вес 1 м2, стеновых, кровельной, 150 мм, 100 мм

 Главная / Стены / 

Содержание

1. Типы многослойных панелей
2. OSB-сэндвичи
1. Сэндвич панели поэлементной сборки

Чтобы быстро и без больших затрат выполнить строительные работы, часто используют сэндвич панели, вес 1 м2 которых ниже, чем масса кирпичной или бетонной стены такой же площади. В зависимости от теплоизоляционных параметров, подбирают оптимальный тип панели и ее толщину и находят табличное значение веса,необходимое для расчета несущих конструкций.

Типы многослойных панелей

Все разновидности состоят из наружного и внутреннего слоев, между которыми проложен теплоизолятор. Состав слоев определяет технические характеристики и свойства стройматериала.

OSB-сэндвичи

Изнутри и снаружи конструкции обшиты ориентированно-стружечными плитами, а начинкой является чаще всего пенополистирол. Готовые «бутерброды» по прочности в 4 раза превосходят деревянно-каркасные конструкции, поэтому они пригодны для капитального строительства. При небольшой толщине (от 120 до 150 мм) OSB-сэндвичи имеют теплопроводность в 8 раз меньшую, чем кирпичная или бетонная стена. Сэндвич панели из OSB- плит имеют габариты 1,25 (2,5)м х 2,5 – 7,3 м, вес 1 м2 слоеного материала колеблется от 18 до 20кг.

Сэндвич панели поэлементной сборки

Конструкция состоит из кассетного профиля, в который вставляют любой утеплитель, покрываемый ветрозащитной пленкой. В качестве облицовки чаще всего выбирают профнастил, металлический сайдинг. Преимуществом этого типа сэндвичей является их ремонтопригодность, возможность подбора утеплителя с меньшим удельным весом – если он равен 40кг/м3 (минвата), то вес квадратного метра сборной конструкции толщиной 200 мм не превышает 25 кг.

Металлические сэндвичи

Их облицовкой служит оцинкованный металлический лист (гладкий или профилированный) толщиной от 0,5 мм. Сверху нанесено декоративно-защитное полимерное покрытие, а с внутренней стороны – слой грунтовки. В качестве утеплителя служит минеральная вата, пенополистирол или пеноплиуретан. Выпускаются многослойные изделия для стен и кровли, они различаются типом замкового соединения и высотой профиля облицовки. Применяемость металлических сэндвичей – сооружение гаражей, ангаров, хозяйственных построек.

Вес стеновых металлических сэндвич панелей

Приведенная в таблице 1 информация показывает, насколько различны весовые параметры конструкций, в зависимости от их толщины и примененного утеплителя.
Таблица 1
Размерно-весовые параметры металлических сэндвичей для стен

Для примера приводится нахождение веса стеновой сэндвич панели 1,2 м х 10 м толщиной 150 мм с наполнителем из минваты. Сначала вычисляют площадь поверхности: 1,2 * 10 =12м2. Результат умножают на вес квадратного метра: 12 * 26,3 = 315,6 кг.

Вес металлической кровельной сэндвич панели

«Бутерброды» для кровли с антикоррозионным покрытием и уникальными замками безотказно служат в течение нескольких десятилетий. Сравнить варианты с различным утеплителем по весу позволяет таблица 2.

Таблица 2
Размерно-весовые параметры металлических сэндвичей для кровли

Расчет веса кровельной сэндвич панели толщиной 100 мм с габаритами 1 м х 2 м с начинкой из ППУ: площадь = 1 * 2 = 2м2; вес = 14 * 2 = 28 кг.

Adblock
detector

каким может быть, требования для разных типов фундаментов, как рассчитать для 1 шт и м2

Сэндвич-панели не так давно используются в строительстве жилых домов и при возведении коммерческих, общественных зданий, но данный тип материала уже завоевал популярность.

Его особенность заключается в том, что панели имеют готовую структуру и большие габариты.

Это позволят транспортировать плиты к месту строительства и возвести здание на несколько месяцев.

