Entre los muchos cambios estructurales nuevos y variados materiales sintéticos Los más utilizados para la construcción de barcos pequeños son los plásticos de fibra de vidrio, que consisten en un material de refuerzo de fibra de vidrio y un aglutinante (normalmente a base de resinas de poliéster). Estos materiales compuestos tienen una serie de ventajas que los hacen populares entre los diseñadores y constructores de barcos pequeños.
El proceso de curado de resinas de poliéster y producción de plásticos de fibra de vidrio a partir de ellas puede realizarse a temperatura ambiente, lo que permite fabricar productos sin calor ni alta presión, lo que, a su vez, elimina la necesidad de procesos complejos y equipos costosos.
Los plásticos de fibra de vidrio de poliéster tienen un alto fuerza mecánica y, en algunos casos, no son inferiores al acero, aunque tienen un peso específico mucho menor. Además, los plásticos de fibra de vidrio tienen una alta capacidad de amortiguación, lo que permite que el casco del barco resista grandes cargas de impactos y vibraciones. Si la fuerza del impacto excede la carga crítica, entonces el daño en la carcasa de plástico es, por regla general, local y no se extiende a un área grande.
La fibra de vidrio tiene una resistencia relativamente alta al agua, aceite, combustible diesel, influencias atmosféricas. Los tanques de combustible y agua a veces están hechos de fibra de vidrio y la translucidez del material permite observar el nivel del líquido almacenado.
Los cascos de los barcos pequeños fabricados en fibra de vidrio suelen ser monolíticos, lo que elimina la posibilidad de que penetre agua en su interior; no se pudren, no se corroen y se pueden volver a pintar cada pocos años. Para las embarcaciones deportivas, es importante poder obtener una superficie exterior del casco perfectamente lisa con una baja resistencia a la fricción al moverse en el agua.
Sin embargo, como material estructural, la fibra de vidrio también tiene algunas desventajas: rigidez relativamente baja, tendencia a deslizarse bajo cargas constantes; Las conexiones de piezas de fibra de vidrio tienen una resistencia relativamente baja.
Los plásticos de fibra de vidrio a base de resinas de poliéster se fabrican a temperaturas de 18 a 25 0 C y no requieren calentamiento adicional. El curado de la fibra de vidrio de poliéster se realiza en dos etapas:
Etapa 1 – 2 – 3 días (el material gana aproximadamente el 70% de su resistencia;
Etapa 2 – 1 – 2 meses (aumentando la fuerza al 80 – 90%).
Para lograr la máxima resistencia estructural, es necesario que el contenido de aglutinante en la fibra de vidrio sea mínimamente suficiente para llenar todos los huecos del relleno de refuerzo con la cadena para obtener un material monolítico. En la fibra de vidrio convencional, la proporción aglutinante-relleno suele ser de 1:1; en este caso, la resistencia total de la fibra de vidrio se utiliza entre un 50 y un 70%.
Los principales materiales de refuerzo de fibra de vidrio son hebras, lonas (esteras de vidrio, fibra picada y tejidos de vidrio).
El uso de materiales tejidos que utilizan fibras de vidrio retorcidas como rellenos de refuerzo para la fabricación de cascos de barcos y yates de fibra de vidrio apenas está justificado ni económica ni tecnológicamente. Por el contrario, los materiales no tejidos para los mismos fines son muy prometedores y el volumen de su uso crece cada año.
El tipo de material más económico son las hebras de vidrio. En el haz, las fibras de vidrio están dispuestas en paralelo, lo que permite obtener fibra de vidrio con alta resistencia a la tracción y compresión longitudinal (a lo largo de la fibra). Por lo tanto, los cordones se utilizan para producir productos donde es necesario lograr una resistencia predominante en una dirección, por ejemplo, vigas de marco. En la construcción de edificios, se utilizan cordones cortados (10 - 15 mm) para sellar los espacios estructurales que se forman al realizar varios tipos de conexiones.
Para la fabricación de cascos de pequeñas embarcaciones y yates también se utilizan hilos de vidrio cortados, que se obtienen pulverizando fibras mezcladas con resina de poliéster sobre un molde adecuado.
La fibra de vidrio (materiales laminados con fibras de vidrio colocadas aleatoriamente en el plano de la lámina) también se fabrica a partir de hebras. Los plásticos de fibra de vidrio a base de lonas tienen características de resistencia más bajas que los plásticos de fibra de vidrio a base de telas debido a la menor resistencia de las propias lonas. Pero la fibra de vidrio, más económica, tiene un espesor importante y una densidad baja, lo que asegura su buena impregnación aglutinante.
Las capas de fibra de vidrio se pueden unir en dirección transversal químicamente (mediante aglutinantes) o mediante costura mecánica. Dichos rellenos de refuerzo se colocan sobre superficies con una gran curvatura más fácilmente que las telas (la tela forma pliegues y requiere un corte y ajuste preliminar). Los hopsts se utilizan principalmente en la fabricación de cascos de barcos, lanchas a motor y yates. En combinación con tejidos de fibra de vidrio, las lonas se pueden utilizar para la fabricación de cascos de barcos, que están sujetos a mayores requisitos de resistencia.
Las estructuras más responsables están hechas a base de fibra de vidrio. La mayoría de las veces se utilizan tejidos satinados, que proporcionan una mayor tasa de aprovechamiento de la resistencia de los hilos de fibra de vidrio.
Además, el remolque de fibra de vidrio se utiliza mucho en la construcción de barcos pequeños. Está hecho de hilos sin torcer: hebras. Este tejido tiene mayor peso, menor densidad, pero también menor costo que los tejidos elaborados con hilos retorcidos. Por tanto, el uso de tejidos de cuerda resulta muy económico, teniendo en cuenta, además, la menor intensidad de mano de obra a la hora de moldear estructuras. En la fabricación de embarcaciones y embarcaciones, a menudo se utiliza tela de cuerda para las capas exteriores de fibra de vidrio, mientras que las capas interiores están hechas de fibra de vidrio dura. Con ello se consigue una reducción del coste de la estructura y al mismo tiempo se garantiza la resistencia necesaria.
El uso de tejidos de cuerda unidireccionales, que tienen una resistencia predominante en una dirección, es muy específico. Al formar estructuras de barcos, dichas telas se colocan de manera que la dirección La mayor fortaleza correspondieron a las tensiones efectivas más altas. Esto puede ser necesario en la fabricación de, por ejemplo, un larguero, cuando es necesario tener en cuenta la combinación de resistencia (especialmente en una dirección), ligereza, conicidad, espesor de pared variable y flexibilidad.
Hoy en día, las cargas principales sobre el larguero (en particular, sobre el mástil) actúan principalmente a lo largo de los ejes, es el uso de tejidos de remolque unidireccionales (cuando las fibras están ubicadas a lo largo del larguero lo que proporciona las características de resistencia requeridas. En este caso, También es posible fabricar el mástil enrollando la estopa sobre un núcleo (de madera, metal, etc.), que posteriormente puede retirarse o permanecer dentro del mástil.
Actualmente, el llamado estructuras de tres capas con relleno ligero en el medio.
La construcción de capa Tpex consta de dos capas exteriores de soporte de carga hechas de material duradero. material laminar de pequeño espesor, entre los cuales se coloca un más ligero, aunque menos duradero agregar. La finalidad del relleno es asegurar el trabajo conjunto y la estabilidad de las capas portantes, así como mantener la distancia especificada entre ellas.
El funcionamiento conjunto de las capas está asegurado por su conexión con el relleno y la transferencia de fuerzas de una capa a otra por parte de este último; la estabilidad de las capas está garantizada, ya que el relleno crea un soporte casi continuo para ellas; la distancia requerida entre capas se mantiene debido a la suficiente rigidez del relleno.
En comparación con las tradicionales monocapa, la estructura de tres capas tiene mayor rigidez y resistencia, lo que permite reducir el espesor de las carcasas, paneles y el número de refuerzos, lo que va acompañado de una reducción significativa del peso de la estructura. .
Las estructuras de tres capas se pueden fabricar a partir de cualquier material (madera, metal, plástico), pero se utilizan más ampliamente cuando se utilizan materiales compuestos poliméricos, que se pueden utilizar tanto para capas portantes como para relleno, y su conexión entre sí. se garantiza mediante pegado.
Además de la posibilidad de reducir el peso, las estructuras de tres capas también tienen otras cualidades positivas. En la mayoría de los casos, además de su función principal de formar la estructura del casco, también realizan otras, por ejemplo, confieren propiedades de aislamiento térmico y acústico, proporcionan una reserva de flotabilidad de emergencia, etc.
Las estructuras tricapa, debido a la ausencia o reducción de elementos instalados, permiten utilizar de forma más racional los volúmenes internos del local, tender tendidos eléctricos y algunas tuberías en el propio núcleo y facilitar el mantenimiento de la limpieza del local. . Debido a la ausencia de concentradores de tensiones y la eliminación de la posibilidad de grietas por fatiga, las estructuras de tres capas tienen una mayor confiabilidad.
Sin embargo, no siempre es posible garantizar una buena unión entre las capas portantes y la masilla debido a la falta de adhesivos con las propiedades necesarias, así como a un cumplimiento insuficientemente cuidadoso del proceso de pegado. Debido al espesor relativamente pequeño de las capas, es más probable que se dañen y se filtre agua a través de ellas, que puede extenderse por todo el volumen.
A pesar de esto, las estructuras de tres capas se utilizan ampliamente para la fabricación de cascos de embarcaciones, embarcaciones y embarcaciones pequeñas (de 10 a 15 m de eslora), así como para la fabricación de estructuras separadas: cubiertas, superestructuras, casetas, mamparos, etc. que los cascos de barcos y embarcaciones, en los que el espacio entre el revestimiento exterior e interior se rellena con espuma plástica para garantizar la flotabilidad, no siempre pueden llamarse estrictamente de tres capas, ya que no son tres planos o curvos. -placas de capas con un pequeño espesor del relleno. Es más correcto llamar a estas estructuras doble revestimiento o doble casco.
Lo más recomendable es realizar elementos de casetas, mamparos, etc., que suelen tener formas planas y sencillas, en un diseño de tres capas. Estas estructuras están ubicadas en la parte superior del casco y la reducción de su masa tiene un efecto positivo en la estabilidad del barco.
Las estructuras de barcos tricapa fabricadas en fibra de vidrio utilizadas actualmente se pueden clasificar según el tipo de relleno de la siguiente manera: con relleno continuo de espuma de poliestireno, madera de balsa; con núcleo alveolar de fibra de vidrio, lámina de aluminio; paneles en forma de caja hechos de materiales compuestos poliméricos; Paneles combinados (en forma de caja con espuma de poliestireno). El espesor de las capas portantes puede ser simétrico o asimétrico con respecto a la superficie media de la estructura.
Por método de fabricación Las estructuras de tres capas se pueden pegar, con un relleno de espuma, moldeadas en instalaciones especiales.
Los componentes principales para la fabricación de estructuras de tres capas son: telas de vidrio de las marcas T - 11 - GVS - 9 y TZhS-O,56-0, malla de fibra de vidrio. varias marcas; Resinas de poliéster Marui PN-609-11M, resinas epoxi grado ED - 20 (u otros grados con propiedades similares), plásticos espumados grados PVC - 1, PSB - S, PPU-3s; Plástico laminado resistente al fuego.
Las estructuras de tres capas se fabrican monolíticas o se ensamblan a partir de elementos (secciones) individuales, según el tamaño y la forma de los productos. El segundo método es más universal, ya que es aplicable a estructuras de cualquier tamaño.
La tecnología de fabricación de paneles tricapa consta de tres procesos independientes: fabricación o preparación de capas portantes, fabricación o preparación de un relleno y montaje y pegado del panel.
Las capas portantes se pueden preparar con antelación o directamente durante la formación de los paneles.
El agregado también se puede aplicar en forma de tableros terminados o espumado aumentando la temperatura o mezclando los componentes apropiados durante la producción de los paneles. El núcleo alveolar se fabrica en empresas especializadas y se suministra en forma de losas cortadas de cierto espesor o en forma de bloques alveolares que requieren corte. La espuma para baldosas se corta y procesa en sierras de cinta o sierras circulares de carpintería, cepilladoras de espesor y otras máquinas para trabajar la madera.
La influencia decisiva en la resistencia y fiabilidad de los paneles de tres capas la ejerce la calidad del pegado de las juntas de carga con el relleno, que, a su vez, depende de la calidad de la preparación de las superficies a unir, la calidad de la capa adhesiva resultante y el cumplimiento de las condiciones de pegado. Las operaciones de preparación de superficies y aplicación de capas adhesivas se analizan en detalle en la literatura relevante sobre pegado.
