Коэффициент линейного расширения поликарбоната

Обновлено: 27.03.2024

При изменении температуры воздуха листы поликарбоната подвержены изменению размеров. Изменения эти настолько малы, что не заметны глазу.

Рассчитать степень изменения линейных размеров листов не сложно при проектировании и сборке конструкции, и при этом, абсолютно необходимо, для того, чтобы листы могли сжиматься и растягиваться по требуемому размеру, не нанося ущерба дизайну и своему состоянию.

Пренебрежение фактором изменения линейных размеров листа при изменении температуры окружающей среды на практике выражается в том, что при монтаже не оставляются зазоры между листами пластика и металлоконструкцией, зазоры в узлах соединений, а также в местах крепления саморезами.

При увеличении температуры (летом) происходит увеличение размеров листа, он «упирается» в конструкцию и, как следствие, возникает внутреннее напряжение, коробление, лист деформируется и трещит, покрываясь волнами.

И противоположная ошибка, когда в конструкции делается недостаточный напуск — при понижении температуры размер листа уменьшается, и он выскальзывает из элементов крепления.

У поликарбоната коэффициент термического расширения равен 0,065 мм/м°С (для бесцветных и белых панелей).

Для правильного расчета монтажной конструкции необходимо учитывать следующую формулу:

∆L = L * ∆T * К,

где
L — длина (ширина) листа (м),
∆T — изменение температуры (°C),
К = 0,065 мм/м°С — коэффициент линейного температурного расширения сотового поликарбоната

Например, если летом температура +40, а зимой −20 (разбег ∆T = 60 градусам), то каждый метр листа будет «гулять» на 3,9 мм (∆L = 1×60×0,065).

При этом следует учесть, что цветные листы нагреваются на 15-20 °C больше, чем прозрачные и белые. ∆L для цветных панелей может достигать 5-6 мм на каждый метр их длины и ширины.

Что касается механического крепления, то диаметр отверстий сверления листов должен обеспечивать достаточное пространство для естественного расширения/сжатия, по опыту на 2-3 мм больше диаметра крепёжного элемента (самореза, болта и т.п.).

Ориентировочная формула расчета минимального радиуса изгиба для поликарбоната:

где t – толщина листа.

2. Коэффициент линейного термического расширения

Коэффициент линейного термического расширения поликарбоната –

6,5¸7,2х10-5 1/К, т.е. при изменении температуры на 1ºС каждый линейный метр листа уменьшается или увеличивается во всех направлениях на 0,065¸0,072 мм. При этом коэффициент линейного термического расширения листов бронзового, синего и бирюзового цветов вдвое выше, чем у прозрачных и опаловых листов.

Минимальный допуск на тепловое расширение (как по длине, так и по ширине листа) проводится исходя из разницы температур в течение года.

Пример расчета: при монтаже листа в жесткую конструкцию длиной 1м и при разнице температур в течение года 70°С (от -25°С до +45°С) зазор между листом и конструкцией равен 4,55мм (0,065х1х70 = 4,55 мм).

3. Химическая стойкость

Поликарбонатный лист успешно используется в сочетании с различными строительными материалами и составами для остекления. Принимая во внимание сложность химической совместимости, все дополнительно применяемые материалы, вступающие в контакт с поликарбонатом, должны быть предварительно испытаны.

Поликарбонат обладает высокой стойкостью в отношении многих химически активных сред. Он не подвержен воздействию большинства неорганических и органических кислот, окислительных и восстановительных агентов, кислотных и основных солей, алифатических углеводородов, спиртов, моющих средств, жиров и смазочных масел. Химическая стойкость ПК зависит от концентрации химикатов и от температуры окружающей среды при воздействии. После длительного нахождения в воде при температуре выше 60˚С, например, ПК реагирует на контакт с некоторыми растворителями, водными и спиртовыми растворами щелочей, газообразным аммиаком и аминами. Следует избегать составов для чистки стекла, содержащих аммиак, так как они разрушают поликарбонат. Поликарбонат растворим в технических растворителях: этиленхлориде, тетрахлорэтане, метакрезоле и пиридине.

В таблице 1 представлены данные химической устойчивости ПК к некоторым веществам.

Ориентировочная формула расчета минимального радиуса изгиба для поликарбоната:

где t – толщина листа.

2. Коэффициент линейного термического расширения

Коэффициент линейного термического расширения поликарбоната –

6,5¸7,2х10-5 1/К, т.е. при изменении температуры на 1ºС каждый линейный метр листа уменьшается или увеличивается во всех направлениях на 0,065¸0,072 мм. При этом коэффициент линейного термического расширения листов бронзового, синего и бирюзового цветов вдвое выше, чем у прозрачных и опаловых листов.

Минимальный допуск на тепловое расширение (как по длине, так и по ширине листа) проводится исходя из разницы температур в течение года.

