Лако-красочные материалы — производство

Клееные конструкции на основе древесных материалов, пласти­ческих масс, металла, асбестоцемента и др. получили большое рас­пространение в жилищном и промышленном строительстве в на­шей стране и за рубежом [274, 275]. В настоящее время в связи с расширением производства и применения синтетических строи­тельных материалов значение клеев в этой отрасли промышлен­ности сильно возросло. Кроме деревянных конструкций произво­дятся клееные трехслойные стеновые панели и плиты, представ­ляющие собой тонкие листовые обшивки (алюминий, асбестоце­мент, пластик), между которыми вклеен липкий слой из пенопла­ста, сотопласта или пеностекла, светопрозрачные панели из стек­лопластика и др.

Часто применение клееных конструкций является единственно возможным. Например, в агрессивных средах клееные деревянные конструкции оказываются значительно долговечнее стальных и же­лезобетонных. Традиционной областью применения клеев является изготовление столярных строительных изделий (окон, дверей и т. п.). Нельзя обойтись без клеев при отделке зданий — при­клеивание линолеума, обоев и других отделочных материалов.

Массовый объем современного строительства, преимуществен­ное изготовление строительных конструкций и деталей в завод­ских условиях на потоке диктует жесткие и специфические требо­вания к свойствам клеев, обусловленные условиями эксплуатации (сочетание длительного действия статических и в ряде случаев динамических нагрузок, атмосферных факторов и т. д.).

Расчетные нагрузки на клеевой шов в большинстве строитель­ных конструкций сравнительно невелики. Однако срок службы у многих клееных строительных изделий должен составлять десят­ки лет, в связи с чем реальная исходная прочность клеевых соеди­нений в строительных конструкциях должна быть значительно больше расчетной.

Клеи применяются при сооружении плотин, а также в мосто­строении для получения так называемых сухих стыков, причем в последнем случае клеевой шов имеет больше гидроизолирующие, чем конструктивные функции. Существенно ускоряет процесс строительства и упрощает конструкторские решения применение клеев вместо бетонирования для устройства анкерных болтов и различного рода закладных деталей.

Клеи применяются для соединения газобетонных блоков, по­лучаемых по так называемой резательной технологии, в панели размером «на комнату». Следует назвать также использование клеев для ремонта и соединения бетонных деталей, а также их применение в качестве грунтов для соединения старого бетона со свежим. Наконец, клеи находят применение в сантехнике для за­мены резьбовых соединений на клеевые в системах горячего и хо­лодного водоснабжения, крепления к стенам умывальников и т. д., а также при электротехнических работах (приклеивание проводов и электроустановочных изделий).

Клееные конструкции из древесных материалов в связи с воз­можностью механизации их изготовления, транспортабельностью и простотой процессов сборки и разборки, а также благодаря не­большому числу выпускаемых типоразмеров элементов имеют ряд преимуществ по сравнению с другими видами деревянных конст­рукций. Клеевые соединения применяются при изготовлении дере­вянных несущих конструкций — балок, арок, ферм. Клееные фа­нерные ограждающие конструкции применяются для перекрытий промышленных зданий. Весьма рациональной является клееная фанерная опалубка, в особенности для криволинейных поверхно­стей (своды, трубопроводы, резервуары, купола и др.).

Даже из этого краткого перечисления видно, насколько разно­образными и подчас противоречивыми должны. быть требования к клеям, применяемым в строительстве.

Выбор клея зависит от назначения конструкции и типа склеи­ваемых материалов. Например, для трехслойных плит, испыты­вающих сравнительно большие нагрузки, надо использовать более прочные клеи, чем для стеновых навесных панелей. При склеива­нии металлов в большинстве случаев клеевые швы даже на самых высокопрочных клеях будут менее прочны, чем металл. Для трех­слойных панелей с обшивкой из листового металла и сердцевиной из сотопласта требуются клеи меньшей прочности, а если средний слой представляет собой пенопласт, то требования к прочности клея снижаются в еще большей степени.

Для склеивания деревянных строительных конструкций приме­няются главным образом фенолоформальдегидные клеи холодного отверждения, в частности клей КБ-3.

При’ склеивании изделий из древесины фенолоформальдегид — ными клеями, содержащими кислые отвердители, возникает опас­ность деструкции древесины. Для предотвращения этого на склеи­ваемую поверхность предварительно наносят слой, устойчивый к действию кислого реагента, например фенолополивинилацетальную клеевую композицию, и выдерживают при нагревании.

Для склеивания деревянных строительных конструкций приме­няется также клеевая пленка КП-5 на основе фенольной смолы.

■Синтетические клеи используются для склеивания древесноволок­нистых плит с различными материалами.

Для склеивания -трехслойных панелей и других строительных конструкций с’применением алюминия, асбестоцемента, полиэфир­ного стеклопластика, пенопластов, древесноволокнистых плит при­меняют эпоксидные, полиэфирные, фенолоформальдегидные и фе- нолоэпоксидные клеи.

Соединение строительных конструкций из стеклопластика про­изводится с помощью полиэфирных композиций типа ПН [274, 276, 277].

К числу эпоксидных клеев, с помощью которых изготовляют строительные конструкции из асбестоцемента и металлов, отно­сятся клей К-153, а также композиции ЭПЦ-1, ЭПЦ-2, К-147, К-134 и др.

Для склеивания трехслойных алюминиевых панелей со сред­ним слоем из пенопласта применяются эпоксидные клеевые ком­позиции, модифицированные окситерпеновыми продуктами [278]. Для склеивания асбестоцемента предложены также фенолоэпок — сидные клеи ФЭ-5 и ФЭ-10 [279, 280] и др. Используются в строи­тельстве также дифенольные клеи, которыми можно склеивать ас­бестоцемент, сталь и другие материалы [281].

Конкретных примеров успешного использования клеев в строи­тельстве различных сооружений много. Так, клееные алюминиевые панели применены при строительстве обогатительной фабрики в г. Мирном и наземной части здания Вилюйской ГЭС. При пере­крытии плавательного бассейна в санатории «Пушкино» исполь­зованы клееные конструкции из светопрозрачных стеклопластиков. Эркерные подоконники здания гостиницы «Россия» в Москве вы­полнены с использованием панелей из асбестоцемента (облицовка) и пеностекла (средний слой) на модифицированном эпоксидном клее [274].

Клеи используются в строительной технике также для при­клеивания звуко — и теплоизоляционных материалов и соединения керамических материалов.

Клеевые композиции на основе эпоксидных смол, пригодные для «омоноличивания» бетона и стыкования арматуры и железо­бетона, предложены для изготовления сборных железобетонных конструкций. Они способствуют лучшему сцеплению стальной ар­матуры с бетоном и повышению несущей способности и долговеч­ности железобетонных конструкций [282].

Разработанная и исследованная на моделях новая конструк­ция сборного купола со стыками, «замоноличенными» эпоксидны­ми клеями, обеспечивает повышенную несущую способность, жест­кость и водонепроницаемость сборных покрытий [283]. Разрабо­таны токопроводящие клеевые композиции, позволяющие произ­водить «омоноличивание» бетона при низких температурах [282].

При строительстве мостов кроме клееных деревянных конструк­ций используются также железобетонные сооружения с примене­нием клеев. Синтетические клеи, в частности эпоксидные, нашли применение в строительстве мостов в Москве, Ростове-на-Дону, Днепропетровске и других городах [286]. Всего к 1972 г. в СССР было построено 75 мостов через крупные реки с применением эпок­сидных клеев.

Во Франции через реку Сена в 1963 г. построен мост из железо­бетонных блоков, склеенных эпоксидными клеями, с пролетом 125 м. Через канал в штате Виргиния (США) сооружен плавучий бетонно-понтонный мост, состоящий из 25 отдельных понтонов; сборные конструкции соединялись эпоксидными клеями [286].

Разработана технология склеивания железобетонных мостовых конструкций, собираемых навесным способом. Клеевые соединения железобетонных элементов значительно превышают по прочности соединения, выполненные с помощью цементных растворов и бе­тонов, не только при воздействии статических нагрузок, но и при циклических нагрузках. Предел выносливости клеевых соединений из бетона при испытании на сдвиг составляет 55 кгс/см2 (при 2-106 циклах).

Клеи применяются также для соединения металлов в металли­ческих мостовых конструкциях. К клеевым соединениям стальных мостовых конструкций предъявляются следующие требования: прочность при статических и динамических нагрузках; стойкость к воздействию переменных температур в интервале от —35 до +80 °С;

Малая чувствительность прочности соединения к колебаниям толщины клеевого шва;

Способность отверждаться без нагревания и при минимальном давлении;

Простота подготовки поверхности для склеивания. Полиэфирный клей Вестопал LT удовлетворяет указанным тре­бованиям. Мост, построенный с применением этого клея, имеет стержневую ферменную конструкцию (допустимое напряжение 60 кгс/см2). Для предупреждения возможных аварий предусмотре­ны дополнительные болтовые соединения, не участвующие в рабо­те конструкции. После трехлетней эксплуатации моста не обнару­жены какие-либо нарушения клеевых соединений [287].

В ГДР построен цельноклееный металлический мост (пролет 55,8 м), в конструкции которого использован эпоксидный клей холодного отверждения [288]. Элементы конструкции клееного моста аналогичны обычным строительным конструкциям. Для на­блюдения за состоянием клеевых соединений на поверхность моста нанесено прозрачное покрытие, которое должно образовывать тре­щины при разрушении клеевых соединений.

В Чехословакии был построен цельноклееный эксперименталь­ный металлический мост, который демонстрировали на промыш­ленной выставке в Брно в 1956 г. Мост выполнен из алюминиевого сплава и склеен отверждающимся без нагревания эпоксидным клеем Эпокси 1200. Продолжительность закрытой выдержки при склеивании при 20 °С составляет 48 ч. Для балок использовался металл толщиной 2 мм, толщина накладок — 4 мм, уголков — €,5 мм. Параметры моста: длина 10 м, ширина 2,65 м, общая масса 1005 кг, масса 1 м2 40 кг. Мост выдерживает нагрузку в 13,3 т.

С помощью отверждающегося при комнатной температуре эпоксидного клея в ФРГ построен цельноклееный мост через канал Липпе [290].

В последнее время наметилось новое направление в области применения клеевых композиций в строительстве для повышения прочности кирпичной и каменной кладки. Подобного рода компо­зиции представляют собой цементные растворы с полимерными до­бавками в виде водных дисперсий. Широко применяются в США полимерцементные композиции с добавкой водной дисперсии со­полимера на основе винилиденхлорида. Применение таких компо­зиций дает возможность повысить адгезионную прочность более чем в 5 раз и более. В Советском Союзе начато применение по­добных клеевых композиций с использованием дисперсий не толь­ко сополимера винилиденхлорида, но и бутадиен-стирольного кау­чука и поливинилацетата.

Значительное повышение адгезии к кирпичу позволяет выпус­кать кирпичные панели заводской готовности, снижает толщину стен, что особенно важно для сейсмических районов [284].

Для склеивания строительных отделочных материалов (поли — стирольных плиток, бумажнослоистого пластика, поливинилхло — ридных линолеума и плитки, резинового линолеума и др.) необ­ходимы специальные клеящие составы, выбор которых определяет­ся условиями их эксплуатации, физико-механическими свойствами, а также технологическими и экономическими соображениями. В частности, для крепления резинового и поливинилхлоридного линолеумов выпускается кумаронокаучуковая клеевая композиция КМ-2. Разработаны новые композиции на основе бутадиен-сти­рольного каучука СКС-ЗОРП для крепления материала для полов с нижним слоем из резинобитумной смеси. Внедряются в строи­тельство новые композиции, не содержащие органических раство­рителей, на основе бутадиен-стирольного латекса СКС-65 ГП для приклеивания отделочных полимерных материалов; выпускается композиция ДФК-77 для крепления поливинилхлоридного лино­леума и плиток. Организовано производство канифольной компо­зиции для крепления полистирольных плиток. Производится ин — денокумароновая композиция, модифицированная полистиролом, для приклеивания полистирольных плиток. Выпускается битумно- каучуковая композиция для приклеивания паркета и поливинил — хлоридных плиток; изготовляется канифольнофурфурольная ком­позиция КБФ для приклеивания полистирольных плиток. Паркет можно приклеивать с помощью карбамидоформальдегидного клея на основе смолы К-60 [289].