Одним из первых материалов, на которые упал взгляд конструкторов в поисках альтернативы стеклу, был полиметилметакрилат (акрил), в просторечии именуемый органическим стеклом. Но его свойства не во всем могут удовлетворить проектировщиков – это заставило продолжать поиски других полимерных материалов.
В настоящее время достаточно широкое распространение получили полимерные материалы из ПВХ (прежде всего ONDEX, производства концерна SOLVAY (Франция) и ТАРИКОН, производства EUTON s.a. (Бельгия). Но настоящей революцией было изобретение в середине 70-х годов поликарбоната.
Рис.1. Кровельная конструкция со светопропускающим заполнением из ПВХ (ОNDEX, концерн SOLVAY).
Акрил
Акрил (полиметилметакрилат) был изобретен немецкими учеными в 1933 году. Это абсолютно бесцветный материал, который выдерживает большой механический вес, а, самое главное, легок в обработке и замечательно поддаетс горячему формованию. Помимо монолитных листов, в которых сказывается высока эластичность материала, стали также применять листы структурированные, в поперечном сечении представляющие собой ряд воздухом наполненных каналов, разделенных тонкими перегородками. В таком решении сразу три плюса – листы стали заметно легче, воздушные каналы значительно улучшили теплоизоляционные свойства, поперечные перегородки стали одновременно исполнять роль продольных ребер жесткости, позволив тем самым достичь очень высокой конструктивной прочности материала по отношению к его весу (и облегчить тем самым конструкцию несущих элементов). Еще одним достоинством акрила стал высокий уровень пропускания им ультрафиолетовых лучей, что позволяет загорать под естественными солнечными лучами в помещениях, закрытых прозрачной кровлей из структурированного акрила. В свое время это обусловило широкое применение подобных перекрытий в конструкциях разного рода естественных соляриев и бассейнов.
Поликарбонат
Поликарбонат представляет собой полимер, свойства и стабильность которого позволяют отнести его к пластическим материалам инженерного класса. Его физико-механические качества остаются неизменными в гораздо более широком, чем у акрила, диапазоне температур (от -45 0С до +120 0 С), а ударная стойкость поликарбоната больше чем стекла в сто раз, и больше чем акрила почти в десять раз.
Заводы-изготовители поликарбонатных плит получают готовый исходный материал в виде прозрачных и инертных гранул. В настоящий момент поликарбонатное сырье производится рядом крупных химических корпораций (BAYER, DOW CHEMICAL, GENERAL ELECTRIC и другие), а сам поликарбонат нашел очень широкое применение в самых различных областях человеческой жизнедеятельности – в оптике, электронике, медицине, авиации, связи и т.д. В повседневной жизни мы также сталкиваемся с этим материалом – достаточно лишь взять в руки сотовый телефон или современный фотоаппарат, корпуса которых выполнены именно из поликарбоната.
В современном строительстве поликарбонат применяетс в двух видах – в виде монолитных или структурированных листов различной толщины.
Монолитный поликарбонат редко используется в горизонтальных перекрытиях – слишком дорог для этого. Но он является идеальным материалом, из которого путем горячего формования получают элементы криволинейной формы. Это различные купола с круглым, квадратным или прямоугольным основанием, протяженные модульные световые фонари с неограниченной длиной и отдельные секции огромных куполов, достигающие 8-10 м в диаметре (легко транспортируемые и собираемые).
Одна из ведущих фирм, которая в числе первых начала заниматьс горячим формованием полимерных материалов – CAODURO, Италия (c 1951г. – акрила, с 1974 г. – поликарбоната).
Технология производства, развитая на CAODURO, ведетс путем повышения (постепенного) температуры в специальной печи с циркуляцией воздуха, где находятся листы монолитного поликарбоната. Затем горячий лист переносится на штамп. Такая технология обеспечивает постоянную толщину получающегося элемента криволинейной формы. Подобные элементы имеют чрезвычайно высокую ударную прочность. В процессе формования эти элементы приобретают ребра жесткости, что делает их пригодными для самонесущих перекрытий и снимает необходимость в применении металлического каркаса (отсутствие мостиков холода и конденсата).
Структурированные же листы (порой именуемые сотовые или ячеистые) – это наиболее распространенный вид применения поликарбоната в строительной индустрии сегодня, в основном используемый именно в горизонтальных либо арочных перекрытиях – крышах, навесах, зенитных фонарях и т.д.
Структурированные поликарбонатные листы производят методом экструзии, при этом происходит плавление гранул и выдавливание полученной массы через особое устройство, форма которого определяет строение и конструкцию листа.
