Кафедра железобетонных и каменных конструкций
РЕФЕРАТ
По дисциплине «Основы строительных конструкций»
На тему: «Конструкции из дерева и пластмасс»
Выполнил: ст.гр.1СЖ02 Каримов С.А.
Проверил ас-т Минзянов Р.И.
2023
Содержание
Введение
1. Пластмассы
1.1 Общие свойства пластмасс
1.2 Конструкционные пластмассы
2. Характеристика основных пород древесины
2.1 Строение и состав древесины
2.2 Сорты древесины
2.3 Свойства древесины. Физические и механические
3. Древесные пластики
4. Общие положения
5. Материалы
6. Применение древесины и пластмасс
7. Элементы деревянных и пластмассовых конструкций
8. Краткий исторический обзор строительства из древесины. Современное состояние конструкции из дерева и пластмасс. Достоинства кдк перед дк, мк и жбк. Примеры сооружений из дк
Заключение
Список литературы
Введение
дерево пластмасса конструкционный материал
Целью работы является ознакомление с преимуществами недостатками пластмассы и дерева, их использованием и применением в качестве конструкционного материала.
Формат современного строительства подразумевает использование в работе как самостоятельных строительных материалов, так их комбинаций, решающих поставленные задачи с минимальными затратами и максимальной эффективностью.
Древесина является одним из древнейших строительных материалов, имеет ряд ценных свойств: простота заготовки и обработки, высокие теплотехнические свойства, высокая стойкость к большинству видов химической агрессии, возможность склеивания маломерных досок и фанеры. Древесина и изделия из нее имеют сравнительно высокие прочностные показатели при небольшом весе.
Строительные нормы строений из дерева предусматривают применение самых разных пород древесины в качестве несущих конструкций и их частей (береза, акация, сосна, лиственница и др.). В условиях нашей страны чаще всего для этих целей применяют сосну, ель, лиственницу.
Древесина была одним из главных факторов развития цивилизации и даже в наши дни остается одним из важнейших для человека видов сырья, без которого не могли бы обойтись многие отрасли промышленности.
Трудно назвать какую-нибудь отрасль народного хозяйства, где древесина не использовалась в том ли ином виде, и перечислить разнообразные изделия, в которые древесина входит составной частью. По объему использования и разнообразию применения в народном хозяйстве с древесиной не может сравниться никакой другой материал, кроме современных пластмасс.
Слово "пластичность" произошло от греческого слова plastikos, что означает "годный для лепки, податливый". Многие столетия единственнымпластичным, широко применяемым для лепки материалов была глина. Однако теперь, когда говорят о пластических массах (пластмассах), подразумевают только материалы, созданные на основе полимеров.
Многие современные пластмассы превосходят по своим свойствам большинство природных материалов. Многие из них имеют столь ценные качества, что у них нет аналогов в природе.
Пластмассы зачастую называют материалами будущего, а XXI столетие - веком синтетических материалов. Однако широкое внедрение пластмасс в основных и многих отраслях техники возникло уже во второй половине XX в. Наибольшая эффективность применения полимерных композиционных пластиковых материалов в промышленности и строительстве.
В сегодняшнее время грандиозная стройка зданий почти целиком не может быть из пластмасс, в ней так же присутствует дерево и деревянные конструкции и результате преимуществ и недостатков двух этих материалов. С максимальным использованием пластмасс всего-навсего объяло многие облики родовитых конструктивных систем, однако зачастую и породило новые, необычные для традиционного сооружения архитектурные формы.
1. Пластмассы
Пластические массы (пластмассы) занимают особое место среди синтетических полимерных материалов. Некоторые из них обладают такими ценными свойствами: хорошей удельной прочностью, электроизоляционностью, теплозвукоизоляционностью, химической стойкостью и т.д.
Пластмассами (пластиками) называют искусственные материалы, получаемые на основе органических полимерных связующих веществ.
