Деятельность НТО: Совещание по применению стеклоцемента

21 октябры 1964 г. секция мелкого судостроения Центрального правления НТО судостроительной промышленности провела в Ленинграде совещание по применению в конструкциях малых судов нового судостроительного материала — стеклоцемента. Своим опытом в этой области поделился канд. техн. наук К. Л. Бирюкович (Киев).

Впервые использовать стекловолокно для армирования цемента предложил советский ученый А. К. Буров. Вначале его опыты оказались неудачными, так как пучки стекловолокна, уложенные в цементную балку наподобие металлической арматуры, не повысили прочность материала. Дальнейшие проработки показали, что только при рассредоточенном распределении волокна в цементе может быть получен материал, пригодный для изготовления строительных конструкций.

К. Л. Бирюкович ознакомил участников совещания с результатами современных исследований по данному вопросу. Прочность стеклоцемента зависит не только от способа армирования, но и от толщины применяемого стекловолокна: чем тоньше стеклонити, тем большие нагрузки смогут выдерживать стеклоцементные конструкции. Практически наиболее целесообразно применять стеклянную нить толщиной 10 мк.

Наиболее часто применяемый в строительстве портланд-цемент является химически активным веществом по отношению к стекловолокну, поэтому стеклонити малого диаметра полностью им разрушаются. В связи с этим для защиты стекловолокна применяются щелочеустойчивые покрытия, но нанесение таких покрытий на тонкие нити представляет большую сложность и возможно практически только в лабораторных условиях. За рубежом применяются стеклоцементные конструкции из портланд-цемента, армированного стеклонитями диаметром 20 и более микрон. В этом случае разрушается только наружная часть стеклонити, а внутренняя — толщиной около Юмк — сохраняется. Конечно, материал получается не таким прочным, но при соответствующем увеличении расчетных сечений он также может быть использован даже для корпусных конструкций.

В Советском Союзе для изготовления стеклоцемента применяется химически неактивный глиноземистый цемент. Глиноземистый стеклоцемент обладает высокой прочностью (при растяжении он выдерживает нагрузки втрое большие, чем сталь марки Ст. 3), водонепроницаемостью, морозостойкостью.


На испытаниях конструкции из этого материала не пропускали воду при давлении до 10 атм (а при введении специальных пластификаторов — даже до 15 атм) и сохраняли полную работоспособность после 200-кратного замораживания и оттаивания. Эксплуатация построенных в Киеве из глиноземистого стеклоцемента катеров и яхт (их описание опубликовано в сборнике «Катера и яхты») показывает, что уже сейчас этот материал может успешно использоваться в мелком и любительском судостроении.

Постройка малых судов из стеклоцемента может вестись двумя способами: формованием монолитной конструкции и сборкой из отдельных листов, изготовленных на плоских стендах. Отдельные конструкции соединяются с помощью полос стеклоткани, пропитанных цементным клеем или эпоксидной смолой, а также на болтах или закладных деталях, устанавливаемых по краям.

Эпоксидную смолу оказалось целесообразным использовать для пропитки лишь наружного слоя стеклоткани, укладываемого на корпус. Это позволяет улучшить качество поверхности обшивки. Получающийся в результате такой технологии материал назван стеклопластоцементом.

После окончания сообщения докладчик отвечал на вопросы собравшихся.

— Как определяется количество слоев стеклоткани при постройке корпуса судна из стеклоцемента?

— При формовке вручную толщина отдельных слоев колеблется от 0,1 до 1 мм. Для получения обшивки толщиной 9—11 мм обычно достаточно 9—11 слоев. Большая точность получается при механизированной формовке. Устройства для механической формовки в настоящее время позволяют получать листы стеклоцемента шириной около 1 м.

— Каковы перспективы применения цементов, менее дефицитных, чем глиноземистые?

— Исследования в этой области ведутся. В частности, изучается вопрос применения базальтового волокна вместо стеклянного.

— Как избежать расслаивания стеклоцемента?

— Степень сцепления цемента со стеклом втрое выше, чем с металлом, а у тонких стеклонитей, имеющих огромную поверхность, еще выше. Лучшей адгезией обладают ткани сатинового переплетения. Обычно расслоение стеклоцемента происходит лишь при недостаточной пропитке стеклоткани цементным клеем.


— Может ли стеклоцемент конкурировать со стеклопластиком?

— Доступность и низкая стоимость исходных материалов делают стеклоцемент очень перспективным материалом для мелкого судостроения, особенно на малых верфях и у любителей.

— Падает ли прочность стеклоцемента от длительного пребывания в воде?

— 7-летняя эксплуатация шлюпки из стеклоцемента показала, что прочность материала не уменьшилась, Исследование воздействия на стеклоцемент морской воды еще не закончено.

— Каково качество поверхности обшивки корпуса из стеклоцемента?

— При формовании корпуса в матрице может быть получена идеально гладкая поверхность. Однако в связи с тем, что при единичной постройке корпус формуется обычно на пуансоне, поверхность приходится дополнительно обрабатывать.

К. Л. Бирюкович охарактеризовал также механические свойства некоторых стеклоцементов, использованных при постройке малых судов.

После состоявшегося обсуждения совещание приняло решение рекомендовать стеклоцемент для мелкосерийной, в основном любительской, постройки малых судов. Для более широкого применения стеклоцемента в мелком судостроении необходимо провести дополнительные технико-экономические исследования.