Свойства пластмасс как материалов, пригодных для использования при строительстве и ремонте дорог

Плотность. У плотных видов пластиков плотность, в зависимости от их природы и состава, изменяется от 0,91 до 2,4 г/см3 (полиизобутилен — 0,91 г/см3; полиэтилен — 0,94 г/см3; поливинилхлорид — 1,40 г/см3; фторопласты — 2,3 г/см3; пластбетоны — 2,4 г/см3). Таким образом, плотные пластики в 2-3 раза легче алюминия и в 4-6 раз легче большинства черных и цветных металлов.

Плотность газонаполненных пластиков (пенополистирола, пенополивинилхлорида, пенополиуретана и некоторых других) составляет всего 0,01...0,22 г/см3. Наиболее легкие из них в 15...20 раз легче пробки.

Даже частичная замена металлов и каменных материалов пластмассами позволяет значительно снизить вес сооружения.

Химическая стойкость. Под химической стойкостью понимают стойкость пластмасс к кислотам, щелочам, растворам солей, воде, а иногда и к органическим растворителям.

Высокой стойкостью к воздействию кислот, растворов солей, воды обладают фторопласты (пластмассы на основе политетрафторэтилена), полиэтилен, полиизобутилен, полистирол, поливинилхлорид. Фторопласты не растворяются даже в смеси азотной и серной кислот.

Высокая химическая стойкость многих пластических масс позволяет применять их в элементах дорожных конструкций, подверженных действию агрессивных вод.

Теплопроводность. Пластмассы плохо проводят тепло. Коэффициент теплопроводности плотных видов их — 0,2...0,7 ккал/(м ч °С), т.е. меньше коэффициента теплопроводности тяжелого цементного бетона и стали соответственно в 2 и 85 раз. Коэффициент теплопроводности легчайших газонаполненных пластиков (мипоры, пенополистирола) составляет всего около 0,026...0,03 ккал/(м ч °С).

Низкая теплопроводность пластмасс, особенно пенопластов, позволяет эффективно применять их в качестве теплоизолирующих материалов при строительстве автомобильных дорог.

Теплостойкость, т.е. способность материала сохранять свои свойства при нагревании, у пластмасс относительно низкая. Максимально допустимая температура эксплуатации (предел теплостойкости) большинства пластмасс изменяется от 70 до 250 °С. Для винипласта она равна 70 °С, для фторопласта — 250 °С. Более высокий предел теплостойкости (до 400 °С) у пластмасс, изготовляемых на основе кремнийорганических полимеров.

Хотя теплостойкость большинства пластмасс ниже теплостойкости цементного бетона, природных каменных материалов и других, она все же достаточна для того, чтобы пластмассы могли быть использованы практически в любой дорожной конструкции.

Хладостойкостъ — способность материала сохранять свои свойства при отрицательных температурах — у ряда пластмасс недостаточна. Предел хладостойкости (температура, при которой пластмасса становится хрупкой и легко разрушается при ударе и изломе) поливинилхлоридных материалов изменяется от -15 до -50 °С; для полиэтилена он равен -60 °С, для полиизобутилена -78 °С. Поэтому некоторые виды пластмасс не могут быть применены при строительстве дорог в условиях сурового климата.

Коэффициент термического расширения пластмасс довольно высок и колеблется в пределах (25...120)Ю_6, т.е. в 2,5-10 раз выше, чем у стали. Большой коэффициент термического расширения может служить причиной возникновения внутренних напряжений в материале при резких изменениях температур и появления трещин.

Это свойство необходимо учитывать при изготовлении мастик для деформационных швов в дорожных и мостовых конструкциях.

Адгезия. Многие синтетические полимеры обладают высокой адгезией (прилипаемостью) к металлам, природному камню, бетону, керамике, стеклу, пластмассам и т.д. Благодаря этому их широко применяют для изготовления клеев, способных отверждаться в горячем и в холодном состояниях (на холоду). Адгезия к металлу эпоксидного клея, оцениваемая пределом прочности при отрыве, составляет 300...400 кг/см2. Высокими показателями адгезионных свойств обладают также клеи на основе кремнийорганических, модифицированных фенолоформальдегидных смол.

Синтетические полимеры могут также использоваться как добавки при модификации битумов и получении материалов для ремонта дорожных и мостовых конструкций.

Прочность. Многие пластмассы отличаются высокими показателями механической прочности. Так, прочность на растяжение отдельных видов стеклопластиков может достигать 9000 кг/см2, т.е. она выше, чем прочность обычной строительной стали СтЗ. Пластические массы характеризуются высокими значениями коэффициента конструктивного качества (отношения предела прочности материала к его средней плотности). Для стеклопластика СВ AM его значение в 110 раз выше, чем для кирпичной кладки.

Высокая прочность пластмасс является важной предпосылкой для более широкого их использования в дорожном строительстве в качестве конструкционных материалов.

Сопротивление истиранию. Отдельные разновидности пластмасс, и прежде всего наполненные твердыми неорганичесними порошками, по сопротивлению истирающим усилиям не уступают граниту. Это позволяет широко использовать их для устройства дорожных покрытий.

Ползучесть. Пластмассы обладают повышенной ползучестью — медленно развивающимся пластическим течением под нагрузкой. Даже жесткие виды наполненных пластмасс подвержены ползучести в гораздо большей степени, чем цементные бетоны, металлы, керамические и другие материалы. Повышенная ползучесть пластмасс является сдерживающим фактором на пути их более широкого использования в несущих конструкциях.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >