Ko dar nežinojote apie daugiasluoksnes konstrukcines plokštes. VI dalis

Daugiasluoksnės konstrukcinės plokštės (angl. sandwich panels) gaminamos pagal pažangias gamybos technologijas (angl. Advanced Structural Technology). Realios ar menamos grėsmės kyla šiuolaikinių statinių patvarumui, kai naudojamos konstrukcinių plokščių dangos?

Konstrukcinės plokštės naudojamos statinių išorės sienoms ir stogams įrengti, tad natūralu, kad joms tenka konkuruoti su tradicinėmis medžiagomis ir konstrukcijomis. Savaime suprantama, kad tokios plokštės turi būti mechaniškai atsparios, ekonomiškos, tenkinti visus saugumo reikalavimus bei turėti kiek įmanoma įvairesnių architektūrinių išraiškų. Dauguma Europos gamintojų orientuojasi į plokščių su mineralinės vatos šerdimi gamybą su plono sluoksnio plieno lakšto dangomis, todėl tenka susidurti su daugybe joms keliamų reikalavimų − ne tik spalvinės gamos, bet ir statinių patvarumo užtikrinimo, pasitelkiant naujausius technologinius sprendimus ir žinias.

Dangų rūšys

Skiriamos dvi standartinės metalinių konstrukcinių plokščių dangų rūšys:

a) plonalakštės plieno dangos, padengtos apsauginiu cinko (EN-10142;10147) ar cinko, aliuminio ir vėl cinko (EN-10214;10215) sluoksniu;

b) „A“ tipo dangos, padengtos organinėmis medžiagomis (EN-10169-2), kurios užtikrina atsparumą cheminiam ir mechaniniam poveikiui. Konstrukcinių plokščių dangų lakštai iš anglinio (DX52D) ar struktūrinio (S320GD) plieno, dengti tik „A“ tipo danga, dėl savo nepakankamo atsparumo korozijai ir ribotos estetinės išraiškos rečiau naudojami atvirose konstrukcijose. „B“ tipo dangų įvairovė jau leidžia tokias konstrukcijas naudoti dažniau ir ilgiau.

</I>
Primintina, kad amžinų ir universalių dangų, galinčių pasipriešinti žalingiems atmosferos poveikiams, nėra. Dangų pasirinkimą lemia tam tikri veiksniai: aplinkos ar saulės poveikis, tarša, ekonominė bei estetinė išliekamoji statinio vertė.

Galvanizuotos plieno dangos („A“ tipas) dažniausiai dengiamos cinko (225–350 g/m²)arba aliuminio ir cinko (185 g/m²)sluoksniais, kurie atitinkamai sudaro16–25 μk storį. Tokios dangos sunkiai išlieka nepaveiktos korozijos ilgiau nei 5 metus, jas patartina naudoti viduje, kur praktiškai galima išvengti drėgmės poveikio, o temperatūra siekia 5–25 ºC. Aliuminio ir cinko dangos yra atsparesnės korozijai. Plačiai paplitę dangų prekių ženklai yra „Aluzinc“, „Galvalume“, „Algafor“. Pagrindinė tokių dangų sudedamoji dalis (iki 55 proc.) – aliuminis, todėl ir kaina nėra žema. Dangos „Galfan“ pigesnės, nes jų sudėtyje dominuoja cinkas, o aliuminio yra apie 5 proc.

Europos standartas EN10169 nurodo bene vienintelę galvanizuoto plieno apsaugos nuo korozijos priemonę − padengti jį polimerinėmis dangomis, kai cinko dangos yra antraeilės, tiesiogiai neveikiamos atmosferos poveikio ir tik prie angokraščių, išpjovų ar varžtų tvirtinimo vietose tėra veikiamos korozijos. Tokios dangos gali būti naudojamos ilgiau, tinkamai jas prižiūrint ir renovuojant.

Kitos dangos

Kiek rečiau specialioje aplinkoje naudojamus konstrukcinius elementus gamintojai dengia aliuminio skarda. Lakštų storis svyruoja nuo 0,7 iki 1,2 mm. Dėl aliuminio dangos mechaninio pažeidžiamumo dažniau naudojami lydiniai − aliuminio, mangano ir magnio, aliuminio ir mangano. Nepadengtos papildomomis apsauginėmis dangomis, aliuminio dangos labai greitai oksiduojasi, prarasdamos pirminę estetinę išvaizdą ir mechaninį atsparumą. „Paroc Panel System“ maisto pramonės objektuose, ir ne tik, naudojamiems konstrukciniams elementams gaminti dar naudoja 0,6 mm storio HSTF G150 nerūdijančiojo plieno skardą („Aisi 316“), kuriai nereikia jokios apsaugos nuo korozijos. Be to, ji atspari cheminiams poveikiams, todėl vartotojų labai vertinama. Kaip nerūdijančiojo plieno, taip ir kartais naudojamo vario skardos sukibimas su užpildu užtikrina mechaninį atsparumą, ne mažesnį kaip ir galvanizuoto plieno skardos. Tad tik kaina lemia jų naudojimą. Pastebėtina, kad nerūdijančiojo plieno dangos populiarios tarp Vakarų Europos architektų.