Так как в своем составе плиты содержат несколько разных материалов, их масса может варьироваться: данный показатель необходимо знать при проектировании и расчетах нагрузки на фундамент.

Содержание

• 1 Что означает понятие массы?
  • 1.1 Зачем нужно знать для сендвичных плит?
• 2 От чего зависит?
• 3 Какой бывает?
• 4 Требования для разных фундаментов
• 5 Как рассчитать?
• 6 Последствия неправильного вычисления
• 7 Заключение

Что означает понятие массы?

Основными характеристиками данного строительного материала является длина, ширина, толщина, а также масса. Под понятием «вес стеновой сэндвич-панели» подразумевают массу одной плиты, которая предназначена для строительства стен.

При планировании строительства дома эту единицу необходимо знать в обязательном порядке. Часто, для того, чтоб узнать вес сырья, пользуются формулой, где объем плиты умножают на ее плотность, но данные расчеты не всегда применимы к панельным материалам. Они больше подходят к блочному строительному сырью.

Зачем нужно знать для сендвичных плит?

Массу необходимо знать для того, чтобы правильно рассчитать нагрузку на фундамент дома, где будут установлены такие плиты. Для этого важно определить не только массу самого материала, но и его габариты, а также уесть другие факторы перед возведением конструкции.

Например, планируется построить дом на мелкозаглубленном фундаменте. Когда используют стеновые панели часто рекомендуют не возводить массивную основу.

Так как фундамент будет заглублен не сильно, опорная нагрузка у него небольшая. При строительстве такого типа делают ленточный или свайный фундамент – последний обычно используют, когда участок имеет сильные перепады высот.

Если не знать массу сэндвич-панелей, применяемых для дальнейшего строительства, то можно неправильно рассчитать нагрузку. Как следствие такого просчета – чрезмерное давление на основание дома, разрушение фундамента и другие проблемы.

От чего зависит?

Масса зависит от нескольких факторов:

• размеров;
• наполнителя;
• внешнего материала.

По длине размер плит варьируется в пределах 1800-13000 мм, что существенно сказывается на конечном весе.

Ширина также меняется – она может быть стандартной, которая определена по выпуску с завода, и монтажной.

Ширина бывает 1190-1206 мм. Толщина строительного материала изменяется и колеблется в пределах 50-250 мм. На этот показатель размера также влияет утеплитель.

Наполнитель, который выступает одновременно утеплителем, может быть трех видов:

• минеральная вата;
• пенополиуретан;
• полистирол.

Самым тяжелым наполнителем из перечисленных считается минеральная вата.

Стеновые панели, наполненные минеральной ватой, будут в полтора раза больше весить чем те, внутри которых установлен полистирол и в 2 раза больше тех, внутри которых монтирован полиуретан. Из этого можно сделать вывод, что самыми легкими будут сэндвич-панели с пенополиуретаном, а самыми тяжелыми – с минеральной ватой.

Также на показатель влияет материал облицовки, это может быть:

1. металлический лист с оцинковкой – гладкий или рифленый;
2. алюминий;
3. древесина с полимером;
4. пластичный гипсокартон;
5. полиэстер или ПВХ.

Самым тяжелым облицовочным материалом будет металлический лист с оцинковкой, а самым легким – ПВХ.

Какой бывает?

Масса строительного панельного материала будет меняться в зависимости от типа панели, наполнителя и размеров. Можно привести несколько примеров при условии ширины 1000-1200 мм и длины 2000-135000 мм.

Стоит учесть, что в списке приведены показатели массы на 1 квадратный метр, в зависимости от толщины с наполнителем из минеральной ваты:

• 50–16,5;
• 80–19,8;
• 100–22;
• 120 – 24;
• 150 – 27,2;
• 200 –33;
• 250 –38,5.

Если приводить показатели массы при наличии наполнителя из пенополистирола или полиуретана, то лучше заключить данные в таблицу.

