Сэндвич-панельдердің артықшылықтары мен кемшіліктері

Бұл мақалада ағаш, бетон, полиуретан және басқа материалдар негізі ретінде пайдаланылатын әртүрлі материалдардан жасалған сэндвич-панельдерге әдебиеттік шолу ұсынылады. Сэндвич-панельдердің қолдану саласы және олардың артықшылықтары мен кемшіліктерін көрсетіледі.

Кілт сөздер: сэндвич-панельдер, қолдану саласы, өндірістік имараттар, артықшылықтары мен кемшіліктері.

В работе представлен литературный обзор сэндвич-панелей из различных материалов, где в качестве сердцевины применяют древесную кору, бетон, полиреуретан и др. материалы. Показаны сферы применения сэндвич-панелей, а также их преимущества и недостатки.

Ключевые слова: сэндвич-панели, свойства, применение, производственные сооружения, сердцевина, , преимущества, недостаток.

Бүгінгі таңда ғимараттар мен құрылыстарды салу мен қайта жаңартуда инновациялық технологияларды қалыптастыру белсенді жүргізілуде. Оларды салу кезінде ресурстарды үнемдеу мәселелерін шешу құрылыс тиімділігін арттырудың маңызды бағыттарының бірі болып табылады. Көптеген елдер бұл мәселелерді шешудің жаңа жолдарын іздеуде. Бұл мәселелерді шешу үшін бірқатар шараларды орындау қажет: ресурсты үнемдейтін және тиімді жылу оқшаулағыш материалдарды пайдалану, берік құрылымдарды пайдалану, ғимараттардың жылулық көрсеткіштерін жақсарту және шығындарды азайту.

Қазіргі уақытта металл конструкциялардан, сэндвич-панельдерден, бекіту жүйелерінен, қосымша элементтерден тұратын панельді ғимараттар мен құрылымдар барған сайын танымал болып келеді. Өнеркәсіптік нысандардың құрылысында сэндвич-панельдерді пайдалану өзекті бағыт болып табылады.

Сэндвич-панельдер энергияны сіңіру қабілетін айтарлықтай арттыра отырып, құрылымдарды соққылардан және әртүрлі әсерлерден қорғауды арттыра алады [1–3]. Сэндвич-панельдердің механикалық қасиеттері өлшемдермен, бет материалымен және мұқият таңдалған негізгі материалмен анықталады. Біркелкі немесе градуирленген жасуша құрылымы бар жасушалық материалдар салмаққа қатынасында энергияны жақсы сіңіреді және көбінесе композиттік құрылымдардың өзегі ретінде қолданылады [4–6].

Сэндвич-панельдердің ішінде жылу оқшаулағыш материал ретінде әртүрлі материалдар қолданылады [7,8, 11].

Жұмыста ағаш қабығынан жасалған сэндвич-панельді пайдалана отырып, жаңа тұрғын үй және ауылшаруашылық ғимараттары мен құрылыстарын салу немесе оқшаулау қарастырылады. Әртүрлі оқшаулағыштары бар стандартты сэндвич-панельдердің техникалық сипаттамалары келтірілген. [7].

Жұмыста [8] фанер беті бар ағаш негізіндегі сэндвич-панельдердің тәжірибелік сынақтарын сипаттайды. Бірінші жағдайда сэндвич-панельдің 3D өзегі термопластикалық шыны талшықтан/полипропилен композитінен қалыптасады және бір өндіріс сатысында фанераға жабыстырылады. Сэндвич-панельдердің тағы бір түрі қоршаған ортаға зиянсыз полиуретанды көбіктен жасалған қосымша көбік өзегі бар фанер қабықтары мен қатайтқыштардан тұрады. Сэндвич-панельдердің екі түрі де жеңіл, тез өзгеретін өндірістік ғимараттарда пайдалануға арналған. Эксперименттік иілу сынақтары ағаш конструкциялары қатты ағаш негізіндегі пластина материалдарға бәсекеге қабілетті балама екенін көрсетеді.

Жаңа материалдар мен конструкциялар өндірістік ғимараттардың барлық құрамдас бөліктерін салуда қолданылады.

Сэндвич-панельдер — бүйірлік қоршаулар мен ғимараттардың шатырын жабуға арналған үлкен өлшемді үш қабатты құрылымдар. Панельдер өндірістік жағдайларда біртұтас өлшемде металдан, әдетте мырышталған профильді беттерден дайындалады, кез келген түсті полимерлі бояумен боялады, олардың арасында жылу оқшаулағыш қабаты жоғары тиімді жылу оқшаулағыш материалдан (полистирол, пенополиуретанды немесе минералды мақта) жасалынады. Мұндай ғимараттың барлық элементтері зауытта шығарылады, бұл материалдар мен конструкциялардың ең жоғары сапасына, еңбек өнімділігіне және ғимараттың барлық элементтерін өндіруде жоғары рентабельділікке қол жеткізуге мүмкіндік береді [10].

Кез келген материал сияқты, сэндвич-панельдердің де артықшылықтары мен кемшіліктері бар. Сэндвич-панельдердің артықшылықтары кесте 1 көрсетілген.

