Tworzywa Sztuczne Stosowane Jako Materia

5/15/2018 Tworzywa Sztuczne Stosowane Jako Materia - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tworzywa-sztuczne-stosowane-jako-materia 1/12

Tworzywa sztuczne stosowane jako materiały wykończeniowe.

Wiadomości wstępne:

Tworzywa sztuczne są to materiały konstrukcyjne niespotykane w przyrodzie, lecz wytwarzanecałkowicie lub częściowo w sposób sztuczny. Tworzywa sztuczne to grupa materiałów organicznychwywodzących się z żywic syntetycznych lub naturalnych substancji wielocząsteczkowych pochodnychcelulozy, białek lub kauczuku naturalnego. W pozostały skład tworzyw sztucznych mogą wchodzić:- zmiękczacze – dodatki zwiększające plastyczność,- wypełniacze – substancje wpływające na właściwości mechaniczne zwiększające objętośćtworzywa, obniżając jego cenę,- pigmenty lub barwniki.Tworzywa sztuczne zastępują w coraz większym stopniu tradycyjne materiały. Równocześnie

tworzywa umożliwiają wykonywanie lżejszych konstrukcji, łatwość montażu, eliminację zabezpieczeńantykorozyjnych i malowania oraz zmniejszenie pracochłonności, co w ostatecznym rozrachunku przekłada się na niższe koszty. Globalna produkcja tworzyw sztucznych wyniosła w 2000 r. około 180mln ton, z czego ponad 26% przypadło na kraje Europy Zachodniej, tzn. ponad 47 mln ton. Główniodbiorcy wyrobów z tworzyw sztucznych w Europie Zachodniej wywodzą się z następującychsektorów: przemysł opakowań - 37%, budownictwo - 20%, motoryzacja - 8%.

Ogólny podział tworzyw sztucznych:



Korzystne cechy tworzyw sztucznych to między innymi:

• łatwość formowania przedmiotów o skomplikowanych kształtach,• mała gęstość, wynosząca dla większości tworzyw 0,8÷1,5 g/cm3, a dla tworzyw o budowiekomórkowej - poniżej 0,15 g/cm3,• korzystny stosunek wytrzymałości mechanicznej do ciężaru właściwego, jest to tzw. wytrzymałośćwłaściwa,• dobre właściwości mechaniczne i często bardzo dobre - elektroizolacyjne,

• dobra lub bardzo dobra odporność chemiczna oraz wysoka odporność na działanie wody,• dobry wygląd otrzymanych przedmiotów (barwa, połysk, faktura powierzchni)• duża żywotność bez konieczności konserwacji

Cechy niekorzystne:

• wytrzymałość mechaniczna gorsza niż metali (ale kompozyty szklane lub węglowe mają ją zbliżoną)- w porównaniu ze stalami: wytrzymałość 20÷30 razy mniejsza, udarność 20÷50 razy mniejsza,• duże pełzanie - większe niż metali,• mała stabilność właściwości wytrzymałościowych oraz skłonność do przechodzenia w stan kruchości

podczas dłuższego oddziaływania zmiennych temperatur,• mała stabilność kształtu wynikająca z małej sztywności (20 ÷ 200 razy mniejszej niż sztywnośćstali),• duża rozszerzalność cieplna - 5 ÷ 20 razy większa niż stali,• mała twardość (w porównaniu ze stalami 10 ÷ 100 razy mniejsza),• mała odporność cieplna - zwykle 60 ÷ 150 °C, wyjątkowo 200 ÷ 300 °C (tworzywa fluorowe,

poliamidy), są również tworzywa sztuczne odporne na temperaturę powyżej 300 °C.



Podstawowe rodzaje tworzyw sztucznych:- polichlorek winylu – zwany również PCW. Powstaje w skutek przyłączenia chlorowodoru acetylenuoraz polimeryzacji. Należy do tworzyw najbardziej rozpowszechnionych, dzięki możliwościróżnorodnego modyfikowania jego właściwości, ponadto jest to jedno z tańszych tworzyw. Typowezastosowanie: rury i przewody na potrzeby przemysłu chemicznego, przewody wodociągowe i

kanalizacyjne, płyty do budownictwa, sztuczne forniry, materiały zastępcze linoleum, ceraty,opakowania, instalacje wentylacyjne, pompy, zbiorniki.

- polistyren – jest tworzywem termoplastycznym otrzymywanym przez polimeryzację styrenu.Odporny na działanie kwasów, zasad, alkoholi, olejów. Z polistyrenu uzyskuje się tworzywa piankowezwane styropianem. Stosuje się do produkcji opakowań.

