СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПЛАСТМАСС

Основные принципы технологического процесса изготовления трехслойных конструкций и необходимое оборудование

Технологический процесс изготовления строительных конструкций по причинам, указанным "выше, пришлось в значительной степени раз­рабатывать заново. Ниже мы даем лишь краткие сведения по этому воп- росу,-учитывая наличие литературы [46, 115] и прежде всего «Указаний по склеиванию строительных конструкций с применением пластмасс, алюминия и асбестоцемента» [116].

Несмотря на перспективность способа изготовления конструкций методом вспенивания пенопласта в полости панели, с одновременным припениванием, он только начинает выходить из рамок лаборатории. Это объясняется недостаточностью разработки вопроса и отсутствием специального оборудования. Лишь в последнее время, на основе широ­ких экспериментальных исследований и проектных разработок, в ЦНИИСК ведется подготовка к внедрению этого метода на производ­стве— в Магадане, Братске и др. (см. ниже).

Другая трудность, связанная с применением этого способа, — это малая вариабельность оборудования, которая позволяет в данной форме готовить панели определенных размеров, в то время как прессовое обо­рудование дает возможность изготовлять панели любых меньших разме­ров, чем габариты пресса. Поэтому при организации производств пане­лей в Братске, Магадане и других городах предусматривается изготов­лять методом вспенивания лишь небольшое число типоразмеров панелей, составляющих, правда, значительную часть продукции. Остальные же панели будут изготовляться методом ускоренного склеивания в прессах. Последний метод также незаменим при склеивании светопрозрачных конструкций и трехслойных панелей, имеющих средний слой, отличный от беспрессового пенопласта: сотопласт, плиточный пенопласт, пено­стекло.

Ниже рассматривается изготовление конструкции как методом вспенивания, так и ускоренного склеивания, причем преимущественное внимание уделяется первому способу, основному и наименее освещен­ному в литературе.

Технологический процесс изготовления панелей включает следую­щие операции: заготовку элементов панелей, подготовку склеиваемых поверхностей, приготовление и нанесение клеев, сборку и склеивание панелей, отделку панелей после склеивания, контроль качества изготов­ления.

Процесс заготовки элементов панелей состоит в их раскрое, гибке (для металла), сверлении отверстий. Эти операции можно производить на существующем оборудовании, применяемом в других отраслях про­мышленности.

Значительно сложнее оказалась подготовка поверхности под склей­ку, которая состоит из операций снятия защитного слоя (бумаги с алю­миния или целлофана со стеклопластика), обезжиривания и оксидиро­вания (для алюминия). В ряде случаев требуется также механическая обработка — шерохование поверхности.

Для серийного производства операции подготовки поверхности должны быть достаточно механизированы. Остановимся на наиболее сложной операции — химическом оксидировании поверхности листов алюминия, которое может быть периодическим или непрерывным.

В полуавтоматической линии непрерывного действия, разработан­ной ЭКБ ЦНИИСК совместно с Куйбышевским НИИКерамзитом [115], алюминий расконсервируют, промывают, оксидируют, обезжиривают. Участки загрузки и выгрузки линий конструктивно одинаковы и пред­назначены для механизированной загрузки и выгрузки листовых мате­риалов в, вертикальном положении. Эти участки могут быть выполнены как в стационарном варианте, так и в виде передвижных кантователей.

Участок химической обработки состоит из отдельных камер. Каж­дая камера имеет отсеки, в которых соответственно технологической по­следовательности выполняются операции по обработке: промывка го­рячей водой, обезжиривание, промывка (горячей и холодной водой), оксидирование, промывка и сушка.

Транспортирование листовых материалов с участка загрузки через камеры химической обработки и промывки обеспечивается приводом тя­нущих и направляющих валков. Химическая обработка и промывка ли­стовых материалов осуществляется поливочными устройствами с по­мощью центробежных насосов. Принцип химической обработки листовых материалов орошением позволяет получить высокую произво­дительность (примерно 26 м2/ч) и сократить необходимые производст­венные площади примерно в 6 раз по сравнению с применением обычных гальванических ванн. При этом численность обслуживающего персона­ла уменьшается примерно втрое, значительно уменьшается также рас­ход воды, пара и электроэнергии.