Jau atliekami bandymai, atskleisiantys galimybes gaminant konstrukcinius elementus naudoti gipso plokštes, klijuotą medieną, plastiką ir kitas dangas, bet dėl siauro pritaikomumo jų čia nenagrinėsime.

Polimerinės dangos

Fluoro polimerinės dangos, atrastos 1948 m.(„DuPont“), sunkiai skynėsi kelią į rinką ir tik apie 1965 m. įžengė į statybų areną kaip „Kynar® 500“. Devintajame dešimtmetyje jos galutinai pripažintos kaip medžiagos, tenkinančios daugelį reikalavimų. Nacionaliniai standartai gana laisvai traktuodavo įvairių dangų tinkamumą iki to laiko, kai Europos lakštinio plieno indukcinio dengimo asociacija (angl. European Coil Coating Association, ECCA) visus reikalavimus susistemino ir paskelbė EN standartą.

Pagal 1 pav. elementus galima pastebėti, kaip „A“ tipo galvanizuotos dangos, siekiant užtikrinti jų atsparumą, dengiamos apsauginiais sluoksniais (1, 2, 3 ir 6).

PVDF – žinomiausias fluoropolimeras(F2C=CH2), kuris vertas būti lyderiu dėl tokių savo ypatybių:

• mechaninio atsparumo ir kietumo;

• atsparumo įbrėžimams;

• temperatūrinio stabilumo;

• gerų dielektrinių duomenų;

• technologinio apdirbimo galimybių;

• cheminio atsparumo;

• UV atsparumo;

• atsparumo atmosferos poveikiui;

• mikrobiologinio atsparumo;

• atsparumo ugniai;

• netoksiškumo.
</DIV>
Architektūroje naudojamas polimerasPVDF (70 proc. Kynar 500 / 30 proc. PMMA akrilas) jau yra paruoštas kaip dažai su pigmentais ir kitais priedais. Jis išsiskiria šiomis ypatybėmis:

• išlaiko tolygią spalvą;

• išsaugo intensyvų blizgesį;

• didina atsparumą korozijai;

• atsparus dūlėjimui;

• plastiškas;

• neteplus;

• patvarus.

Dėl šių ypatybių PVDF pradėtas naudoti ir tokiose pramonės šakose kaip automobilių gamyba, elektrotechnika ir kt.

Kodėl PVDF?

Anksčiau norint nustatyti dangų patvarumą taikytos sendinimo procedūros (polimerinėms dangoms, pvz., „DUR2“). Tačiau šis būdas iki galo neatskleidžia atmosferos poveikio kompleksiškumo, todėl dabar jis naudojamas technologiniais ir gamybiniais tikslais. Europos plieno indukcinio dengimo asociacija pripažino galiojančiais bandymus natūraliose laboratorijose ir įtraukė jas į EN standartus. Huk van Holando jūrinio klimato laboratorijos, Floridos UV radiacijos laboratorijos, Geleno pramoninio režimo laboratorijos tyrimų rezultatai pripažįstami visuotinai. Pavyzdžiui, Lietuva pagal UV spinduliuotę priskiriama II regioninei grupei. Žinant keliamus reikalavimus, lengviau parinkti medžiagas plonalakštėms konstrukcinių elementų dangoms. Kodėl PVDF? Pirmiausia kalbame apie atmosferos poveikio kompleksiškumą ir trumpalaikių temperatūrų apkrovų cikliškumą, lemiantį gaminio patvarumą. Minėtini STR2.05.03-2003 reikalavimai, kurie nustato skaičiuotinus eksploatavimo periodus (4 kategorijos statiniams > 50 metų) –tai nurodo naudojamų medžiagų patvarumą.

Geriausiomis deformacinėmis ypatybėmisišsiskiria PVDF 70 / 30 proc. dangos, kuriose esantis akrilas gerina sukibimą ir pigmento jungimąsi. Pusiau kristalinis ir amorfinisjunginys yra itin plastiškas, kai temperatūra svyruoja nuo +125 ºC iki -40 ºC.

