Прочность поликарбонат: Поликарбонат прочность — Кровля и крыша – Какая прочность поликарбоната

Какая прочность поликарбоната

Поликарбонат практически вытеснил стекло и обычный пластик из сферы строительства, производства уличных конструкции и дизайна помещений. И одним из главных критериев выбора является прочность сотового поликарбоната, которая превосходит аналогичный показатель органического стекла.

Ячеистый материал представляет собой листы, соединенные ребрами жесткости, которые образуют полые соты. В зависимости от количества листов различают двух-, трех- и пятислойные панели, которые отличаются толщиной, теплопроводностью и другими показателями. Эти свойства следует учитывать при выборе материала для конкретного вида работ.

Какой предел прочности у сотового поликарбоната?

За счет ячеистой структуры панели способны выдерживать высокие механические нагрузки. Также они обладают высокой прочностью на изгиб и на разрыв.

Существует непосредственная зависимость технических характеристик материала от его марки и особенностей структуры. Например, предел прочности на разрыв у материала «эконом-класса» составляет 22,0 МПа, а у премиальной продукции  этот показатель достигает 45,0 МПа.

Надежные производители контролируют качество продукции, а также ее прочностные характеристики, которые проверяются в соответствии с международными стандартами. Это гарантирует сохранение технических и эксплуатационных параметров на протяжении пяти лет, при условии соблюдения технологии хранения, транспортировки и монтажа.

Каждый вид предназначен для решения определенной задачи и обычно это указывается в его паспорте. Приобрести высококачественный ячеистый поликарбонат по цене без переплаты можно у компании «Полидин» – лидера в области производства полимерного пластика.

От чего зависит прочность поликарбоната?

Основным показателем, от которого зависит прочность материала, степень его прогиба под воздействием нагрузок и другие эксплуатационные параметры, является плотность. А она, в свою очередь,

зависит от размера и формы ячеек:

• Треугольная. Недорогой, эластичный пластик с невысоким показателем прочности.
• Квадратная. Перегородки размещаются ближе друг к другу, чем в первом случае, за счет чего обеспечиваются более высокая плотность и прочностные характеристики.
• Шестиугольная. Самый плотный и прочный вид панелей, которые используются в сложных условиях, при отрицательной температуре и под высокими нагрузками. Они отличаются высокой надежностью, но плохо сгибаются и пропускают свет.

Также имеет значение и толщина листа – чем она больше, тем прочнее будет конструкция. Специалисты рекомендуют учитывать этот параметр и выбирать для изготовления рекламных объектов листы толщиной 6 мм, для навесов и козырьков – 8-10 мм, для строительства теплиц – 4 мм, для остекления больших сооружений промышленного назначения – 16-20 мм.

При увеличении толщины возрастает ударопрочность, теплоизоляционные свойства, но снижается светопропускная способность, что также необходимо учитывать, особенно, при строительстве теплиц и оранжерей.

Прочность поликарбоната при изгибе для теплицы

Прогресс не стоит на месте, и с течением времени появляется все больше новых современных материалов, которые по своим техническим характеристикам превосходят прежние аналоги. К таким универсальным новинкам можно отнести и «семейство» поликарбонатов, которые с успехом применяются там, где стекло может не вынести нагрузки. А полимеры прочны и на изгиб, и на разрыв.

Толщина поликарбоната

Примером такого использования может послужить применение поликарбонатных панелей при остеклении:

• переходов;
• балконов;
• теплиц и т.д.

Основные виды панелей

В современном строительстве широко применяется довольно новый материал – поликарбонат, который можно подразделить на:

• монолитный или листовой;
• ячеистый или сотовый.

Теплица

Эти профилированные двух- или трехслойные панели производятся в довольно широкой цветовой палитре.

Использование в тепличном строительстве

Последнее время производители широко используют листы поликарбоната для строительства теплиц. И эти конструкции весьма популярны за свою прочность у потенциальных покупателей.

Для теплицы отлично подходит именно сотовый вариант или структурный, так как эта конструкция предполагает прочность материала при изгибе. Можно делать арочные конструкции и не опасаться их разрушения. «Ахиллесовой пятой» этого материала можно назвать только то, что он несколько чувствителен к сильному ветру или обильному снегу.

Прочность сотового поликарбоната в этом плане очень зависит от его толщины. Поэтому добросовестные производители используют панели поликарбоната различной толщины для разных типов конструкций. К примеру, панель толщиной в 4 мм больше подходит для изготовления витрин, а лист толщиной в 16 мм подойдет и для кровельных конструкций. Для теплицы же оптимальная толщина сотового варианта пластика составит 6 мм. Предел его прочности при изгибе составляет максимум 95 МРа.