Для эффективного и экономичного использования синтетических клеев требуется высокопроизводительное оборудование, при котором бы обеспечивалась достаточная точность отмера и тщательность смешива­ния в правильной пропорции компонентов клея при определенном ре­жиме. Так как в составы большинства клеевых композиций входят вредные для здоровья вещества, оборудование для переработки таких композиций должно быть герметичным, легко очищаемым и несложным. Автоматизация дозировки, смешивания и подачи полностью решает во­прос хранения синтетических смол и предотвращает их вредное дейст­вие на кожные покровы и слизистые оболочки, что особенно важно при работе с эпоксидными, фенольными и полиэфирными смолами.

В процессе изготовления и применения клея его температура повы­шается вследствие экзотермической реакции, наиболее интенсивной при увеличении температуры окружающей среды и массы клея, особенно при полиэфирных композициях.

На основе изучения экзотермических процессов были получены ис­ходные данные для расчета количества выделяемого тепла и, следова­тельно, определено необходимое количество охлаждающей жидкости для поддержания температуры клея в требуемых пределах. Были также установлены предельные скорости вращения лопастей клеемешалок и другие параметры, требуемые для их разработки.

На основании этих данных были специально запроектированы или подобраны подходящие клеемешалки и смесители, применяемые в дру­гих отраслях промышленности.

Нанесение клеев малой вязкости[66] (полиэфирных, каучуковых, а также фенольных и феноло-эпоксидных горячего отверждения) не вькэы - вает затруднений. Оно может производиться, как показали испытания, распылением или наливом. Оригинальная схема дозатора-распылителя разработана во ВНИИДМАШ. Дозатор состоит из тонкостенной рези­новой или полиэтиленовой трубки, поджимаемой подпружиненной план­кой к роликам, смонтированным во вращающейся обойме. При враще­нии обоймы ролики поочередно сплющивают трубку, и отвердитель по­степенно продавливается в промежуточную иглу, вставленную в полую иглу форсунки. В полость иглы форсунки подается свежий воздух, ко­торый предварительно распыляет очередную порцию, в результате чего подача отвердителя оказывается достаточно равномерной при хорошем качестве смешивания со смолой.

При испытании экспериментальных распылителей, изготовленных по описанной схеме, были получены вполне удовлетворительные ре­зультаты.

Нанесение клеев высокой вязкости до настоящего времени связано с определенными трудностями. Одним из наиболее перспективных ме­тодов может быть такой, при котором вязкий клей наносится контакт­ным способом.

Принципиально метод контактного нанесения отличается от мето­да налива, тем что между клеевым бункером и материалом нет зазора.

Материал при своем перемещении открывает щель клеевого бункера и входит в непосредственный контакт с клеем. Толщина клеевого шва ре­гулируется скоростью перемещения материала и силой прижима его к щели клеевого бункера [115]. Установку подобного типа использовали на Иркутском заводе при изготовлении клееных алюминиевых панелей для обогатительной фабрики в Якутской АССР.

Распространению клеепаливных установок и установок контактно­го нанесения способствуют многие присущие им преимущества. При их

Применении резко уменьшается количество паров растворителя и смол в окружающем воздухе. Недостаток установок тот, что в бункер нужно заливать готовый клей. Это влечет за собой частые промывки и сужает область применения установок.

Сборка и склеивание — наиболее ответственные операции, опреде­ляющие качество конструкции. Специфика этих операций резко различ­на в зависимости от принятого способа склеивания в прессах или вспе­нивания внутри панели. Рассмотрим вначале первый способ, пока наи­более распространенный.

Применяемое при ускоренном склеивании прессовое оборудование разнообразно и различается по виду давления, способу обогрева, раз­мерам и количеству одновременно запрессовываемых элементов. Обо­рудование для запрессовки трехслойных конструкций крупных размеров отсутствует; его пришлось разрабатывать. При этом была поставлена

Задача получить дешевое и высокопроизводительное оборудование, до­ступное для изготовления на мало оснащенных предприятиях.

Эта задача облегчалась небольшой величиной удельного давления, необходимого для запрессовки конструкций, которая, как показали ис­пытания, для приклеивания обшивок к среднему слою может не пре­вышать 0,5—3 кГ/см2 (первая цифра относится к тонким обшивкам). Этим открывается возможность применения вакуумирования или пнев­матики и простейших гидравлических устройств.

Обшивку можно склеивать с обрамлением без прессов, применяя клеесварные соединения и различные металлические крепления (см. выше).

На рис. 7.4 показана схема и общий вид простейшей вакуумной ус­тановки. Принцип ее действия состоит в том, что прессуемую панель /, предварительно собранную на жестком основании вакуум-кондуктора 2, покрывают резиновым чехлом 3, который прижимается рамкой 4 к основанию при помощи струбцин, болтов или другим способом. Затем из-под чехла откачивают воздух вакуум-насосом. Вследствие разряже­ния внутри чехол прижимается к поверхности панели давлением окру­жающего воздуха, производя таким образом запрессовку панели. Вели­чина такого давления может практически составлять 0,1—0,6 кГ/см2.

Материалом для поддона служат алюминиевые сплавы или дерево, а для диафрагмы — листовая резина или прорезиненная ткань. В случае применения деревянного поддона внутренняя часть облицовывается для обеспечения герметизации стеклопластиком (например, методом напы­ления) или прорезиненной тканью. Для автоматического поддержания вакуума применяются электроконтактные вакуумметры.

Благодаря своей простоте и надежности вакуумный способ запрес­совки нашел широкое применение при изготовлении опытных конструк­ций, в том числе при изготовлении светопрозрачных гнутых панелей из стеклопластика размером до 7,9X2,7 (см. ниже), трехслойных панелей и элементов сводов и оболочек размером 6,5X1,5 м из алюминия и пе­нопласта (рис. 7.4,а).

Для склеивания панелей с более толстыми и жесткими, например асбестоцементными, обшивками, где требуется давление в несколько атмосфер, были разработаны относительно простые прессы с примене­нием пневматики и гидравлики.

Экспериментальный пневматический пресс, разработанный Куйбы­шевским НИИСтройиндустрии совместно с лабораторией ЦНИИСК [115], имеет рабочий размер плит 6000X3000 мм. Он оборудован двумя приводными рольгангами, допускающими склейку панелей (методом передвижки) размером до 12 000x3000 мм. Верхняя и нижняя плиты со­стоят из шести отдельных частей. Каждая верхняя часть плиты имеет свой привод, обеспечивающий как синхронное, так и самостоятельное их перемещение. Привод имеет муфту предельного момента, которая слу­жит для отключения его при подводке верхней нагревательной плиты к прессуемому изделию. Между нижней плоскостью траверсы и верхней нагревательной плиты расположены пневматические шланги. Этот пресс изготовлен и успешно применяется в г. Куйбышеве при склеивании трех­слойных панелей из алюминия и сотопласта.

На рис. 7.5 и 7.6 показан гидравлический одноэтажный пресс, раз­работанный ЭКБ ЦНИИСК. На таком прессе можно запрессовывать панели размером до 6000x1500 мм. Верхняя траверса пресса имеет при­вод, с помощью которого можно устанавливать просвет на требуемую величину (от 150 до 1050 мм). Это позволяет производить. одновременно запрессовку как одной, так и нескольких панелей. Пресс имеет выдвиж-

Рис. 7.5. Экспериментальный гидрав­лический пресс — пресс-вагонетка с размерами плит 6X1,5 м

1 — пресс-вагонетка; 2 — листовые элект­ронагреватели; 3— склеиваемые панели; 4— щит подсоединения нагревателей

Ную платформу, что значительно облегчает его загрузку, а иногда дела­ет возможной сборку панели непосредственно на платформе. Общее уси­лие, развиваемое десятью гидродомкратами, составляет 150 т.

На этом прессе в ЦНИИСК были проведены многочисленные за­прессовки, давшие хорошие результаты.

Важнейший фактор, влияющий на производительность прессового оборудования, — способ нагрева. В исследованиях и разработках лабо­ратории преимущественное внимание уделялось контактному нагреву.

Проведены также работы по способу склеивания в поле ТВЧ.

Трехслойные конст­рукции наиболее целесо­образно склеивать кон­тактным нагревом. Одна­ко существующие спосо­бы контактного нагрева при помощи плит, нагре­ваемых паром, горячей водой, маслом или труб­чатыми электронагрева­телями, дороги и не всег­да приемлемы для склеи­вания строительных кон­струкций. Наиболее доступны листовые элек­тронагреватели [115]: кон­струкция их проста, до-

Ступна для изготовления в условиях цеха и позволяет применять нагрев при склеивании не только плоских (рис. 7.5), но и криволинейных па­нелей.

Резкое ускорение процессов склеивания (до 1—5 мин) стеклопла­стиков, древесных материалов и различных пенопластов достигается нагревом клеевых швов в электрическом поле такой высокой частоты. Это объясняется тем, что в высокочастотном поле клеевые швы, обла­дая значительно большими диэлектрическими потерями, нагреваются значительно быстрее, чем склеиваемые материалы. Например, для скле­ивания стеклопластиков полиэфирным клеем ПН-1 при комнатной тем­пературе 18—20° С требуется не менее 24 ч, при контактном нагреве (/ = 80°С)—30—40 мин, а с высокочастотным нагревом — около 5 мин.

Несмотря на то что приведенные данные подчеркивают высокую эффективность высокочастотного склеивания, практическое его приме­нение во многих случаях затруднительно. При склеивании в поле токов высокой частоты крупногабаритных панелей требуются высокочастот­ные генераторы с выходной мощностью примерно 80—100 кет, электро­ды больших размеров и др. Однако для склеивания блоков из пеноплас­та, элементов обрамляющего каркаса, стыкования листовых материа­лов из стеклопластика и других материалов применять высокочастотный нагрев весьма целесообразно.

Таким образом, для ускоренного склеивания конструкций в целом можно рекомендовать контактный нагрев с применением листовых элек­тронагревателей* а для склеивания заготовок из пенопластов и стекло­пластиков, а также некоторых узлов — высокочастотный нагрев. При этом особое внимание следует уделять правильному выбору режимов

Склеивания [116], к которым относится давление запрессовки, температура на­грева, время выдержки под давлением, скорость подъема температуры и охлаж­дения.

В СССР ряд организаций разраба­тывает линию для ускоренного склеива­ния строительных элементов; из них дол­жна быть отмечена линия для склеива­ния трехслойных панелей (рис. 7.7), раз­работанная по заданию ЦНИИСК СКВ Строммашина[67] (Киев). Эта линия рас­считана на выпуск 80 тыс. м2 панелей в год. В качестве среднего слоя панелей предполагается применение готовых бло­ков из пенопласта, сотопласта и других эффективных материалов. Обшивки па­нелей также могут быть различными: ме­талл, асбестоцемент, стеклопластик и др. Линия — периодического действия с рас­четным циклом 22 мин. Она состоит из рольгангов 1 и 2, первый из которых предназначен для подачи обшивок пане­лей в клеенамазывающие вальцы 3, а вто - дой для транспортирования блоков сред­него слоя к клеенаносящей установке 4. В линии предусмотрены две нагреватель­ные камеры 5 и б, где, например, в слу­чае использования каучуковых клеев или подслоя БФ осуществляется предвари­тельная подсушка клея. С целью прида­ния линии большой компактности в ней запроектирована специальная установка для сборки панелей, которая оборудова­на поддоном, кантователем для обшивок и перекладчиком среднего слоя. По роль­гангу 7 поддон с панелью подается к гидравлическому обогреваемому прессу, где их загружают толкателем.

Для разгрузки пресса предусмотрен переставитель Р, который имеет возврат­но-поступательное движение. Для выем­ки панели из поддона применяется тра­верса с пневмоприсосами 10, которая смонтирована на другом переставите - ле 11, предназначенном для транспорти­рования готовых панелей и возврата под­донов к установке для сборки.

Технология изготовления трехслой­ных панелей методом вспенивания внутри панели с одновременным приклеиванием резко различается в зависимости от ви-

Да пенопласта. Вспенивание пенополистирола должно обязательно со­провождаться подогревом вспениваемых гранул. Заливочные композиции (пенополиуретановые и фенольные пенопласты) вспениваются под воз­действием химических реакций. При этом до вспенивания требуется лишь небольшой подогрев обшивок (до 30—35° С) для обеспечения теплового баланса. Следовательно, оборудование для изготовления панелей мето­дом вспенивания имеет значительные отличия для обеих групп пено­пласта.