Пример расчета: при монтаже листа в жесткую конструкцию длиной 1м и при разнице температур в течение года 70°С (от -25°С до +45°С) зазор между листом и конструкцией равен 4,55мм (0,065х1х70 = 4,55 мм).

3. Химическая стойкость

Поликарбонатный лист успешно используется в сочетании с различными строительными материалами и составами для остекления. Принимая во внимание сложность химической совместимости, все дополнительно применяемые материалы, вступающие в контакт с поликарбонатом, должны быть предварительно испытаны.

Поликарбонат обладает высокой стойкостью в отношении многих химически активных сред. Он не подвержен воздействию большинства неорганических и органических кислот, окислительных и восстановительных агентов, кислотных и основных солей, алифатических углеводородов, спиртов, моющих средств, жиров и смазочных масел. Химическая стойкость ПК зависит от концентрации химикатов и от температуры окружающей среды при воздействии. После длительного нахождения в воде при температуре выше 60˚С, например, ПК реагирует на контакт с некоторыми растворителями, водными и спиртовыми растворами щелочей, газообразным аммиаком и аминами. Следует избегать составов для чистки стекла, содержащих аммиак, так как они разрушают поликарбонат. Поликарбонат растворим в технических растворителях: этиленхлориде, тетрахлорэтане, метакрезоле и пиридине.

В таблице 1 представлены данные химической устойчивости ПК к некоторым веществам.

При изменении температуры окружающей среды листы сотового поликарбоната подвержены температурной деформации. Рассчитать и учесть при проектировании и сборке конструкции степень изменения линейных размеров монтируемых листов совсем несложно, но абсолютно необходимо, чтобы в смонтированном виде листы поликарбоната могли сжиматься-расширяться на требуемую им величину без нанесения какого-либо ущерба вашей конструкции.

Термическое расширение листов сотового поликарбоната

Формула расчета

Изменение длины (ширины) листа считается по формуле:

  • где L — длина (ширина) листа (м)
  • ∆T — изменение температуры (°C)
  • k, = 0,065 мм/ °См — коэффициент линейного температурного расширения сотового поликарбоната.

Примеры расчета

Например, при сезонном изменении температур от −40 до +40°C каждый метр листа будет претерпевать изменение на ∆L = 1×80×0,065 = 5,2мм. А при колебаниях температуры от −30 до +30 лист будет гулять на 3,9 мм.

При этом следует учесть, что цветные листы нагреваются на 10-15°C больше, чем прозрачные и белые.

∆L для панелей «бронза» может достигать 6 мм на каждый метр их длины и ширины.

В районах с менее суровыми климатическими условиями изменение линейных размеров листов будет, конечно, существенно ниже.

Расширение соединений

Необходимо оставлять термические зазоры при соединении и креплении листов между собой в плоскости, а также в угловых и коньковых соединениях, используя для монтажа специальные соединительные, угловых и коньковые профили.

Расширение в узлах крепления

Термическое расширение в узле крепления

При точечном креплении листов сотового поликарбоната к каркасу конструкции желательно использовать саморезы со специальными термошайбами, а отверстия в листах необходимо делать несколько больше. Например, при среднем диаметре ножки термошайбы 12мм, отверстие в листе нужно делать 14-15 мм.

Нельзя монтировать конструкции на улице без учета термической деформации листов. Это может привести к их короблению летом и повреждению вплоть до разрыва зимой.


Инструкция по сборке

Осуществляем монтаж и сборку наших теплиц из поликарбоната, а также навесов и козырьков.

Резка листов поликарбоната
Резка листов и профилей для поликарбоната

Сверление отверстий
Сверление листов сотового поликарбоната

Проектировании каркаса
Необходимые требования для проектирования

Термическое расширение листов
Температурная деформация листов поликарбоната

© Copyright 2010 — 2022. Поликарбонат и теплицы Екатеринбург.
Запрещено любое копирование информации с данного сайта
без указания активной ссылки на данный сайт.
Вся информация на сайте носит только информационный характер и не является публичной офертой.


Сегодня во многих строительных, ремонтных, реставрационных работах применяются поликарбонатные листы с монолитной структурой. Материал обладает большим спектром полезных свойств и качеств:

  • Ударопрочностью.
  • Пожаробезопасностью.
  • Легкостью.
  • Устойчивостью к негативному воздействию окружающей среды.
  • Химической стойкостью.
  • Возможностью применять практически все виды обработок с использованием обычных инструментов.

Чтобы постройки из поликарбонатных листов были долговечными, эстетичными, устойчивыми и надежными, необходимо соблюдать определенные правила при монтажных работах. Данная статья содержит подробную информацию об основных методах работы с ПК листами и будет полезна многим начинающим и опытным строителям.


При установке листов монолитного поликарбоната применяют сухой и влажный методы.