- poliamidy – znajdują zastosowanie do wyrobu włókien odzieżowych i technicznych, do wyrobumaszyn, galanterii technicznej, np. kranów, rur, zawiasów, folii do opakowań.

- żywice sztuczne – są to szkliste lub gęstopłynne produkty polireakcji. Wykorzystuje się je dowytwarzania: galanterii technicznej, artykułów gospodarstwa domowego, form, klejów.

Przegląd zastosowań tworzyw sztucznych w budownictwie:

Betonowanie

Włókna cięte PP to tani materiał wzmacniający dodawany do masy betonowej. Tworzywowe podkładki dystansowe pod elementy zbrojenia szeroko wykorzystywane są podczas betonowaniakonstrukcji żelbetowych. Z wysoko wytrzymałych tkanin technicznych powlekanych PCV wykonujesię formy powietrzne wykorzystywane do bezpodporowych, kopułowych konstrukcji żelbetowych wtechnologii torkretuj - betonu natryskowego.

Profile kompozytowe w wysoko wytrzymałych konstrukcjach betonowych i fibrobetony

Od kilku lat wprowadzane są w USA i Japonii zbrojenia kompozytowe na bazie polimerów w miejscetradycyjnych prętów stalowych. Wykorzystywane są kompozyty polimerowe zawierające włóknawęglowe, szklane lub aramidowe. Kompozyty z włókien węglowych służą do wzmacnianiakonstrukcji mostowych. W USA stosowano już dźwigary i pylony z rur kompozytowychwypełnionych lekkim betonem oraz cięgna do mostów podwieszonych wykonane z włókienwęglowych i aramidowych.



Nowe generacje betonów konstrukcyjnych, tzn. betony wysokowartościowe (BWW) oraz betony bardzo wysokowartościowe (BBWW) mogą być modyfikowane m.in. włóknami z polipropylenu, polietylenu, PVA lub aramidowymi. Fibrobetony zawierające włókna polimerowe zabezpieczają przedzarysowaniem świeżego betonu podczas skurczu.

Izolacje przeciwwilgociowe

Do izolacji ścian piwnic, fundamentów, ław fundamentowych, zabezpieczenia zewnętrznej warstwyocieplającej fundamenty i izolacji poziomej podłóg wykorzystywane są folie płaskie PCV. Izolacjewodoszczelne wykonywane są przy budowie balkonów i tarasów. Do izolacji fundamentów wmiejscach podwyższania sił poziomu wód gruntowych wykorzystywana jest przewiewna, gruba foliatłoczna z PE-HD.

Elementy ścian, wypełnienia i przegrody, listwy maskujące

Warstwowe płyty z blach aluminiowych bądź lakierowanych stalowych mogą zawierać wewnątrzizolacyjną warstwę spienionego PS, PU lub PE. Płyty „sandwiczowe” wykorzystywane są również nawypełnienia drzwiowe. Profile z kolorowego PCV służą jako narożniki ścienne wewnętrzne izewnętrzne.Z elastycznych, transparentnych taśm PCV wykonywane są kurtyny drzwiowe w obiektach

przemysłowych oraz bramy najazdowe dla wózków widłowych. Wytłaczane twarde profile służą jakolistwy maskujące przy elementach wewnętrznej zabudowy lub jako listwy przypodłogowe.



Mineralno-akrylowe płyty na blaty i lady wykorzystywane są w pomieszczeniach kuchennych,szpitalnych, restauracyjnych, recepcyjnych i laboratoryjnych.

Materiały izolujące drgania

Wśród materiałów można wymienić podkładki, płyty i masywy gumowe, w tym produkowane także woparciu o granulat gumowy pozyskiwany ze zużytych opon samochodowych. Elementy izolującedrgania wykorzystywane są zarówno w konstrukcji obiektów (zabezpieczenie przed przenoszeniemdrgań od przebiegających w pobliżu linii kolejowych i tramwajowych), przy posadowieniu maszyn,urządzeń czy elementów instalacji (wentylatory i kolektory wentylacji mechanicznej).