Иногда, в целях экономии, и производители, и сами дачники стараются выбрать для теплицы поликарбонат толщиной всего 4 мм. Но, как говорится, «скупой платит дважды». Такая теплица недолго выдержит снего-ветровые нагрузки и панели начнут разрушаться. Хотя, конечно, лист сотового поликарбоната небольшой толщины гнется просто замечательно, но вес снежного покрова зимой может быть довольно тяжел, а порывы ветра сильны, и это может привести к более скорому износу панелей теплицы. Процесс сборки теплицы из поликарбоната можно посмотреть на видео.

Использование монолитного поликарбоната

Прочность монолитного поликарбоната также очень высока, в том числе и на изгиб. Такие панели с успехом используются для создания масштабных конструкций – навесов, куполов и т.д., а шумопоглощающие характеристики позволяют успешно использовать его в возведении барьеров вдоль автомагистралей. Такие панели не только поглощают шум, но и препятствуют выходу на трассу животных.

Высокая прочность к механическим воздействиям служит тому, что использование панелей монолитного поликарбоната отлично подходит для безопасного остекления и возведения разнообразных защитных сооружений в зданиях или средств индивидуальной защиты, типа полицейских щитов.

Не все знают, что монолитный поликарбонат благодаря своей прочности используется для таких объектов, как:

• магазинные витрины;
• масштабные пешеходные переходы;
• противоударные лобовые стекла для автомобилей;
• прозрачные элементы уличного освещения;
• рекламные стенды различной площади;
• рассеивающие свет фары для автомобилей и многое другое

Предел прочности при изгибе составляет 90-110 МРа.

За что материал ценится в строительстве

Этот строительный материал весьма ценен, особенно для теплиц, за его прочностные характеристики, такие как:

• поликарбонат прочнее стекла почти в 200 раз;
• срок эксплуатации может достигать 20 лет;
• отличная светопроницаемость;
• теплостойкость;
• ребра жесткости этого материала позволяют создавать высокопрочные конструкции, которые имеют небольшой вес;
• пластичность – этот материал без потерь можно сгибать по небольшому радиусу.

К тому же сотовый поликарбонат толщиной от 4 мм до 10 мм в сравнении со стеклом превосходит последнее в два раза по теплостойкости, а толщина панели от 16 мм до 32 мм равна по теплоизоляции трем слоям стекла.

Прочность поликарбоната на изгиб сделало этот материал популярным не только у строителей, но и у людей творческих профессий. Ведь дизайнеры могут создавать из этого материала конструкции способные украсить любой интерьер. Конечно, сделать правильный расчет для арочных или даже сферических конструкций, чтобы панель при изгибе не сломалась, может только специалист знакомый с сопроматом.

Автор:
Антон Ермолов

Толщина поликарбоната, как величина, определяющая прочность

В настоящее время поликарбонат является, пожалуй, наилучшим вариантом выбора материала для устройства таких сооружений, как навесы, оранжереи, теплицы, летние веранды. Материал прост в обработке, удобен в монтаже и дальнейшей эксплуатации конструкций.

Как правило, в строительстве сооружений такого класса ответственности используется поликарбонат сотового типа. Применение более дорогого, монолитного полимера обосновано для конструкций, требующих повышенной степени надежности.

Основные требования, предъявляемые к ограждающим конструкциям теплиц и легких навесов, такие:

• достаточная прочность;
• необходимый уровень естественной освещенности;
• удобство обслуживания;
• долговечность;
• разумная стоимость.

Слишком тонкий

Для того чтобы обеспечить выполнение этих требований, необходимо ответственно подойти к подбору толщины материала. Чем тоньше поликарбонат, тем дешевле он стоит. Однако, выбирая листы полимера наименьшей толщины, далеко не всегда удается добиться экономии.

С уменьшением толщины поликарбоната приходится уменьшать и шаг прогонов, на которые он ложится, во избежание деформации ограждающих конструкций под действием нагрузок.

Известны случаи, когда неправильно выбранная толщина поликарбоната влекла за собой необходимость реконструкции построенного сооружения с увеличением сечения элементов металлического каркаса, изменением шага прогонов и стоек. В результате итоговая стоимость конструкции вырастала вдвое против изначально предусмотренной бюджетом.

