, как бензол, толуол, ксилол, амины, акрилаты и др.
Миграция этих и других токсичных веществ из полимерных материалов происходит вследствие их химической деструкции, т. е. старения как под действием химических и физических факторов (окисления, перепадов температуры, инсоляции и др.), так и в связи с недостаточной экологической чистотой исходного сырья, нарушением технологии их производства или использованием не по назначению. Уровень выделения газообразных токсичных веществ заметно увеличивается при повышении температуры на поверхности полимерных материалов и относительной влажности воздуха в помещении.
В ниже представленных полимерных строительных и отделочных материалах, выделяют материалы, которые способны выделять токсичные субстанции.
Слоистые пластики - это полимерные материалы, в простейшем случае состоящие из основного слоя и параллельно расположенных слоев наполнителя.
В зависимости от назначения пластика, природы полимера и наполнителя слоистые пластики могут содержать дополнительно защитный, барьерный и балансирующий слои.
Физико-механические свойства пластика определяет основной слой, который изготовляют из различных пластиков:
- стеклотекстолита (стеклянные ткани);
- древесных пластиков (древесное волокно).
Стеклотекстолит
Цена от 115руб/кг. Стеклотекстолит электротехнический листовой представляет собой слоистый материал, полученный методом горячего прессования стеклотканей, пропитанных термоактивным связующим на основе совмещенных фенолформальдегидной и эпоксидной смол. Упругий, износостойкий, слоистый пластик. Применяется как поделочный материал для изготовления изделий (деталей автомобилей, корпусов приборов и др. конструкций). В декоративных целях для облицовки мебели, интерьеров судов, рекламы и т.д. Электроизоляционный материал в электро- и радиотехнике. Атмосферо-, водо-, хим-стойкий.
Из фольгированного стеклотекстолита путем химического травления изготовливают электронные платы, таблички, термостойкие подставки и т. д.
Стеклотекстолит марки СТЭФ ГОСТ-12652-74 изготавливается толщиной от 1,5 до 50 мм. Предназначен для работы на воздухе в условиях нормальной относительной влажности окружающей среды при напряжении свыше 1000 В и частоте тока 50 Гц, а также для работы на воздухе в условиях повышенной влажности окружающей среды (93+2)%, при температуре (40+2)oС при напряжении до 1000 В и частоте тока 50 Гц. Высокая механическая прочность и электрическая стабильность позволяют проводить механическую обработку материала и использовать его для конструкционных деталей электрооборудования.
Стеклотекстолит марки СТЭФ-1 изготавливается толщиной от 0,2 до 50мм и более. Обладает теми же свойствами, что и СТЭФ, но имеет более однородную мелкую внутреннюю структуру, что позволяет изготавливать из него мелкие детали электрооборудования.
Стеклотекстолит электротехнический листовой марки СТК (ГОСТ 12652-74) — представляет собой прессованный слоистый материал, состоящий из нескольких слоев стеклоткани пропитанной кремнийорганическим связующим. Предназначен для электроизоляционных конструкций электрических машин шахтного исполнения. Может использоваться в качестве теплозащитного и электроизоляционного материала в различных электронагревателях. Длительно допустимая рабочая температура от -65 до +155° С. Стеклотекстолит выпускается толщиной 0,5-50,0 мм. Размер листов 1010x890 мм. Плотность 1600-1800 кг/м3. Разрушающее напряжение при растяжении, не менее 90 МПа. Разрушающее напряжение при изгибе перпендикулярно слоям, не менее 60-125 МПа. Пробивное напряжение параллельно слоям (одноминутное проверочное испытание) в условиях М/90° С / трансформаторное масло — не менее 1 * 108 кВ-эфф. Ударная вязкость по Шарпи параллельно слоям — не менее 25 кДж/м2.
Стеклотекстолит марок КАСТ и ВФТ-С — высокотемпературный материал, может длительно работать при более высоких температурах.
Древесные пластики
Древесные пластики, пластифицированные древесные материалы с улучшенными физико-механическими свойствами, получаемые комбинированной механической, термической и химической обработкой сырья. Древесные пластики делят на:
- древесину прессованную (лигностон);
- древеснослоистые пластики (лигнофоль, дельта-древесина, балинит, арктилит и др.);
- древеснопластические массы.
Древесина прессованная (пластифицированная) — уплотнённая, натуральная древесина (чаще всего берёза, реже бук, граб, клён и др.), при давлении 15—30 Мн/м2 (150—300 кгс/см2) и температуре до 120°С. Уплотнение проводят различными способами: вдавливанием заготовки в пресс-форму меньшего диаметра, обжатием заготовки между плитами гидравлического пресса или в съёмной пресс-форме, прессованием предварительно согнутых пластинок древесины. Для повышения влагостойкости и стабильности формы Древесные пластики заготовки древесины перед уплотнением пропитывают синтетическими смолами. Получить влагостойкую прессованную древесину можно без пропитки синтетическими смолами, усилив тепловую обработку заготовки на стадии пластификации; при этом в древесине образуются смолообразные продукты изменения лигнина и гемицеллюлоз.
Прессованную древесину выпускают в виде досок, брусков, плит, втулок и др. Эта древесина обладает высокой ударной прочностью, пластичностью, малым коэффициентом трения и повышенной влагостойкостью. Прессованную древесину применяют для изготовления деталей машин, работающих при ударных нагрузках, а также антифрикционных деталей.
Древеснослоистые пластики (ДСП) — материалы на основе тонкого древесного листа (шпона) лиственных пород. Для получения этих пластиков берёзовый (реже буковый или липовый) шпон пропитывают (иногда промазывают) растворами термореактивных синтетических смол, просушивают, собирают в пакеты и прессуют на этажных гидравлических прессах с обогревом при давлении 10—17,5 Мн/м2 (100—175 кгс/см2) и температуре 120—150°С. Для повышения прочности и эластичности этих пластиков их армируют металлической сеткой, фольгой, прорезиненной тканью и др. Добавки графита и масла улучшают антифрикционные свойства пластиков. Заготовки из древеснослоистых пластиков перерабатывают в изделия механической обработкой (распиловкой, строганием и др.). Эти пластики обладают хорошими механическими, в том числе антифрикционными, и электроизоляционными свойствами, устойчивы к действию многих химических реагентов.
Древеснослоистые пластики применяют как конструкционный материал в машино- и судостроении, как электроизоляционный и конструкционный материал для производства деталей аппаратуры высокого напряжения. Они пригодны для изготовления гибочных штампов, оправок, а при условии смазки водой и при температуре трения не выше 60°С — тяжелонагруженных подшипников.
Древеснопластические массы — цельнопрессованные профильные изделия или плиточные материалы, изготовленные в пресс-формах горячим прессованием измельчённой древесины (опилок, стружек, волокон, обрезков шпона), пропитанной растворами синтетических смол и высушенной. В некоторых случаях древесину предварительно подвергают частичному гидролизу кислотой или пропаркой под давлением или же обработке щёлочью. Древеснопластические массы обладают высокой механической прочностью, антифрикционными и электроизоляционными свойствами. Эти материалы применяют в производстве профильных цельнопрессованных изделий (вкладышей и втулок подшипников, зубчатых колёс, кабельных муфт, электроизоляционных деталей, колпачков ректификационных колонн и др.), а также паркетных плиток и др.
Связующим для основного слоя служат феноло-формальдегидные смолы резольного типа и ненасыщенные полиэфиры. Можно применять и другие полимеры, однако, это не всегда безопасно,
Древесноволокнистые плиты или ДВП (другое название — Оргалит) — материал, получаемый горячим прессованием массы, состоящей из целлюлозных волокон, воды, синтетических полимеров и специальных добавок.
ДВП (ГОСТ 4598-86) изготавливают из неделовой древесины, отходов лесопильной и деревообрабатывающей промышленности, бумажной макулатуры, стеблей соломы, кукурузы, хлопчатника и некоторых других растений.
С целью увеличения прочности, долговечности и огнестойкости древесно-волокнистых изделий применяют специальные добавки: водные эмульсии синтетических смол, эмульсии из парафина, канифоли, битума, антисептики и антипирены, а также асбест, глинозем и гипс.
большого количества воды, облегчающей разделение древесины на отдельные волокна, и смешивают со специальными добавками. После этого жидкотекучую волокнистую массу передают на отливочную машину, состоящую из бесконечной металлической сетки и вакуумной установки.
Здесь масса обезвоживается, уплотняется и разрезается на отдельные плиты заданного размера, которые затем подпрессовывают и сушат.
Плотность древесно-волокнистых изоляционных и изоляционно-отделочных плит — 150-350 кг/м3, теплопроводность — 0,046-0,093 Вт (мК), предел прочности при изгибе — не менее 0,4-2,0 МПа.
Достоинством плит являются их большие размеры — длина до 3 м, ширина — до 1,6 м, так как это способствует индустриализации строительно-монтажных работ и уменьшению трудозатрат.
Изоляционные плиты используют для тепло- и звукоизоляции стен, потолков, полов, перегородок и междуэтажных перекрытий, утепления кровли (особенно в деревянном домостроении), акустической отделки специальных помещений (радиостудий, машинописных бюро, концертных залов).
Стандартные изоляционные плиты применяют для дополнительного утепления стен, потолков и полов, а также для увеличения прочности стенных каркасов. Они могут быть применены для внутреннего покрытия стен и потолков перед окончательной отделкой.
Ветрозащитные изоляционные плиты используются для уплотнения и упрочнения внешних стен, потолков и крыш зданий.
Изоляционные плиты для пола применяются в качестве «плавающей» подстилки под паркет и ламинированные полы. Плита выравнивает поверхность под паркетом, утепляет пол и значительно повышает звукоизоляцию.
Наряду с достоинствами древесноволокнистые плиты имеют и недостатки. Они обладают высоким водопоглощением (до 18% в сутки), отличаются значительной гигроскопичностью (до 15% в нормальных условиях), при изменении влажности окружающей среды меняют свои размеры, в них могут развиваться дереворазрушающие грибы. Такие плиты легче воспламеняются, чем обычная древесина.
Снизить загниваемость древесноволокнистых плит, повысить их огнестойкость позволяет введение в их состав антисептиков и антипиренов.
Важно отметить, что материалы на основе карбамидных смол - древесностружечные плиты (ДСП) выделяют формальдегида в 2, 5—3 раза и больше допустимого уровня. В свободном состоянии формальдегид представляет собой раздражающий газ, обладающий общей токсичностью. Он подавляет действие ряда жизненно важных ферментов в организме, приводит к заболеваниям дыхательной системы и центральной нервной системы.
Материалы на основе фенолформальдегидных смол (ФФС): древесноволокнистые (ДВП), древесностружечные (ДСП) и древеснослоистые (ДСП) выделяют в воздушную среду помещений фенол и формальдегид. Концентрация формальдегида в жилых помещениях, оборудованных мебелью и строительными конструкциями, содержащими ДСП, может превышать ПДК в 5—10 раз. Особенно высокое превышение допустимого уровня отмечается в сборно-щитовых домах. Токсичность выделяющихся веществ во многом зависит от марки смолы. Таким образом эти виды материалов обладают существенным недостатком – отсутствием безопасности.
2. ОСП (Ориентированно-стружечная плита)
В настоящее время выпуск «Перечня полимерных материалов и изделий, допущенных к применению в строительстве» прекращен. На каждый вид новых полимерных строительных материалов и изделий теперь требуется ГОСТ и отдельный гигиенический сертификат. Не регламентируется и не ограничивается использование полимерных материалов, находящихся в толще конструкций и сообщающихся с воздухом помещений лишь через стыки и трещины, а также клеевых и других малотоксичных материалов, используемых в небольших количествах. Это положение не распространяется на сильно токсичные вещества, например, на такие, как изоцианты, выделяющиеся из полиуретановых уплотнителей, которые даже в весьма малых дозах способны приводить к заболеваниям дыхательных путей и аллергии.
Наряду с гигиенической
Ориентированно-стружечная плита (ОСП) (OSB - Orient Strand Board, в переводе - плита с ориентированной плоской стружкой) — плотноспрессованная трехслойная плита из плоской ориентированной щепы (микрошпон) хвойных пород, клееная синтетическими клеями под воздействием высокого давления и температур. Наружные слои отличает параллельное направление волокон, а внутренний образован путем послойного наложения щепы друг на друга. Такая характерная для ОСП крестообразная структура придает данному строительному материалу особую прочность и качество, подтвержденное стандартами EN 300, ГОСТ 10632-89, а также сертификатами многих стран мира. OSB, как и фанера, принадлежит к классу древесных плит, т.е ориентированно-стружечная плита является продуктом древесного происхождения. Она производится путем прессования прямоугольных плоских щепов в условиях высокого давления и температуры, с использованием склеивающей водостойкой смолы. Высокие физико-механические характеристики плиты ОСП объясняются размерами и характером укладки щепы. Длинные тонкие щепы (длина до 140 мм, толщина до 0,6 мм) укладываются в ковре тремя слоями. Два внешних слоя образуются щепой, ориентированной параллельно длине готовой плиты, а во внутреннем слое щепа укладывается перпендикулярно длине плиты. Особые технологические процессы изготовления щепы для каждого слоя, тщательный контроль укладки слоев, оптимальная ориентация щепы, а также использование клея экстерьерного типа, его равномерное распределение и добавление водостойкой смолы — все это обеспечивает высокую прочность, эластичность и прекрасный внешний вид плит ОСП. В данное время на российском
рынке принята следующая • OSB-1 (ОСП-1): • OSB-2 (ОСП-2): Прочность на изгиб по
главной оси - Высокая, 22 Н/мм2; • OSB-3 (ОСП-3): Прочность на изгиб по
главной оси - Высокая, 22 Н/мм2; • OSB-4 (ОСП-4): Прочность на изгиб по
главной оси - Сверхвысокая, 30 Н/мм2; |
2.1. Преимущества плит OSB
|
2.2 Применение ОСП
- обшивка стен — плиты могут использоваться со всеми видами внешних облицовочных покрытий;
- съемная опалубка для бетонных работ — плита может быть многократно использована в качестве бетонной опалубки;
- сплошная обрешетка кровли — хорошее звукопоглощение и высокая жесткость, а также способность выдерживать значительные снеговую и ветровую нагрузки позволяют использовать OSB как основу для бетонной черепицы, металлочерепицы, шифера и других кровельных материалов;
- черновые полы — как сплошной настил, так и несущие лаги;
- однослойные полы — в легких строительных конструкциях OSB можно напрямую использовать как половое покрытие;
- двутавровые балки — опорные конструкции в межэтажных и стеновых перекрытиях в деревянном домостроении.