Drzwi i okna

Profile z twardego PCV to popularny materiał do wykonywania kompletnych okien (ościeżnic iskrzydeł) oraz drzwi w różnych systemach stolarki. Około 40% okien wykonywanych jest wzachodniej Europie z PCV i udział ich rośnie w łącznej produkcji. Wymogi ochrony środowiska

powodują to, że technologie otrzymywania PCV są bardzo zaawansowane ekologicznie. Zaletami PCVsą: trudnopalność, odporność na ścieranie i czynniki atmosferyczne, dobra izolacyjność oraz łatwośćutrzymania czystości i konserwacji. PCV stosowany do produkcji profili okiennych jest specjalniestabilizowany, głównie przez stabilizatory wapniowo-cynkowe.Jako uszczelnienia sprawdzają się wytłaczane precyzyjne profile silikonowe bądź z TPE. Uszczelki

perforowane zapewniają potrzebną mikrowentylację. Do koloru okien można dobrać wykończenieoferowane również z PCV, tj.: szyny i karnisze wytłaczane jako jedna część, wykładziny ościeży ikomorowe parapety wewnętrzne. Folie poliestrowe montowane na wewnętrznej powierzchni szkłaokiennego zabezpieczają przed promieniowaniem UV oraz utrudniają rozbicie szyby i włamanie.



Pomieszczenia sanitarne

Wanny żeliwne zastępowane są coraz częściej wyrobami z żywic akrylowych wzmocnionychwłóknem szklanym. Z akrylu są również brodziki. Pozwala to na dowolność kształtów i ciekawszą

kolorystykę. Płyty z polistyrenu wykorzystywane są w kabinach prysznicowych. Styropianoweobudowy do wanien i brodzików są łatwe w montażu i spełniają funkcje izolacji termicznej. Douszczelniania narożników wykorzystywane są taśmy uszczelniające, na ogół z powlekanej centralniewłókniny lub siatki PP.

Dylatacje i uszczelnienia dylatacji

Do zabezpieczenia fug dylatacyjnych służą wytłaczane lub kalandrowane profile i taśmy z PCV, TPElub EPDM. Do wykonywania wylewek betonowych na posadzkach, tarasach, podjazdach wygodne są listwy dylatacyjne wykonane jako profile: „odwrócone V” z HD-PE.

Ocieplenia ścian, stropów i elewacje

Sztywne płyty ze spienionego polistyrenu (PS) lub poliuretanu (PU) o różnej grubości sprawdzają się jako izolacja termiczna podłóg, posadzek posadowionych na gruncie, posadzek nad pomieszczeniaminieogrzewanymi oraz ścian zewnętrznych.



Znaczne ilości płyt z polistyrenu wykorzystuje się do ocieplania wielokondygnacyjnych obiektówmieszkalnych budowanych przez wiele lat z wielkiej płyty. Konieczność docieplenia tych obiektów zewzględów ekonomicznych to jedna sprawa, a niemniej ważna to zapobieżenie korozji stalowych rygliz powodu braku zabezpieczeń przed oddziaływaniem czynników atmosferycznych. Sztywna piankaPU posiada najniższy współczynnik przewodzenia ciepła - rzędu 0,019-0,022 W/m °K, co umożliwia

zastosowanie izolacji o ok. 50% cieńszej w porównaniu z powszechnie stosowanym materiałemtermoizolacyjnym jakim są płyty ze styropianu. Panele jako wykładziny elewacji zewnętrznych(siding) lub wewnętrznych wytwarzane są w różnych kolorach z PCV. Ostatnio wykorzystuje się do

produkcji drewnopodobnych paneli poliolefiny z napełnieniem włóknami drewna. Materiał podobnydo drewna jest nienasiąkliwy, odporny na czynniki atmosferyczne oraz działanie bakterii i grzybów.Wśród płyt na elewacje budynków znajdują się płyty poliestrowo-kruszywowe oraz poliestrowewzmocnione włóknem szklanym. Zarówno szyby zespolone, jak i panele przeszklenia w elewacjachstrukturalnych uszczelniane są i klejone spoiwami silikonowymi. Jako doszczelnienie fug służą sznuryz poliuretanu. Uszczelnienia ruchomych elementów to profile z EPDM, silikonu lub TPE.

Pokrycia dachowe

W konstrukcjach dachów spadzistych i ścian szkieletowych stosowane są folie budowlane. Foliewstępnego krycia wykonywane są jako paroprzepuszczalne (ale wodoszczelne), słabo

paroprzepuszczalne lub paroizolacyjne. Otrzymywane z PE lub PP jako folie lub laminaty z włókniną. Na dużych przestrzeniach płaskich dachów powodzeniem cieszy się technologia wykonywaniawylewania termoizolacji ze spienionego PU. Zarówno na dachach płaskich, jak i spadzistych szerokiezastosowanie mają pokrycia bitumiczne modyfikowane TPE, papy termozgrzewalne, folietermoplastyczne PCV i PE-LD, oraz folie elastomerowe (membrany z EPDM, bądź z IIR-butylowe).Folie elastomerowe popularne są również przy wykonywaniu izolacji wodoszczelnej „zielonychogrodów” na dachach.