Основной компонент полимерного связующего - смола. От ее природы, реакционной способности, молекулярной массы и строения молекул зависят температура размягчения, растворимость, вязкость и конечные свойства связующего. Кроме смолы в состав связующего могут входить: катализаторы или инициаторы, которые вводятся в смолы в небольших количествах и способствуют их отверждению: пластификаторы, придающие полимеру запас пластичности и упругости; красители, которые окрашивают материал в нужный цвет; стабилизаторы, предотвращающие распад полимеров под действием светового излучения и повышенных температур.
Состав композиций разнообразен: простые пластмассы - это полимеры без добавок; сложные пластмассы - это смеси полимеров с различными добавками (наполнители, стабилизаторы, пластификаторы и т.д.).
Наполнители добавляют в количестве 40 - 70% (по массе) для повышения механических свойств, снижения стоимости и изменения других параметров. Наполнители - это органические и неорганические вещества в виде порошков (древесная мука, слюда, сажа, тальк, графит, SiO2, TiО2), волокон (хлопчатобумажные, стеклянные, асбестовые, полимерные), листов (бумага, ткани из различных волокон, древесный шпон).
Стабилизаторы - различные органические вещества, которые вводят в количестве нескольких процентов для сохранения структуры молекул и стабилизации свойств. Под влиянием окружающей среды происходит как разрыв молекул на части, так и соединение макромолекул друг с другом поперечными связями. Изменения исходной структуры макромолекул составляют сущность старения пластмасс, которое необратимо снижает прочность и долговечность изделий. Добавки стабилизаторов замедляют старение.
Пластификаторы добавляют в количестве 10 - 20% для уменьшения хрупкости и улучшения формуемости. Пластификаторами являются вещества, которые уменьшают межмолекулярное взаимодействие и хорошо совмещаются с полимерами. Часто пластификаторами служат эфиры, а иногда и полимеры с гибкими молекулами.
Специальные добавки - смазочные материалы, красители, добавки для уменьшения статических зарядов и горючести, для защиты от плесени, ускорители и замедлители отверждения и другие - служат для изменения или усиления какого - либо свойства.
Отвердители в количестве нескольких процентов добавляют к термореактивным пластмассам для отверждения. При этом между макромолекулами возникают поперечные связи, а молекулы отвердителя встраиваются в общую молекулярную сетку. В качестве отвердителей используют органические перекиси и другие вещества, серу (в резинах).
Пластмасса представляет собой материал высокой прочности и эластичности, способный при нагревании переходить в мягкое, пластичное состояние. Пока он находится в таком виде, из него изготавливают необходимое изделие, которое после остывания становится твердым.
Выделяют несколько видов пластмасс. Их делят на различные категории, учитывая жёсткость, жирность, химический состав, а также расположение молекул. Особое внимание при разделении уделяется тому, как именно поведёт себя пластик во время нагревания. В связи с этим выделяют следующие типы данного материала:
1. Термореактивные пластмассы. Данный вид после разогревания приобретает абсолютно твёрдую форму и становится нерастворимым. После последующего нагрева они уже не поддаются размягчению, поскольку происходит необратимое отверждение. Это происходит из-за формирования особой пространственной структуры, которая не позволяет материалу становиться вновь эластичным. Используются при изготовлении деталей картера, кузова, в качестве защитного покрытия по стали, бетону.
2. Термопластичные полимеры. Их особенностью является способность плавления под действием высоких температур, а также способность переходить в исходное состояние при охлаждении. При невысокой температуре изделие остаётся хрупким и твёрдым, а когда температура немного увеличивается, то оно становится более пластичным. Если градусы продолжать поднимать, связь между молекулами окончательно ослабевает, пластмасса становится вязкотекучей и невероятно эластичной. Широко используются в автомобилестроении при создании бамперов, корпусов фар, зеркал, решёток.
3. Эластомеры. Главным свойством данного вида материалов является упругость и эластичность. При силовом воздействии они становятся очень гибкими, а при его прекращении быстро принимают исходную форму. Сюда относится силикон, полиуретан, каучук. Используются при изготовлении уплотнителей, шин, различных проводов, кабелей и т.д.
Пластмассы бывают с порошкообразными, волокнистыми и слоистыми наполнителями, а также без наполнителей.
