Одной из особенностей всех полимерных материалов является изменение линейных размеров при изменении температуры. Поликарбонат не является исключением: при нагревании лист расширяется, а при охлаждении — сжимается.
Это естественное физическое свойство материала, которое обязательно учитывается при проектировании и монтаже светопрозрачных конструкций. Именно поэтому производители поликарбоната предусматривают специальные рекомендации по устройству компенсационных зазоров и креплению листов.
Игнорирование температурного расширения может привести к внутренним напряжениям, деформации листа, появлению волн, трещин возле крепежа и сокращению срока службы конструкции.
История инженерных решений Polygal
Еще при разработке первых сотовых поликарбонатных листов инженеры израильского завода Polygal столкнулись с особенностью всех термопластов — способностью изменять размеры при колебаниях температуры.
Именно поэтому вместе с развитием самого материала совершенствовались системы крепления, соединительные профили и термошайбы, позволяющие листам свободно компенсировать температурные изменения без возникновения внутренних напряжений. Сегодня эти принципы лежат в основе современных технологий монтажа поликарбоната во всем мире.
Почему поликарбонат изменяет размеры
Поликарбонат относится к группе термопластичных полимеров. При повышении температуры расстояние между молекулами немного увеличивается, поэтому лист расширяется. При охлаждении происходит обратный процесс — материал возвращается к первоначальным размерам.
Эти изменения не влияют на прочность материала и являются нормальным физическим процессом.
Поликарбонат сохраняет свои эксплуатационные свойства в широком диапазоне температур — примерно от –40 до +120 °C, однако изменение размеров необходимо учитывать уже на стадии монтажа.
Особенно заметно температурное расширение у длинных листов и материалов темных цветов, которые сильнее нагреваются под воздействием солнечного излучения.
Насколько расширяется поликарбонат
Для практического монтажа используют золотой стандарт:
При перепаде температур около 80 °C изменение размеров составляет:
- светлые и прозрачные листы — около 2,5 мм на каждый метр длины;
- темные листы — до 4,5 мм на метр, поскольку они нагреваются значительно сильнее.
Например:
- прозрачный лист длиной 6 метров может изменить размеры примерно на 15 мм;
- бронзовый или серый лист такой же длины — до 27 мм.
Именно поэтому лист никогда не должен быть жестко зафиксирован в конструкции.
Почему темные листы расширяются сильнее
Цвет материала влияет не на коэффициент линейного расширения — он одинаков для всех поликарбонатных листов, — а на температуру их нагрева.
Темные поверхности поглощают больше солнечной энергии и нагреваются сильнее прозрачных или молочных листов. Соответственно, при более высокой температуре увеличивается и величина температурного расширения.
Именно поэтому для темных листов предусматривают увеличенные компенсационные зазоры.
Как учитывать температурное расширение при монтаже
Главное правило монтажа — лист должен иметь возможность свободно изменять размеры при изменении температуры (дышать).
Для этого необходимо:
- оставлять компенсационные зазоры в соединительных и торцевых профилях;
- сверлить отверстия под крепеж больше диаметра самореза;
- использовать термошайбы с эластичным уплотнителем;
- не перетягивать крепеж.
Обычно диаметр отверстия делают на 2–3 мм больше диаметра самореза, чтобы лист мог свободно перемещаться без возникновения напряжений.
Почему так важны термошайбы
Термошайбы выполняют сразу несколько функций. Они герметизируют отверстие, защищают материал от проникновения влаги и одновременно позволяют листу компенсировать температурные изменения.
Кроме того, термошайба равномерно распределяет нагрузку вокруг крепежного отверстия и значительно снижает вероятность образования трещин.
Жесткое крепление саморезом без термошайбы остается одной из наиболее распространенных причин повреждения поликарбоната.
Типичные ошибки при монтаже
Большинство проблем связано не с качеством материала, а с нарушением технологии монтажа.
Наиболее распространенные ошибки:
- отсутствие температурных зазоров;
- отверстия, просверленные точно по диаметру самореза;
- жесткая фиксация листов;
- чрезмерно затянутый крепеж;
- монтаж без термошайб;
- установка листов вплотную к профилям без запаса на расширение.
В результате при нагреве материал начинает испытывать внутренние напряжения. Листы могут выгибаться, появляются характерные волны, хруст в местах крепления, а со временем — трещины вокруг отверстий или разрушение кромок.
Вывод
Термическое расширение — естественное свойство любого полимерного материала, которое обязательно учитывается при проектировании и монтаже светопрозрачных конструкций.
При соблюдении рекомендаций производителя поликарбонат свободно компенсирует сезонные и суточные изменения температуры, сохраняя геометрию, прочность и герметичность конструкции на протяжении всего срока службы.