Из таблицы видно, что те стеновые панели, которые сделаны с наполнителем из пенополиуретана, будут немного легче тех, что наполнены полистиролом.

Для примера можно взять панель 2000х1200х150 мм с наполнением из пенополистирола будет весить около 18 кг, тогда как такая же плита, но с наполнением из полиуретана будет весить уже около 16,5 кг.

Требования для разных фундаментов

Если было решено строить здание из сендвичных панелей, то для этого обычно используют несколько видов оснований на выбор:

• Ленточный. Ленточный выглядит как бетонная лента и обустраивается по всему периметру несущих стен, под ними.

  Он способен прочно удерживать высокий вес, поэтому для такого типа основания подойдут панели с минеральной ватой.

  Так как они более тяжелые, ленточное основание как раз выдержит нагрузку. Это не исключает возможности использования и панелей с другими наполнителями.

• Столбчатый. Столбчатый фундамент выстраивается на грунтах, склонных к ползучести и плавучести. Он часто делается на неровных участках, с большими перепадами высот. На такой тип фундамента лучше всего устанавливать облегченные изделия.

  Добиться этого можно несколькими способами: или уменьшением толщины стены, или уменьшением веса наполнителя.Для этого как раз подходят сэндвич-панели с утеплителем из пенополиуретана, а также из пенополистирола. Если же ставить плиты с наполнителем из базальтовой ваты на столбчатый фундамент, то предварительно его нужно укрепить.

Как рассчитать?

Чтобы рассчитать вес 1 штуки панели необходимо знать количество квадратов плиты, а также толщину и ее наполнитель. Для расчета примеров можно взять показатели из таблицы выше. Сделаем расчеты на плиты шириной 100, 120 и 150 мм.

Для этого за основу возьмем стеновую панель шириной 1000 мм и длиной 12 метров, толщиной 100 мм. Рассчитаем вес для 1 штуки с наполнителем из минеральной ваты. Для этого используем формулу: 12х22=264 кг – именно столько будет весить панель с минеральной ватой.

Расчеты для этой же панели, но с другими наполнителями:

• для пенополиуретана: 12х11,5= 138 кг;
• для полистирола: 12х12,5=150 кг.

Если толщина 120 мм, то расчеты будут такими:

• с базальтовой ватой -288 кг;
• с ППУ – 148 кг;
• пенополистиролом – 153 кг.

Так же можно рассчитать массу при ширине 150 мм. Для панели с ватой она составит 326 кг, для плиты с полистиролом – 158 кг, а для ППУ – 168 кг.

Подсчеты веса одного квадратного метра панели будут индивидуальными, так как это зависит не только от наполнителя и толщины, но и от производителя, типа облицовки, а также вида используемых креплений.

Последствия неправильного вычисления

Если неправильно определить вес сэндвич-панели, то в будущем строение может начать разрушаться.

Когда строительный материал сильно давит на основание, происходит его проседание. Особенно это касается столбчатого фундамента, который устанавливают на плывучем грунте или на участках с перепадами.

Так как из сэндвич-панелей часто строят промышленные здания, то нагрузка на фундамент в них колоссальная. Кроме веса техники, людей, которые ежедневно там находятся, стоит брать в расчет и вес самих сэндвич-панелей.

Неправильно рассчитанная масса стеновой плиты приведет к тому, что здание окажется в аварийном состоянии. Вместе с проседанием панелей, может уменьшиться высота здания, так как крыша также оказывает хорошее давление.

Если же взять слишком легкие панели и построить для них массивный фундамент, предварительно не беря во внимание расчеты, то по финансовым затратам могут быть убытки, так как легкие панели не требуют строительства массивного основания.

Заключение

Вес стеновых панелей показывает массу 1 единицы строительного материала или 1 квадратного метра такого сырья. Чаще вес плиты указывается в кг на 1 кв. м.

Это позволяет при помощи несложных расчетов узнать, сколько будет весить определенное количество материала и произвести проектирование, сопоставив данные. Неправильно подобранная масса панелей грозит проседанием фундамента.

Все о легких сэндвич-панелях

Когда мы думаем о величайших достижениях в архитектуре, мы думаем о сооружениях, которые, кажется, бросают вызов гравитации или выдерживают невероятный вес, например, небоскребы или подвесные мосты. Чтобы эти структуры стояли, они должны быть невероятно эффективными и целеустремленными в том, как распределяется их вес. Согласно этой статье из лекции по архитектуре Массачусетского технологического института, «любая конструкция, спроектированная разумно и ответственно, стремится быть максимально легкой».

Когда дело доходит до архитектурного дизайна интерьера, мы можем реализовать этот ключевой принцип архитектуры с помощью скромной, но мощной сэндвич-панели.

Что такое сэндвич-панели?

Сэндвич-панель представляет собой трехслойную конструкцию, два внешних слоя которой состоят из тонкого жесткого материала, а средний слой состоит из более толстого и легкого материала.

Используемые материалы могут варьироваться в зависимости от назначения сэндвич-панели, но в конечном итоге эта конфигурация должна создавать панель, которая становится больше, чем сумма ее частей.

Сэндвич-панели могут быть использованы в архитектуре, поскольку внешние слои обеспечивают прочность, а внутренний слой сохраняет легкость панели, создавая легко настраиваемые и адаптируемые панели.

Понимание того, почему вес так важен в архитектурном дизайне интерьера

Вес учитывается при архитектуре интерьера, поскольку он влияет на:

• Отношение прочности к весу
• Долговечность
• Портативность
• Стоимость

Обычно считается, что чем тяжелее материал, тем он долговечнее и прочнее. Инновации в технике, науке и дизайне сделали так, что это не всегда так. Подумайте о средневековых рыцарях, носящих тяжелые стальные доспехи для защиты, сегодняшние солдаты более склонны носить кевлар, синтетическое волокно, которое в пять раз прочнее стали при сравнении соотношения прочности и веса.

На портативность также влияет вес: более легкие материалы легче обрабатывать и транспортировать, что означает более безопасную и адаптируемую рабочую среду.

Работа с легкими материалами может даже снизить затраты. Меньшая потребность в армирующих материалах, потенциально меньшие затраты на транспортировку и более низкие трудозатраты на установку.

Типы легких материалов

Мы понимаем, почему вес так важен, когда речь идет об архитектурном дизайне интерьера, и почему сэндвич-панели создают легкие панели, которые прочнее суммы своих частей. Так из чего на самом деле сделаны сердцевины этих чудо-панелей? Вот некоторые из наиболее распространенных.

Сотовый заполнитель из целлюлозы, бумаги/картона

Обычно изготавливаемый из переработанного картона, этот заполнитель имеет сотовый рисунок, что делает его легким, высокопрочным на сжатие и низкой стоимостью. Точно так же, как пчелы максимально используют свои ресурсы, сердцевины сот используют эффективную форму, чтобы обеспечить высокое соотношение прочности к весу и прочность на сжатие.

Сотовый заполнитель из поликарбоната

В отличие от целлюлозной бумаги или картона, заполнитель из поликарбоната состоит из пластика, изготовленного из синтетической смолы. Пластик позволяет сердечнику быть эффективным теплоизолятором.

Алюминиевый сотовый заполнитель

Самый жесткий и прочный из перечисленных здесь материалов сотового заполнителя, алюминий, как правило, и самый дорогой.

Полипропиленовый пластиковый сердечник

Полипропиленовый пластиковый сердечник изготовлен из прочного универсального полипропиленового пластика. Он прочный, жесткий и легкий.

Вспененный полистирол

Вспененный полистирол, также известный как пенополистирол, представляет собой белый пенопласт, изготовленный из расширяющихся шариков полистирола с помощью пара и соединяющих шарики вместе под давлением. В этом процессе могут использоваться переработанные материалы, что делает его устойчивым и недорогим основным материалом. Он может быть до 70% легче деревянных панелей и обладает низкой теплопроводностью, высокой устойчивостью к проникновению воды и высокой прочностью на сжатие.

Основа из полистирола с графитовым усилением

Еще один пенопласт, сердечник из полистирола с графитовым усилением, производится тем же способом, что и пенополистирол, но содержит графит высокой чистоты, что придает изоляции отражающие свойства, значительно замедляющие передачу тепла и повышающие энергоэффективность. .

Основа из экструдированного полистирола

Основа из экструдированного полистирола (XPS), с другой стороны, представляет собой другой тип пенопласта. В то время как XPS начинается с тех же материалов, что и его расширенный родственник, XPS питается добавками и расширяется во время охлаждения. Многие из его свойств такие же, низкая теплопроводность, высокая устойчивость к проникновению воды и высокая прочность на сжатие.

Легкая древесноволокнистая плита средней плотности (МДФ)

Легкая плита МДФ представляет собой композитный древесный продукт, часто изготавливаемый из древесных волокон, смолы и воска, спрессованных под высоким давлением и высокой температурой. Он примерно на 20% легче обычного МДФ, но, как правило, является менее прочным продуктом. Этот продукт часто используется в сэндвич-панелях, но может использоваться и сам по себе.

Полая древесностружечная плита

Полая древесностружечная плита изготавливается путем размещения трубчатых профилей во время производства твердой стружечной плиты, а затем их удаления после изготовления изделия, что значительно снижает вес. Он может весить до 50% меньше, чем традиционные деревянные панели.

Пробковое дерево

Как следует из названия, пробковое дерево изготавливается из пробкового дерева. Если вы когда-либо имели дело с пробковым деревом, вы знаете, что оно имеет низкую плотность, но удивительно прочное, что делает его отличным материалом для сердцевины сэндвич-панелей. Пробковая древесина в пять раз легче традиционных древесно-стружечных и древесноволокнистых наполнителей, а также в три раза легче облегченной фанеры. Пробковое дерево — отличный универсальный материал, но в настоящее время его не хватает из-за его использования в ветряных турбинах по всему миру.

Преимущества легких материалов

Несмотря на то, что все эти материалы изготавливаются из разного сырья и посредством различных процессов, в сэндвич-панелях они ценятся за одно особое свойство: они легкие. Но это не единственная причина, по которой эти материалы должны учитываться архитекторами, работающими над своим следующим проектом дизайна интерьера. Вот еще несколько преимуществ легких материалов, о которых стоит упомянуть.

Устойчивое развитие

У кого не возникает теплого, пушистого чувства, когда он вносит свой вклад в защиту Матери-природы? Теперь вы можете испытать то же чувство при проектировании внутренней архитектуры. Большая часть сердцевин сэндвич-панелей, которые мы только что рассмотрели (экструдированный полистирол, пенополистирол и целлюлозная бумага/картон), может быть изготовлена ​​из переработанных материалов, что делает их экологически безопасными вариантами для архитекторов.

Косвенным фактором, показывающим, что легкие материалы более устойчивы, чем другие панели, являются транспортные расходы. Для грузовика это намного проще, и поэтому для перевозки груза легких сэндвич-панелей требуется гораздо меньше топлива, чем для перевозки более тяжелого груза сплошных панелей.

Кроме того, сэндвич-панели и их легкие наполнители могут быть эффективными в качестве изоляции, что является хорошим способом экономии затрат на электроэнергию.

Дизайн и гибкость

В отличие от более тяжелых и неуклюжих материалов, легкие сэндвич-панели обеспечивают более простой дизайн и гибкость. Каждый раз, когда легкая панель должна быть перемещена из-за изменений в конструкции или дальнейшего изготовления, это сделать намного проще, чем с более тяжелой панелью. В зависимости от проекта, обработка легких панелей может выполняться меньшим количеством рабочих, чем требуется оборудование для обработки более тяжелых материалов.