Влажный метод монтажа

При влажном методе установки поликарбонатных листов используется полимерная замазка, исполняющая роль демпфера (показатель адгезии монолитного ПК к полимерной замазке и другим видам герметиков равен нулю).


Производственный процесс происходит следующим образом:

  1. Наносим раствор по всей поверхности рамы.
  2. Сверху укладываем монолитный ПК с зазором в 2 мм для создания оптимального микроклимата.
  3. Плотно прижимаем материал к основе и удаляем лишнюю замазку.

Альтернативным вариантом замазки является применение резиновых прокладок.

Монтаж сухим методом

Сухой монтаж исключает использование герметических веществ (герметиков, замазок и т.д.). Герметизация проводится посредством различных метизов, в которые входят:

  • Уплотнительные крышки.
  • Профили.
  • Саморезы, болты с гайками, шайбы и другие механические элементы.


Данный метод широко используется при строительстве объектов больших размеров. Монтаж заключается в укладывании ПК листов в местах крепления на резиновые уплотнители или специальную уплотняющую ленту, которые должны быть прикреплены к опорной конструкции. Возможно крепление листа к специальным профилям, оснащенным уплотняющей лентой. В результате панель надежно прижимается к опоре, имея защиту от жесткого давления, влаги, загрязнений.


Коэффициент линейного расширения монолитного ПК достаточно высокий, поэтому, при монтажных работах с листами, необходимо оставлять большие зазоры, которые помогают избежать деформации панелей.


Работы по проектированию должны учитывать размещение:

  1. Дренажной системы, отводящей влагу.
  2. Стоков воды по внутренним каналам опорных рам без попадания на наполнители.

Тщательно подготовленный проект позволяет добиться высокой герметичности и водонепроницаемости. Данные показатели особенно важны при возведении светопрозрачной кровли, защищающей пространство от дождевых и снеговых осадков.


При монтаже монолитных ПК листов необходимо соблюдать следующие правила:

  • Изгиб панелей не должен превышать минимально допустимый радиус изгиба, который индивидуальный для каждой толщины листа.
  • Опоры и крепления должны соответствовать максимально разрешенным нагрузкам.
  • Располагать лист на опорную арку нужно внахлест с расстоянием 15-25 мм от края (данный показатель зависит от размера листа).
  • Необходимо оставлять зазор на тепловое расширение.

Расчет размера теплового расширения

Коэффициент температурного расширения у ПК листов составляет 0,067 мм на 1 градус для 1 кв.м. площади. Это означает, что при изменении температуры на 1 градус, линейный метр листа уменьшается или увеличивается на 0,067 мм. Следует учесть, что у поликарбоната бронзового, серого, синего, черного цвета и других темных оттенков коэффициент равен 0,14 мм (вдвое выше, чем у прозрачных и белых листов).


Чтобы рассчитать размер теплового расширения нужно:

  1. Определить максимальный показатель перепада годовой температуры.
  2. Умножить полученный показатель на коэффициент линейного расширения для используемого вида поликарбоната.

Например, зазор при монтаже белых и прозрачных панелей в жесткой конструкции длиной 1 м при годовой разнице температур в 80 градусов (от -30 до +50) должен составлять 5,36 мм (0,067х1х80=5,36 мм).

Подготовка монолитного ПК к монтажу

Резка


При распиловке ПК листов используют обычные циркулярные пилы. Чтобы произвести работы быстро и качественно необходимо максимально сократить расстояние между лезвием инструмента и поверхностью материала.

Механические способы обработки


Монолитный ПК подвержен практически всем видам обработок (пилению, сверлению и т.д.). Единственным нюансом является низкая температура плавления материала. Рекомендуем при применении высокоскоростных методов механической обработки делать паузы для остывания полотна.

Крепеж монолитных ПК листов


  • Для крепежных работ с ПК листами используются саморезы с резиновыми уплотняющими шайбами. Крепеж осуществляется по всей обрешетке с расстоянием друг от друга 40-60 см.
  • Каждый саморез вставляется в заранее просверленное отверстие, диаметр которого на 2 мм больше, чем диаметр самореза.
  • Для металлических поверхностей применяют саморез с буром. В деревянных покрытиях используют шурупы для дерева.
  • Все саморезы должны иметь устойчивость к коррозии, быть оснащены оцинкованными наконечниками из нержавеющего металла.
  • Допускается свисание краев панели в диапазоне от 3 до 10 см.

Дополнительные рекомендации


Сверление поликарбоната осуществляется при небольшой скорости сверлами для легких металлов и дерева. Во время работы панель не должна перегреваться и не должно образовываться острых кромок. Периодические остановки дадут возможность остыть материалу и исключат дополнительное внутреннее напряжение. Следует учесть, что расстояние от края панели и края отверстия равняется 20 мм.

Читайте также: