Текст
                    

к. л. БИРЮКОВИЧ, Ю. л. БИРЮКОВИЧ, Д. Л. БИРЮКОВИЧ МЕЛКИЕ СУДА ИЗ СТЕКЛОЦЕМЕНТА И АРМОЦЕМЕНТА ИЗДАТЕЛЬСТВО „СУДОСТРОЕНИЕ“ Ленинград 1965
В брошюре обобщен опыт приме- нения в мелком судостроении новых ' материалов — стеклоцемента и армо- цемента, — имеющих значительные преимущества перед такими тради- ционными судостроительными мате- риалами, как дерево и сталь. Приведены данные о свойствах I стекло- и армоцемента и способах их изготовления; подробно рассмотрены методы постройки из них малых су- . дов; помещены описания некоторых стекло- и армоцементных судов, по- строенных в СССР и за рубежом. Рассчитана в основном на широ- кие круги судостроителей-любителей; может быть использована также спе- циалистами мелкого и железобетон- ного судостроения. БИРЮКОВИЧ КОНСТАНТИН ЛЬВОВИЧ, БИРЮКОВИЧ ЮРИИ ЛЬВОВИЧ, БИРЮКОВИЧ ДМИТРИИ ЛЬВОВИЧ МЕЛКИЕ СУДА ИЗ СТЕКЛОЦЕМЕНТА И АРМОЦЕМЕНТА ( Тем. план 1964 г. № 103. —Рецензенты: Секция мелкого судостроения НТО Судпрома им. акад. А. Н. Крылова; инж. Г. М. Синцов Научный редактор А. Я. Зеличенко Редактор Ю. С. Казаров Обложка худ. Р. П. Костылева Технический редактор Л. М. Шишкова Корректоры: И. А. Ежикова, М. П. Бушева Сдано в набор 24/11 1965 г. М-21922. Подписано к печати 20/IV 1965 г. Формат бумаги 60X90’/16. Факт, печати, листов 10,25. Уч,-изд. л. 10.3. Изд. № 1329—62. Тираж 7000 экз. Цена 46 коп. Заказ № 675. Издательство «Судостроение», Ленинград, Гоголя. 8. Ленинградская типография № 4 Главполи- графпрома Государственного комитета Со- вета Министров СССР по печати, Социали- стическая, 14.
ВВЕДЕНИЕ Мелкими обычно называют спортивные, туристские, слу- жебные, спасательные, промысловые и рабочие суда водоизме- щением до 100 т и длиной примерно до 30 м. Потребность в таких судах из года в год возрастает, и с каждым годом объем мелкого судостроения в нашей стране увеличивается. Постройкой малых судов занимаются не только специализиро- ванные хорошо оборудованные верфи, но и различные пред- приятия других отраслей промышленности, коллективы спорт- сменов и отдельные судостроители-любители. Одной из главных проблем мелкого судостроения является выбор основного материала для изготовления судовых корпу- сов. Материал, который нужен судостроителям, должен об л а»' дать высокой прочностью и рядом других специфических фи- зико-механических показателей, а кроме того, должен быть дешевым и недефицитным; постройка из него корпусов дол- жна быть предельно простой и доступной как верфям, так и многочисленным любителям, а суда должны быть долговеч- ными и неприхотливыми в эксплуатации. Бичом традиционных судостроительных материалов (ме- талл, древесина) является их низкая стойкость против дей- ствия коррозии и гниения. Постройка деревянных и металличе- ских судов—-дело сложное и связанное с большими расхо- дами, а эксплуатация таких судов связана с необходимостью проведения регулярных ежегодных ремонтов и защиты от кор- розии и гниения. Опыт показывает, что за 6—8 лет эксплуатации деревян- ного спортивного или туристского судна суммарные затраты на его ежегодные весенние и осенние ремонты обычно превы- шают первоначальную стоимость нового корпуса. Много сил и средств тратится также на подъем судов для зимовки на сушу и спуск на воду весной, в начале навигации. Тем не ме- нее срок службы деревянных судов даже при ежегодных ре- монтах составляет всего 8—12 лет, а стальных 18—25 лет. Практика эксплуатации показывает, что наиболее деше- выми, долговечными и неприхотливыми являются железобе- тонные суда. Это объясняется, в частности, тем, что прочность 1* 3
цементных бетонов во влажных условиях эксплуатации (т. е. именно в таких, в каких находится судно) со временем увели- чивается. В этом отношении с цементом не могут конкуриро- вать даже современные полимерные материалы. Вторым очень важным положительным качеством цементов и бетонов, в которых цемент служит основной составляющей частью, является их небольшой вес. По объемному весу бе- тоны разделяются на легкие и тяжелые, причем некоторые виды легких бетонов имеют объемный вес меньше единицы, т. е. легче воды. Самый тяжелый судостроительный бетон легче алюминия: объемный вес тяжелых конструкционных бетонов составляет 1,8—2,2 т/л-г3, а для алюминия эта величина дости- гает 2,6—2,7 т/м3. Даже в сочетании со стальной арматурой объемный вес бетона не превосходит объемного веса алюми- ниевых сплавов. Цемент является тем материалом, который позволяет соз- давать не только долговечные, но и дешевые конструкции. От- метим, что цемент в 25—50 раз дешевле синтетических смол, используемых для производства пластмасс. Однако цементу присущи и определенные недостатки. Так общеизвестно, что цементный камень хрупок и непрочен при растяжении, изгибе и ударе. Используя новейшие достижения науки и техники, эти недостатки цементов можно устранить. На основе цемен- тов в последнее время созданы упругие и трещиноустойчивые материалы, обладающие высокой прочностью при действии всех видов нагрузок, в том числе удара, изгиба, растяже- ния. Такими материалами являются стеклоцемент и армо- цемент. Эти материалы представляют собой цементный камень, армированный несколькими слоями стальной тканой сетки (армоцемент) или стекловолокна (стеклоцемент). Стеклянное волокно имеет относительно более высокую прочность, чем стальная сетка; благодаря этому стеклоцемент обладает более высокими прочностными показателями и меньшим объемным весом, чем армоцемент. Армоцемент и стеклоцемент за последние годы получили распространение в различных отраслях промышленности; эти материалы с успехом используются и для строительства раз- личных судов — маленьких яхтенных тузиков, прогулочных шлюпок, глиссеров, яхт, катеров и т. д. Впервые армоцемент был использован в судостроении еще на заре развития железобетона. В 1850 г. француз Ламбо изготовил из армоцемента небольшой челн, который демон- стрировался на Всемирной выставке, а затем до самого конца XIX в? плавал по прудам парижских парков. Однако высокие качества армоцемента в те годы не оценили. Собственно и сам термин армоцемент в то время не существовал (он появился 4
всего несколько лет назад). В последующие десятилетия, ха- рактеризующиеся все более широким применением железо- бетона и развитием железобетонного судостроения, об армо- цементе забыли. Несмотря на то, что армоцемент и железобетон состоят, казалось бы, из одних и тех же исходных материалов (бетон и сталь), свойства их далеко не одинаковы. Армоцемент отли- чается от железобетона более высокой трещиносгойкостью и способностью выдерживать большие упругие деформации. Однако эти очень ценные свойства армоцемента стали известны лишь сравнительно недавно в результате специальных иссле- дований, проведенных в СССР и за рубежом. Было доказано, что высокие качества армоцемента можно получить только при интенсивном и дисперсном насыщении цементного камня тонкой, но густо и равномерно распределенной в нем арма- турой. С 1943 г. армоцемент под названием ферроцемент (железо- цемент) начали применять в судостроении Италии. Хорошо изучив свойства этого нового материала, итальянские судо- строители с успехом использовали армоцемент при постройке яхт, небольших промысловых парусников, баркасов и т. п. Опыт постройки и эксплуатации этих малых судов показал, что из армоцемента можно создавать более легкие суда, чем из дерева и стали. Толщина обшивки армоцементных судов благодаря достаточной прочности, высокой упругости матери- ала и монолитности конструкции значительно меньше, чем де- ревянных. Затраты на строительство армоцементных судов, как правило, ниже затрат на строительство таких же деревян- ных или стальных судов. Отсутствие необходимости в ежегод- ных ремонтах армоцементных судов еще более повышает тех- нико-экономическую эффективность использования нового ма- териала. В то же время было отмечено, что выигрыш в весе армоцементных судов, по сравнению с деревянными и сталь- ными тех же размеров, становился ощутимым лишь при длине корпуса более 8—9 м. Еще более эффективным и многообещающим материалом оказался стеклоцемент, состоящий из определенным образом ориентированного стеклянного волокна, стеклянных сеток или стеклянных тканей, склеенных цементом. Благодаря содержа- нию в нем высокопрочной и легкой арматуры из стеклянного волокна прочностные показатели стеклоцемента значительно выше, чем армоцемента, а объемный вес (1,38—1,77 т!м?) в 1,5—2 раза ниже, чем армоцемента и алюминия, и в 5 раз ниже, чем стали. Стеклоцементная пластинка толщиной 4—5 мм и длиной более полуметра, положенная концами на опоры, при нагру- жении гирей только прогибается, а при снятии нагрузки— 5
сразу же выпрямляется. Такая же пластина толщиной 8—9 мм свободно выдерживает вес человека, подпрыгивающего на ней (рис. 1); неслучайно стеклоцемент иногда называют цемент- ной пружиной. Стеклоцемент обладает более высокими качествами, чем армоцемент, и благодаря этому его начинают применять в са- Ptic. 1. Стеклоцементная пла- стинка толщиной 8—9 мм легко выдерживает вес чело- века. мых различных отраслях техники. Весьма эффективным оказалось ис- пользование стеклоцемента в мел- ком судостроении. Главными достоинствами стек- лоцемента как судостроительного материала являются исключитель- ная простота постройки из него ма- лых судов, дешевизна и доступность сырья. Отпадает необходимость в специальном уходе и ежегодном ре- монте судов. Значительная проч- ность и водонепроницаемость стек- лоцемента позволяют делать об- шивку небольшой толщины (3— 10 мм для туристских и спортивных судов). Благодаря бесшовной кон- струкции и отсутствию сложной си- стемы набора стеклоцементные суда оказываются легче стальных и даже деревянных судов равных размеров. Стоимость стеклоцементных судов в несколько раз ниже стоимости аналогичных судов из дерева и металла главным образом благо- даря дешевизне исходных материа- лов и простоте постройки, не тре- бующей ни высокой квалификации исполнителей, ни сложного обору- дования. Начиная с 1958 г. из стеклоцемента построено значитель- ное количество судов различного назначения. Стеклоцемент успешно работает как в корпусах сравнительно крупных су- дов (буксиров, небольших барж), так и в корпусах мелких прогулочных и спортивных судов — шлюпок, яхт, катеров и даже реданных глиссеров. Как показала практика, даже при отсутствии специального опыта и навыков затраты времени на постройку стеклоцемент- ных и армоцементных судов в 4—6 раз меньше, чем на по- стройку подобных же судов из дерева и металла, а стоимость исходных материалов зачастую в 5—10 раз меньше необходи- 6
мой для постройки судов из дерева, металла или пластмасс. Так например, армоцементную крейсерскую яхту «Цементал» три спортсмена построили за 65 дней; затраты труда на по- стройку армоцементного катера «Энергостроитель» составили 25 чел.-дней, стеклоцементного тузика — 5 чел-час, а стекло- цементного глиссирующего катера — 24 чел.-час. Опыт эксплуатации стеклоцементных и армоцементных су- дов показывает, что такие суда не требуют специального ухода и защиты их от коррозии. При правильном подборе состава материалов и качественном выполнении работ прочность армо- цементных и стеклоцементных судов со временем увеличи- вается. По окончании навигации армо- и стеклоцементные суда можно оставлять на зимовку во льду (если лед не торосистый), и это не приведет к снижению их прочности. Особое преиму- щество в этом отношении имеют стеклоцементные суда, по- скольку стеклоцемент с понижением температуры, а также в результате периодического замораживания и оттаивания уве- личивает прочность. В настоящей книге обобщен опыт постройки и эксплуата- ции стекло- и армоцементных судов.
Раздел первый ПОСТРОЙКА И РЕМОНТ СТЕКЛОЦЕМЕНТНЫХ И АРМОЦЕМЕНТНЫХ СУДОВ ГЛАВА I СТЕКЛОЦЕМЕНТ § 1. ВИДЫ СТЕКЛОЦЕМЕНТА Стеклоцемент — это конструкционный материал, состоящий из определенным образом ориентированного стеклянного во- локна в виде отдельных нитей, прядей, сеток или тканей, скле- енных цементным или полимерцементным (латексцементным) клеем. По структуре стеклоцемент подобен современным кон- струкционным стеклопластикам. Стеклоцемент обладает высокой срочностью и упругостью, обеспечиваемой дисперсным и направленным армированием цементного камня стеклянным волокном. Величина насыщения стеклоцемента стеклянным волокном характеризуется коэф- фициентом удельной поверхности.1 Коэффициент удельной поверхности стеклоцемента составляет 25-^50 ши2/сж3. В зависимости от типа стекловолокнистой арматуры и со- става цементного клея различают следующие виды стекло- цемента: 1) стеклоцемент КБ-1; 2) стеклоцемент текстолитовый КБ-1т; 3) стеклоцемент композитный КБ-1к; 4) стеклоцемент полимерный КБ-2; 5) стеклоцемент полимерный текстолитовый КБ-2т; 6) стеклоцемент полимерный композитный КБ-2к; 7) стеклопластоцемент. Стеклоцемент КБ-1 —самый прочный и дешевый вид стеклоцемента, состоящий из однонаправленного стеклянного волокна в виде срезов и цементного клея (цемент + вода или ’Коэффициент удельной поверхности арматуры — суммарная площадь поверхности арматуры в единице объема армирован- ного элемента. 8
цемент + вода + пластификатор). Этот вид стеклоцемента полу- чается путем послойной укладки срезов стекловолокна на форму изделия с проклеиванием каждого слоя цементным клеем. Волокна должны быть расположены вдоль действия растягивающих усилий в данном стеклоцементном элементе (рис. 2). Если растягивающие усилия проходят во взаимно- пересекающихся направлениях, то и волокна должны уклады- ваться также в соответ- Рис. 2 Схема расположения волокон в стеклоцементе КБ-1 в зависимости от направления растягивающих усилий в ма- териале. Стрелками указано направление усилий ствующих взаимно-пере- секающихся направле- ниях. Стеклоцемент КБ-1 пригоден для изготовле- ния всех частей судна — обшивки, шпангоутов, стрингеров, переборок, палубы и т. п. Стеклоцемент текстолитов ы й КБ-1т—-состоит из стек- лоткани или тканой стек- лосетки, проклеенной без- добавочным или пласти- фицированным цемент- ным клеем. Он образуется путем послойной укладки тканых стекловолокни- стых материалов на фор- му изделия с проклеива- нием каждого слоя це- ментным клеем. Преиму- ществом текстолитового стеклоцемента является его большая технологичность — возможность более быстрого изготовления из него изделий по сравнению со стеклоцементом КБ-1. Область использования стеклоцемента КБ-1т та же, что и стеклоцемента КБ-1. Стеклоцемент композитный КБ-1к — состоит из двух видов стекловолокнистой арматуры—стеклоткани и сре- зов стекловолокна, проклеенных цементным клеем. Композитный стеклоцемент получается следующим путем: на форму изделия укладывают один слой стеклоткани, затем на него слоями укладывают срезы стекловолокна (до дости- жения требуемой толщины), после чего снова укладывают один слой стеклоткани. Каждый слой стекловолокнистой арма- туры (стеклоткани и срезов стекловолокна) проклеивается це- ментным клеем. Наружные поверхности стеклоцемента КБ-1к 9
можно и не покрывать цементным клеем, сохранив внешний вид стеклоткани, но при этом ее необходимо окрашивать. Таким образом, структура стеклоцемента КБ-1к образуется из стеклоцемента КБ-1 на срезах стекловолокна, заключен- ного между двумя слоями стеклоткани. Достоинствами компо- зитного стеклоцемента являются более высокая прочность и меньшая стоимость, по сравнению с текстолитовым стекло- цементом. Наличие наружного слоя ткани придает его поверх- ностям хорошую фактуру, благодаря чему не требуются спе- циальная отделка или выравнивание, необходимые при ис- пользовании стеклоцемента КБ-1. Композитный стеклоцемент можно использовать для изго- товления всех частей корпуса судна. Стеклоцемент полимерный КБ-2 — состоит из од- нонаправленного стеклянного волокна в виде срезов и латекс- цементного клея. Расположение волокон такое же, как и в стек- лоцементе КБ-1. Стеклоцемент КБ-2 целесообразно использовать для изго- товления маленьких легких шлюпок, тузиков, скутеров, нахо- дящихся в воде лишь периодически. Стеклоцемент полимерный текстолитовый КБ-2т — состоит из стеклоткани или тканой стеклосетки, про- клеенных латексцементным клеем. Область его применения та же, что и КБ-2. Стеклоцемент полимерный композитный КБ-2к—по структуре аналогичен КБ-1к (два слоя стекло- ткани и срезы стекловолокна между ними), но для приклеи- вания использован латексцементный клей. Область примене- ния та же, что и КБ-2. С т е к л о п л а с т о ц е м е н т—отличается от всех видов стеклоцемента тем, что на одну или обе поверхности стекло- цементного изделия нанесен тонкий слой стеклопластика на эпоксидной смоле. Наличие поверхностного слоя стеклоплас- тика придает стеклоцементному изделию ряд ценных качеств: создает глянцевую твердую поверхность, очень устойчивую против истирания; увеличивает водонепроницаемость; исклю- чает обрастание водорослями и ракушками; в отличие от стеклоцемента, обладает устойчивой красивой фактурой, не требующей окраски. Стеклопластоцемент целесообразно использовать для из- готовления корпусов с расположением слоя стеклопластика на наружных поверхностях. § 2. СВОЙСТВА СТЕКЛОЦЕМЕНТА Стеклоцемент как конструкционный материал обладает высокой прочностью и упругостью. Механические свойства стеклоцемента зависят от ряда факторов: типа и содержания 10
Таблица 1 Физико-механические свойства стеклоцемента КБ-1 и КБ-2 на основе гипсоглиноземистого цемента М400 и срезов однонаправленного бесщелочного стеклянного волокна диаметром 10—12 мк (ТУ М 847—61) Тип стеклоцемента КБ-1 КБ-2 Характеристики Стекловолокно расположено вдоль действия растягивающих или сжимающих усилий Сетка из срезов однонаправ- ленного стекловолокна (угол между нитями 10—15°) Стекловолокно расположено вдоль действия растягиваю- щих или сжимающих усилий Сетка из срезов однонаправ- ленного стекловолокна (угол между нитями 10—15°) Содержание стеклянного волокна, % по весу 9 15 21 10—12 Растяжение Предел прочности, кг/см? Напряжения в момент раскрытия трещин, кг] см? Модуль упругости,кг[см- 620 480 3,0-Ю5 870 850 3,5-105 1280 1250 5,0-Ю5 440 340 3,8-105 540 420 Сжатие Предел прочности, кг]смг Модуль упругости, кг]см? 380 2,2-Ю5 240 2,7-105 190 2,9-105 390 2,7-105 310 320 Изгиб Предел прочности, кг?см? Модуль упругости, кг]см? 870 1,8-105 770 2,1-105 560 2,3-106 780 1,5.Ю6 670 1,2-106 650 1,0- Ю5 Объемный вес, т/.и3 Теплопроводность, ккал] м-час-град Водопоглощепие за 24 часа, % 1,65 0,9 4 — — 1,58 0,8 6 1,42 2 1,38 0,4 3
стекловолокнистой арматуры, марки цемента, возраста, усло- вий затвердевания и т. п. Основные физико-механические ха- рактеристики стеклоцемента по данным лабораторных иссле- дований Института механики АН УССР и Киевского ордена Ленина политехнического института приведены в табл. 1 и 2. В табл. 3 приведены механические характеристики стеклоце- мента по данным исследователей судостроительной промыш- ленности. Таблица 2 Фнзико-механические свойства текстолитового и композитного стеклоцемента на основе гипсоглиноземистого цемента М400 и стекловолокиистых материалов бесщелочного состава Характеристики Тип стеклоцемента КБ-1т КБ-2т КБ-1к |КБ-2к Тип и содержание (% по весу) стекловолокиистых материалов Стеклоткань АСТТ(б) С2 (МРТУ 6М—814—61); 32% Стеклоткань жгутовая плотностью 3x4 (не- стандартная); 50% Стеклосетка ССТЭ-6 (ГОСТ 8481—61); 7% Стеклоткань АСТТ(б) С2 (МРТУ 6М—814—61); 36% Стеклоткань Т (ГОСТ 8481—61); 32% Стеклоткань АСТТ(б) С2 (МРТУ 6М—814—61) и сетка из срезов одно- направленного стекло- волокна диаметром 10—12 мк; 12—14% (угол между нитями 10—15°) Предел прочности, кг/см2: при растяжении » сжатии » изгибе Объемный вес, т[м3 Водопоглощение за 24 часа, % 880 370 740 1,73 17 850 320 650 1,73 15 300 480 430 1,77 13 700 1,48 8 600 1,50 6 800 1,60 7 680 1,45 4 Приведенные высокие показатели могут быть получены лишь при точном соблюдении условий изготовления стекло- цемента (точная дозировка составляющих; дисперсность рас- положения стекловолокна по сечению материала; надлежащее уплотнение слоев стеклоцемента; соблюдение температурно- влажностного режима твердения и т. п.). Нарушение любого из этих требований приводит к тому, что механические 12
Таблица 3 Физико-механические характеристики стеклоцемента КБ-1, КБ-1т и КБ-1к иа основе глиноземистого цемента марки 300 и стекловолокнистых материалов бесщелочного состава (по данным исследователей-судостроителей) Тип стекловолокнистого материала и характер армирования Содержание стекло- волокна, ?о по весу Объемный вес, т[м3 Предел прочности при изгибе, кг/см- Однонаправленное стекловолокно, равномерно распределенное по всему сечению образца 17 1,80 430 9 слоев стеклоткани АСТТ(б)С2 25 1,70 440 28 слоев стеклоткани АС 14 1,95 280 40 слоев стеклосетки РС3-3 25 1,90 280 5 слоев стеклоткани АСТТ(б) С2, чередующиеся с 4 слоями стекловолокнистого холста ВВ И 2,10 440 Примечание. Испытания проводились по методике, разработанной в Ин- ституте механики АН УССР Таблица 4 Прочность стеклоцемента КБ-1 при изгибе при беспорядочном в плоскости листа расположении армирующих материалов Цемент гипсоглиноземистый расширяющийся марки 400; стекловолокно бесщелочного состава. Стеклоцемент изготовлен в производственных условиях Армирующий материал Диаметр элемен- тарного волокна, мк Содержа- ние стекло- волокна, % по весу Предел прочно- сти при изгибе, кг[смг Метод изготов- ления Рубленый стекложгут длиной 60 мм (нить однонаправлен- ная метрического номера 22—26) 10—12 10—12 400 Напыление Срезы однонаправленного стек- 5—7 10—12 360 Контактный ловолокиа 10—12 10—12 450 » Холст марки ХЖКН-400 из непрерывного однонаправ- ленного стекловолокна 10—12 12-15 420 » Холст жесткий конструкцион- ный марки ХЖК-2 из руб- леных стеклонитей 10—12 8 300 » Примечание. Испытания проводились ститутом механики АН УССР по методике, разрв ботанно/i Ин 13
характеристики стеклоцемента, полученного в производствен- ных условиях (табл. 4), отличаются от данных лабораторных исследований. В табл. 5 приведены нормативные1 сопротивления стекло- цемента, изготовленного в производственных условиях (по данным ЦНИ'ИСК Госстроя СССР). Необходимо также учитывать, что приведенные выше дан- ные характеризуют механические свойства стеклоцемента при кратковременном действии нагрузки. При длительном воз- действии постоянных или переменных нагрузок, т. е. при экс- плуатации конструкции, прочность стеклоцемента на 20—40% ниже, чем при кратковременном действии нагрузки. Приведенные в табл. 1—5 показатели характеризуют стеклоцемент с определенным содержанием волокна. Увели- чение содержания стеклянного волокна ведет к повышению прочности при растяжении и понижению ее при сжатии; при изгибе стеклоцемент обладает максимальной прочностью при определенном оптимальном содержании стекловолокна. Применение более высокой марки цемента также повы- шает прочность стеклоцемента. Например, при использовании цемента марки 400 и однонаправленного стекловолокна опти- мальное содержание волокна 9—10% (рис. 3), а при исполь- зовании стеклотканей — 30—40%; в случае применения цемента марки 600 приведенные характеристики прочности возрастают в среднем на 20—30% и составляют: при растяжении — свыше 1300 кг/см2 (содержание волокна около 20%), при изгибе — до 1100—1200 кг/см2 (содержание волокна 16— 18%), при сжатии — до 600—700 кг)см2 (содержание волокна до 10%). Прочность стеклоцемента во многом зависит от водоцемент- ного отношения В/Ц (вода : цемент), т. е. от того, сколько воды расходуется на приготовление цементного клея. При ручных методах изготовления стеклоцемента оптимальным водоцементным отношением следует считать: для КБ-1 В]Ц= = 0,45:0,5 (по весу); для КБ-1т и КБ-1к ВЩ = 0,5 >0,55. По- вышение водоцементного отношения ведет к значительному снижению прочности стеклоцемента. Большое влияние на механические свойства оказывают воз- раст и условия затвердевания стеклоцемента. Прочность стеклоцемента, твердеющего во влажных условиях, примерно на 15—20% выше, чем при затвердевании в сухих условиях. Интенсивное увлажнение стеклоцемента, особенно в первые 1 Сопротивление материала силовым воздействиям, установленное нормами в качестве характеристики его механических свойств, называется нормативным сопротивлением (Строительные нормы и правила. Часть II, Госстройпздат, М, 1964). 14
Таблица b Нормативные сопротивления и основные технологические параметры стеклоцемента КБ-1 и КБ-1к, изготовленного полумеханизированным способом в производственных условиях для экспериментальных строительных конструкций (данные ЦНИИСК Госстроя СССР) Технология изготовление и применяемая механизация Способ укладки стекловолокна и водоцементного клея Механизированная укладка волок- на и цементного клея методом напыления при помощи модернизи- рованной установки У НС-1 с до- полнительной торцовкой поверх- ности вручную щетками Направленный жгут укладывается методом протягивания через ван- ну с цементным клеем, а руб- леный жгут с цементным клеем— методом напыления Холст и жгут укладываются мето- дом протягивания через ваииу с цементным клеем с уплотнением катком через один слой (по хол- сту) То же Жгут укладывается вручную с рас- чесыванием на нити. Цементный клей наносится вручную с тор- цовкой щетками или пневмона- гнетателем через насадку Сетка укладывается вручную. Це- ментный клей и рубленый жгут наносятся методом напыления (примечание. Испытания проводились по методике, разработанной ЦНИИСК Госстроя СССР для отборочных испытаний стеклоцемента. Добавки пласти- фицирую- щие Мылонафт 0,05 % » » Мылонафт 0,05 % вщ 0,50— 0,55 0,50 0,45 0,45 0,50 0,55 , Значение нормативных 1 сопротивлений, кг[см'2 Изгиб 0ИН01ГНЕ6ЦВИ 0OQELC J 175 85 125 60 40 210 ЭИНЭ1Г s EdiiBH 0ОИЧ1ГИЭ 175 250 250 300 340 260 I Растяжение 1 ЭИИЭ1ГЯВбЦВИ aoQBiro 50 35 50 25 20 180 ЭИИЭ1Г U BdllBH 0ОНЧ1ГИЭ 50 150 140 165 250 180 Сжатие ЭИИЭ1Г U Bd ПЕН эорвггэ 051 0б1 001 0SI ' ее 0Z 0ИИ01ГЯВСШеИ ЭОИЧ1Г иэ F? й S S S ю Количе- ство слоев стекло- волокна на толщину 10 мм Напы- л яется равно- мерно на заданную толщину l-t-1-rl 18 18 15 2+1 + 2 Содер- жание стекло- волок- на, % по весу о ст> а> о о со Структура армирования стеклоцемента Рубленый стекложгут (длина нитей 60 мм\ Рубленый жгут между двумя слоями направ- ленного жгута Холст марки ХЖКН из непрерывного волокна и направленный жгут в соотношении 1 : 1 То же в соотношении 1 • 3,5 Жгут непрерывный на- правленный с распуш- кой на отдельные нити Два слоя тканой сеткн, рубленый жгут, два слоя тканой сетки 15
дни затвердевания, обеспечивает нормальный ход реакции и быстрое нарастание прочности со значительным увеличе- нием водонепроницаемости стеклоцемента. Характер измене- Рис. 3. Изменение прочности стеклоцемента КБ-1 в за- висимости от содержания стекловолокна и марки це- мента при волокнах диаметром 10—12 мк, расположен- ных вдоль действия сжимающих или растягивающих усилий. / — предел прочности при растяжении; 2 — напряжения в мо- мент раскрытия трещин при растяжении; 3~ предел прочности при сжатии; 4, 5 и 6 — предел прочности при изгибе (4 — це- мент марки М400; 5 — М500; 6 — М300). я — напряжения в материале; у — содержание стекловолокна, % по весу. ния прочности стеклоцемента при изгибе в зависимости от возраста при влажных условиях затвердевания показан на рис. 4. Наиболее интенсивно прочность растет в первые 7—10 1о
суток; затем рост прочности постепенно замедляется, и после годичного возраста увеличение прочности незначительно. Стеклоцемент обладает высокой трещиностойкостью. На- пряжения, вызывающие образование микротрещин при растя- жении, достигают 80—90% предела прочности при растяже- нии, а относительное удлинение, соответствующее этим напря- жениям, достигает 0,9%. Благодаря послойному цементированию и тщательному Рис. 4. Изменение прочности стеклоцемента во времени (при изгибе). апч ~ предел прочности; Т — время. сквозных пор, что обеспечивает его высокую водонепроницае- мость. Испытания в течение 48 час. стеклоцементов КБ-1,КБ-1т и КБ-1к на основе различных стекловолокнистых материалов показали их полную водонепроницаемость при давлении до 2,5 атм. Стеклоцемент обладает также высокой устойчивостью про- тив действия морской воды. Он не горит, не гниет и не пора- жается микроорганизмами. Особый интерес представляет спо- собность стеклоцемента повышать прочность в результате многократного замораживания и оттаивания. В результате 50—60 циклов замораживания и оттаивания насыщенного во- дой стеклоцемента (испытания на морозостойкость) его 2 Бирюкович 17
прочность возрастает примерно на 20—30% и остается постоян- ной при испытаниях до 200 циклов. Стеклоцемент КБ-1 поддается механической обработке свер- лом, напильником, ножовкой для металла; хорошо обрабаты- вается на металлорежущих станках. Отметим некоторые осо- бые свойства и других видов стеклоцемента. Характерным свойством стеклоцемента КБ-2 является вы- сокая эластичность. Наличие латекса несколько удорожает его по сравнению с КБ-1, но зато придает ему такое необыч- ное свойство, как воздухопроницаемость при высокой водоне- проницаемости. Латекс в затвердевшем цементном клее обра- зует пористую структуру синтетического каучука. Если мате- риал находится в сухом состоянии, его поры открыты и проницаемы для воздуха, но как только стеклоцемент КБ-2 по- падает в воду, поры закрываются благодаря разбуханию син- тетического каучука, и материал приобретает водонепроницае- мость. Наличие пор в стеклоцементе КБ-2 придает ему низкую теплопроводность и на 25—30% снижает его объемный вес (по сравнению с КБ-1). Недостатком стеклоцемента КБ-2 является снижение проч- ности (иногда на 20—25%) при длительном пребывании в воде в результате размягчения латексной составляющей, причем после высыхания прочность стеклоцемента восстанавливается1. Атмосферная влага не оказывает вредного действия на его прочность. Учитывая указанные свойства стеклоцемента КБ-2, его целесообразно использовать для изготовления тех частей судна, от которых требуются наименьшие вес и теплопроводность, а также тех, которые не находятся длительное время в воде (палубы, надстройки, переборки, сиденья и т. п.). Стекло- цемент КБ-2 легко обрабатывается ножом, пилой по дереву, сверлом, рубанком; он легко шлифуется, приобретая блеск и красивую фактуру с прожилками стекловолокна. Характерной особенностью текстолитового стеклоцемента КБ-1т, изготовленного на густой стеклоткани, является то, что он достигает максимальной прочности не к тому моменту, когда глиноземистый цемент приобретает марочную прочность, т. е. не на третьи сутки, а значительно позже, — обычно не ранее 3—4 недель после изготовления. Стеклоцемент КБ-2т обладает такими же особенностями, что и стеклоцемент КБ-1т, но имеет меньший объемный вес и значительно эластичнее. Большим преимуществом стекло- цемента КБ-2т является хорошая обрабатываемость всеми ре- жущими инструментами. 1 Интересно в связи с этим отметить, что прочность такого распростра- ненного материала, как сосна, при намокании снижается в 2,5—3 раза, т. е. на 60—70%: 18
Стеклоцемент КБ-2к обладает теми же особенностями, что и КБ-Ik, но имеет меньший объемный вес и большую эластич- ность, а также лучше обрабатывается. § 3. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕКЛОЦЕМЕНТА Цементы. В стеклоцементном судостроении для приготов- ления цементного клея используются глиноземистые цементы: глиноземистый цемент, гипсоглиноземистый расширяющийся цемент, водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ). Применение портланд-цемента приводит к разрушению стекловолокнистой арматуры вследствие агрессивного действия щелочи, содержащейся в этом цементе. Однако в практике стеклоцементного судостроения известны случаи применения и портландских цементов, но при этом прибегают либо к за- щите стекловолокна щелочестойкими пленочными покрытиями, либо к использованию волокон большого диаметра (более 25 мк). Однако поскольку защита стекловолокна является ме- роприятием сложным и недостаточно эффективным, а исполь- зование незащищенных толстых волокон в сочетании с порт- ланд-цементом изучено недостаточно, рекомендуется применять глиноземистые цементы. Наиболее стабильными во времени показателями обладает стеклоцемент на основе гипсоглиноземистого расширяющегося цемента, поэтому ему и следует отдавать предпочтение. При использовании глиноземистого цемента (ГОСТ 969—41) для получения стеклоцемента с высокими и стабильными меха- ническими характеристиками стекловолокно следует покрывать защитным покрытием. Хорошие результаты дает покрытие во- локна этинолевым лаком (см. сборник «Катера и яхты» вып. 1). Глиноземистый цемент (ГОСТ 969—41)—быстро- твердеющее в воде и на воздухе высокопрочное вяжущее ве- щество. Основной процесс твердения глиноземистого цемента происходит в течение первых трех дней после затворения его водой. Лучше всего глиноземистый цемент твердеет во влаж- ной среде при температуре 15° С. Недопустимо твердение глино- земистого цемента при температуре более 25° С, так как это приводит к резкому снижению его прочности. Растворы и бе- тоны на глиноземистом цементе отличаются повышенной плот- ностью и водонепроницаемостью. По прочности в трехдневном возрасте глиноземистый цемент делится на три марки: 400, 500 и 600. Глиноземистый цемент может быть использован для судов, плавающих в пресной воде и в море. Изделия на глино- земистом цементе нельзя подвергать пропариванию. Глино- земистый цемент нельзя смешивать с обычным портланд-це- ментом. 2* 19
Гипсоглиноземистый расширяющийся це- мент — быстротвердеющее в воде и на воздухе вяжущее ве- , щество. Это самый лучший вид цемента для постройки стекло- цементных судов. Отличительными свойствами его являются быстрое нарастание прочности в первые сутки твердения и способность интенсивно расширяться при твердении в воде. 1 При затвердевании на воздухе (если в первые трое суток обес- ' печено интенсивное увлажнение) цемент не дает усадки и спо- собен даже увеличиваться в объеме, но несколько в меньшей степени, чем при затвердевании в воде. Свойство цемента рас- ширяться при затвердевании весьма ценно для судостроения, 1 так как такой цементный камень обладает высокой плотно- стью и водонепроницаемостью. s Линейное расширение образцов из гипсоглиноземистого це- мента на третьи сутки при твердении в воде составляет — 0,2—1%, при водо-воздушном твердении — 0,1%. Водонепрони- 1 цаемость образцов из гипсоглиноземистого цемента через сутки после изготовления — не менее 10 атм. Марки гипсо- < глиноземистого цемента в трехдневном возрасте: 300, 400 и 500. Начало схватывания не ранее 20 мин. В условиях повы- шенных температур (в пределах до 80° С) затвердевание клея на гипсоглиноземистом расширяющемся цементе ускоряется. Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент может быть использован для постройки судов, плавающих как в пресных водоемах, так и в море. Водонепроницаемый расширяющийся цемент * (ВРЦ) — быстросхватывающееся и быстротвердеющее вяжу- щее вещество. Отличительным свойством ВРЦ является спо- собность к расширению в процессе схватывания и затвердева- ния. Начало схватывания наступает через 4—5 мин. Линейное расширение цементного камня составляет: при воздушном ! твердении в возрасте 1 сутки — 0,05%, а в возрасте 28 су- ток— не менее 0,02%; при водном твердении в возрасте I 1 сутки — 0,5-н1%. Марка ВРЦ в 28-дневном возрасте — 500. Более 50% проч- ности ВРЦ приобретает в течение первых трех суток твердения. Образцы из чистого цемента и цементно-песчаного раствора обладают высокой водонепроницаемостью; уже через 6 час. S после изготовления они выдерживают давление 1 атм, а через сутки — свыше 5 атм. В стеклоцементном судостроении ВРЦ может быть исполь- зован только для некоторых работ, связанных с необходи- мостью создания повышенной плотности цементного клея, на- , пример, в местах заделки металлических деталей (шверт- колодца, болтов фальшкиля, болтов крепления фундамента двигателя и т. п.), а также при срочных ремонтных работах. Для полного изготовления корпусов стеклоцементных судов J 20
ВРЦ неудобен из-за его чрезмерно быстрого схватывания, что сильно затрудняет производство работ. Для замедления схва- тывания этого вида цемента в состав цементного клея можно вводить 0,3—0,5% пластификатора — сульфитно-спиртовой барды. Заводы поставляют цемент россыпью или в бумажных мешках весом нетто 50 кг. Полученный цемент до упот- ребления необходимо хранить в сухом месте, желательно в герметически закрытой таре; в противном случае марка це- мента быстро и значительно снижается в результате его частичной гидратации — химического соединения с влагой воздуха. Учитывая изложенные выше специфические свойства глино- земистых цементов, следует подчеркнуть, что необходимо строго соблюдать температурно-влажностный режим их за- твердевания, поскольку иначе прочность и водонепроницае- мость цементного камня будут низкими, и стеклоцемент ока- жется не пригодным для изготовления судна. Вода. Для затворения глиноземистых цементов можно при- менять обычную питьевую речную или озерную воду при ус- ловии, что она не содержит кислот, щелочей, масел и других вредных примесей. Промышленные, болотные и морские воды для затворения и поливки твердеющего цемента, как правило, не допускаются. Для изготовления клеев на глиноземистом це- менте нельзя применять воду, содержащую более 100 мг/л солей. Добавки. Для получения стеклоцемента КБ-2 в его состав вводится полимер — латекс. Латексы представляют собой водную эмульсию синтетических или натуральных каучуков и в зависимости от состава бывают различных марок. Для судостроительного стеклоцемента наиболее целесообразно ис- пользовать латекс марки ДВХБ-70, содержащий 75% воды и 25% сухого вещества — дивинила и винилденхлорида. По внешнему виду латекс представляет собой жидкость розовато- молочного цвета с запахом аммиака. Расход латекса для изготовления стеклоцемента может доходить до 50% от веса цемента. Для того чтобы при смешив вании с цементом латекс не коагулировал, т. е. не сворачи- вался подобно скисающему молоку, в его состав вводится так называемый стабилизатор. Стабилизатор состоит (% по весу) из 85% воды, 14% кислотного казеина и 1% кальцини- рованной соды. Чтобы не увеличивая водоцементное отношение облегчить работу с цементным клеем, сделать его более пластичным, вводят пластификаторы. Лучшим пластификатором яв- ляется сульфитно-спиртовая барда в жидком (КБЖ), твердое (КБТ) или порошкообразном (КБП) виде: 21
КБЖ (концентрат барды жидкий) — густая жидкость темно-коричневого цвета, отход при производстве гидролизного спирта или дрожжей; содержит в среднем 50% сухого ве- щества; КБТ (концентрат барды твердый) — твердый продукт, аморфная масса темно-коричневого цвета; содержит в сред- нем 80% сухого вещества. КБП (концентрат барды порошкообразный)—продукт светло-коричневого цвета; содержит в среднем 90% сухого вещества. Расход сульфитно-спиртовой барды составляет 0,15—0,25 кг на 100 кг цемента, вошедшего в состав клея. Избыток пласти- фикатора недопустим, так как он снижает прочность клея. Пластификатор растворяется в той воде, которая отмерена для затворения цемента. Стеклянное волокно. Вообще стеклянное волокно в зави- симости от его длины бывает непрерывное (длинное) и шта- пельное (короткое). Непрерывное стеклянное волокно изготов- ляется диаметром от 3 до 25 мк. Его получают только мето- дом вытягивания; по внешнему виду оно напоминает шелк. Для изготовления стеклоцемента пригодно только непрерыв- ное стеклянное волокно, а также стеклянные сетки из непре- рывного волокна и стеклянные ткани. По химическому составу все стекловолокнистые материалы должны быть бесщелоч- ными. Наиболее дешевыми видами изделий из стеклянного во- локна, применимыми для изготовления стеклоцемента, яв- ляются нетканые материалы и, в частности, жесткий холст, образованный из непрерывного или рубленого стеклянного во- локна длиной до 50 мм, склеенного синтетическими связую- щими (рис. 5). Для изготовления текстолитового стеклоцемента приме- няются тканые стеклосетки (рис. 6) и стеклоткани (рис. 7). В зависимости от переплетения нитей стеклоткани разделяются на полотно, сатин, саржу и пр. Для изготовления стекло- цемента практически пригодны почти все виды тканых стекло- волокнистых материалов, однако стеклоцемент высокого ка- чества получается на стеклотканях сатинового и полотняного переплетений. Самый прочный и в то же время самый дешевый стекло- цемент получается при использовании стеклянного волокна, не прошедшего текстильной переработки, т. е. не превращен- ного в сетки или ткани. Для этого используются срезы непре- рывного стеклянного волокна, выпускаемые заводами под на- званием «однонаправленное стекловолокно». Срезы получают перерезыванием намотанного на бобину пучка волокон. Сня- тый с бобины пучок волокон имеет длину 360—700 мм и более 22
(рис. 8). При растягивании пучка срезов поперек волокон I образуется нечто, подобное нетканой стеклосетке (рис. 9). Единственным недостатком этого вида стекловолокнистого ма- Рис. 5. Стекловолокнистый жесткий холст из рубленого волокна. Рис. 6. Тканая стеклосетка. » териала является нетехнологичиость: изготовление стекло- цемента на основе срезов волокна сложнее, чем при использо- * вании рулонных стеклосеток или стеклотканей. 23
Рис. 7. Стеклоткани: а — полотно; б — сатин; в — саржа; г—жгутовая ткань. 24
Эпоксидные клеи. Эпоксидные клеи применяются для из- готовления стеклопластоцемента. Для приготовления эпоксид- ных клеев используются эпоксидные смолы марок ЭД-5 (с от- вердителем) или ЭД-6 (с отвердителем и пластификатором). В качестве отвердителя, вводимого для отверждения смол при нормальной температуре, необходимо применять полиэти- ленполиамин, в качестве пластификатора — дибутилфталат. Эпоксидный клей на смоле ЭД-5 приготовляется следую- щим образом: в емкость вливают дозу смолы (100 вес. ч.), затем дозу отвердителя (8—10 вес. ч.) и тщательно перемеши- вают композицию. В таком виде клей готов к употреблению. Приготовление эпоксидного клея на смоле ЭД-6 несколько сложнее. Дозу (100 вес. ч.) предварительно подогретой до 50—60° С смолы вливают в емкость; затем туда же вливается доза пластификатора (20 вес. ч.), а после тщательного пере- мешивания и остывания композиции до 20—30° С — отверди- тель (8—10 вес. ч.) также с тщательным перемешиванием. Полученные эпоксидные клеи используются для работы при нормальной температуре и должны быть полностью 25
израсходованы в течение 1 — 1,5 час. с момента приготовления, так как они сильно загустевают и твердеют. Смолы можно окрашивать, вводя в них красящие пиг- менты еще до формования изделия, что позволяет обойтись Рис. 9. Стеклосеть, образованная растягиванием пучка срезов поперек волокон. Направление растягивания указано стрелкой. без трудоемкой операции последующей окраски готового изде- лия. Пигменты, применяемые для окрашивания смол, должны удовлетворять следующим требованиям: а) не реагировать со смолами и входящими в них компо- нентами; 26
б) хорошо окрашивать смолы, образуя устойчивые смеси; в) не влиять на физико-механические свойства пластика; г) быть свето-, тепло- и водостойкими; д) не изменять цвет под действием смолы и входящих в нее компонентов, а также под воздействием повышенных тем- ператур. Этим требованиям удовлетворяет ряд органических и ми- неральных пигментов, перечисленных в табл. 6. Количество вводимого пигмента обычно колеблется в пределах 3—5% от веса клея. Чтобы полностью укрыть стекловолокнистый материал и осветлить краситель (в тех случаях, когда это необходи- мо для получения нужного тона), к пигментам соответ- ствующего цвета добавляется двуокись титана. Для получе- ния белого цвета в эпоксид- ный клей вводят двуокись титана в количестве 5—8% к весу клея. Необходимо иметь в виду, что некоторые красители (на- пример, цинковые и литопо- новые белила) сильно замед- ляют процесс отверждения связующего. § 4. ИЗГОТОВЛЕНИЕ СТЕКЛОЦЕМЕНТА Процесс изготовления стеклоцемента заключается Таблица 6 Пигменты для окрашивания стеклопластика Пигменты Цвет стекло- пластика Двуокись титана (белила титано- вые) Белила цинковые М-ЗЦ, Б-3, Б-4 Желтый свето- прочный Фталоцианиновый зеленый Фталоцианиновый голубой Алый «Н» и «2С» Красный «Ж» Сурик железный Сажа газовая ка- нальная Сажа ламповая Белый Слоновая кость Лимонный Зеленый Синий Я рко-красный (алый) Красный Кирпично- красный Шаровый Черный в приготовлении цементного клея, укладке слоев стекловолокна (или стеклоткани) и по- слойном цементировании — пропитывании цементным клеем. Изготовление стеклоцемента может осуществляться контактным способом — с ручной укладкой стеклянного волокна и его пропи- тыванием вручную, а также механизированными способами. Приготовление цементного клея. Для постройки стеклоце- ментного судна может быть использован один из следующих видов цементных клеев: бездобавочный, пластифицированный, полимерцементный (латексцементный). Цементный клей сле- дует приготовлять в растворомешалках, в которых происходит равномерное смешивание всех составляющих. Для этой цели можно использовать обычные растворомешалки небольшой 27
емкости для приготовления строительных растворов (например, С-50 и С-334 емкостью по 80 п или лабораторную пенобетоно- мешалку емкостью 30 л). Если готовой растворомешалки нет, ее легко изготовить в любой механической мастерской. Кон- струкция простейшей растворомешалки приведена на рис. 10. Время, затраченное на изготовление растворомешалки, полно- стью окупится при изготовлении судна, а кроме того, будет гарантировано хорошее качество цементного клея. В крайнем случае, цементный клей можно приготовить в металлической посуде или деревянном корыте, тщательно перемешивая смесь вручную — совками, кельмами или лопа- Таблица 7 Состав (вес. ч.) пластифицированных цементных клеев Материал Вариант состава I II III Цемент 100 100 100 Вода 35 35 35 Пластификатор (сульфитно-спир- товая барда): КБЖ 0,40 КБТ — 0,25 — КБП — — 0,22 тами — до получения сме- танообразной массы рав- номерной консистенции. Количество приготов- ляемого за один раз клея зависит от того, сколько человек будет работать. Обычно на одного чело- века следует приготов- лять не более 8—10 кг клея на обычном цементе и 3—4 кг на быстросхва- тывающемся. Без добавочный цементный клей является основным видом клея для постройки стеклоцементных судов и может быть использован для изготовления всех видов судовых конструкций. Порядок ра- бот по приготовлению клея следующий. Надо отвесить дозу це- мента и всыпать ее в растворомешалку или сосуд для при- готовления раствора, отмерить дозу воды (45—50 вес. ч. на 100 вес. ч. цемента), влить ее и перемешивать до получения однородной сметанообразной массы. Пластифицированный цементный клей (табл. 7) также может быть использован для изготовления любых частей стеклоцементного судна. По сравнению с бездобавочным, пластифицированный цементный клей обладает большей пла- стичностью и поэтому более удобен в работе. При выборе типа цементных клеев следует отдавать предпочтение пластифициро- ванному цементному клею. Приготовляется он, как и бездобавочный цементный клей, с той лишь разницей, что в воде, предназначенной для затво- рения цемента, заранее растворяется необходимое количество пластификатора — сульфитно-спиртовой барды. Полимерцементный (латексцементный) клей, пред- назначенный для изготовления легкого и эластичного стекло- 28
400 <43 ООН Рис. 10. Растворомешалка емкостью 30 л для приготовления цементного клея и раствора, станина; 2 — барабан; 3— рукоятка для опрокидывания барабана; 4 — ручка для вращения вала с лопастями; 5 — лопасти; 6 — стопор; 7 — гнездо стопора. 29
цемента КВ-2, обладает высокой атмосферостойкостью и стой- костью к периодическому действию пресной или морской воды. В судостроении латексцементные клеи получили широкое при- менение для покрытия палуб стальных судов; они предохра- няют металл настила от коррозии и перегрева солнцем и одно- временно являются удобным и легким нескользящим покры- тием. Приготовление латексцементного клея начинают с приго- товления стабилизатора. Отвешенные количества казеина и соды всыпают в сосуд и заливают соответствующим количе- ством воды, нагретой до температуры 70—80° С. Смесь подо- гревают до температуры не выше 70° С до полного растворе- ния казеина. Охлажденный стабилизатор готов к употребле- нию; срок его хранения 4—5 дней. Стабилизатор (10 вес. ч.) смешивают с латексом ДВХБ-70 (34 вес. ч.) и тщательно перемешивают. В полученную смесь небольшими порциями вводят цемент (56 вес. ч.) при непре- рывном перемешивании. В первые минуты смешивания латекс- цементный клей сильно густеет, а затем приобретает сметано- образную консистенцию. Приготовленный латексцементный клей должен быть использован в течение 20—30 мин., т. е. до начала схватывания цемента. Изготовление стеклоцемента контактным методом. При ис- пользовании контактного метода укладка волокна и цементи- рование при изготовлении всех видов стеклоцемента принци- пиально одинаковы. Срезы стекловолокна, стеклосетка или стеклоткань уклады- ваются слоями на форму будущего изделия и послойно (каж- дый слой в отдельности) проклеиваются цементным клеем. Тщательно перемешанный цементный или полимерцементный клей наносится кистью или пневморазбрызгивателем с после- дующим уплотнением каждого слоя торцом кисти или щетки. Щетки для этой цели следует употреблять жесткие (например, капроновые щетки-сметки или волосяные щетки с короткой жесткой щетиной). Визуально контролировать количество це- ментного связующего можно следующим образом: все волокна должны быть покрыты клеем, но в то же время должны рель- ефно проступать сквозь него. Избыток клея недопустим. Толщина одного слоя стеклоцемента в зависимости от типа стекловолокнистого материала составляет 0,4—1,2 мм. Тре- буемая толщина изделия достигается укладкой соответствую- щего количества слоев стеклоцемента. Если укладку всех слоев стеклоцемента за один прием выполнить нельзя, следует уло- женные слои укрыть влагонепроницаемой пленкой (например, полиэтиленовой) или мокрой ветошью и следить, чтобы она не высыхала, пока не возобновятся работы; перед укладкой сле- дующих слоев после перерыва поверхность изделия пеобхо- 30
димо хорошо увлажнить (увлажнять до тех пор, пока вода не перестанет впитываться в стеклоцемент) и покрыть тонким слоем цементного клея. После укладки последнего слоя поверхность стеклоцемента КБ-1 и КБ-2 тщательно заглаживается при помощи кисти или эластичного резинового шпателя. При изготовлении стеклоце- мента на глянцевой поверхности он приобретает красивую фа-ктуру с зеркальным блеском и прожилками волокон. При изготовлении композитного стеклоцемента типа КБ-1к или КБ-2к на форму укладывается слой стеклоткани, покры- ваемый тонким слоем цементного или полимерцементного клея. Затем на эту ткань укладывается стеклоцемент КБ-1 или КБ-2, а после укладки и пропитывания всех слоев срезов волокон — последний верхний слой стеклоткани, предварительно покры- тый цементным клеем с той стороны, которой он соединяется со слоями срезов. Этот слой стеклоткани тщательно разглажи- вают руками или тампоном из пакли во избежание образова- ния воздушных пузырей, а затем покрывают последним слоем водоцементного или полимерцементного клея. При изготовлении текстолитового стеклоцемента КБ-1т особенности работы следующие. На форму укладывается стек- лоткань, и на ее поверхность наносится тонкий (не толще са- мой ткани) слой цементного клея. Следующий слой стекло- ткани (предварительно ткань раскатывают рядом с формой) покрывают таким же слоем цементного клея, затем поднимают ткань и той стороной, которая покрыта клеем, укладывают на первый слой ткани. Каждый уложенный слой ткани тщательно разглаживают во избежание появления воздушных пузырей и образования складок и покрывают цементным клеем; все последующие слои ткани укладывают точно так же, как вто- рой слой был уложен на первый. После того как все слои уло- жены и изделие затвердело, его снимают с формы и внутрен- нюю сторону, т. е. ту сторону изделия, которая касалась формы, покрывают цементным клеем. В процессе изготовления стеклоцементной конструкции мо- жет возникнуть необходимость создать какое-либо местное утолщение (например, утолщение по килю, форштевню, бур- тику, для устройства фундамента и т. п.). Такие утолщения удобно выполнять из прядей стекловолокна, смоченных в це- ментном клее, следующим образом. Пучок срезов волокон слегка расправляют с тем, чтобы волокна отделились одно от другого, и опускают в сосуд с водоцементным или полимер- цементным клеем. Волокно тщательно пропитывается клеем, а затем отжимается и укладывается в изделие. Требуемая толщина достигается или за один раз или путем посте- пенного наклеивания пропитанных цементным клеем прядей волокон. 31
Из различных методов механизированного изготовления стеклоцемента для формования судовых конструкций наиболее приемлемы метод напыления и метод наматывания. Метод напыления на форму. Метод напыления компонен- тов стеклоцемента заимствован из технологии производства стеклопластиков. На форму при помощи специального напы- лителя наносят рубленый стекложгут, смачиваемый цементным клеем. Для этой цели используется модернизированная уста- новка УНС-1 (рис. 11). Разматываемый с бобины стекложгут при выходе из сопла напылителя нарезается на отрезки длиной Рис. 11. Общий вид рабочего органа напыляющей установки УНС-1 60—120 мм, которые сразу же подхватываются струей сжатого воздуха и наносятся на форму. Одновременно под давлением через набрызгивающее устройство подается цементный клей, который также наносится на форму и пропитывает стеклово- локно. Подача сжатого воздуха к установке обеспечивается двумя компрессорами типа 0-39 или 0-22, из которых один работает на распушивание и напыление стекловолокна, а вто- рой— на подачу цементного клея. В заводской комплектации установка УНС-1, предназначен- ная для изготовления стеклопластиков, непригодна для изго- товления стеклоцемента. Модернизация ее заключается в том, что, кроме периферийной подачи воздуха для распушивания волокна, напыляющая головка снабжается трубкой с цент- ральной подачей струи воздуха. Благодаря этому, распуши- ваясь, волокно с большой скоростью выбрасывается из во- ронки напылителя и наносится как на горизонтальные, так и 32
на вертикальные поверхности. Смонтированные на этой уста- новке два бачка емкостью по 20 л и два пистолета-набрызги- вателя для нанесения смолы заменяются установкой С-562, предназначенной для нанесения жидкой шпаклевки. Применение модернизированной установки УНС-1 позволяет повысить производительность труда при изготовлении стекло- цемента в 8—10 раз, по сравнению с работой вручную. Недо- статком метода напыления является то, что при недостаточном навыке работы с напылигелем возможны нарушения равно- мерности толщины полученного слоя стеклоцемента, а эго Рис. 12. Общий вид машины УУС-1 для изготовления стеклоце- мента методом наматывания. отрицательно сказывается на прочности материала. Кроме того, небольшая длина стеклянных нитей и их хаотическое располо- жение также приводят к некоторому понижению прочности, по сравнению с таким стеклоцементом, в котором волокна рас- положены только в одном или двух направлениях. Методом напыления можно не только изготовлять плоские стеклоцементные листы, но и полностью отформовывать кор- пус. Из плоских стеклоцементных листов можно изготовлять суда сборной конструкции методом гибки листов в затвердев- шем состоянии. Метод наматывания. Вторым методом механизированного изготовления стеклоцемента является метод наматывания при помощи машины1 УУС-1 (универсальная установка для про- изводства стеклоцемента), показанной на рис. 12. 1 Машина УУС-1 разработана институтом Укргипроводхоз и трестом Киеворгтехстрой Главкиевстроя. Экспериментальная и опытно-промышлен- ная установка УУС-1 эксплуатируется в экспериментальном цехе стекло- цемента Главкиевстроя в г. Киеве. 33