Наибольшее распространение в качестве теплоносителя при приме­нении пенополистирола нашел острый пар, как наиболее простой и до-

Ступный. Для этой цепи также развивается применение токов высокой частоты.

Принципиальная схема технологической установки для изготовле­ния трехслойных конструкций со средним слоем из пенополистирола, вспененного острым паром с одновременным припениванием, применен­ная в проектах ряда цехов (Магадан, Братск и др.), показана на рис. 7.8. Установка состоит из агрегата для предварительного вспенивания, транс­портера, системы пневмотранспорта, бункеров-накопителей, формы с перфорированными пустотообразователями для изготовления трехслой­ных панелей с пустотелым средним слоем (или пустотелого среднего слоя в размер панели) и формы с перфорированными стенками для из­готовления блоков в размер панели сплошного сечения или тонких па­нелей.

Техническая характеристика установки и его элементов приведена ниже.

Техническая характеристика технологической установки для изготовления трехслойных панелей

Максимальные размеры трехслой­ной панели или вспениваемого блока полистирола:

Длина............................................

Ширина..........................................

Высота..........................................

Объемный вес вспененного поли

Стирола...............................................

Производительность (в зависимо сти от объемного веса и размеров

Блока) ..................................................

Давление пара для вспенивания

Температура пара..........................

Давление воды для охлаждения Давление воздуха для продувки

Форм.........................................................

Способ транспорта подвспененного

Полистирола.......................................

Способ управления основными про цессами

5985 мм 1490 » 180 »

20—80 кг/м*

10—12 блоков в смену не более 3 кГ/см2

120°С не более 3 кГ/смг

Пневматическии

Централизованный, с общего пульта

Мощность электро

Установленная приводов... : : :

Габаритные размеры установки:

Длина............................................

Ширина..........................................

Высота.........................................

Вес установки.................................

Техническая характеристика элементов установки

Агрегат предварительного вспенивания

Производительность при объемном

Весе полистирола 40 кГ/мг .... 150 кг/ч

Число оборотов барабана в 1 мин 10

То же, питателя в 1 мин .... 12

Вес.......................................................... ............ 777 кг

Транспортер

Скорость движения Ленты .... 0,19 м/сек

Ширина ленты...................................................... 500 мм

Число оборотов ведущего барабана

В 1 мин..................................................... 19

Вес........................................................................... 590 кг

Система пневмотра

Тип вентилятора............................

Производительность вентилятора

Полное давление...........................

Скорость воздушного потока. . Диаметр пневмопровода. . . Суммарный объем бункеров нако

Пителей................................................

Форма для вспенивания полистирола в полости изделия Способ подачи пара, воды и воз­духа

Количество пустотообразователей Способ загрузки подвспененным

Полистиролом..........................................

Вид привода открывания и запира­ния бортов формы

Н с п о р т а

ЦБ-46 № 3 1800 м3/ч 150 кГ/м2 15—20 м/сек 154 мм

40 м3

Через стенки формы и пустотообразователи 42

Эжекционный гидравлический

Габаритные размеры:

Длина................................................................ 7970 мм

Ширина................................................................... 4070 »

Высота................................................................... 4000 »

Вес........................................................................ 15 500 кг

Форма для вспенивания блоков

Способ подачи пара, воды и воз­духа через стенки формы

Способ загрузки подвспененным по­листиролом эжекционный

Вид привода открывания и запи­рания бортов формы гидравлический

Габаритные размеры:

Длина.............................. ; . . . 7970 мм

Ширина............................................................. 4070 »

Высота............................................... 2800 »

Вес....................................................................... 10 000 кг

Для отдаленных районов наибольший интерес представляет форма с перфорированными пустотообразователями (рис. 7.9), в которой мож­но изготовлять панели сравнительно большой толщины с пустотелым средним слоем или блоки среднего слоя размером до 6x1,5x0,18 м.

