Оценка эффективности энергоиспользования при тепловлажностной обработке бетона (стр. 7 )

Деформативность, соответственно модуль упругости Е и коэффициент Пуассона ν, материала можно регулировать (см рис 1 и 2) изменяя шаг плетения, уплощая нити посредством крутки, а также регулируя реологические свойства полимерной матрицы. Передовые производители материалов ограждений МО, например фирма Ferrari, комплектуют свои производственные линии устройствами для фиксации тканевой основы в уточном направлении при нанесении пленочного покрытия. В результате материал формируется с минимальной и одинаковой искривленностью армирующих нитей по ортогональным направлениям (рис 4). Кроме того, появляется возможность увеличить толщину пленочного покрытия над армирующими нитками, что приведет к увеличению долговечности, не увеличивая общую толщину материала.

Рис. 3. Ползучесть материалов при воздействии эксплуатационных факторов для различных соотношений нагрузок с а) одинаковой и б) различной исходной искривленностью армирующих нитей по ортогональным направлениям

Рис. 4. Схема структуры материала сформированного а) c «каландровым эффектом» и а’) с минимальной и одинаковой искривленностью ортогональных нитей (рисунок взят из сайта фирмы Ferrari)

Рис. 5. Поперечный срез материала типа «Малимо» с нетканой армирующей основой

Деформативность материала можно свести к минимуму используя в качестве армирующей основы нетканые материалы типа «малимо» (рис.5), где ортогональные нити не переплетаются, а оставаясь прямыми прошиваются третьей системой нитей. В результате деформативность материала при воздействии эксплуатационных факторов не превышает 5% (рис.6).

В зависимости от формы и эксплуатационных нагрузок в различных областях МО возникают различного уровня и соотношения растягивающие напряжения. Поэтому для разных форм и типов конструкций и даже в одном сооружении могут понадобиться материалы с различными деформационными свойствами. В случае простых, например цилиндрических, форм могут использоваться материалы с малой деформативностью. При сложных формах, в особенности в пневматических сооружениях, для формообразования и сглаживания напряжений высокая деформируемость (отчасти упругая) материала играет положительную роль.

Заканчивая раздел о механических свойствах, в качестве примера, приведем данные (таблица 2) об этих параметрах некоторых марок материалов для ограждений МО, изготавливаемых фирмой Sioen (Бельгия).

Таблица 2*

Показатели	ед. измер	Марка
В8000	В9000	B8287	В6000	P6058
полная масса	г/ м2	630	680	850	900	1000
масса полимерного покрытия	г/ м2	450	480	670	640	740
прочность по основе	кгс/5cm	250	300	300	400	400
прочность по утку	кгс/5cm	230	280	280	350	350
адгезия	кгс/5cm	9	9	9	9	10
модуль по основе начальный Е1	МПа	1250,0	1500,0	1500,0	2031,3	2031,3
модуль по утку начальный Е2	МПа	769,2	936,4	936,4	1170,5	1170,5
коэффициент анизотропии к=Е2/Е1		0,71	0,72	0,72	0,67	0,67
значения коэффициента Пуассона в направлении основы ν12		0,21	0,21	0,21	0,22	0,22
значения коэффициента Пуассона в направлении утка ν21		0,30	0,30	0,30	0,33	0,33
Значения модуля сдвига Gxy=E/(2*(1+(ν21*ν12)0.5 ))	МПа	392,1	473,3	473,3	606,9	606,9
Значение модуля под углом 45о к основе	МПа	969,7	1172,7	1172,7	1520,3	1520,3

* данные из сайта фирмы производителя Sioen (Бельгия)

Рис. 6. Ползучесть материала типа «Малимо» при воздействии эксплуатационных факторов

Масса материалов. Для такого класса легких сооружений как МО масса материала имеет определяющее значение. Как видно из рисунка 7, при неизменном весе армирующей основы, толщина покрытия определяет массу материала.

Рис.7. Изменение массы материала в зависимости от толщины (данные из сайта фирмы производителя –Ceamen Corporation(США))

Учитывая, что долговечность материала определяется именно пленочным покрытием необходимо добиваться оптимального соотношения между атмосферостойкостью и толщиной покрытия.

4. Декоративные характеристики

В результате воздействия атмосферных факторов первыми изменяются декоративные характеристики материалов ограждений МО.

Известно, что любому цвету, кроме цветового тона, соответствуют определенные показатели насыщенности и светлоты. Эти характеристики необходимы разработчику сооружения для придания архитектурной выразительности объекта, а также для регулирования процессов теплообмена и разработки систем освещения наружного и внутреннего объема, с учетом старения материала. Изменение цвета касается всех цветов материалов включая и белый.

Изменение цвета (белого) материалов с различными марками финишных покрытий на акриловых (Acrylic) и фторсодержащих основах (PVDF) в процессе эксплуатации сооружения представлены на рисунке 8.

Рис. 8. Изменение цвета материалов (данные из сайта фирмы производителя –Ceamen Corporation(США))

Покрытие материалов лаками и пленками обеспечивает соответствующий блеск поверхности материалов ограждений МО. Уменьшение блеска приводит к значительному увеличение светопоглащательной способности материала.

Изменение блеска материалов с различными марками финишных покрытий представлены на рисунке 9.

Рис. 9. Изменение блеска материалов (данные из сайта фирмы производителя –Ceamen Corporation(США))

Светопроницаемость материалов определяется составом полимерной матрицы и просветом в армирующей ткани. Эти просветы имеют размеры 0,25-0,6 мм и на квадратный метр ткани приходится 500-600 тыс. таких «окошек». Общая светопроницаемость может составлять 7-12%, при этом верхний предел определяется требованиями минимальной прочности на разрыв, а нижний предел – минимальной прочности на раздир, а также требованиями к прочности сцепления с покрытием. Было установлено, что материалы со светопропусканием около 12% дают достаточно света, чтобы обеспечить здоровый рост многих растений.

5. Долговечность

Исследования в области долговечности современных материалов показывают, что срок службы МО из этих материалов вполне соизмеримы с традиционными конструкциями из дерева, металлов и железобетона. В таблице 3 приведены эксплуатационные характеристики и средний срок службы материалов изготовленных из различных структурных составляющих.

Таблица 3*

Показатель	ПЭ/ПВХ+АЛ	ПЭ/ПВХ+Ф	СВ/ТФ
Средний срок службы	10 – 15 лет	15 – 20 лет	Более 25 лет
Сопротивление погодным воздействиям	ХХ	ХХ	ХХХ
Грязеотталкивание	Х	ХХ	ХХХ
Светопрозрачность	ХХХ	ХХХ	ХХХ
Огнестойкость	ХХ	ХХ	ХХХ
Сгибаемость	ХХХ	ХХ	(х)
Стоимость (Базовая 100)	100	110	200(250)
Применение	Временные и постоянные здания	Временные и постоянные здания	Постоянные здания и сооружения

Примечание:

1. ПЭ/ПВХ+АЛ (армирующая основа/матрица + финишное покрытие) – полиэфир/ПВХ + акриловый лак; ПЭ/ПВХ+Ф - полиэфир/ПВХ + фтористые пленки; СВ/ТФ – стекловолокно/тефлон

2. (х) - неудовлетворительная; х – удовлетворительная; хх – хорошая;

ххх – очень хорошая

* данные из сайта фирмы производителя CENO TEC (Германия)

Отличительной особенностью материалов ограждений МО является тот факт, что на протяжении срока службы не производятся какие-либо ремонтные мероприятия по продлению срока службы сооружения. На рисунке 10 показано падение прочности материалов в процессе эксплуатации изготовленных из различных структурных составляющих.