'На машине УУС-1 могут быть изготовлены цилиндрические изделия, а также плоский лист или изделия, изогнутые в одной плоскости. Для судостроения представляет интерес возмож- ность изготовления на этой машине плоского листа любой тол- щины с равномерным расположением волокон по толщине. Для изготовления стеклоцемента на этой машине могут быть использованы различные стекловолокнистые материалы: рулонные (стеклоткани, стеклосетки и т. п.), непрерывная Рис. 13. Конструктивная схема машины УУС-1 для изготовления стек- лоцемента методом наматывания. /наматывающий барабан; 2 — стеклоцемент; 3 — прижимной вал; 4 — резино- вая полоса, выравнивающая поверхность стеклоцемента; 5 — вал с резиновыми лопастями для нанесения цементного клея на наматывающий барабан; 6 — ванна с цементным клеем; 7 — пучок стекловолокна, растягиваемый в стеклосеть; 8 — стеклосеть. стеклонить, стекложгут, а также один из самых дешевых стек- ловолокнистых материалов — срезы однонаправленного стекло- волокна диаметром 15—30 мк (с водным замасливателем или без замасливателя) длиной 2,5—3 м. При использовании срезов непрерывная сетка вытягивается из пучка срезов и наматывается на барабан (рис. 13). Анало- гично с рулона на барабан может сматываться стеклоткань, стеклосетка или (с бобин) любое количество отдельных нитей либо жгута. По мере наматывания стекловолокна снизу на барабан машины непосредственно из ванны эластичными ре- зиновыми лопастями наносится цементный клей. Избыток клея удаляется отжимными устройствами, которые одновре- менно уплотняют и заглаживают поверхность каждого слоя. После укладки требуемого количества слоев стеклоцемента образовавшуюся трубу разрезают (в сыром состоянии) по 34
образующей барабана, снимают с него и разворачивают в лист. Для получения ровного плоского листа сырой стекло- цементный лист укладывают на гладкую горизонтальную плоскость, где и выдерживают до полного затвердевания. Если необходимо получить криволинейное изделие, сырой стек- лоцементный лист укладывают на соответствующую форму и прикатывают валиками или разглаживают жесткими щет- ками. Размеры получаемого на машине УУС-1 стеклоцементного листа, а также производительность самой установки зависят от диаметра и длины наматывающего барабана. На опытно- промышленной установке УУС-1, работающей на Корчеватском стройкомбинате в г. Киеве, при диаметре барабана 0,5 м и длине 2 м получают в час 12 м2 стеклоцементного листа тол- щиной 10 мм. При увеличении диаметра барабана до 2 м (при той же длине) производительность повышается до 20— 25 м2!час. Достоинствами метода наматывания на машине УУС-1 яв- ляются: а) возможность изготовления изделий различных типов из снятых с барабана листов в сыром состоянии; б) возможность организации технологического потока, обес- печивающего высокую производительность; в) возможность использования наиболее дешевого вида стекловолокна — однонаправленного стекловолокна в виде срезов; г) простота и надежность способа нанесения цементного клея. д) возможность точного учета содержания волокна в стек- лоцементе и направленность всех волокон, чем обеспечивается стабильность прочностных характеристик стеклоцемента. Стеклоцемент, полученный методом наматывания, является наиболее прочным при растяжении и изгибе. Стеклоцемент, изготовленный на машине УУС-1, целесооб- разно применять для изготовления судовых корпусов, формуе- мых из сырого стеклоцементного листа на пуансоне, или кор- пусов сборной конструкции из плоских затвердевших листов с последующей их гибкой. Для получения высококачественного стеклоцемента необхо- димо строго придерживаться изложенных выше технологиче- ских условий. Изготовление стеклопластоцемента. Стеклопластоцемент мо- жет быть изготовлен двумя способами: при затвердевшем стеклоцементе и при незатвердевшем стеклоцементе. Первый способ заключается в том, что слой стеклопластика наносят на существующий стеклоцементный корпус судна. При этом работы производятся в следующем порядке. Поверхность 35
стеклоцемента тщательно очищают; затем кистью наносят на нее эпоксидный клей, на слой которого укладывают стекло- ткань или другой стекловолокнистый материал. Стеклоткань тщательно прикатывают резиновыми валиками или приторцо- вывают жесткими кистями так, чтобы под тканью не осталось воздушных пузырей. При необходимости может быть уложено несколько слоев стеклоткани с тщательным проклеиванием каждого слоя эпоксидным клеем. Поверхность последнего (на- ружного) слоя стеклоткани покрывается эпоксидным клеем с пигментами и тщательно заглаживается. При нормальной температуре (20—25° С) нанесенный слой стеклопластика за- твердевает в течение суток и надежно склеивается с поверх- ностью стеклоцемента. При втором способе слой стеклопластика наносится при изготовлении стеклоцементного изделия. Если изготовление корпуса судна производится в матрице, ее поверхность покры- вают разделительным слоем во избежание приклеивания к ней стеклопластика. Лучше всего использовать для этой цели во- сковую скипидарную мастику, которая применяется для нати- рания полов, или расплавленный парафин. Мастику или пара- фин наносят кистями так, чтобы не оставалось непокрытых мест и в то же время была обеспечена гладкая поверхность. На подготовленную таким образом матрицу кистью наносят эпоксидный клей с пигментами, а затем на клей укладывают стекловолокнистый материал с тщательной приторцовкой или прикатыванием для удаления воздушных пузырей. Поверх слоя стекловолокнистого материала наносят еще один слой эпок- сидного клея, сразу после чего еще по незатвердевшему эпок- сидному клею наносят цементный клей и начинают процесс изготовления обычного стеклоцемента. Стеклопластоцементное изделие может быть вынуто из мат- рицы через 2—3 дня после изготовления. Если стеклопластоцементное судно изготовляется не в мат- рице, а на пуансоне и необходимо, чтобы его наружная поверх- ность была покрыта слоем стеклопластика, работы ведутся в порядке, обратном вышеизложенному. На пуансоне выпол- няется необходимое количество слоев стеклоцемента, а затем (не ранее чем через 3—5 час. после нанесения последнего слоя стеклоцемента) на стеклоцемент укладывается стекло- пластик, причем работы ведутся так же, как и при нанесении стеклопластика на поверхность давно затвердевшего стекло- цемента. Выдержка в течение 3—5 час. необходима для того, чтобы цементный клей успел схватиться до нанесения эпоксид- ного клея. В противном случае при нанесении эпоксидного клея, который обладает большой вязкостью, кистью будет стя- гиваться незатвердевший стеклоцемент, что будет нарушать структуру материала. 36
При нанесении стеклопластика на незатвердевший стекло- цемент отпадает необходимость в специальном уходе за стекло- цементом, так как стеклопластик предохраняет его от высыха- ния и создает благоприятные условия для затвердевания це- мента сразу после изготовления изделия. ГЛАВА II АРМОЦЕМЕНТ § 5. СВОЙСТВА АРМОЦЕМЕНТА Армоцемент — конструкционный материал, состоящий из не- скольких слоев стальной тканой сетки, замоноличенных мел- козернистым цементно-песчаным бетоном. Для изготовления армоцемента применяются стальные сетки из проволоки диамет- ром 0,5—1 мм с ячейками 3—10 мм. Мелкозернистый бетон со- стоит из цемента, воды и песка; такой бетон называют также цементно-песчаным бетоном или цементным раствором. Армоцемент обладает достаточно высокими прочностными характеристиками и хорошо противостоит ударным нагрузкам. При сильных ударах в обшивке судна возникают лишь мелкие трещины и местные деформации, которые легко устраняются заделкой поврежденных мест цементным раствором. Опыт армоцементного судостроения показывает, что для по- лучения армоцемента с повышенной упругостью и растяжи- мостью без образования трещин необходимо, чтобы количество проволочных сеток составляло не менее 400—500 кг на 1 м3 бетона — по данным известного итальянского инженера Нерви или не менее 300 кг — по данным советских исследователей.1 Коэффициент удельной поверхности Ауд. п, характеризующий на- сыщение армоцемента арматурой, для судостроительного армо- цемента составляет 2—3 сж2/сж3. Чем гуще и равномернее рас- положена арматура и чем тоньше проволока арматурных сеток, тем выше прочность и упругость армоцемента. Благодаря тому, что мелкозернистый бетон при интенсивном насыщении его стальными сетками приобретает трещиностой- кость, армоцемент обладает повышенной водонепроницаемостью, высокой сопротивляемостью удару, вибрации, и динамическим нагрузкам. Влияние проволочных сеток на упругость и дефор- мативность раствора в наибольшей степени проявляется при 1 Для сравнения отметим, что в обычном железобетоне на 1 л<3 бетона в среднем расходуется 100—150 кг стальной арматуры. 37
толщине защитного слоя, не превышающей 3 мм (рис. 14). Увеличение толщины защитного слоя снижает эффективность армирования сетками, однако уменьшение его толщины менее 2 мм также недопустимо, поскольку может начаться коррозия Рис. 14. Структура армоцемента. 1 — пакет из нескольких слоев стальных тканых сеток; 2 — защитный слой из це- ментного раствора толщиной 2—3 мм. арматуры. Механические характеристики армоцемента зависят и от ка- чества цементно-песчаного раствора. Способность бетона (рас- твора) воспринимать растягивающие напряжения тем больше, чем больше поверхность сцепления арматуры с бетоном. Это свойство и используется в ар- моцементе. Рассматривая часть армо- цементной обшивки судна пло- щадью 1 м2 при толщине 1 см, армированную различными сет- ками, можно получить различ- ные показатели расхода стали на 1 м3 армоцемента при од- ном и том же /Суд. п = 2,5 см2/см3 (табл. 8). Имея равные коэф- фициенты удельной поверхно- сти арматуры армоцементы при всех рассмотренных в таб- лице вариантах армирования будут обладать равной трещн- ностойкостью и растяжимо- стью. Использование сеток №5 и 7 дает возможность получить армоцемент с самым малым расходом стали (330 и 320 кг/м3), что выгодно по экономическим соображениям; в то же время Таблица 8 Сравнительные данные по расходу стальных сеток различных номеров на изготовление армоцемента с одинаковым коэффициентом удельной поверхности арматуры *уд. П = 2>5 ГЛ2/СЛ3 № стальной сетки (ГОСТ 3826—47) Диаметр прово- локи, мм Количество стержней на 1 м, шт. Количество слоев сетки при толщине армоцемента 1 см, шт. Расход стали, кг/м3 5 0,7 175 3 330 7 0,7 130 4 320 8 0,7 115 5 350 10 1,0 91 4 400 12 1,2 76 4 560 38