Inne elementy montowane na dachach



- kominki wentylacyjne mogą być wykonywane z PCV.- elastomerowe rurkowo-pasmowe kolektory słoneczne z EPDM, umożliwiające wykorzystanie nietylko promieniowania bezpośredniego, ale również rozproszonego.- świetliki płaskie, łukowe lub pilaste z PC.

Odwodnienie

Rynny z PCV produkowane są w różnych kolorach. Elementy pionowe: rury, kolana, trójniki itp.zabezpieczone są na ogół gumowymi O-ringami z EPDM. Materiałem na wpusty dachowe jest PCV zkołnierzami uszczelniającymi z PCV lub EPDM. Nowym rozwiązaniem są kompletne systemyrynnowe z PCV z podwójną ścianką. Rozwiązanie takie jest lżejsze, a równocześnie sztywniejsze iodporne na mechaniczne uszkodzenia.

Wewnętrzne instalacje rurowe

Rury do ciepłej i zimnej wody wykonane z PP lub PE mają wiele zalet w porównaniu ze stalowymi.Przede wszystkim nie powodują odkładania kamienia na wewnętrznej powierzchni. Rury do c.o. z PPlub sieciowanego polietylenu (PE-X) powinny posiadać warstwę barierową z polialkoholu winylowego(PVAL), kopolimeru etylen/octan winylu (EVAC) lub folii aluminiowej w celu zabezpieczenia przed

przenikaniem tlenu z powietrza do wody. Współczynnik rozszerzalności liniowej rur z tworzyw

sztucznych jest wyższy (od kilku do kilkunastu procent) w porównaniu do rur stalowych. Niski jest dlarur barierowych. Rury i kształtki wodociągowe, kanalizacyjne i sanitarno-odpływowe wykonywane są z PE lub PCV. W ślad za rurami z tworzyw sztucznych wykonywany jest szeroki zakres tworzywowejarmatury. Zaciski ślizgowe jako wygodne elementy podczas montażu rur osłonięte są powłoką PA. Dotransportu ciekłych mediów grzewczych bądź chłodzących stosowane są giętkie rury preizolowane.Rury wykonuje się z polibutylenu (PB), otuliny z pianki PUR, a karbowane osłony rur z HD-PE.

Wewnętrzne instalacje gazowe nie mogą być wykonywane z tworzyw. Znane są jednak skutecznemetody renowacji i uszczelnienia starych instalacji gazowych emulsyjnymi systemami polimerowymi



wprowadzanymi do wnętrza. Do izolacji termicznej rur ciepła i zimna oraz dla zabezpieczenia powierzchni rur wodociągowych przed roszeniem stosowane są otuliny ze spienionego EPDM, PU lubPE.

Ogrzewanie i wentylacjaWewnętrzne zbiorniki na olej opałowy wykonywane są na ogół z PE-HD, podobnie jak orurowanie.Rzadziej spotykane są zbiorniki z PA lub żywic epoksydowych zbrojonych włóknem szklanym.Gumowe płyty porowate o zamkniętej strukturze komórkowej wykorzystuje się do izolacji kanałówwentylacyjnych rozprowadzających powietrze w systemach nawiewu centralnego czy klimatyzacji.Jako alternatywa dla tradycyjnych kanałów wentylacyjnych z blachy instalowane są kanały z płyt zespienionego PU powlekane obustronnie warstwą aluminiową. Zaletami tego rozwiązania są: mniejszyhałas, izolacja termiczna (istotna podczas przemieszczania powietrza o innej temperaturze niż panującaw pomieszczeniu), odporność na korozję, szczelność i lekkość. Z PCV wykonywane są elementywentylacji grawitacyjnej i mechanicznej o małych przekrojach (przewody okrągłe i prostokątne,

kształtki, nawiewniki, kratki wentylacyjne) stosowane w pomieszczeniach biurowych, kuchennych,restauracyjnych, łazienkach i garażach.

Instalacje elektryczneMateriałem osłonowym na kable i przewody jest najczęściej PCV. Instalacje elektryczne prowadzonesą pod tynkiem lub w posadzce w karbowanych rurach osłonowych typu „peszel\\\". Z tworzywwykonywane są przepusty w ścianach i stropach na kable elektryczne oraz maskujące profile dlainstalacji natynkowych.