Материал конкурирует с ДСП, фанерой, гипсокартоном, гипсоволокнистыми листами и ЦСП.
Наиболее известные производители плит ОСП представленные в России
- Norbord (Норборд (США, КАНАДА, БЕЛЬГИЯ)
- Glunz (Глюнц (Германия))
- Egger (ЭГГЕР (Австрия))
- Krono (Швейцария)
- Arbeс (Канада)
- Grant (Канада)
- Ainsworth (Канада)
- Louisiana Pacific Corporation (США)
- Georgia Pacific (США)
Заключение
Подводя итог работе, можно прийти к следующим заключительным выводам:
Полимеры - это неорганические и органические, аморфные и кристаллические вещества, получаемые путём многократного повторения различных групп атомов, называемых «мономерами», соединённых в длинные макромолекулы химическими или координационными связями. На основе их полимерных материалов (слоистых пластиков) создают широкий спектр строительных материалов.
Слоистые пластики - это полимерные материалы, в простейшем случае состоящие из основного слоя и параллельно расположенных слоев наполнителя.
Физико-механические свойства пластика определяет основной слой, который изготовляют из различных пластиков:
- стеклотекстолита (стеклянные ткани); Стеклотекстолит марки СТЭФ ГОСТ-12652-74, Стеклотекстолит электротехнический листовой марки СТК (ГОСТ 12652-74, Стеклотекстолит марки СТЭФ-1 .
- древесных пластиков (древесное волокно). древесина прессованнуя (лигностон); древеснослоистые пластики (лигнофоль, дельта-древесина, балинит, арктилит и др.); древеснопластические массы.
Многие из разновидностей этих материалов обладают превышенной токсичностью, что является существенным недостатком и угрозой здоровью населения.
С экологической точки зрения общая тенденция при использовании полимерных материалов в строительстве должна быть следующей: необходимо как можно шире применять нетоксичные, ограничивать использование малотоксичных и избегать токсичных материалов. И в качестве примера, как мы выяснили, является ориентированно-стружечная плита.
Ориентированно-стружечная плита (ОСП) (OSB - Orient Strand Board, в переводе - плита с ориентированной плоской стружкой) — плотноспрессованная трехслойная плита из плоской ориентированной щепы (микрошпон) хвойных пород, клееная синтетическими клеями под воздействием высокого давления и температур.
Все ОСП плиты можно разделить на 4 вида, какждый из которых определяется своими особыми свойствами и характеристиками. OSB-1 (ОСП-1), OSB-2 (ОСП-2), OSB-3 (ОСП-3), OSB-4 (ОСП-4). Однако самый главный достаток их – это безопасность.
Список используемой литературы:
- http://ru.wikipedia.org/wiki/
- http://slovari.yandex.ru/dict/
bse/article/00015/79000.htm - http://www.kriz.ru/
- http://bse.sci-lib.com/
article033104.html - http://gutter.ru/wood/osb.htm
- http://roofmaster.ru/osb.shtml
- http://mpouyut.ru/polimernye-
materialy

- Строительные плиты из полимерных материалов
- Строительные погрузчики
- Строительные приемы Возрождения
- Строительные приемы и конструкции Древней Персии
- Строительные расстворы
- Строительные растворы
- Строительные растворы
- Строительные машины и средства малой механизации
- Строительные нормы и правила
- Строительные нормы и правила
- Строительные нормы и правила жилые здания
- Строительные отходы
- Строительные отходы. Переработка строительных отходов
- Строительные пластмассы