Строительные пластмассы. 
Термореактивные полимеры. 
Строительные пластмассы

Пластмассы в строительстве. Свойства

Свойства строительных пластмасс:

• 1 Объемная масса. Одним из весьма ценных для строительной практики свойств пластических масс является малая объемная масса. Объемная масса наиболее широко применяемых пластиков колеблется от 15 до 2200 кг/м3, включая и пористые пластмассы, так называемые поропласты. Замена стали, а также силикатных материалов (кирпича, бетонов) пластмассами дает значительное снижение веса сооружений. Наибольшее снижение массы может быть достигнуто, когда пластические массы будут применены в качестве конструктивного стенового материала или в качестве заполнителя в зданиях каркасного типа.
• 2 Прочность. Важным показателем пластмасс является прочность. Прочностные характеристики особенно высоки у пластмасс с листообразными наполнителями. Пластмассы с порошкообразными и волокнистыми наполнителями, из которых методом прессования могут быть изготовлены различные строительные изделия, например плитки для полов, кровельные материалы и др.

Основные прочностные характеристики у перечисленных выше пластмасс превосходят в этом отношении многие из широко применяемых в строительстве материалов (например, бетон, древесина).

Прочностные характеристики пористых пластмасс, например мипоры, не очень высоки, поэтому такие материалы применяются в условиях, не требующих повышенной прочности.

Коэффициент конструктивного качества (отношение прочности материала к его объемному весу) у некоторых пластмасс очень высок. Из материалов на основе полимеров, применяемых в строительстве, обладают высоким коэффициентом конструктивного качества пока только слоистые пластики, из них можно создавать самые прочные и самые легкие строительные конструкции.

• 3 Теплопроводность. Положительным свойством пластических масс как строительного материала является низкая их теплопроводность. Наиболее легкие пористые пластмассы по теплопроводности приближаются к воздуху. Малые коэффициенты теплопроводности, характерные для пластмасс, открывают возможность широкого использования их в строительной технике.
• 4 Химическая стойкость. Ценным свойством пластмасс является химическая стойкость. Полимеры вещества инертные, так как у них почти все химические валентные связи насыщены. Только на концах длинных молекул связи остаются свободными, но таких связей при высокомолекулярном строении полимера ничтожно мало: 1−2 на десятки тысяч.

Химическая стойкость к различным реагентам у разных пластмасс разная. Но можно отметить, что большинство пластмасс стойко к кислотам, за исключением концентрированных, к щелочам, нефтепродуктам, органическим растворителям, морской воде.

Однако при выборе пластмассы для строительных конструкций, эксплуатируемых в той или иной агрессивной среде, следует руководствоваться ее индивидуальными качествами. Для того чтобы пластмасса была химически стойкой, наполнитель также должен иметь соответствующую химическую стойкость. Степень химической стойкости пластмассы принято измерять отношением прочности при сжатии выдержанных в агрессивной среде до полной стабилизации массы образцов К прочности идентичных образцов, хранящихся в нормальных условиях. Однако лучше степень химической стойкости измерять по прочности при растяжении.

В отличие от природных синтетические полимеры не являются питательной средой для микроорганизмов, они не загнивают. Возможность вводить пигменты и красители непосредственно в пластмассу позволяет обходиться без окраски, которая требуется для многих других строительных материалов. Высокая устойчивость пластмасс к коррозии также исключает необходимость периодических покрасок. Этому способствует также и возможность придавать поверхности изделий из пластмасс при их формовании значительную плотность и ровность. Следует иметь в виду, что при использовании пластических масс в качестве строительного материала к качеству окраски должны быть предъявлены более высокие требования, чем те, которые предъявляются в других областях использования пластических масс. Это вызывается тем обстоятельством, что условия службы строительных материалов, в частности для наружных частей здания, особенно тяжелы.

• 5 Сопротивляемость к истиранию. Способность пластмасс сопротивляться истирающим усилиям также имеет важное значение для применения их в строительстве, в частности при устройстве полов — будь то пластмассовые плитки или линолеум на основе полимеров. Перспективность внедрения пластмассовых материалов в конструкции полов объясняется тем, что в пластмассу можно ввести большое количество минеральных наполнителей. Это сокращает расход полимера на единицу площади.
• 6 Прозрачность. Очень ценным свойством некоторых пластических масс, особенно тех из них, которые не содержат наполнителей, является их прозрачность и высокие оптические свойства. Многие из них по праву носят название органических стекол и при снижении их стоимости могут найти достаточно широкое применение как высококачественный материал для замены оконного стекла. Коэффициенты преломления полиметилметакрилатных, полистирольных и фенольных смол весьма близки к обычному оконному стеклу.
• 7 Легкость в обработке. Ценнейшим свойством пластмасс является легкость их обработки, которая позволяет придавать им любую, даже самую сложную форму. Бесстружечная обработка этих материалов (литье, прессование, шприцевание) значительно снижает стоимость изготовляемых изделий. Легкость обработки пластмасс на станках (пиление, сверление, фрезерование, строгание, обточка и др.) в сочетании с возможностью повторно использовать стружку и отходы делают и станочную обработку пластмассовых изделий вполне целесообразной и по технологическим и по экономическим соображениям.