Kable telekomunikacyjne i światłowodowePowłoki tych kabli wykonywane są zazwyczaj z polietylenów: LLD-PE, MD--PE i HD-PE.

Instalacje centralnego odkurzaniaInstalację centralnego odkurzania stanowi system rur i kształtek z PCV z wymagana aprobatatechniczną dla rur próżniowych.

Elementy wykończenia wnętrzCoraz większe zainteresowanie wzbudzają drewnopodobne kompozyty zawierające odpowiednio



spreparowane włókna drzewne (70-90%) oraz tworzyw (PCV, PP, PE, PS, ABS lub PET) w ilości 10-30%. Wytłaczane elementy o wyglądzie drewna służą do wytwarzania systemów podłogowych,schodów, balustrad czy profili okiennych.

Posadzki

Do szerokiej grupy posadzek i wykładzin z tworzyw zaliczamy: posadzki epoksydowe, poliuretanowe,winylowe. Posadzki winylowe w szerokim asortymencie układane mogą być z płytek lub materiałówrolowanych. Przy dużym natężeniu ruchu zalecana jest wierzchnia warstwa PU odporna na ścieranie.Warunki pracy w pomieszczeniu narzucają wykonanie posadzek jako chemoodporne lubantyelektrostatyczne. Materiały na wykładziny dywanowe z włókien syntetycznych to poliamidy i

poliestry. Jako materiał na systemy czyszczące przed wejściami i w holu wykorzystuje się m.in. gumę iTPE.

Ściany i sufityDo wykończenia ścian stosuje się m.in. tapety i panele. Ciekawe efekty uzyskuje się, wykorzystując

wysokoplastyczne folie PCV do wykonania dekoracyjnych sufitów w obiektach użyteczności publicznej lub obiektach sportowych (np. pływalnie).



Instalacje zewnętrzneZ polietylenu PE-HD wykonywane są rury ciśnieniowo-wodociągowe, rury kanalizacyjne, drenarskieoraz rury sieci gazowych. Z PCV wytłacza się rury sanitarno-odpływowe, drenarskie i osłonowe.

Wymagania ochrony środowiska w zakresie szczelności kanalizacji sanitarnej spowodowały powstanienowych wyrobów z polimerobetonu: rury kanalizacyjne, studzienki rewizyjne, obudowy separatorów.Są szczelne, trwałe i chemoodporne. Jako uszczelnienia najlepiej sprawdzają się uszczelki gumowe zEPDM. Osadniki w przydomowych oczyszczalniach ścieków wytwarza się z PE-HD technikarotomoulding. Bezwykopowe renowacje nieszczelności starych sieci kanalizacyjnych można

przeprowadzać, używając poliuretanowych rękawów zbrojonych matami szklanymi klejonymi dowewnętrznych powierzchni.

PozostałePłyty akrylowe (PMMA) służą na przeszklenia oraz jako ekrany akustyczne wzdłuż dróg o dużymnatężeniu ruchu kołowego. Dźwiękochłonne ekrany z twardego, wysoko-udarowego PCV, z

jednostronne perforacja posiadają aprobatę techniczną Instytutu Budowy Dróg i Mostów. Do produkcjireklam i tablic informacyjnych stosuje się m.in. spieniony PCV i płyty



Bibliografia:

Sławomir Dobrzyński, Witold Żołędziowski -„Materiałoznawstwo szklarskie i ceramiczne”

Wacław Parczewski – „Tworzywa sztuczne w architekturze”

Włodzimierz Skalmowski –

„Technologia materiałów budowlanych”

Łeszek Piecyk: -„Tworzywa sztuczne w budownictwie”,„Tworzywa Sztuczne i Chemia” nr 4/2003Dostępny w Internecie:http://www.tworzywa.com.pl/artykuly_naukowe/artykuly_naukowe.asp?id=1451

Internet:http://www.tworzywa.pwr.wroc.pl/index.php?co=bad01

http://www.robelit.pl/index.php

http://www.tworzywa.com.pl/artykuly_naukowe/artykuly_naukowe.asp?id=1451

http://www.tworzywa.pwr.wroc.pl/index.php?co=bad01


http://www.tworzywa.com.pl/artykuly_naukowe/artykuly_naukowe.asp?id=1451

http://www.tworzywa.pwr.wroc.pl/index.php?co=bad01


Tworzywa Sztuczne Stosowane Jako Materia

Documents

Transcript of Tworzywa Sztuczne Stosowane Jako Materia