Кроме этого, листы поликарбоната толщиной менее 4 миллиметров без дополнительной обработки не задерживают ультрафиолетовое излучение и не предназначаются для наружного применения. С течением времени при эксплуатации на открытом воздухе такой материал теряет свои светопроницаемые свойства и прочностные характеристики.

Слишком толстый

Выбор поликарбоната завышенной толщины также чреват негативными последствиями. Во-первых, увеличивается собственный вес ограждающей конструкции. Вес квадратного метра поликарбоната толщиной 6 миллиметров составляет всего 1,3 килограмма, тогда как квадратный метр поликарбоната толщиной 10 миллиметров весит уже 1,7 килограмма.

В этом случае помимо удорожания стоимости самого материала может потребоваться и более прочная конструкция каркаса сооружения.

Во-вторых, чем толще лист полимера, тем хуже он гнется и вписывается в арочные конструкции малого радиуса, какими зачастую являются навесы и теплицы. Кроме того, с увеличением толщины листа поликарбоната снижаются и его светопроницаемые характеристики. Если для устройства навеса этот показатель не является диктующим, то при сооружении теплиц способность ограждающих конструкций пропускать свет – важнейшая характеристика.

Выбор толщины поликарбоната

Фактором, оказывающим влияние на выбор толщины листа поликарбоната, является показатель прочности, достаточный для противостояния нагрузкам от ветра и снега. Ветровые и снеговые нагрузки, в свою очередь, зависят от региона строительства и определяются в соответствии со СНИП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия». Слой свежевыпавшего снега толщиной 5 сантиметров оказывает давление 9,5 килограмм на квадратный метр площади. Если снег мокрый и слежавшийся, то его давление увеличивается до 40 килограмм.

Статическая нагрузка от ветра на квадратный метр вертикальной поверхности в зависимости от его скорости может составлять от 2 до 95 килограмм.

Шаг прогонов, на которые укладываются листы поликарбоната, также влияет на выбор их толщины. В климатических условиях средней полосы при шаге опорных конструкций 1 метр толщина поликарбоната для навеса принимается равной 8 миллиметров. При толщине 6 миллиметров шаг прогонов уменьшают до 0,7 метра.

Если планируется возводить сооружение арочной конструкции, то при выборе толщины поликарбоната необходимо учитывать радиус изгиба арки. При радиусе изгиба, равном 1 метр, максимальная толщина листа сотового поликарбоната должна составлять 6 миллиметров, а при радиусе 1,75 метров, соответственно, 10 миллиметров.

В общем случае в зависимости от назначения и характеристик сооружений толщину полимерных листов принимают следующей:

• поликарбонат толщиной до 4 миллиметров применяется для небольших парников или рекламных сооружений;
• толщина поликарбоната для теплицы средних размеров принимается в пределах от 6 до 10 миллиметров. Этот диапазон толщин поликарбоната является наиболее востребованным и в частном строительстве;
• панели поликарбоната толщиной от 10 мм и выше применяются при строительстве промышленных объектов, когда к ограждающим конструкциям предъявляются требования повышенной прочности и сопротивляемости механическим нагрузкам.

Монолитный поликарбонат: его прочность и применение

Монолитный поликарбонат – материал, получаемый из сложных полиэфиров угольной кислоты и двухатомных спиртов, наибольшее распространение получил состав на основе бисфенола А. Первый промышленный образец изготовил немецкий ученый Г. Шнелл в 1953 году, в том же году был оформлен патент на новый материал.

Монолитный поликарбонат

Структура поликарбоната

Синтез поликарбоната в промышленных масштабах осуществляется по двум методикам: фосгенированием бисфенола и переэтерификацией бисфенола в расплаве диарилкарбонатов. Фосгенирование бисфенола А происходит при комнатных температурах, используется две модификации технологии: поликонденсация межфазного типа и поликонденсация в растворе.

Для переэтерификации монолитного поликарбоната исходным сырьем служит дифенилкарбонат, для ускорения реакции в раствор добавляются метилат натрия, температура смеси увеличивается до t° = 150–300°С. Процесс происходит в вакуумных реакторах при постоянном удалении выделяющегося фенола. Недостатки процесса: молекулярная масса имеет низкие значения и высокая загрязненность поликарбоната остатками катализатора.

Фосгенирование бисфенола

Увеличение прочности монолитного поликарбоната

Схема пореза

Для улучшения физических показателей добавляются специальные наполнители. За счет этого повышается пластичность и увеличивается сопротивление порезам.