Šis svarbus veiksnys leidžia gaminti dangas lenkiant ar formuojant sandūrų siūles konstrukciniams elementams. Galimas sulenkimas 0 mm spinduliu pagal ASTM D4145 reikalavimus (plg. PE).

PVDF dangos plastiškumas užtikrina atsparumą korozijai, atitinkantį normų reikalavimus, taip garantuodamas patvarumą ir ilgesnį statinių eksploatacinį laikotarpį.

Architektams ne mažiau svarbus ir PVDF junginių spalvos stabilumas. Dėl taisyklingos polimerinės struktūros kiekviena C-H jungtis jungiasi su 4 C-F jungtimis ir taip gaunamas fotochemiškai inertiškas ir elektrochemiškai stabilus polivinildenefluorido(PVDF) junginys.

Junginys suderinamas su įvairiomis polimerinėmis dervomis ir esteriais spalvai išgauti. Tai užtikrina spalvos stabilumą, atsparumą UV spinduliams, neleidžia dangoms išsisluoksniuoti, nes jų sudėtyje esantis akrilas PMMA gerina šias ypatybes. Atmosferos veiksniai dangas veikia kompleksiškai − dažniausiai tai fotocheminės ir hidrolizės kombinacija, suardanti nefluoridinesdangas, tokias kaip poliesterio ir melamino jungtis. Rūgštūs lietūs yra pagrindiniai cheminių reakcijų katalizatoriai dangose, kurie veikdami su šiluma ir drėgme suardo mažo molekulinio svorio dangas. Tada UV spinduliuotė sėkmingai suardo PE jungtis, dangos sudūlėja. PVDF neleidžia suardyti polimero kristalinės struktūros ir papildomų medžiagų (pigmentų).

Spalva

Polimerinių dangų spalvos išgaunamos pridedant įvairių priedų:

- organinių pigmentų (didinant spalvinę PE paletės gamą), kurie labai neatsparūs UV spinduliams, oro taršai ir drėgmei;

- neorganinių pigmentų – naudotini dėl savo stabilumo junginiuose su PVDF, bet susiaurina spalvinę paletę ir yra daugiau matiniai;

- metalo oksidų, kurie suteikia gaminiams metalo atspindžius, bet reikalauja trečio apsauginio sluoksnio (tokios architektų mėgstamos PVDF dangos brangesnės);

- fluorescentiniųirkitipanašiųpriedų,atsparių UV spinduliams ir dūlėjimui.

Gamintojai patys pasirenka spalvinę savo gaminių gamą, orientuodamiesi į regioną, tendencijas ir tradicijas. Visi polimerinių dangų gamintojai naudojasi „Kynar®500“ licencija.

Statinio priežiūra

Dangų patvarumas tiesiogiai siejamas ir su likutine statinio verte pasibaigus tam tikram eksploataciniam laikotarpiui. Dūlanti danga statinio priežiūrą padaro nepakeliama našta. Tokiu atveju danga atnaujinama tik visiškai perdažant statinį, o tai stipriai didina išlaidas. Tyrimais nustatyta, kad, kai naudojama PE danga, statinio priežiūrai skiriamos lėšos (4 kategorijos statiniams > 50 metų) bus 30–35 proc. didesnės nei naudojant PVDF dangas. Jei gamintojai deklaruoja 50 metų garantiją, tikėtina, kad pastatą per šį laikotarpį reikės dažyti 3 ar 4 kartus.

Statiniai iš konstrukcinių elementų patvaresni vien dėl tos priežasties, kad, veikiant šilumai, vidinėse skardų pusėse nevyksta drėgmės kondensacija ir korozija, kas būdinga surenkamosioms konstrukcijoms, neturinčioms geros vidinės dangos.

Gerų PVDF dangų ypatybių yra daug daugiau, nei čia paminėta, pavyzdžiui, dangos storio stabilumas, polimerinių dangų atsinaujinimas, lengva priežiūra, didelės panaudojimo galimybės aplinkoje nuo A1 iki A5. PVDF, kaip nepakeičiama medžiaga, po 40 metų trukusios kelionės grįžta į statybas, kad suteiktų daugiau estetikos mūsų aplinkai, o architektai jaustų pasitenkinimą ir pateisintų investuotojų viltis į išliekamąją statinių vertę. Statykime rytojui taupiai.

Vytautas Narutavičius
„Paroc Panel System Oy Ab“
Rytų Europos regiono direktorius

2007 m. Pavasaris
</DIV></DIV>

Kategorija: Kita