этот армоцемент имеет наименьший объемный вес. Использо- вание сетки № 12 позволяет получить наиболее прочный при растяжении, но в то же время и самый тяжелый армоцемент (расход стали 540 кг/м3'). В зависимости от расхода стали на 1 м3 объемный вес армо- цемента составляет 2,6—2,8 т/м3. Рис. 15. Изменение предела прочности армоцемента в за- висимости от коэффициента удельной поверхности арма- туры. / — растяжение; 2 — изгиб. Поскольку увеличение прочности при растяжении происхо- дит пропорционально повышению содержания арматуры, меха- нические характеристики армоцемента можно изменять, изме- няя тип сеток и их количество (рис. 15). В табл. 9 приведены основные нормативные механиче- ские характеристики армоцемента. За нормативные напряжения при растяжении (в том числе растяжении при изгибе) приняты напряжения, соответствующие раскрытию трещин на величину 0,01 мм при толщине защитного слоя 2 мм; при сжатии (в том числе сжатии при изгибе)—напряжения, равные призменной прочности цементно-песчаного бетона. Допускаемые напряжения назначаются как некоторая доля нормативных сопротивлений 39
согласно указаниям табл. 10. Прочность конструкции считается обеспеченной, если суммарные напряжения не превосходят ве- личин допускаемых напряжений. Таблица 9 Таблица 19 Нормативные характеристики армоцемента на основе раствора марки 400, армированного ткаными стальными сетками с Куд п = 2 см^см? Вид напря- женного со- стояния Норматив- ное сопро- тивление Модуль I упругости кг/ ~м2 Растяжение 65 5-Ю4 Сжатие 320 2-Ю3 Растяжение 120 5-104 при из- гибе Сжатие при 320 1,5-Ю5 изгибе Скалывание 65 — Срез 100 — Примечания. 1. При применении раство- ра марки 500 значения норматив- ных характеристик увеличиваются на 10%. 2. При увеличении КУД. П на 0,5 см^см3 значения норматив- иых сопротивлений увеличива- ются иа 5%; При ЭТОМ Аут п ие должно превышать 3 сдЦсл3. Нормы допускаемых напряжений для армоцемента в долях от нормативных сопротивлений (табл. 9 и 10 — по данным исследователей-судостроителей) Расчетные нагрузки Достижение нор- мальными напря- жениями пре- дельной величины Дости- жение глав- ными растяги- ваю- щими напря- жениями предель- ной ве- личины Элементы, участвую- щие в общей и мест- ной прочности, а также сжатые Элементы, участвую- щие только в мест- ной прочности (кроме сжатых) Постоян- ные Постоян- ные и слу- чайные, а также одни слу- чайные Аварийные 0,65 0,75 0,85 0,75 0,80 0,90 0,55 0,65 0,70 § 6. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АРМОЦЕМЕНТА Цементы. Для постройки армоцементных судов используют силикатные цементы. К группе судостроительных силикатных цементов относится портланд-цемент и его разновидности: пла- стифицированный, гидрофобный, быстротвердеющий (БТЦ), сульфатостойкий портланд-цементы и портланд-цемент с уме- ренной экзотермией. Портланд-цемент (ГОСТ 10178—62)—гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе. По проч- ности в 28-дневном возрасте портланд-цемент делится на марки: 250, 300, 400, 450 и 500. Портланд-цемент обладает высокой устойчивостью к замораживанию и оттаиванию, переменному увлажнению и высыханию. Стандартами предусматривается 40
возможность применения портланд-цемента только для службы в пресной воде, однако, как показывает практика, высококаче- ственный плотный водонепроницаемый бетон способен неогра- ниченно долго находиться в морской воде без снижения прочности. Оптимальными для затвердевания портланд-цемента усло- виями являются высокая влажность и температура не ниже 15° С. Чем выше температура окружающей среды (при наличии влаги), тем быстрее происходит процесс затвердевания; сниже- ние температуры приводит к его замедлению, а при темпера- туре ниже 5° С затвердевание прекращается. Пластифицированный портл анд-цемент (ГОСТ 10178—62)—отличается от портланд-цемента тем, что при из- готовлении в него вводится 0,15—0,25% (в пересчете на сухое вещество) пластификатора — сульфитно-спиртовой барды. Ис- пользуя пластифицированный портланд-цемент, можно получать пластичный раствор без дополнительного введения пластифика- тора. Этот вид цемента имеет те же марки и область приме- нения, что и обычный портланд-цемент. Гидрофобный портланд - цемент (ГОСТ 10178—62)—отличается от портланд-цемента пониженной ги- гроскопичностью, что очень ценно при хранении и перевозке в неблагоприятных условиях, а также способностью придавать растворам повышенную подвижность и. удобоукладываемость (затвердевшим растворам — повышенную морозостойкость). Об- ласть применения и марки те же, что и обычного портланд- цемента. Б ы с т р от в е р д е ю щ и й портланд-цемент (БТЦ по ГОСТ 10178—62)—отличается от обычного более интенсив- ным ростом прочности; марочную прочность он приобретает в 3-дневном возрасте. Выпускается БТЦ марки 350. Область применения его та же, что и обычного портланд-цемента. Сульфатостойкий портланд-цемент (ГОСТ 10178—62)—имеет повышенную сульф атостойкость и понижен- ную экзотермию1 при замедленной интенсивности твердения в начальные сроки. По прочности в 28-дневном возрасте де- лится на марки: 250 и 300 (по ГОСТ 970—61 делится на марки: 300, 400, 500 и 600). Предназначается для изготовления кон- струкций, работающих в пресной и морской воде при одновре- менном систематическом попеременном увлажнении и высыха- нии или замораживании и оттаивании. Портланд-цемент с пониженной экзотермией (ГОСТ 10178—62)—обладает пониженной экзотермией и не- сколько повышенной сульфатостойкостью. По прочности 1 Экзотермия — химическая реакция, сопровождающаяся выделением тепла. 41
в 28-дневиом возрасте делится на марки: 250 и 300. Предназна- чен для изготовления конструкций, работающих в условиях си- стематического замораживания или оттаивания в пресной или слабо минерализованной воде. При тщательном выполнении ра- бот, гарантирующем высокую плотность и водонепроницаемость бетона, может работать в морской воде. Портланд-цемент для производства асбе- стоцементных изделий (ГОСТ 9835—61)—обладает теми же свойствами и имеет ту же область применения, что и обычный портланд-цемент. По прочности в 28-дневном возрасте делится на марки: 500 и 600. Песок. Добавка песка сокращает расход цемента и одно- временно снижает усадку, исключая тем самым возможность образования трещин в затвердевшем растворе. Однако чрезмер- ное количество заполнителя — песка — ведет к снижению проч- ности и других качеств раствора. Практикой армоцементного судостроения установлено оптимальное весовое соотношение цемент/песок= 1/1 -н 1/1,4. Природные пески могут быть кварцевые, полевошпатные, известковые, туфовые, пемзовые, диатомитовые. Наиболее при- годны для армоцементного судостроения природные кварцевые пески, обладающие большой прочностью и морозостойкостью. Другие виды песков обладают пониженной прочностью и повы- шенной растворимостью в агрессивных водах. Лучшим видом кварцевого песка является такой, который состоит из зерен остроугольной формы. Пески, имеющие зерна окатанной формы, сцепляются с цементом хуже. Песок для судостроительного раствора не должен содер- жать вредных примесей. Вредными примесями, понижающими прочность раствора, являются органические вещества (например, остатки корней растений) и глинистые пылевидные примеси. Наличие пылевидных фракций снижает сцепление цементного камня с зернами песка, поэтому не рекомендуется использовать овражные пески. Крупные промытые речные пески являются хорошим заполнителем для растворов, предназначенных для по- стройки армоцементных судов. Вода. Вода в цементном растворе выполняет двоякую роль. С одной стороны, она является необходимым реагентом, обеспе- чивающим протекание реакции затвердевания раствора, а с дру- гой— придает цементному раствору определенную пластичность, которая необходима для того, чтобы цементный раствор обла- дал удобоукладываемостью. Для достижения пластичности раствора воды приходится добавлять больше, чем это необхо- димо для протекания химических процессов твердения цемента. Вместе с тем избыток воды в цементном растворе приводит к снижению прочности бетона. Потребное количество воды для цементного раствора определяется в зависимости от количества 42
цемента. При изготовлении армоцементных судов оптимальным является В/Ц = 0,35 0,45. На качество раствора большое влияние оказывает качество применяемой для затворения воды. Раствор можно затворять обычной питьевой речной или озерной водой при условии, что она не содержит кислот, щелочей, масел и других вредных при- месей. Применение промышленных и болотных вод для затво- рения п поливки твердеющего раствора, как правило, не допу- скается. Морская вода может быть использована для затворе- ния силикатных цементов, однако ее применение мо- жет вызвать образование на поверхности соляных пя- тен, которые портят внеш- ний вид судна. Пластификаторы. Це- ментный раствор должен обладать определенной пла- стичностью, или, как гово- рят, удобоукладываемостью. Пластичный раствор, в про- тивоположность непластич- ному, или жесткому, хоро- шо проникает между ячей- ками арматурной сетки и тем самым создает плот- ную структуру материала. Жесткий раствор хуже про- никает между густыми сло- ями стальной сетки, в ре- зультате чего в материале Рис. 16. Стальная тканая сетка — арма- тура армоцемента. могут образовываться раковины и пустоты, которые значительно снижают прочность армоцемента. Пластичность раствора можно повысить двумя способами: увеличением количества воды или вводом в состав раствора специальных пластифицирующих добавок. Добавка пластифи- каторов дает значительно лучшие результаты, чем увеличение водоцементного отношения, не только придавая цементным растворам пластичность, но и, что очень важно, увеличивая их морозостойкость. Так же, как для стеклоцемента, в качестве пластификатора для раствора в армоцементном судостроении применяется суль- фитно-спиртовая барда во всех ее разновидностях. Арматура. Для постройки армоцементных судов в качестве арматуры применяется тканая стальная сетка (рис. 16) с ячей- ками 3,2 -4-10 мм (ГОСТ 3826—47) из мягкой проволоки диа- метром 0,46—1,0 мм (ГОСТ 3282—46). Пружинная сетка для изготовления армоцемента не пригодна. 43
Стальные тканые сетки выпускаются заводами в виде ру- лонов площадью в среднем 30 м2. Для защиты от коррозии сетка бывает покрыта минеральным маслом, которое необхо- димо удалять перед ее употреблением для изготовления армо- цемента. Слой жира, находящийся на арматуре, ухудшает ее сцепление с цементным раствором, так как жировой слой об- разует пленку, которая не позволяет затвердевшему раствору плотно обжать каждую проволочку сетки. Самым простым спо- собом очистки сетки от масла является выдержка в течение некоторого времени под откры- тым небом. Для ускорения очи- стки сетки применяют также обработку струей пара, опо- ласкивание в ванне с раство- рителем (керосином или бен- зином), кипячение в слабом растворе соды. Во избежание коррозии очи- щенную от смазки сетку надо сразу же использовать. Попа- дая в цементный раствор, стальная сетка уже не корро- дирует, так как щелочная сре- да цементного раствора слу- Рис. 17. Ножницы с возвратной пру- жит очень хорошей защитой жннои' стали от коррозии. Опыт экс- плуатации железобетонных и армоцементных конструкций показал, что в портланд-цемент- ных бетонах коррозия стальной арматуры не наблюдается. Резка стальной сетки производится ножницами. Очень удобно работать ножницами, имеющими возвратную пружину, которая их открывает (рис. 17). § 7. ИЗГОТОВЛЕНИЕ АРМОЦЕМЕНТА Изготовление армоцемента разделяется на три основные операции: армирование, приготовление цементного раствора, бе- тонирование. Армирование. Процесс армирования заключается в укладке сеток на опалубку (если работы ведутся с применением опа- лубки) и связывании сеток в общий арматурный пакет. Если работы ведутся без применения опалубки, сетку крепят к сталь- ному каркасу будущей конструкции (набору судна) вязальной проволокой. Все слои сетки связывают вместе вязальной про- волокой. Приготовление раствора. Приготовление раствора начи- нается со смешивания песка и цемента (насухо); затем добав- 44