Кесте 1

Сэндвич-панельдердің артықшылықтары

Сэндвич-панельдердің сыртқы түрі қабырғаға және еденге арналған қолданбаларды таңдауға әсер етеді.

Сэндвич-панельдің артықшылықтарымен қатар олардың бірқатар кемшіліктері бар: адамның механикалық әсерінен және физикалық және техникалық процестерден алынған әртүрлі ақауларға ұшырайтын жұқа металл парақтардан жасалған терілерді пайдалану.

Сэндвич-панельдердің қолданылу аясы негізінен өндірістік және әкімшілік ғимараттар, спорттық ғимараттар, сәндік қасбет жабыны болып табылады. Олар сондай-ақ ғимараттардың ағаш, кірпіш, темірбетон қабырғаларын және қаңқалы ғимараттардағы қабырғаларды сыртқы безендіру үшін қолданылады. Сэндвич-панельдердің алдыңғы бетін әрлеу түсі бойынша әртүрлі, сонымен қатар ағаштың, кірпіштің, сәндік сылақтың құрылымын имитациялауға болады. Сонымен қатар, сэндвич-панельдер тәуелсіз қабырға құрылымдары немесе ішкі бөлімдер ретінде кеңінен қолданылады.

Құрастырмалы ғимараттардың, құрылымдардың қарқынды дамып келе жатқан нарығында ағаштан жасалған сэндвич-панельдерді пайдалану тасымалдау мен орнатуда айтарлықтай үнемдеуді қамтамасыз етеді [12].

Осылайша, құрылыс сэндвич-панельдері механикалық беріктіктің белгілі бір деңгейіне сай болуы керек, жылу оқшаулау қасиеттеріне ие болуы, шудан қорғауы, ауа мен ылғал ғимараттың қабырғалар арқылы енуіне жол бермеуі керек. Панельдердің жоғарыда аталған тұтынушылық қасиеттерін қамтамасыз ету үшін өндірістің барлық кезеңдерінде өнімнің сапасын қамтамасыз ету, техникалық құжаттаманы дайындау және тұтынушымен қарым-қатынас жасау жүйесі салынуы керек.

1. Imbalzano G, Tran P, Ngo TD, Lee PVS. A numerical study of auxetic composite panels under blast loadings. Compos Struct Sep. 2015;135:339–52. https://doi. org/10.1016/j.compstruct.2015.09.038.
2. Liu W, Wang N, Luo T, Lin Z. In-plane dynamic crushing of re-entrant auxetic cellular structure. Mater Des 2016;100:84–91. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2016.03.086.
3. Yazdani Sarvestani H, Akbarzadeh AH, Niknam H, Hermenean K. 3D printed architected polymeric sandwich panels: Energy absorption and structural performance. Compos Struct 2018;200:886–909.
4. Novak N, Starˇ ceviˇ c L, Vesenjak M, Ren Z. Blast response study of the sandwich composite panels with 3D chiral auxetic core. Compos Struct 2019;210:167–78. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2018.11.050.
5. Peng C, Tran P. Bioinspired functionally graded gyroid sandwich panel subjected to impulsive loadings. Compos Part B Eng 2020;188:107773. https://doi.org/ 10.1016/j.compositesb.2020.107773.
6. Lehmhus D, Vesenjak M, de Schampheleire S, Fiedler T. From stochastic foam to designed structure: Balancing cost and performance of cellular metals. Materials (Basel) 2017;10(922):1–32. https://doi.org/10.3390/ma10080922.
7. Поздин Б. И. Использование сэндвич-панелей из древесной коры для утепления жилых и производственных зданий в сельской местности. В сборнике: Молодежная наука 2017: технологии и инновации. Материалы Всероссийской научно-практической конференции. ФГБОУ ВО «Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д. Н. Прянишникова». 2017. — С. 219–221.
8. Патрикеев А. В., Герасимов С. В. Конструктивные характеристики сэндвич панелей на основе древесины при четырехточечном изгибе//Матрица научного познания. 2021. № 2–2. С. 55–64.
9. Jun Feng, Weibing Li, Chufan Ding, Dacheng Gao, Ze Shi, Jianguo Liang. Numerical and analytical investigations on projectile perforation on steel–concrete–steel sandwich panels//Results in Engineering. — 8. — 2020. — 100164. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2020.100164
10. Елисеев Л. В., Ситниченко А. А., Шнурникова Е. П. Строительство промышленных зданий с применение современных технологий// Актуальные научные исследования в современном мире. — № 11(79) ч. 9. С.76–80.
11. Obaid, A.H., Jaafer, A.A. Experimental investigation of ferrocement sandwich composite jack arch slab//Asian Journal of Civil Engineering. — 2022. 23 V. 7. P. 1155–1168.. ISSN 15630854. DOI 10.1007/s42107–022–00467–3
12. Soutis, C. Fiber reinforced composites in aircraft construction, Proc. Aerospace Sci. 41(2) (2005) 143–151; 2. Gay, D. Hoa, S. V. Composite materials: design and applications, New York, CRC Press, 2007;