Схема указывает, что увеличить устойчивость листа поликарбоната можно за счет увеличения трения между острыми предметами и боковыми поверхностями. Таким способ повышается устойчивость поликарбоната к механическим повреждениям, что очень важно во время использования материала в строительстве. Жесткость листов на изгиб определяется по методу цифровой корреляции. Для увеличения этого показателя в монолитный поликарбонат может добавляться арамидная ткань.

 

 

Диаграмма жесткости поликарбоната

Сферы использования

Широкое применение монолитного поликарбоната объясняется уникальными характеристиками материала. В настоящее время он используется в таких сферах:

1. Строительство и архитектура. Применяется как кровельный материал для различных зданий и сооружений, из него делаются ограждение, закрывают оконные проемы и т. д. Прозрачность поликарбоната достигает 93%, что дает возможность значительно экономить электроэнергию для освещения внутренних помещений. Это самый используемый материал для строительства различных приусадебных декоративных пристроек, навесов и козырьков, веранд и беседок.
2. Военно-промышленный комплекс. Материал применяется во время создания защитной амуниции для полиции и частей особого назначения, из него изготавливаются оптические прицелы, приборы ночного наблюдения и т. д.
3. Авиа- и судостроение. Монолитный поликарбонат служит сырьем для изготовления иллюминаторов, сигнальных фонарей, защитных экранов навигационных приборов. Надежное крепление монолитного поликарбоната способно выдерживать значительные разнонаправленные нагрузки, удары морских волн, качку и вибрацию. За счет этих материалов существенно повышается безопасность пассажиров и членов экипажей.
4. Дизайн. Отличные дизайнерские характеристики дают возможность архитекторам создавать уникальные композиции. Широкая цветовая палитра почти не ограничивает выбор, материал легко режется, при нагревании может приобретать любые геометрические формы.
5. Пищевая промышленность. Из поликарбоната изготавливается посуда для приема холодной и горячей пищи. Его часто используют во время монтажа промышленного оборудования для агропромышленного сектора.
6. Медицина. Большинство небьющихся инструментов, посуды и лабораторного оборудования изготовлено из монолитного поликарбоната. Он отличается высокой химической инертностью, что очень важно для медицинских приборов и оборудования.

Сферы использования поликарбоната постоянно расширяются, производители учитывают возрастающие требования потребителей и во время изготовления используют все современные научные достижения.

Преимущества поликарбоната

Высокие эксплуатационные и физические характеристики поликарбоната делают материал универсальным в использовании.

1. Механическая прочность. Сильные межмолекулярные связи полимера придают ему пластичность и устойчивость на разрыв. Такие показатели гасят резкие ударные нагрузки и позволяют ему сохранять устойчивость весь период эксплуатации. Ударная вязкость поликарбоната составляет 1000 Дж/м², что в 200 раз превышает аналогичные показатели силикатного стекла и в 150 раз превышает аналогичные показатели полистирола. При превышении критических нагрузок лист поликарбоната только трескает, а не распадается на мелкие кусочки, что значительно увеличивает безопасность окружающих.
2. Химическая инертность. Поликарбонат не вступает в реакции с большинством химических соединений, в том числе и агрессивных. Поверхности можно мыть любыми современными моющими средствами, на нем не остается пятен от жиров, спиртов, неорганических и органических кислот. Но материал негативно реагирует на контакт с метиловыми спиртами, щелочами, ацетоном и растворами или испарениями аммиака.
3. Гибкость. Очень важное качество во время производства строительных работ. Высокие показатели гибкости достигаются за счет пластичности, гибкость значительно облегчает процесс выполнения монтажных и строительных работ. Для монолитного пластика существуют следующие ограничения по радиусу изгиба.

Зависимость радиуса изгиба от толщины монолитного поликарбоната

Радиус изгиба уменьшается при нагревании поликарбоната, эта особенность дает возможность создавать декоративные элементы сложной геометрии.

4. Технологичность. Относительно небольшой вес монолитного поликарбоната позволяет фиксировать материал на упрощенные несущие конструкции – значительно уменьшается сметная стоимость сооружений. Кроме того, он легко режется и сверлится, для работы с материалом нет надобности пользоваться дорогостоящими специальными инструментами и оборудованием.
5. Теплопроводность. Пластик имеет низкие показатели теплопроводности, эти характеристики позволяют его использовать во время строительства теплиц, закрытых бассейнов, зимних садов и иных конструкций, требующих поддержания постоянных значений микроклимата.

Показатели теплопроводности монолитного поликарбоната

Теплопроводность имеет прямую связь со звукопроницаемостью. Лист поликарбоната толщиной всего 2 мм понижает уровень шума на 35 дБ, что превосходит многие аналоги строительных материалов при одинаковой толщине.

6. Небольшой удельный вес при высоких показателях механической прочности. Очень важная характеристика, за счет оптимального соотношения параметров монолитный поликарбонат применяется на сложных архитектурных элементах. При этом нет необходимости строить дорогостоящие традиционные фундаменты, для сооружений используются дешевые столбчатые фундаменты или облегченные свайные.

Зависимость веса плиты от линейных размеров

Монолитный поликарбонат имеет больше вес, чем сотовый. Но у него есть неоспоримое преимущество – сотовый поликарбонат при превышении допустимых нагрузок резко теряется показатели прочности, а монолитный не имеет этого недостатка, при превышении нагрузок прочность понижается плавно. Это дает возможность предохранять различные конструкции от аварийного разрушения.

7. Светопрозрачность. В зависимости от технологии изготовления материал может пропускать от 45% до 93% солнечного света. Наименьшей светопропускной способностью отличается опаловый поликарбонат. Кроме технологии производства, степень светопропускания зависит от толщины плит.
8. Долговечность эксплуатации. Межмолекулярные связи всех пластиков крайне негативно реагируют на жесткое ультрафиолетовое излучение. Под его воздействием материал становится хрупким, не может выдерживать механические нагрузки. Для минимизации негативного влияния УФ-лучей используется специальная защитная пленка, которая не пропускает волны. За счет этого продолжительность пользования плитами превышает 15 лет.

Безопасный, обладающий высокими эксплуатационными показателями и с отличными дизайнерскими характеристиками материал становится гарантией высокого качества строений различных размеров и назначения.

У вас есть вопросы? Хотите узнать стоимость? Укажите свой номер телефона, и мы свяжемся с вами в течение 5 минут.

Как зависит прочность сотового поликарбоната от толщины

Здравствуйте! Поликарбонат какой толщины лучше выбрать для теплицы? Мне говорят, что материал толщиной 4 мм прочнее, чем 6 мм. Если это так, то почему?

Популярность сотового поликарбоната как отличного материала для теплиц стремительно растет и среди дачников, и среди фермеров. Легкий, твердый, прозрачный пластик из двух или нескольких слоев с ячеистой структурой по прочности превосходит стекло в 200 раз и почти не уступает ему в светопроникающей способности. В отличие от стекла поликарбонату присущи такие свойства, как:

• низкая теплопроводность, исключающая серьезные теплопотери;
• способность в 8 раз лучше стекла рассеивать свет, а значит равномерно освещать все растения в теплице;
• высокая ударопрочность, не снижающаяся даже при морозе -60°С.

Но есть у сотового поликарбоната и единственная «уязвимая» характеристика – чувствительность к слишком сильным ветрам и обильным снегопадам. Поэтому правильно выбранная толщина пластика так же важна для обеспечения устойчивости теплицы перед погодными «сюрпризами», как и надежный фундамент и прочный каркас.

Большинство добросовестных производителей рекомендуют выбирать толщину материала в зависимости от области использования следующим образом:

• 4 мм – для витрин и рекламных конструкций;
• 6 мм – теплицы, козырьки входных групп зданий, витражи;
• 8 мм – промышленные теплицы большой площади, элементы крыш;
• 10 мм – вертикальное остекление зданий;
• 16 мм – кровельные горизонтальные и наклонные конструкции большой площади;
• 20 мм – остекление бассейнов, балконов, автостоянок;
• 25 мм – остекление промышленных сооружений, оранжерей и зимних садов.

То есть с увеличением толщины панелей увеличивается их удельная масса, прочностные характеристики, ударная стойкость, они еще лучше сохраняют тепло, но света пропускают немного меньше. Поэтому для покрытий теплиц разной площади рекомендуется использовать сотовый поликарбонат толщиной 6-8 мм, в котором оптимально сочетаются прочностные и светопропускающие характеристики.

Разрушение сотового поликарбоната в результате неправильного выбора материала и ошибок монтажа

Использование для теплиц сотовых пластиковых панелей толщиной 4 мм возможно только в южных регионах с мягким климатом, но и они не застрахованы от сильных ветров и ураганов. Многие овощеводы и дачники выбирают этот материал в целях экономии, а рынок, удовлетворяя покупательский спрос, замалчивает возможные последствия: в 3-4 раза короче срок службы, низкая сопротивляемость ударным и ветровым нагрузкам. Не экономьте на толщине поликарбоната, покупайте материал известных производителей и ваши растения отблагодарят вас высокими урожаями.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!