Области применения легких материалов

Говоря о дизайне и гибкости, легкие сэндвич-панели невероятно универсальны в своем применении. Вот некоторые из наиболее распространенных способов их использования:

• Розничная торговля для полок и витрин
• Коммерческая промышленность для потолочных или акустических панелей и больших дверей
• Стенды и дисплеи для выставок
• Производство транспортных средств для отдыха, особенно автобусов на заказ
• Здравоохранение, включая мобильные медицинские установки (такие как мобильные устройства Blood drive)
• Морская промышленность, включая суперяхты и роскошные суда
• Стеновые панели
• Потолочные панели
• Обшивка двери
• Столешницы

Использование легких панелей ограничено только творческим потенциалом архитектора. Одно из наших любимых применений наших легких материалов было на съемочной площадке одного из фильмов «Форсаж », где 400 листов нашего пенопласта Worklite EPS Foamkore использовались в качестве временного пола и стен для съемочной площадки. Мы все еще надеемся, что Вин Дизель оставит автограф на одном из них.

Проектирование и работа с легкими панелями открывает множество возможностей для архитектурного дизайна интерьера. Большинство архитектурных проектов изо всех сил пытаются найти правильный баланс между легким весом и долговечностью, с легкими сэндвич-панелями вы можете получить лучшее из обоих миров.

Если вам нужно вдохновение, посмотрите нашу галерею проектов или обратитесь к нашей команде за советом по вашему следующему проекту. Если вы хотите почувствовать и испытать, насколько легкими и прочными являются наши легкие панели, запросите образец!

Предыдущий пост | Следующий пост

Самая легкая сэндвич-панель

Легкая сэндвич-панель

Здесь мы рассчитаем теоретический минимальный вес сэндвич-панелей. Он используется для моего солнечного велосипеда Maxun One. Сэндвич-панели, которые мне нужны, чрезвычайно легкие, насколько я знаю, их нет нигде, я связался почти со всеми заводами мира. Поэтому я хотел выяснить, можно ли построить их самостоятельно.

Требования

Размер сэндвич-панели 900мм x 650мм x ~10,5мм
Наполнитель: Арамидный сотовый заполнитель Cormaster C2 C2-3,2-29 290г/м2, толщина 10мм, размер ячейки 3,2мм
Обшивка с обеих сторон имеет 2 шт. слоев:
Внутренний слой: TeXtreme 80 г/м2, толщина 0,2 мм
Внешний слой: электроизоляция: стекловолокно 25 г/м2

Общий вес < 1 ​​кг/м2

Alustep 300 Light

Для первого солнечного велосипеда я использовал Alustep 300 Легкие сэндвич-панели. Они имеют оболочку из стекловолокна и алюминиевый сотовый заполнитель, вес 1,6 кг/м2. С этими панелями накоплен большой опыт, поскольку они проехали более 7000 км. Жесткость недостаточно высока. Многие солнечные элементы на моем солнечном велосипеде треснули, потому что панели слишком сильно изгибаются во время экстремальных расслоений. Между прочим, эти трещины не являются проблемой для солнечных элементов Sunpower, потому что проводка в нижней части элементов по-прежнему обеспечивает хорошее электрическое соединение. Я хочу иметь гораздо более легкие панели для следующих солнечных велосипедов, потому что малый вес будет намного меньше нагружать конструкцию держателя панели на плохих дорогах.

Целью являются панели с жесткостью на лучше, чем у Alustep 300 Light, и весом около 1 кг/м2 вместо 1,6 кг/м2.

Прочность панели менее важна, поскольку панели не подвергаются воздействию больших внешних сил. Основные усилия возникают от собственного веса, когда они вибрируют при езде на велосипеде по плохим дорогам.

Расчет

теоретического минимального веса сэндвич-панелей

Обшивка максимально легкая

Для скинов я буду использовать углеродное волокно TeXtreme. TeXtreme использует расправленные жгуты, которые повышают производительность, а также снижают вес ламината до 20%:

Шаг 1 Определение требуемой толщины обшивки

Чтобы определить требуемую толщину обшивки, я построил и протестировал несколько сэндвич-панелей панели. Прочность на изгиб измеряется с помощью простого четырехточечного теста на изгиб:

Панели изготовлены из углеродной ткани TeXtreme и сотового заполнителя из арамида (Nomex). Из-за сопротивления ветра максимальная толщина составляет 10 мм.

Оказалось, что сэндвич-панель обладает такой же прочностью, как и Alustep, если ее наращивать следующим образом:

• Наполнитель: Арамидный сотовый заполнитель Cormaster C2 C2-3,2-29 290 г/м2 , толщина 10 мм, размер ячейки 3,2 мм
• Кожа: TeXtreme 80 г/м2, плотность ламината 180 г/м2, толщина 0,2 мм. Я сделал это с помощью вакуумного мешка (см. ниже).
• Склеивание кожи с сердцевиной: на одну обшивку было использовано большое количество эпоксидной смолы 100 г/м2, так как в этом испытании вес не играет никакой роли.

Вес этой тестовой панели составляет 850 г/м2.

Шаг 2 Расчет минимального веса панели без приклеивания обшивки к заполнителю

Тестовая панель (см. шаг 1) была изготовлена ​​только для определения прочности, но не уделялось внимания малому весу. Вес шкурок можно уменьшить, используя заливку смолы вместо вакуумного мешка. Тогда вес ламината становится равным 130 г/м2 , рассчитанным с помощью этого онлайн-инструмента: https://www.r-g.de/en/laminacalculator.html

Таким образом, без соединения оболочки с сердцевиной минимальный вес до сих пор составляет 550 г/м2:

• Сердцевина: арамидный сотовый заполнитель 290 г/м2
• Поверхности: TeXtreme 130 г/м2

Этап 3 Расчет минимальной толщины обшивки к заполнителю (клеевой валик

)  Вес соединения

Вес соединения обшивки с заполнителем играет серьезную роль в общем весе панели. Поэтому между стенками сотовых ячеек и обшивкой приходится наносить только клей в виде клейких валиков. Обратите внимание, что эпоксидная смола используется для ламинирования, но это не лучший клей для соединения обшивки с сердцевиной. Лучше использовать клей, специально разработанный для этой цели.

Теперь составлю формулу для плотности приклеивания обшивки к заполнителю в зависимости от радиуса галтели и размера ячеек сот:

масса приклеивания / м² = плотность * площадь клеевой галтели * длина галтели на ячейку * количество ячеек

размер ячейки = s
радиус скругления клея = r
плотность клея = σ

площадь скругления клея (если форма скругления круглая) = r² — 1/4 π r² = r² (1 — π/4) 
длина скругления на ячейку = 6L = 6 * с / √3
количество ячеек / м² = 1 / площадь ячейки = 1 / (1,5L²√3) = 2 / (s² √3)
вес склеивания = σ r² (1 — π/4) 6 * s / √3 * 2 / (s² √3) = σ r² (1 — π/4) 12 * s / (√3 s² √3) = σ r² (1 — π/4) 4 / s 

Масса склеивания = 0,858 r² σ / s

Это вес склеивания для сотового заполнителя с размером ячеек (s) = 3,2 мм и с эпоксидным соединением (σ = 1150 кг/м³) по отношению к радиусу галтели:

Теперь мы должны определить необходимый радиус скругления. Согласно этому исследованию, оптимальная плотность склеивания может составлять 40 г/м2. В нашем примере это соответствует радиусу галтели 0,35 мм. Но я сомневаюсь в прочности соединения кожи с сердцевиной при таком малом весе. Трудно добиться прочного соединения кожи с сердцевиной; поэтому неразумно экономить слишком много веса в этой области. Чтобы быть в безопасности, возьмите связующий вес 100 г/м2 .

Я провел тест, погружая сердцевину из номекса в эпоксидную смолу до тех пор, пока вес не стал ровно 100 г/м2. Склеивание по-прежнему было плохим, даже при таком количестве клея галтели не были сформированы:

Требуемая прочность на отрыв

Оказалось, что прочность на отрыв Alustep 300 Light в порядке, поэтому прочность на отрыв моих легких сэндвич-панелей должна быть более-менее одинаковым. Прочность на отрыв Alustep 300 Light в соответствии со стандартом ASTM D1781-98 составляет > 500 Н/76 мм или > 55 Нмм/мм. Эмпирическое правило заключается в том, что сила отслаивания достаточно велика, если вам трудно отклеить его вручную.

Окончательный вес сэндвич-панели

Окончательный вес панели:
сердцевина + 2(покрытие + склеивание) = 290 + 2(130 +100) = 750 г/м² .

Это все еще теоретическое минимальное значение. Не думаю, что это можно реализовать на практике. Я доволен весом 1 кг/м2 , что является значительным улучшением.

Испытание Rohacell 31

Я протестировал заполнитель от Rohacell 31 кг/м3. Однако он слишком легко сжимается руками. Это неприемлемо, потому что солнечные батареи чрезвычайно уязвимы.

Склеивание обшивки сэндвич-панелей с сердцевиной с помощью термоактивируемой клейкой пленки

Для снижения веса необходимо использовать метод, при котором мы можем нанести точно минимально необходимое количество клея в виде галтелей, сконцентрированных вокруг краев сот. Один из методов, который мы могли бы использовать, — это погружение сотового заполнителя в клей, но вскоре это превратится в большой беспорядок. Удобнее использовать термоактивируемую клейкую пленку, которая при обработке высыхает. Из-за экономии веса мы не можем использовать клейкую пленку обычным способом. Мы хотим использовать только клей, а не саму пленку. Это может быть достигнуто с помощью следующего метода. Это так называемая многоступенчатая процедура, сначала приклеивается одна грань, потом другая.

Пленка наносится на верхнюю часть сот, прижимается и нагревается в печи до тех пор, пока клей не станет мягким и липким. Затем пленка снимается и по краям сот остается некоторое количество клея. Делать это нужно быстро, чтобы клей не затвердел. Когда клей остынет и высохнет, кожу накладывают на сердцевину, прижимают, а затем склеивают в печи. Количество клея нужно точно дозировать, установив время в духовке и температуру.

Жюльен Рион провел большое исследование сверхлегких сэндвич-панелей: Сверхлегкие фотоэлектрические композитные сэндвич-структуры.

Электрическая изоляция

Для фотоэлектрической панели сэндвич-панель должна быть дополнительно изолирована с обеих сторон из-за солнечных элементов и электропроводки. Для этого я использую самую тонкую стеклоткань плотностью 25 г/м². Это дает прибавку в весе от 2 x 36 г/м2 = 72 г.

Эпилог

• Лишний слой клея толщиной 0,1 мм приводит к дополнительному весу около 110 г/м2.
• Соединение сердцевины и кожи очень важно для окончательной прочности сэндвича, и довольно сложно нанести достаточное количество клея для получения хорошего клейкого закругления.

Ссылки

Обширные исследования были проведены другими людьми по этому вопросу, особенно интересны следующие ссылки:

• Видео от Криса из Explore Composites об использовании клейкой пленки SA80 на сотовом заполнителе номекс
• Исследуйте композиты! лучший сайт о композитах
• Сверхлегкие фотоэлектрические композитные многослойные конструкции, тезис Жюльена Риона
• Изготовление и структурный анализ эквивалентности сэндвич-панелей с сердечником Nomex из углепластика для шасси гоночного автомобиля FSAE
• Руководство по передовой практике для многослойных конструкций в морских приложениях

Термоклейкие пленки

• VTA 260
• Самоклеящаяся пленка SA80
• Клейкие пленки и полотна Everad
• HexPly® ES/EH 84
• Мастербонд
• Редукс 312

Простое испытание на изгиб в четырех точках, сделанное своими руками

Испытание на изгиб в четырех точках удобнее, чем испытание в трех точках, поскольку вес автоматически имеет две опорные точки.