Para el pegado de capas portantes con núcleo alveolar se recomiendan adhesivos de las marcas BF-2 (curado en caliente), K-153 y EPK-518-520 (curado en frío), y con espumas para baldosas, adhesivos de las marcas K- Se recomiendan las marcas 153 y EPK-518-520. Estos últimos proporcionan una mayor fuerza de unión que el pegamento BF-l y no requieren equipo especial para crear la temperatura requerida (aproximadamente 150 0 C). Sin embargo, su costo es de 4 a 5 veces mayor que el costo del pegamento BF - 2 y el tiempo de curado es de 24 a 48 horas (tiempo de curado de BF - 2 - 1 hora).
Al aplicar espuma plástica entre las capas de soporte, por regla general no es necesario aplicar capas adhesivas sobre ellas. Después del encolado y la exposición necesaria (7 - 10 días), se puede realizar el procesamiento mecánico de los paneles: recortar, taladrar, perforar agujeros, etc.
Al ensamblar estructuras a partir de paneles de tres capas, se debe tener en cuenta que en las juntas los paneles generalmente se cargan con cargas concentradas y las juntas deben reforzarse con inserciones especiales hechas de un material más denso que el relleno. Los principales tipos de conexiones son mecánicas, moldeadas y combinadas.
Al sujetar piezas de saturación en estructuras de tres piezas, es necesario proporcionar refuerzos internos en el sujetador, especialmente cuando se utilizan sujetadores mecánicos. Una de las formas de tal fortalecimiento, así como secuencia tecnológica Las ejecuciones de nodos se muestran en la figura.
Perfiles de fibra de vidrio - Se trata de perfiles estándar visualmente conocidos, diseñados para diversas aplicaciones en construcción y diseño, fabricados en fibra de vidrio.
Al poseer los mismos parámetros externos que los perfiles fabricados con materiales tradicionales, la fibra de vidrio perfilada tiene una serie de características únicas.
Los perfiles de fibra de vidrio tienen una de las relaciones resistencia-peso más altas de cualquier producto estructural, así como una excelente resistencia a la corrosión. Los productos tienen una alta resistencia a la radiación ultravioleta, un amplio rango de temperaturas de funcionamiento (-100°C a +180°C), así como resistencia al fuego, lo que permite el uso de este material en diversas áreas de la construcción, especialmente cuando se utiliza en áreas voltaje peligroso y en la industria química.
PRODUCCIÓN DE TUBOS Y PERFILES DE PLÁSTICO DE VIDRIO
Los perfiles se fabrican mediante el método de pultrusión, una característica de la tecnología que Consiste en el trefilado continuo de mechas formadas por hilos de filamentos, preimpregnadas con un sistema multicomponente a base de aglutinantes de diversas resinas, endurecedores, diluyentes, cargas y colorantes.
La fibra de vidrio se impregna con resina y luego se pasa a través de una matriz calentada. la forma deseada, en el que la resina se endurece. El resultado es un perfil de una forma determinada. Los perfiles de fibra de vidrio están reforzados en la superficie con una tela no tejida especial (estera), gracias a la cual los productos adquieren rigidez adicional. El marco del perfil está cubierto con un vellón impregnado con resina epoxi, lo que hace que el producto sea resistente a la radiación ultravioleta.
Una característica de la tecnología de pultrusión es la producción de productos rectos con una sección transversal constante en toda su longitud.
La sección transversal del perfil de fibra de vidrio puede ser cualquiera y su longitud se determina de acuerdo con los deseos del cliente.
El perfil estructural de FRP viene en una amplia gama de formas que incluyen vigas en I, bridas iguales, bridas iguales, tubos cuadrados, tubo redondo, así como un rincón para la colocación al hormigonar más diferentes tamaños, que se puede utilizar en lugar del tradicional esquina metálica sujeto a una rápida destrucción por óxido.
Muy a menudo, un perfil de fibra de vidrio está hecho de resina ortoftálica.
Dependiendo de las condiciones de funcionamiento, es posible realizar perfiles a partir de otros tipos de resinas:
- - resina viniléster: destinado a su uso en condiciones donde se requiere una alta resistencia a la corrosión del material;
- resina epoxica : tiene propiedades eléctricas especiales, lo que hace que los productos fabricados con él sean óptimos para su uso en áreas de voltaje peligroso;
- resina acrilica: los productos elaborados con él tienen una baja emisión de humo en caso de incendio.
PERFILES DE VIDRIO PLÁSTICO STALPROM
En nuestra empresa puede adquirir perfiles de fibra de vidrio estándar y no estándar de cualquier tamaño según sus deseos y necesidades. La lista principal de perfiles de fibra de vidrio es la siguiente:
Esquina
Dimensiones de este material Puede ser diferente. Se utilizan en casi todas las estructuras de fibra de vidrio. Estructuralmente se utilizan en escaleras de fibra de vidrio, instalaciones de iluminación, bases de puentes y transiciones de pisos de fibra de vidrio.
Símbolo de esquina:
a – ancho,
b – altura,
c – espesor.Perfil C (perfil C)
Debido a su resistencia a la corrosión, los perfiles en C de fibra de vidrio se utilizan principalmente en la industria química.
Símbolo para perfil en forma de C:
a – ancho,
b – altura,
c – ancho de apertura,
d – espesor.Viga de fibra de vidrio
Puede utilizarse como parte de una solución integrada o como estructura independiente (barandillas de fibra de vidrio).
Símbolo de haz:
a – ancho,
b – altura.vigas I
Las vigas en I de fibra de vidrio se utilizan con mayor frecuencia como estructuras de carga que cubren grandes luces y son capaces de llevar varias cargas. Las vigas en I son la solución de diseño óptima en forma de base para pisos de fibra de vidrio, Cubo de la escalera, instalaciones de iluminación, pasarelas, etc.
Símbolo de haz I:
a – ancho,
b – altura,
c – espesor.Perfil "Sombrero"
Utilizado como perfil aislante principalmente en la industria electrónica.
Símbolo de perfil:
a – ancho,
b – tamaño de la parte superior del perfil,
c – espesor.Tubos rectangulares
Los productos son capaces de soportar cargas tanto verticales como horizontales.
Designación de tubería:
a – ancho,
b – altura,
c – espesor de la pared.La varilla de fibra de vidrio se utiliza como antena de fibra de vidrio, sombrillas, perfiles en modelismo, etc.
Símbolos de barra:
a – diámetro.Tauro
Usado como estructuras adicionales en pasarelas de fibra de vidrio, escenarios, superficies de carga, etc.
Símbolos de marca:
una altura,
b – ancho,
c – espesor.tubo redondo
Estos tubos de fibra de vidrio no se utilizan en estructuras con presión interna.
Símbolos de tubería:
a – diámetro exterior,
b – diámetro interno.Diseñado para usarse como base de una estructura, como una escalera, escalera o plataforma de trabajo, pasarela.
Símbolos de canal:
a – ancho,
b – altura,
c/d – espesor de la pared.Perfil Z (perfil Z)
Diseñado para uso en instalaciones de limpieza de gases.
Leyenda del perfil:
a – ancho de la parte superior del perfil,
b – altura,
c – ancho de la parte inferior del perfil.
Las dimensiones de este material pueden variar. Se utilizan en casi todas las estructuras de fibra de vidrio.
Se logra un efecto relativamente grande utilizando estructuras de fibra de vidrio, expuesto a diversas sustancias agresivas que destruyen rápidamente los materiales comunes. En 1960, sólo en Estados Unidos se gastaron unos 7,5 millones de dólares en la producción de estructuras de fibra de vidrio resistentes a la corrosión (el coste total de los plásticos de fibra de vidrio translúcidos producidos en Estados Unidos en 1959 fue de aproximadamente 40 millones de dólares). Según las empresas, el interés por las estructuras de fibra de vidrio resistentes a la corrosión se debe principalmente a sus buenos resultados económicos. Su peso es mucho menor que el del acero o estructuras de madera, son mucho más duraderos que estos últimos, fáciles de montar, reparar y limpiar, se pueden fabricar a base de resinas autoextinguibles y los contenedores translúcidos no requieren vasos medidores de agua. Así, un tanque de serie para ambientes agresivos con una altura de 6 m y un diámetro de 3 m pesa alrededor de 680 kg, mientras que un tanque similar de acero pesa alrededor de 4,5 toneladas. El peso de un tubo de escape con un diámetro de 3 m y una altura de 14,3 m destinados a la producción metalúrgica, forma parte del peso de un tubo de acero con la misma capacidad de carga; Aunque un tubo de fibra de vidrio era 1,5 veces más caro de fabricar, es más económico que el acero, ya que, según empresas extranjeras, la vida útil de este tipo de estructuras de acero se calcula en semanas, desde de acero inoxidable- Desde hace meses, estructuras similares de fibra de vidrio funcionan desde hace años sin sufrir daños. Así, una tubería con una altura de 60 my un diámetro de 1,5 m ha estado en funcionamiento durante siete años. La tubería de acero inoxidable instalada anteriormente duró solo 8 meses y su producción e instalación costaron solo la mitad. Así, el coste de una tubería de fibra de vidrio se amortizó en 16 meses.
Los contenedores de fibra de vidrio también son un ejemplo de durabilidad en ambientes agresivos. Estos recipientes se pueden encontrar incluso en los baños tradicionales rusos, ya que no están influenciados por altas temperaturas, más información sobre varios equipo de calidad para baños se puede encontrar en el sitio web http://hotbanya.ru/. Un recipiente de este tipo con un diámetro y una altura de 3 m, destinado a diversos ácidos (incluido el sulfúrico), con una temperatura de aproximadamente 80 ° C, funciona sin reparación durante 10 años y dura 6 veces más que el de metal correspondiente; Sólo los costos de reparación de este último durante un período de cinco años equivalen al costo de un contenedor de fibra de vidrio. En Inglaterra, Alemania y Estados Unidos también están muy extendidos los contenedores en forma de almacenes y depósitos de agua de considerable altura. Junto con los productos de gran tamaño indicados, en varios países (EE. UU., Inglaterra) se producen en masa a partir de fibra de vidrio tuberías, secciones de conductos de aire y otros elementos similares destinados a funcionar en ambientes agresivos.
Al elegir materiales estructurales para la construcción de edificios e infraestructuras, los ingenieros suelen elegir varios tipos de plástico reforzado con fibra de vidrio (FRP) que ofrecen la combinación óptima de propiedades de resistencia y durabilidad.El uso industrial generalizado de la fibra de vidrio comenzó en los años treinta del siglo pasado, pero hasta ahora su uso suele estar limitado por la falta de conocimiento sobre qué tipos de este material son aplicables en determinadas condiciones. Hay muchos tipos de fibra de vidrio; sus propiedades y, por tanto, sus campos de aplicación, pueden diferir en muchos aspectos. En general, las ventajas de utilizar este tipo de material son las siguientes:
Gravedad específica baja (80% menos que el acero)
Resistencia a la corrosión
Baja conductividad eléctrica y térmica.
Permeabilidad a los campos magnéticos.
Alta resistencia
Fácil de cuidarEn este sentido, la fibra de vidrio es una buena alternativa a los materiales estructurales tradicionales: acero, aluminio, madera, hormigón, etc. Su uso es especialmente eficaz en condiciones de fuertes efectos corrosivos, ya que los productos elaborados con él duran mucho más y prácticamente no requieren mantenimiento.
Además, el uso de fibra de vidrio está justificado desde un punto de vista económico, y no sólo porque los productos fabricados con ella duran mucho más, sino también por su bajo peso específico. Gracias al bajo peso específico se consiguen ahorros en costes de transporte y la instalación también es simplificada y económica. Un ejemplo es el uso de pasarelas de fibra de vidrio en una planta de tratamiento de agua, cuya instalación se completó un 50% más rápido que las estructuras de acero utilizadas anteriormente.[I]Pasarelas de fibra de vidrio instaladas en el muelle
A pesar de que todas las áreas de aplicación de la fibra de vidrio en industria de construccion imposible enumerarlos, sin embargo, la mayoría de ellos se pueden resumir en tres grupos (tipos): elementos estructurales de estructuras, celosías y paneles de pared.
[U]Elementos estructurales
Existen cientos de tipos diferentes de elementos estructurales fabricados en fibra de vidrio: plataformas, pasarelas, escaleras, pasamanos, cubiertas protectoras etc.
[I]Escalera de fibra de vidrio[U]Rejillas
Para fabricar rejillas de fibra de vidrio se pueden utilizar tanto la fundición como la pultrusión. Las rejas así realizadas se utilizan como tarimas, plataformas, etc.
[I]Rejilla de fibra de vidrio[U]Paneles de pared
Fabricados con fibra de vidrio, los paneles de pared se utilizan principalmente en aplicaciones menos críticas, como cocinas y baños comerciales, pero también se utilizan en aplicaciones especiales, como mamparas a prueba de balas.Muy a menudo, los productos de fibra de vidrio se utilizan en las siguientes áreas:
Construcción y arquitectura
producción de herramientas
Industria de alimentos y la industria de bebidas
Industria de petróleo y gas
Tratamiento y purificación de agua.
Electrónica e ingeniería eléctrica.
Construcción de piscinas y parques acuáticos.
Transporte de agua
Industria química
Negocio de restauración y hostelería.
Plantas de energía
Pulpa - industria papelera
MedicamentoAl elegir un tipo específico de fibra de vidrio para su uso en un área particular, es necesario responder las siguientes preguntas:
¿Estarán presentes en ambiente de trabajo¿Compuestos químicos agresivos?
¿Cuál debería ser la capacidad de carga?
Además, factores como seguridad contra incendios, ya que no todos los tipos de fibra de vidrio contienen retardadores de fuego.A partir de esta información, el fabricante de fibra de vidrio, basándose en las tablas de características, selecciona el material óptimo. En este caso, es necesario asegurarse de que las tablas de características se refieran a los materiales de este fabricante en particular, ya que las características de los materiales producidos por diferentes fabricantes pueden diferir en muchos aspectos.
En la construcción exterior, la principal aplicación de todos los tipos de fibra de vidrio es la fibra de vidrio translúcida, que se utiliza con éxito en edificios industriales en forma de elementos laminares con perfil corrugado (generalmente en combinación con láminas corrugadas de fibrocemento o metal), paneles planos, cúpulas y estructuras espaciales.
Las estructuras de cerramiento translúcidas sirven como reemplazo de las que requieren mucha mano de obra y son de bajo costo. bloques de ventana y luces cenital de edificios industriales, públicos y agrícolas.
El vallado translúcido se utiliza mucho en paredes y cubiertas, así como en elementos de estructuras auxiliares: marquesinas, quioscos, vallados de parques y puentes, balcones, escaleras, etc.
En recintos fríos edificios industriales Las láminas onduladas de fibra de vidrio se combinan con láminas onduladas de fibrocemento, aluminio y acero. Esto permite utilizar fibra de vidrio de la manera más racional, utilizándola en forma de inclusiones separadas en el techo y las paredes en cantidades dictadas por consideraciones de iluminación (20-30% del área total), así como consideraciones de resistencia al fuego. Las láminas de fibra de vidrio se fijan a las correas y vigas con los mismos sujetadores que las láminas de otros materiales.
Recientemente, debido a la reducción de los precios de la fibra de vidrio y la producción de material autoextinguible, se comenzó a utilizar fibra de vidrio translúcida en forma de áreas grandes o continuas en las estructuras de cerramiento de edificios industriales y públicos.
Los tamaños estándar de chapa ondulada cubren todas (o casi todas) las combinaciones posibles con chapas perfiladas de otros materiales: fibrocemento, acero revestido, acero ondulado, aluminio, etc. Por ejemplo, la empresa inglesa Alan Blun produce hasta 50 tamaños estándar de Fibra de vidrio, incluidos perfiles, adoptados en EE. UU. y Europa. La gama de láminas perfiladas de plástico vinílico (empresa Merly) y plexiglás (empresa ICI) es aproximadamente la misma.
Además de las láminas translúcidas, a los consumidores también se les ofrecen piezas completas para su fijación.
Junto con fibra de vidrio translúcida en últimos años En varios países también se está generalizando cada vez más el plástico vinílico rígido translúcido, principalmente en forma de láminas onduladas. Aunque este material es más sensible a las fluctuaciones de temperatura que la fibra de vidrio, tiene un módulo de elasticidad más bajo y, según algunos datos, menos duradero, tiene ciertas perspectivas gracias a una amplia base de materias primas y ciertas ventajas tecnológicas.
Domos hechos de fibra de vidrio y plexiglás se utilizan ampliamente en el extranjero debido a sus altas características de iluminación, bajo peso, relativa facilidad de fabricación (especialmente cúpulas de plexiglás), etc. Se producen en formas esféricas o piramidales con un contorno en planta redondo, cuadrado o rectangular. En Estados Unidos y Europa Oriental Se utilizan principalmente cúpulas de una sola capa, pero en países con climas más fríos (Suecia, Finlandia, etc.): de dos capas con un espacio de aire y un dispositivo especial para drenar el condensado, hecho en forma de una pequeña canaleta alrededor del perímetro. de la parte de soporte de la cúpula.
El ámbito de aplicación de las cúpulas translúcidas son los edificios industriales y públicos. Decenas de empresas en Francia, Inglaterra, Estados Unidos, Suecia, Finlandia y otros países se dedican a su producción en masa. Los domos de fibra de vidrio suelen venir en tamaños de 600 a 5500 milímetros, Y de plexiglás de 400 a 2800. mm. Hay ejemplos del uso de cúpulas (compuestas) de tamaños mucho más grandes (hasta 10 metro y más).
También hay ejemplos del uso de cúpulas de plástico vinílico reforzado (ver Capítulo 2).
La fibra de vidrio translúcida, que hasta hace poco se utilizaba únicamente en forma de láminas onduladas, ahora está comenzando a utilizarse ampliamente para la fabricación de estructuras de gran tamaño, especialmente paredes y paneles para techos tamaños estándar que pueden competir con estructuras similares hechas de materiales tradicionales. Sólo hay una empresa estadounidense, Colwall, que produce paneles translúcidos de tres capas hasta b metro, los ha utilizado en varios miles de edificios.
De particular interés son los paneles translúcidos de estructura capilar fundamentalmente nuevos desarrollados, que tienen una mayor capacidad de aislamiento térmico y una alta translucidez. Estos paneles constan de un núcleo termoplástico con canales capilares (plástico capilar), recubierto por ambas caras con láminas planas de fibra de vidrio o plexiglás. El núcleo es esencialmente un panal translúcido con celdas pequeñas (0,1-0,2 milímetros). Contiene un 90% de sólidos y un 10% de aire y está hecho principalmente de poliestireno, con menos frecuencia de plexiglás. También es posible utilizar polocarbonato, un termoplástico con mayor resistencia al fuego. La principal ventaja de este diseño transparente es su alta resistencia térmica, que proporciona importantes ahorros en calefacción y evita la formación de condensación incluso en alta humedad aire. También cabe destacar una mayor resistencia a cargas concentradas, incluidas cargas de impacto.
Las dimensiones estándar de los paneles de estructura capilar son de 3X1 m, pero se pueden fabricar hasta 10 m de longitud. metro y ancho hasta 2 metro. En la Fig. La Figura 1.14 muestra la vista general y detalles de una nave industrial, donde se utilizan paneles de estructura capilar de 4,2X1 como barreras de luz para techo y paredes. metro. Los paneles se colocan a lo largo de los lados longitudinales sobre espaciadores en forma de V y se unen en la parte superior mediante superposiciones metálicas con masilla.
En la URSS se encontró fibra de vidrio en estructuras de construccion Uso muy limitado (para estructuras experimentales individuales) debido a su calidad insuficiente y alcance limitado.
(ver capítulo 3). Las láminas onduladas se fabrican principalmente con pequeña altura ondas (hasta 54 milímetros), que se utilizan principalmente como cercas frías para edificios de "formas pequeñas": quioscos, marquesinas, marquesinas ligeras.
Mientras tanto, como han demostrado los estudios de viabilidad, el mayor efecto se puede lograr utilizando fibra de vidrio en la construcción industrial como vallas translúcidas para paredes y techos. Esto elimina los costosos y laboriosos complementos de linterna. También resulta eficaz el uso de vallas translúcidas en la construcción pública.
Las cercas hechas completamente de estructuras translúcidas se recomiendan para estructuras y edificios públicos y auxiliares temporales en los que el uso de cercas de plástico translúcido está dictado por una mayor iluminación o requisitos estéticos (por ejemplo, estructuras y edificios de exposiciones y deportivos). Para otros edificios y estructuras, el área total de aberturas de luz llenas de estructuras translúcidas se determina mediante cálculos de iluminación.
TsNIIPromzdanii, junto con TsNIISK, Kharkov Promstroyniproekt y el Instituto Panruso de Investigación de Fibra de Vidrio y Fibra de Vidrio, ha desarrollado una serie de estructuras eficaces para la construcción industrial. El diseño más simple Son láminas translúcidas colocadas a lo largo del marco en combinación con láminas onduladas de material no poroso.
Materiales transparentes (amiantocemento, acero o aluminio). Es preferible utilizar fibra de vidrio de onda cortante en rollos, lo que elimina la necesidad de unir las láminas a lo ancho. En caso de ondas longitudinales, es recomendable utilizar láminas de mayor longitud (para dos vanos) para reducir el número de juntas sobre los soportes.
El recubrimiento de pendientes en el caso de una combinación de láminas onduladas de materiales translúcidos con láminas onduladas de fibrocemento, aluminio o acero se deberá asignar de acuerdo con los requisitos,
Presentado para revestimientos de láminas onduladas no transparentes. En la construcción de revestimientos íntegramente de láminas onduladas translúcidas, las pendientes deben ser al menos del 10% en el caso de unir láminas a lo largo del talud, del 5% en ausencia de juntas.
La longitud de superposición de láminas onduladas translúcidas en la dirección de la pendiente del revestimiento (Fig. 1.15) debe ser de 20 cm con pendientes del 10 al 25% y 15 cm con pendientes superiores al 25%. En vallas de pared, la longitud de superposición debe ser de 10 cm.
Al aplicar tales soluciones, se debe prestar mucha atención a la disposición de las fijaciones de las láminas al marco, que determinan en gran medida la durabilidad de las estructuras. Las láminas onduladas se fijan a las correas con pernos (para correas de acero y hormigón armado) o tornillos (para correas de madera) instalados a lo largo de las crestas de las olas (Fig. 1.15). Los pernos y tornillos deben estar galvanizados o cadmios.
Para láminas con tamaños de onda 200/54, 167/50, 115/28 y 125/35, los sujetadores se colocan en cada segunda onda, para láminas con tamaños de onda 90/30 y 78/18, en cada tercera onda. Se deben asegurar todas las crestas de olas extremas de cada lámina corrugada.
El diámetro de pernos y tornillos se toma según el cálculo, pero no menos de 6 mm. El diámetro del orificio para pernos y tornillos debe ser de 1 a 2 milímetros Mayor que el diámetro del perno de montaje (tornillo). Las arandelas de metal para pernos (tornillos) deben doblarse a lo largo de la curvatura de la onda y equiparse con almohadillas de sellado elásticas. El diámetro de la arandela se toma mediante cálculo. En los lugares de fijación de láminas onduladas se instalan almohadillas de madera o metal para evitar que la onda se deposite sobre el soporte.
La unión en dirección de la pendiente se puede realizar mediante uniones atornilladas o adhesivas. En conexiones atornilladas se considera que la longitud de superposición de las láminas onduladas no es menor que la longitud de una onda; paso de perno 30 cm. Las uniones atornilladas de láminas onduladas deben sellarse con juntas de cinta (por ejemplo, espuma de poliuretano elástica impregnada de poliisobutileno) o masillas. Para juntas adhesivas, se calcula la longitud de la superposición y la longitud de una junta no es más de 3 metro.
De acuerdo con las directrices para la construcción de capital adoptadas en la URSS, la atención principal en la investigación se presta a los paneles de gran tamaño. Una de estas estructuras consta de una estructura metálica, que funciona con una luz de 6 m, y láminas onduladas apoyadas sobre ella, que funcionan con una luz de 1,2-2,4 metro .
La opción preferida es el relleno con hojas dobles, ya que resulta relativamente más económico. Paneles de este diseño tamaño 4.5X2.4 metro se instalaron en un pabellón experimental construido en Moscú.
La ventaja del panel descrito con estructura metálica es la facilidad de fabricación y el uso de materiales actualmente producidos por la industria. Sin embargo, más económicos y prometedores son los paneles de tres capas con revestimiento de láminas planas, que tienen mayor rigidez, mejores propiedades térmicas y requieren flujo mínimo metal
El bajo peso de tales estructuras permite el uso de elementos de dimensiones considerables, pero su envergadura, al igual que las láminas onduladas, está limitada por las deflexiones máximas permitidas y algunas dificultades tecnológicas (la necesidad de equipos de prensado de gran tamaño, unión de láminas, etc.). ).
Dependiendo de la tecnología de fabricación, los paneles de fibra de vidrio se pueden pegar o moldear integralmente. Los paneles encolados se fabrican pegando pieles planas con un elemento de la capa intermedia: nervaduras de fibra de vidrio, metal o madera antiséptica. Para su fabricación se pueden utilizar ampliamente materiales estándar de fibra de vidrio producidos mediante un método continuo: láminas planas y onduladas, así como diversos elementos perfilados. Las estructuras encoladas permiten variar relativamente ampliamente la altura y el paso de los elementos de la capa intermedia, según las necesidades. Sin embargo, su principal desventaja es el mayor número de operaciones tecnológicas, lo que hace que su producción sea más difícil, y también menos fiable que en los paneles macizos moldeados, la conexión de las pieles con las nervaduras.
Los paneles completamente formados se obtienen directamente de los componentes originales: fibra de vidrio y un aglutinante, a partir del cual se forma un elemento en forma de caja enrollando la fibra en un mandril rectangular (Fig. 1.16). Dichos elementos, incluso antes de que se endurezca el aglutinante, se presionan formando un panel creando presión lateral y vertical. El ancho de estos paneles viene determinado por la longitud de los elementos del cajón y, en relación al módulo de nave industrial, se toma como 3 m.
Arroz. 1.16. Paneles de fibra de vidrio translúcidos y totalmente moldeados.
A - diagrama de fabricación: 1 - enrollado de masilla de fibra de vidrio en mandriles; 2 - compresión lateral; 3-presión vertical; Panel de 4 acabados después de retirar los mandriles; b-vista general de un fragmento de panel
El uso de fibra de vidrio continua en lugar de cortada para paneles sólidamente moldeados permite obtener un material en paneles con mayores valores de módulo de elasticidad y resistencia. La ventaja más importante de los paneles moldeados sólidamente es también el proceso de una sola etapa y la mayor confiabilidad al conectar las delgadas nervaduras de la capa intermedia con las pieles.
Actualmente, todavía es difícil dar preferencia a uno u otro esquema tecnológico para la fabricación de estructuras de fibra de vidrio translúcidas. Esto se puede hacer solo después de que se haya establecido su producción y se hayan obtenido datos sobre el funcionamiento de varios tipos de estructuras translúcidas.
La capa intermedia de paneles encolados se puede disponer de varias maneras. Los paneles con una capa intermedia ondulada son relativamente fáciles de fabricar y tienen buenas propiedades luminosas. Sin embargo, la altura de dichos paneles es limitada. dimensiones máximas ondas
(50-54milímetros), en relación con el cual A)250^250g250 tales paneles tienen ogro
Rigidez cero. Más aceptables a este respecto son los paneles con una capa intermedia acanalada.
Al seleccionar las dimensiones de la sección transversal de los paneles nervados translúcidos, un lugar especial lo ocupa la cuestión del ancho y la altura de las nervaduras y la frecuencia de su colocación. El uso de nervaduras delgadas, bajas y escasamente espaciadas proporciona una mayor transmisión de luz del panel (ver más abajo), pero al mismo tiempo conduce a una disminución de su capacidad de carga y rigidez. Al asignar la separación de las nervaduras, también se debe tener en cuenta la capacidad de carga del revestimiento en las condiciones de funcionamiento bajo carga local y una luz igual a la distancia entre las nervaduras.
La luz de los paneles de tres capas, debido a su rigidez significativamente mayor que la de las chapas onduladas, se puede aumentar a 3 en el caso de losas de tejado. metro, y para paneles de pared - hasta 6 metro.
Los paneles encolados de tres capas con una capa intermedia de nervaduras de madera se utilizan, por ejemplo, para las oficinas de la sucursal de VNIINSM en Kiev.
De particular interés es el uso de paneles de tres capas para la instalación de claraboyas en cubiertas de edificios industriales y públicos. El desarrollo y la investigación de estructuras translúcidas para la construcción industrial se llevaron a cabo en TsNIIPromzdanii junto con TsNIISK. Basado en una investigación exhaustiva
fila de trabajo soluciones interesantes Se realizaron lucernarios fabricados en fibra de vidrio y plexiglás, así como objetos experimentales.
Luces antiaéreas Los paneles de fibra de vidrio se pueden diseñar en forma de cúpula o de paneles (Fig. 1.17). Estos últimos, a su vez, pueden estar pegados o moldeados macizamente, planos o curvos. Debido a la reducida capacidad de carga de la fibra de vidrio, los paneles se apoyan a lo largo de sus lados longitudinales en paneles ciegos adyacentes, que para ello deben reforzarse. También es posible instalar nervaduras de soporte especiales.
Dado que la sección transversal de un panel se determina, por regla general, calculando sus deflexiones, en algunas estructuras se aprovecha la posibilidad de reducir las deflexiones fijando adecuadamente el panel a los soportes. Dependiendo del diseño de dicha fijación y de la rigidez del propio panel, la deflexión del panel se puede reducir tanto debido al desarrollo del momento de apoyo como a la aparición de fuerzas en "cadena" que contribuyen al desarrollo de tensiones de tracción adicionales en el panel. En el último caso, es necesario prever medidas de diseño que excluyan la posibilidad de que los bordes de soporte del panel se acerquen entre sí (por ejemplo, fijando el panel a un marco especial o a estructuras rígidas adyacentes).
También se puede lograr una reducción significativa de las deflexiones dando al panel una forma espacial. Un panel abovedado curvo funciona mejor que un panel plano para cargas estáticas y su contorno ayuda mejor eliminación suciedad y agua de la superficie exterior. El diseño de este panel es similar al adoptado para la cubierta translúcida de la piscina de la ciudad de Pushkino (ver más abajo).
Los tragaluces en forma de cúpula, generalmente de forma rectangular, suelen estar dispuestos en forma doble, teniendo en cuenta nuestras condiciones climáticas relativamente duras. Se pueden instalar por separado
4 A. B. Gubenko
Cúpulas o encastradas sobre losa de cobertura. Mientras estaba en la URSS uso práctico Solo se encontraron cúpulas hechas de vidrio orgánico debido a la falta de fibra de vidrio. calidad requerida y tamaños.
En la cubierta del Palacio de los Pioneros de Moscú (Fig. 1.18), encima de la sala de conferencias, la sala de conferencias se instala en incrementos de aproximadamente 1,5 metro 100 cúpulas esféricas con un diámetro de 60 cm. Estas cúpulas iluminan un área de aproximadamente 300 m2. El diseño de las cúpulas se eleva por encima del techo, lo que garantiza una mejor limpieza y evacuación del agua de lluvia.
En el mismo edificio de arriba Jardín de invierno Se utilizó otro diseño, que consiste en bolsas triangulares pegadas entre sí a partir de dos láminas planas. vidrio organico, colocado sobre un marco esférico de acero. El diámetro de la cúpula formada por el marco espacial es de aproximadamente 3 metro. Se sellaron bolsas de plexiglás en el marco con caucho poroso y se sellaron con masilla U 30 m. El aire caliente que se acumula en el espacio bajo la cúpula evita la formación de condensación en la superficie interior de la cúpula.
Las observaciones de las cúpulas de plexiglás del Palacio de los Pioneros de Moscú mostraron que las estructuras translúcidas sin costuras tienen ventajas innegables sobre las prefabricadas. Esto se explica por el hecho de que el funcionamiento de una cúpula esférica formada por paquetes triangulares es más complicado que el de una cúpula sin costuras de pequeño diámetro. La superficie plana de las ventanas de doble acristalamiento, la frecuente disposición de los elementos del marco y la masilla selladora dificultan el drenaje del agua y la salida del polvo, y en horario de invierno Contribuir a la formación de ventisqueros. Estos factores reducen significativamente la transmisión de luz de las estructuras y provocan una alteración del sellado entre los elementos.
Las pruebas de iluminación de estos recubrimientos dieron buenos resultados. Se encontró que la iluminación de la zona horizontal a nivel del suelo de la sala de conferencias con luz natural es casi la misma que con iluminación artificial. La iluminación es casi uniforme (variación 2-2,5%). La determinación de la influencia de la capa de nieve mostró que con un espesor de 1-2 cm la iluminación de la habitación cae un 20%. A temperaturas superiores a cero, la nieve caída se derrite.
También se utilizaron cúpulas antiaéreas de plexiglás en la construcción de varios edificios industriales: Planta de Poltava herramientas de diamante(Fig. 1.19), la planta procesadora de Smolensk, el edificio del laboratorio del Centro Científico de Noginsk de la Academia de Ciencias de la URSS, etc. Los diseños de las cúpulas de los objetos indicados son similares. Dimensiones de las cúpulas a lo largo de 1100. milímetros, ancho 650-800 mm. Las cúpulas son de dos capas y los cristales de soporte tienen bordes inclinados.
varilla y otros estructuras portantes Los fabricados de fibra de vidrio se utilizan relativamente raramente debido a sus propiedades mecánicas insuficientemente altas (especialmente su baja rigidez). El ámbito de aplicación de estas estructuras es de carácter específico, asociado principalmente a condiciones especiales de funcionamiento, como, por ejemplo, cuando se requiere mayor resistencia a la corrosión, radiotransparencia, alta transportabilidad, etc.
Se logra un efecto relativamente grande mediante el uso de estructuras de fibra de vidrio expuestas a diversas sustancias agresivas que destruyen rápidamente los materiales comunes. En 1960, sólo
en Estados Unidos se gastaron alrededor de 7,5 millones de dólares (el coste total de los plásticos de fibra de vidrio translúcidos producidos en Estados Unidos en 1959 fue de aproximadamente 40 millones de dólares). El interés por las estructuras de fibra de vidrio resistentes a la corrosión se explica, según las empresas, principalmente por sus buenos indicadores económicos. Su peso
Arroz. 1.19. Cúpulas de plexiglás en el tejado de la planta de herramientas diamantadas de Poltava
A - vista general; b - diseño de la unidad de soporte: 1 - cúpula; 2 - canal de recogida de condensado; 3 - goma esponjosa resistente a las heladas;
4 - marco de madera;
5 - abrazadera metálica; 6 - delantal de acero galvanizado; 7 - alfombra impermeabilizante; 8 - lana de escoria compactada; 9 - copa de soporte de metal; 10 -aislamiento de losa; 11 - solera asfáltica; 12 - relleno granular
Escoria
Hay muchas menos estructuras de acero o madera, son mucho más duraderas que estas últimas, son fáciles de montar, reparar y limpiar, se pueden fabricar a base de resinas autoextinguibles y los contenedores translúcidos no requieren vasos medidores de agua. . Así, un contenedor estándar para medios agresivos con una altura de 6 metro y diámetro 3 metro pesa alrededor de 680 kg, mientras que un contenedor de acero similar pesa alrededor de 4,5 T. Peso del tubo de escape con diámetro 3 metro y altura 14,3 mu destinado a la producción metalúrgica, es el 77% del peso de un tubo de acero con la misma capacidad de carga; Aunque un tubo de fibra de vidrio era 1,5 veces más caro de fabricar, es más económico que el de acero.
No, ya que, según las empresas extranjeras, la vida útil de tales estructuras de acero se calcula en semanas, de acero inoxidable; en meses, estructuras similares de fibra de vidrio funcionan sin sufrir daños durante años. Entonces, una tubería con una altura de 60 mm y un diámetro de 1,5 metro lleva siete años en funcionamiento. La tubería de acero inoxidable instalada anteriormente duró solo 8 meses y su producción e instalación costaron solo la mitad. Así, el coste de una tubería de fibra de vidrio se amortizó en 16 meses.
Los contenedores de fibra de vidrio también son un ejemplo de durabilidad en ambientes agresivos. Un recipiente de este tipo con un diámetro y una altura de 3 m, destinado a diversos ácidos (incluido el sulfúrico), con una temperatura de aproximadamente 80 ° C, funciona sin reparación durante 10 años, habiendo servido 6 veces más que el correspondiente de metal; Sólo los costos de reparación de este último durante un período de cinco años equivalen al costo de un contenedor de fibra de vidrio.
En Inglaterra, Alemania y Estados Unidos también están muy extendidos los contenedores en forma de almacenes y tanques de agua de considerable altura (fig. 1.20).
Junto con los productos de gran tamaño indicados, en varios países (EE. UU., Inglaterra) se producen en masa a partir de fibra de vidrio tuberías, secciones de conductos de aire y otros elementos similares destinados a funcionar en ambientes agresivos.