В другой форме (справа рис. 7.8), предназначенной для изготовле­ния сплошных блоков, пар подается через перфорированные стенки. При изготовлении в ней панелей вначале, одновременно с изготовлени­ем среднего слоя, приформовывается одна обшивка, а затем, в этой же форме, приклеивается вторая. Ввиду многодельности двухступенчатого способа изготовления панелей на этой форме для изготовления тонких панелей сплошного сечения разработаны формы с инъекторами не­большого диаметра (20—30 мм), аналогичные первой форме. В про­цессе вспенивания в этой форме инъекторы вынимаются и отверстия от них заплывают вспененным полистиролом.

В ЦНИИСК была изготовлена и успешно опробована установка формы (рис. 7.10) для изготовления трехслойных панелей размером до 4700x1300x150 мм с пустотелым средним слоем по конструкции, ана­логичной указанной выше. Пар подается в форму через 36 перфориро­ванных инъекторов — пустотообразователей диаметром 90 мм каждый, установленных с шагом 130 мм (в осях), через эти же инъекторы про­ходит и вода для охлаждения.

Для изготовления панели в форму помещались предварительно на­мазанные клеем листы из плоского или гофрированного алюминия и че­рез отверстия в форме загружались с помощью эжектора предваритель­но подвспененные гранулы. Воздух к эжектору передавался от под­вижного компрессора 0-36, обеспечивающего давление до 5 атм.

После загрузки в форму через перфорированные отверстия в инъ - екторах подавался острый пар под давлением 1,5 атм, который обеспе­чивал окончательное вспенивание среднего слоя из полистирола и при - пенивание (приклеивание) его к обшивкам.

Этот процесс при принятом объемном весе пенополистирола 60 кг/м3 Должен занимать всего 2 мин. Однако отсутствие в данной эксперимен­тальной форме устройств для обогрева и охлаждения ее стенок, кото­рые предусмотрены в реальных установках (рис. 7.10), значительно удлинило процесс изготовления панелей. Так, время подогрева формы перед заполнением ее гранулами занимало 20 мин, а охлаждение после окончания вспенивания — 30 мин.

В описанной установке были изготовлены трехслойные панели с плоской (рис. 7.11) и гофрированной (рис. 4.20,6) алюминиевыми об-

/ — неподвижный борт; 2 — крышка; 3 — короб правый; 4 — короб ле­вый; 5 — гидроцилиндр; 6 — направляющая колонна; 7 — подводящий коллектор; 8 — коллектор; 9 — пустотообразователь; 10 — рама; 11 — пе­редний борт; 12 — боковой борт; 13 — замок; 14 — эжектср

Шивками толщиной 0,8 мм. Применение каучукового клея оказалось в этом случае особенно удобным и технологичным. Как было установ­лено, на нанесенный и подсушенный каучуковый клей пар не оказыва­ет никакого отрицательного воздействия. На эпоксидный же клей он влияет — в этот клей пришлось вводить наполнитель (асбестовое во­локно).

Испытание панелей, изготовленных указанными методами, дало хорошие результаты и показало высокую надежность конструкций (см.

Главу 6).

Описанные методы при­няты за основу при разра­ботке технологических про­ектов изготовления конст­рукций в Братске, Мага­дане, Видном и др. (см. ниже).

Метод вспенивания пе­нополистирола в поле токов высокой частоты (ТВЧ) со­стоит в том, что панель с предварительно вспененны­ми гранулами помещается между двумя электродами, к которым от генератора подводится ток высокой частоты. При включении генератора между электро­дами возникает переменное электрическое поле, вызы­вающее нагрев массы мате­риала за счет возникающих в ней диэлектрических по­терь.

В связи с тем что при вспенивании пенополистиро­ла в поле ТВЧ внутри поло­сти панели наблюдаются большие теплопотери в окружающую среду со сто­роны обшивок панели, по­требовалось давать допол­нительный тепловой под­пор, который не только со­кращал продолжительность нагрева, но и улучшал качество изготовле­ния панелей. Применение такого комбинированного нагрева служит для снижения мощности, затрачиваемой генератором на нагрев об­шивок.

Температура контактного подогрева в значительной степени зави­сит от материала обшивок. Так, например, для древесных материалов и асбестоцемента достаточна температура 40—45° С, для стеклопласти­ка— 60° С, а для алюминия необходима температура около 80° С.

Полистирол и особенно пенополистирол обладает чрезвычайно ма­лыми диэлектрическими потерями и поэтому очень слабо нагревается в поле ТВЧ. Поэтому для интенсификации нагрева гранулы необходимо обрабатывать (смачивать) раствором электролита. Обычно в качестве
электролита используют водные растворы поверхностно-активных ве­ществ различной концентрации, а также растворы солей в воде. Ди­электрические свойства гранул полистирола, обработанных раствором электролита, зависят от вида и концентрации применяемого электро­лита, расхода его, равномерности смачивания.

Экспериментальным путем было установлено, что применение в ка­честве электролита смачивателя НБ в количестве 4—6 г на 1 л подвспе - ненных гранул дало хорошие показатели вспенивания материала.

Рабочая концентрация электролита при вспенивании пенополисти­рола находится в пределах 0,2—2%.

Основным параметром, определяющим скорость высокочастотного нагрева, является напряженность электрического поля. При разработке режимов вспенивания было установлено, что при напряженности 1— 1,2 кв/см обеспечивалось минимальное время вспенивания (20—25 сек), Но наблюдаются пробои вспениваемой массы. Более устойчивые резуль­таты и отсутствие пробоев получены при напряженности электрического поля 0,4—0,5 кв/см и времени вспенивания,45—50 сек.

В каждом отдельном случае при вспенивании пенополистирола устанавливается свой оптимальный режим вспенивания с учетом кон­кретных данных: материала обшивок, температуры контактного подо­грева, электрических свойств увлажненного пенополистирола.

Проверка режимов, полученных на малых образцах, производилась на панелях размером 1200X4500 мм на экспериментальной установке, состоящей из описанного ранее гидравлического пресса — пресс-ваго­нетки (рис. 7.6) и высокочастотного генератора ЛД2-60 (рис. 7.12). До­полнительно пресс оборудован электродами и нагревательными плита­ми. На выдвижную платформу укладывают панель, состоящую из об­шивок, обрамления и увлажненного пенополистирола, и платформу подают в пресс. При опускании верхней платформы создается фиксация вспениваемого объема пенополистирола. После контактного подогрева обшивок панелей электронагревателями до необходимой температуры включают высокочастотный генератор, нагревающий пенополистирол по всему объему. После охлаждения панели до температуры 50—55° С вы­движную платформу выкатывают и выгружают готовую панель.

Результаты испытания показали перспективность метода вспенива­ния пенополистирола в поле ТВЧ, в первую очередь при изготовлении панелей небольшой толщины с различными обшивками (металлически­ми, асбестоцементными и фанерными), что позволило приступить к ор-

Ганизации соответствующих производств трехслойных конструкций. Осо­бый интерес представляет применение данного способа для изготовле­ния панелей с обшивками, подверженными увлажнению.

С использованием указанных исследований была, в частности, ос­воена на отечественных материалах установленная в Москве австрий­ская линия «Ангер» для изготовления трехслойных дверных полотен, описанная выше (см. рис. 7.1).

При применении заливочных композиций (фенольных, полиурета - новых) технология изготовления панелей значительно упрощается. Обо­рудование в этом случае состоит из передвижной установки для пере­мешивания и подачи вспениваемой композиции и обжимных устройств, фиксирующих положение обшивок и обрамления панели при вспенива­нии среднего слоя.

В СССР разработаны и эксплуатируются установки для перемеши­вания и подачи в полость конструкции полиуретановых заливочных ком­позиций, относительно простые и компактные. Учитывая, однако, что пенополиуретаны пока не доступны для строительства, обратим внима­ние на аналогичные установки для фенольных заливочных компо­зиций, разработанные Владимирским институтом синтетических смол (ВНИИСС).

Принципиальная схема этой установки приведена на рис. 7.13. Ма­шина обеспечивает непрерывное тщательное перемешивание поступа­ющих из дозировочных насосов компонентов (смолы ФРВ-А и отверди - теля ВАГ-3)[68] и заливку композиции. Производительность ее составляет около 10 м3 пенопласта в час.

Важное достоинство установки — перемешивание компонентов не­посредственно у места подачи композиции в конструкции. Транспорти­руются же по шлангам лишь исходные компоненты (смола и ВАГ), имеющие высокую жизнёспособность, а не готовая композиция, за­твердевающая в считанные минуты.

Количество смолы в композиции Р определяется по следующей формуле:

P==Vy±L К '

Объем, подлежащий заполнению пенопластом, в см? Удельный вес композиции в г/см3]

Кратность вспенивания смолы по данным стандартного испы­тания;

Эмпирический коэффициент пересчета с учетом потерь и с за­пасом «на гарантию».

Количество продукта ВАГ-3 на Р смолы определя­ется простым расчетом в со­ответствии с установленной рецептурой.

Качество получаемого из­делия зависит в значительной степени от давления, развивае­мого при вспенивании, и тем­пературы среды. При свобод­ном вспенивании (без давле­ния) фенольный пенопласт по­лучается малопрочным и не может воспринимать никаких нагрузок. При изготовлении же трехслойных панелей вспе­нивание производится в их замкнутых полостях, с остав­лением, однако, технологиче­ских отверстий, предназначен­ных для выхода выделяющих­ся газообразных продуктов.

Величина давления, раз­вивающегося при вспенивании, зависит от количества введен­ной композиции и при у= = 100 кг/м3 достигает пример­но 2—3 кГ/см2.

Ввиду недостаточности ад­гезии фенольных пенопластов к асбестоцементным и алюми­ниевым обшивкам на послед­
ние предварительно (до вспенивания) наносят тонкий слой каучуково­го клея; для удаления летучих веществ клей предварительно подсуши­вают. Окончательная полимеризация его производится в процессе вспенивания фенольного пенопласта, которое сопровождается значи­тельным выделением тепла.

Процесс изготовления трехслойных панелей со средним слоем из заливочного пенопласта, сравнительно простой, должен вместе с тем

Строиться с учетом краткости срока от момента подачи готовой ком­позиции в полость панели до начала вспенивания — 2—3 мин. Кроме того, опыт показал, что наилучшие результаты дает вспенивание при горизонтальном положении панели и толщине залитого слоя компози­ции не менее 5 мм.

Простейшие установки, применяющиеся пока для опытного изго­товления панелей со средним слоем из заливочного пенопласта, пред­ставляют собой по существу вайму (обойму), рассчитанную на восприя­тие указанного выше давления.

При изготовлении металлических панелей они предварительно об­жимались в вайме, после чего производилась заливка композиции через отверстия в торцах панелей. При изготовлении же асбестоцементных панелей, где равномерное распределение композиции в закрытой поло­сти затруднено, заливка и разравнивание композиции производились в процессе сборки панели.

Общий вид ваймы[69] для изготовления таких панелей показан на рис. 7.14. Она состоит из нижнего поддона, установленного на непод­вижном каркасе, стола и верхней крышки, передвигающейся вдоль на­правляющих формы на тележке, снабженной роликами. Вайма осна­щена тремя выталкивателями для съема готового изделия и винтовыми откидными струбцинами, скрепляющими крышку с поддоном в процес­се формования. Верхняя крышка ваймы, укрепленная на тележке, снаб­жена винтовыми прижимами, опускающими и поднимающими крышку. Крышка вместе с тележкой во время сборки панели и заливки компози­ции находится на вспомогательном столе. Для быстрого выполнения операции при сборке и удалению панели из формы все винтовые элемен­ты (выталкиватели, струбцины и прижимы) снабжены штурвалами.

Работа на вайме идет в такой последовательности. Сначала в фор­му закладывают обшивку с прикрепленным к ней обрамлением, на ко­торые нанесен слой клея. Затем наливают фенольную композицию, ко­торую тщательно разравнивают. Сверху укладывают вторую обшивку, и закатывают крышку ваймы, закрепляемую откидными струбцинами. После вспенивания и отверждения пенопласта панель удаляют из фор­мы с помощью выталкивателей.

В некоторых случаях при изготовлении панелей на вайме приме­няют профилирующий поддон, который позволяет наформовывать на наружную обшивку панели слой стеклопластика, выполняющего защит­ные и декоративные функции.