Файл: Литвин, А. Н. Железобетонные конструкции с полимерными покрытиями.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 30

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

температур, принимаемый по горизонтальной шкале, сразу указано увеличенное в 105 раз среднее значение коэффициента линейного расширения в соответствую­ щем температурном интервале.

Т а б л и ц а 4. Средние значения коэффициентов линейного расширения полиэтилена НП* (увеличенные в 105 раз)

Нижняя

Верхняя граница температурного интервала

в “С

граница тем­

 

 

пературного

— 10 —30 —20 —10 0 10 20 30 '10 50 G0 70

80 90 100

интервала

в °С

 

 

—50

15

15

15

15

15

15

15

15

16

17

18

20

22

25

29

—40

15

15

15

15

15

15

16

16

17

18

20

22

25

30

—30

15

15

15

15

15

16

16

17

19

21

23

26

31

—20

15

15

15

15

16

17

18

20

22

24

27

32

—10

15

15

16

16

18

19

21

23

26

29

34

0

___

___

___

___

16

16

17

19

20

22

24

27

30

36

10

 

 

 

 

 

 

17

18

19

21

23

26

29

32

38

20

19

20

22

25

28

31

34

41

30

 

 

 

 

 

 

 

 

22

24

27

30

33

37

44

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

29

32

35

40

48

50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32

35

38

43

52

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

38

41

47

57

70

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

45

51

63

80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

55

72

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

88

* Данные собраны и интерполированы автором.

Удельная теплоемкость полиэтилена также сущест­ венно зависит от соотношения в нем кристаллической и аморфной частей и резко изменяется при исчезновении кристаллической фазы.

Механические свойства полиэтилена зависят от его структуры, температуры испытания, размеров и формы испытуемого образца, скорости приложения нагрузки и т. д. Поэтому данные о механических свойствах поли­ этилена, приводимые в справочниках, всегда носят ориен­ тировочный характер и являются усредненными. На рис. 4 показана зависимость между напряжениями рас­ тяжения и деформациями для полиэтиленов НП и ВП при 20° С. Вначале деформации растут прямо пропор­ ционально росту напряжений и носят упругий, обрати­ мый характер. Затем пропорциональность нарушается, начинают нарастать остаточные деформации и при неко­

го


тором значении напряжения начинается холодное тече­ ние материала. В это время на образце образуется «шейка», которая при неизменном значении напряжения начинает распространяться по длине образца, пока по­ перечные размеры всего образца не будут соответство­ вать размерам «шейки». После этого при повышении на­ пряжения вплоть до разрыва наблюдается некоторая уп­ ругая деформация уже полностью ориентированного образца.

аю щ ее напряж е­

раст яж ении бМПа

Разруш

ние при

а)

8)

 

Рис. 5. Зависимость механиче­

 

ских свойств

полиэтилена

от

 

температуры

 

 

а — разрушающего напряжения

при

 

растяжении; б — относительного уд­

 

линения при

разрыве; в — модуля

Температура

упругости

при растяжении

 

 

 

 

Разрушающее напряжение при растяжении полиэти­ лена с повышением температуры уменьшается, а с пони­ жением температуры возрастает (рис. 5,а). Относитель­ ное удлинение при разрыве для полиэтилена при изме­ нениях температуры имеет максимум (рис. 5,6). Предел пропорциональности полиэтилена также существенно зависит от температуры, уменьшаясь с ее повышением, как это видно из данных, приведенных в табл. 5. Модуль

21



упругости полиэтилена НП всегда меньше, чем у поли­ этилена ВП (рис. 5, в). Величину модуля упругости по­ лиэтилена можно при надобности уменьшать, используя его в сочетании с полиизобутилеиом.

Т а б л и ц а 5.

Предел пропорциональности полиэтилена (в МПа)

при различных температурах

 

Температура в °С

Полиэтилен

ВП

 

НП

20

8,2

20,5

40

7,1

16,2

60

5,3

10,8

80

3,4

7,2

100

2,5

4,8

120

 

2,2

Коэффициент Пуассона для всех видов полиэтилена можно принять равным 0,32, а поверхностное натяжение полиэтилена при 20° С близко к 3 Н/м.

При длительном нагружении полиэтилены всех видов

характеризуются значительной

ползучестью,

а при на­

чальных деформациях, превышающих 3,5%,

возможно

их релаксационное разрушение.

практическое

примене­

В последнее время получила

ние обработка готовых изделий из полиэтилена радио­ активным Со60. Под действием гамма-лучей происходит «сшивка» цепных макромолекул полиэтилена в про­ странственные структуры. Прочность и теплостойкость материала при этом существенно повышаются. Облучен­ ный полиэтилен НП при небольших нагрузках может использоваться до температур 150°С и кратковременно даже до 350° С.

Полиэтилен является превосходным диэлектриком, это может быть использовано при испытании с помощью электрических дефектоскопов сплошности полимерного слоя в полимержелезобетоиных конструкциях. Так как тангенс угла диэлектрических потерь у полиэтилена крайне мал, то в чистом виде он не поддается сварке с помощью токов высокой частоты. При добавке в полиэ­ тилен 20—36% ацетиленовой сажи совместно с введени­ ем 17—32% полиизобутилена П-118 можно получить ма­ териал, обладающий токопроводящими свойствами.

Полиэтилен является горючим материалом. Для при­ дания ему самозату^аемости рекомендовано вводить на

22


100 его массовых частей 5 массовых частей хлорирован­ ного парафина, 15 частей трехокиси сурьмы и 16 частей основного уксуснокислого свинца [54]. Следует отметить,

что механические свойства

полиэтилена

при

прида­

нии ему самозатухаемости

ухудшаются

[89].

Износо­

стойкость полиэтилена относительно невелика. Она, как и для других полимерных материалов, существенно за­ висит от метода определения его истираемости: при упо­ треблении для испытаний шлифовальной шкурки абра­ зивный износ связан с микрорезанием, а при исполь­ зовании сетки наблюдается фрикционное истирание, свя­ занное с эластической деформацией материала.

При 20° С полиэтилен не растворяется пи в одном из известных растворителей. При нагревании он слабо рас­ творяется в бензоле, толуоле, ксилоле, тетралиие, бен­ зине, минеральных маслах и некоторых других раство­ рителях. В связи с этим при изготовлении полимержелезобетонных изделий смазка опалубочных форм мине­ ральными маслами недопустима.

Полиэтилен плохо склеивается клеями, но хорошо сваривается. Хотя его адгезию к клеям можно увели­ чить путем химического модифицирования его поверхно­ сти в процессе обработки хромовыми смесями или олеумом, окислением поверхности с помощью пламени [60], воздействием слабого электрического разряда или применением обработки на воздухе при высоких темпе­ ратурах [79], все же для массового применения в полимержелезобетонных конструкциях склеивание полиэти­ лена вряд ли найдет применение.

С санитарной точки зрения, полиэтилен вполне без­ вреден, однако добавляемые в него стабилизаторы и другие вещества, используемые в процессе его изготов­ ления, могут быть вредными. Для полимержелезобетонных конструкций, которые будут в процессе эксплуата-_ цпи контактировать с питьевой водой, как, например, в водопроводных трубах, предназначенных для питьево­ го водоснабжения, предпочтение следует отдавать поли­ этилену низкой плотности, при изготовлении которого не применяют физиологически вредных веществ. Возмож­ ность использования труб из полиэтилена низкой плот­ ности для транспортирования питьевой воды установле­ на многочисленными исследованиями и подтверждена органами санитарной инспекции СССР.

Промышленностью полиэтилен выпускается в виде

23