По диэлектрическим свойствам пластмассы подразделяются на полярные и неполярные.
Пластмассы, состоящие из связующего вещества без наполнителя или с порошкообразным наполнителем, называют по роду связующего вещества с добавлением окончания “пласт”: фенопласты, аминопласты, анилинопласты, этиленопласты, фторопласты, стиропласты, винипласты, силикопласты, эпоксипласты и др.
Пластмассы со слоистыми наполнителями, физико-механические свойства которых определяются свойствами наполнителя, называют по роду наполнителя: текстолиты, стеклотекстолиты, асботекстолиты, гетинаксы, асболиты, древесно-слоистые пластмассы.
Пластмассы с волокнистыми наполнителями называют также по роду наполнителя: волокниты, стекловолокниты, асбоволокниты, тексто-, бумаго-, древоволокниты.
По физико-механическим свойствам при обычной температуре пластики подразделяются на:
1. жесткие, являющиеся твердыми упругими веществами с высоким модулем упругости и малым удлинением при разрыве, сохраняющие форму при внешних напряжениях в условиях обычных или повышенных температур;
2. полужесткие, являющиеся твердыми упругими веществами со средним модулем упругости, высоким относительным и остаточным удлинением при разрыве;
3. мягкие, являющиеся мягкими и эластичными веществами с низким модулем упругости, высоким относительным удлинением и малым остаточным удлинением;
4. мягкие и эластичные, являющиеся мягкими и эластичными веществами с низким модулем упругости, поддающиеся значительным обратимым деформациям при растяжении - пластикаты (листы, ленты) [1].
1.1 Общие свойства пластмасс
Пластические массы (пластмассы, пластики) -- материалы на основе природных или синтетических полимеров, способные под влиянием нагревания и давления формоваться в изделия сложной конфигурации и затем устойчиво сохранять приданную форму. Пластмассы подразделяются на реактопласты и термопласты.
В состав пластмасс, кроме полимера, могут входить минеральные или органические наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, красители, смазывающие вещества и др.
На работоспособность пластмассовых деталей большое влияние оказывает процесс старения пластмасс.
При длительномнагружении пластмассы склонны к ползучести. Это еще более усугубляет временной характер прочностных свойств пластмасс. Поэтому такие понятия, как предел текучести, предел прочности, которые используются при расчетах металлических конструкций, являются для пластмасс весьма условными: нельзя решать вопрос о нагрузочной способности пластмассовых деталей, не учитывая времени, в течение которого деталь должна работать. При производстве изделий из пластмасс технолог должен учитывать не только возможность изготовления детали при выбранном режиме, но и то, как технологический процесс влияет на работоспособность детали в процессе ее эксплуатации. Некоторые положения, которые должны быть приняты за основу при проектировании пластмассовых изделий, можно сформулировать в виде следующих правил.
1. Детали из пластмасс следует проектировать так, чтобы силовые нагрузки приходились на наиболее прочные сечения, т. е. с учетом направления волокон наполнителя или ориентации макромолекул.
2. Не рекомендуется изготовлять из пластмасс детали, которые в процессе эксплуатации длительно подвергаются постоянным нагрузкам (хотя и допускаемым). Пластмассовые детали работают лучше в условиях действия кратковременных нагрузок.
3. При проектировании деталей из пластмасс следует учесть их ограниченную жесткость, для повышения которой следует предусмотреть ребра жесткости или арматуру.
4. Проектировать из пластмассы можно только такие детали, которые будут работать в оптимальном для данной пластмассы температурном режиме с учетом возможного влияния нагружения на термические характеристики материала.
5. Пластмассы не могут быть использованы для изготовления деталей, которые работают под значительной нагрузкой и от которых требуется повышенная точность [1].
1.2 Конструкционные пластмассы
Конструкционные пластмассы в строительстве применяют в составе элементов несущих и ограждающих строительных конструкций. Основой этих материалов являются синтетические полимерные смолы -- продукты промышленности химических органических материалов. К ним относятся стеклопластики, пенопласты, оргстекло, винипласт, воздухо- и водонепроницаемые ткани и пленки и древесные пластики, синтетические клеи.