Возможность склеивания пластмассовых изделий как между собой, так и с другими материалами, например с металлом, деревом и другими, открывает большие возможности для изготовления различных комбинированных клееных строительных изделий и конструкций. Легкая свариваемость многих материалов из пластмасс дает возможность механизировать некоторые виды строительных работ, например санитарно-технические.

Легкость герметизации мест соединений и сопряжений позволяет широко использовать пластмассы в качестве гидроизоляционных и газоизоляционных материалов. Это свойство особенно важно в сочетании со способностью некоторых пластмасс давать тонкие и прочные газои водонепроницаемые пленки, которые широко могут быть использованы как надежный, недорогой и удобный материал для гидрои газоизоляций, например, при строительстве бензохранилищ и других хранилищ для светлых нефтяных продуктов. Способность пластмасс образовывать тонкие пленки в сочетании с их высокой прилипаемостью (адгезией) по отношению к ряду материалов делает ихнезаменимым сырьем для производства на их основе лаков и красок.

• 8 Доступность сырьевой базы. К благоприятным условиям развития пластических масс, как строительного материала, относится неограниченность и доступность сырьевой базы для промышленности полимеров, являющихся основой производства пластических масс. Синтетические пластики, на которые ориентируется развитие промышленности пластических масс, получаются путем химических превращений на основе реакций поликонденсации и полимеризации из простейших химических веществ, которые в свою очередь получаются из таких доступных видов сырья, как уголь, природные и попутные газы, нефть, известь и т. д.
• 9 Низкая теплостойкость. К отрицательным характеристикам пластмасс как строительного материала прежде всего должна быть отнесена их низкая теплостойкость и низкая огнестойкость. Это относится к большинству пластических масс, и только некоторые типы пластиков, например кремнийорганические, политетрафторэтиленовые, могут работать при более высоких температурах.
• 10 Водонепроницаемость. Ценным свойством пластмассы является водонепроницаемость. В этом заключается характерное отличие их от природных полимеров — древесины и волокон. Водонепроницаемость синтетического полимера обусловливается отсутствием в нем сообщающихся пор. Конечно, поры должны отсутствовать и в материале наполнителя Так, например, для получения водонепроницаемого пластика на основе древесины необходимо в древесном наполнителе ликвидировать поры, что достигается прессованием его с одновременной пропиткой полимером.
• 11 Огнестойкость. Полимерные материалы являются трудносгораемыми или сгораемыми. Термопластичные полимеры класса, А горючи. Горючи также полиэфирные смолы, относящиеся к классу Б, и некоторые другие. Чтобы повысить степень огнестойкости сгораемых полимеров, которые под воздействием огня воспламеняются и далее горят, в них при изготовлении вводят дополнительные вещества, называемые антипиренами. Химическую основу антипиренов составляют хлорированные парафины, фосфорнокислый аммоний, бура и т. д. С помощью антипиренов горючие полимеры можно перевести в разряд самозатухающих, то есть сгораемых, но горение не поддерживающих.

Трудносгораемые полимеры не горючи вообще, это в основном термореактивные смолы, но огнестойкость их в чистом виде ограничивается 150−200° С. Пластмассы, изготовленные на основе трудносгораемых полимеров, при соответствующих наполнителях имеют значительно большую сопротивляемость огню. Если наполнителем является асбестовое или стеклянное волокно или раздробленные горные породы, негорючие по своей природе, то огнестойкость пластмассы при испытании по стандартной методике повышается до 250- 300° С.

Понятие предела огнестойкости относится не к материалам, a к конструкциям. Предел огнестойкости конструкций из полимерных материалов является достаточно высоким, особенно если применять соответствующие меры конструкционного характера: оштукатуривание, увеличение сечений, защиту горючих полимеров; например, пенополистирол, даже несамозатухающий, успешно применяется в панелях и плитах при наличии алюминиевых или асбестоцементных обшивок.

Согласно нормам, конструкции с применением полимерных материалов можно использовать во всех пяти классах зданий и сооружений. Несущие конструкции требуют соответствующей защиты химического или конструкционного характера. [2], [5].