ляется необходимое количество воды. Перемешивание длится обычно 3—5 мин. до получения однородной массы. Раствор целесообразно приготовлять в количестве, которое может быть использовано в течение 30—40 мин. с момента за- творения. Раствор, не использованный в течение этого времени, начинает схватываться, что очень усложняет работу и снижает качество материала. Для постройки армоцементных судов применяется цемент- ный раствор с добавкой пластификатора (пластифицированный) или без нее (бездобавочный). Б е з д о б а в о ч н ы й цементный раствор (табл. 11) является основным видом раствора и большинство армоцемент- ных судов построено именно на этом растворе. Бездобавочный цементный раствор может быть использован для изготовления всех судовых конструкций, включая обшивку, переборки, палубу и т. п.; он обладает высокой прочностью и достаточной водоне- проницаемостью при тщательном нанесении его на арматурную сетку. Таблица 11 Состав (вес. ч.) бездобавочных и пластифицированных цементно-песчаных растворов Материал Бездоба- вочный раствор Пластифицированный раствор I II III Цемент 100 100 100 100 Вода Песок: 40—45 30 30 30 для частей судна, на- ходящихся под не- посредственным дей- ствием воды 100—140 100—140 100—140 100—140 для палубы, над- стройки, переборок Пластификатор (сульфит- но-спиртовая барда): 140—180 140—180 140—180 140—180 КБЖ — 0,40 — — КБТ — —.- 0,25 КБП — — — 0,22 Недостатком бездобавочного цементно-песчаного раствора является его низкая пластичность, вследствие чего затрудняется плотное нанесение его на арматурную сетку. Пластифицированный цементный раствор (табл. 11) предназначается для изготовления тех же конструк- ций и приготовляется аналогично бездобавочному цементному раствору с той лишь разницей, что в дозе воды, предназначенной для затворения раствора, предварительно растворяют пласти- 45
фикатор. Количество воды для приготовления пластифицирован- ного раствора может быть уменьшено до 30% от веса цемента. Растворы для работы при отрицательных температурах. Чтобы открыть навигацию на новом судне весной, иногда приходится начинать работу или ранней весной или осенью. В эти периоды года температура резко колеблется от положительной днем, до отрицательной ночью. Проведение работ по приготовлению цементного раствора и нанесению его на арматуру при низких или 'отрицательных температурах должно быть осуществлено при соблюдении соответствующих правил. Цементные растворы, замерзшие до начала схватывания, не твердеют, но обладают способностью после оттаивания твердеть и приобретать прочность. Раннее замораживание цементного раствора нарушает связь между частицами раствора и между самим раствором и арматурой. Для обеспечения нормальных условий затвердевания рас- твора при низких температурах и предупреждения раннего его замораживания следует приготовлять раствор из быстротвер- деющих цементов (БТЦ) и подогревать составляющие раствора до 50—60° С. Практикой установлено, что цементные растворы морозами не повреждаются, если они замерзли после начала схватывания. Температура цементного раствора на морозе в момент его на- несения на сетку должна быть не ниже 5° С. Бетонирование. К бетонированию приступают после того, как закончено все армирование. Процесс бетонирования заклю- чается в нанесении цементного раствора на связанные слои се- ток, уплотнении раствора и заглаживании поверхности. В общестроительной практике применяются различные ме- тоды механизированного бетонирования с применением вибра- торов, виброкатков, вибропрофилеров и других механизмов. Однако все эти методы рассчитаны на изготовление сравни- тельно простых по форме конструкций. При постройке мелких судов, имеющих весьма сложные обводы, применить методы ме- ханизированного бетонирования пока не удалось, и обычно на- несение раствора на сетку выполняется вручную кельмой с последующей отделкой поверхности также вручную. Отделка поверхности заключается в заглаживании и после- дующем железнении. Железнение производится следующим об- разом: через 3—4 часа после окончания бетонирования поверх- ность конструкции посыпают сухим цементом, который затем тщательно приглаживают и втирают стальной затиркой или кельмой до получения гладкой, блестящей поверхности. Желез- нение позволяет значительно повысить качество изделия —при- дать верхнему слою армоцемента повышенную твердость, плот- ность и чистоту. 46
Очень ответственным этапом работы при изготовлении армо- цемента является уход за ним в процессе затвердевания. На прочность, водонепроницаемость, а следовательно, и дол- говечность армоцементных судов оказывают большое влияние следующие четыре фактора. 1. Качество и состав раствора. Чем выше марка применяе- мого цемента, тем большей прочностью будет обладать затвер- девший цементный раствор. Чем жирнее цементный раствор, т. е. чем больше в нем содержания цемента относительно коли- чества заполнителя (песка), тем большей он будет обладать водонепроницаемостью. Беспесчаный цементный раствор обла- дает наибольшей водонепроницаемостью, однако жирный це- ментный раствор склонен к повышенной усадке (если он твер- деет при недостаточном увлажнении), что может вызвать обра- зование трещин. 2. Равномерность смешивания составляющих раствора. Только равномерное и тщательное смешивание составляющих раствора позволяет обеспечить высокое качество армоцемента. 3. Плотность укладки раствора в процессе изготовления судна. Чем плотнее уложен раствор, тем меньше в нем пор и, следовательно, тем выше его прочность и водонепроницаемость. 4. Влажность и температура окружающей среды в процессе затвердевания раствора. Летом твердеющий раствор необхо- димо предохранять от высыхания, зимой — от охлаждения. Если в процессе затвердевания цементный раствор высыхает, реакция твердения приостанавливается и нарушается нормаль- ный процесс нарастания прочности. Необходимо интенсивное увлажнение конструкции путем поливки ее водой или покрытия мокрой мешковиной либо ветошью, особенно в первые дни затвердевания. Температура окружающей среды также влияет на ход реак- ции твердения цемента в растворе. При нормальной температуре 15—20° С прочность раствора на обычном портланд-цементе на 28-й день достигает 100% расчетной. Если же температура была 1—4°С, прочность его на 30-й день будет на 40%, а при 5— 10° С — на 20% ниже расчетной. Температура окружающей среды во время затвердевания оказывает влияние также на во- донепроницаемость армоцемента. Опытами доказано, что наи- большей плотностью и водонепроницаемостью обладает цемент- ный раствор, твердеющий при температуре, близкой к 15° С. В жару изготовленную конструкцию следует обильно поли- вать водой, предохраняя ее от высыхания и перегрева. Кон- струкции на основе судостроительного цементного раствора не рекомендуется подвергать пропариванию, которое хотя и уско- ряет твердение цементного раствора, но снижает его плотность и водонепроницаемость.
ГЛАВА III КОНСТРУКЦИЯ КОРПУСА СТЕКЛОЦЕМЕНТНЫХ И АРМОЦЕМЕНТНЫХ СУДОВ § В. ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКЦИИ СТЕКЛОЦЕМЕНТНОГО КОРПУСА По конструкции корпуса стеклоцементные суда делятся на безнаборные суда скорлупного типа с корпусами-оболочками (рис. 18) и суда с набором (рис. 19); и те и другие суда могут быть монолитными или сборными. Преимуществом монолитного корпуса судна является отсут- а) ствие в нем швов, что умень- шает возможность появления те- чи. Преимуществом же сборных корпусов является возможность сборки их из отдельных элемен- Рис. 18. Конструкция безиаборного корпуса. 1 — корпус-оболочка; 2 — воздушные ем- кости (они же сиденья), обеспечивающие поперечную жесткость корпуса-оболочки. Рис. 19. Конструкция корпуса: а — с продольным набором; б — с попе- речным набором. 1 — стрингеры; 2 — шпангоуты. тов; при этом не нужно применять сложную громоздкую форму, а сами элементы изготовляются преимущественно плоскими и поверхность их легко обработать до зеркального блеска, что улучшает внешний вид судов. В стеклоцементных судах с набором все элементы набора могут быть выполнены из стеклоцемента одновременно с обшив- кой. В этом случае набор представляет собой как бы утолщения обшивки судна (рис. 20). При сборной конструкции набор и обшивка выполняются раздельно, а затем жестко соединяются вместе (методом склеивания или при помощи стальных анкеров, болтов и т. п.). Если обшивка корпуса выполняется из отдель- ных плоских листов (суда с обводами шарпи), соединение их 48
между собой и с набором (деревянным, стеклоцементным или стальным) осуществляется изнутри. К деревянному набору стеклоцементные листы крепятся болтами, заклепками, шуру- пами (рис. 21), а к стеклоцементному набору приклеиваются (рис. 22). В обоих случаях швы между листами зачеканиваютсч стеклоцементом. Переборки, сиденья и воздушные ящики можно изготовлять либо одновременно с корпусом, подставляя в соответствующих ХМ Рис. 20. Монолитная конструкция корпуса стеклоцементного судна с набором. / — набор (утолщения из стеклоцемента); 2 — стеклоцементная обшивка, местах временную опалубку, либо отдельно с последующим их монтажом в корпусе. Суда могут быть построены из стеклоцемента полностью или частично. В первом случае из стеклоцемента выполняются все элементы корпуса: обшивка с набором, палуба, надстройка, пе- реборка или воздушные ящики, обеспечивающие непотопляе- мость судна. Во втором случае суда могут иметь стеклоцемент- ный корпус и деревянную или пластмассовую палубу либо надстройку. При устройстве деревянной палубы по контуру стекло- цементного корпуса устанавливается двойной деревянный 3 Бирюкович 49
Рис. 22. Конструктивный мидель-шпангоут катера длиной 4 м сборной конструкции из стеклоцементных листов со стеклоцементным набором. / — деревянный буртик; 2 — стеклоцементная палуба; 3 — стальной болт 0- ===5 мм (шаг J40—I50 мм.); 4 — стеклоцементные листы обшивки толщиной 4—6 мм\ 5 — стеклоцементиый шпангоут, приклеенный к обшнвке; 6 — клеевые соедине- ния, выполненные слоями стеклоцемента; 7 — шероховатая поверхность; 8 — глян- цевая поверхность обшивки, полученная при формовании стеклоцементных листов. 50
привальный брус (рис. 23). Брус представляет собой две дере- вянные рейки толщиной 20—30 мм, расположенные по обеим сторонам верхней кромки борта и скрепленные с бортом и между собой болтами диаметром 6—8 мм с шагом 250—350мм; эти деревянные рейки служат опорой для бимсов и палубного настила. Толщина обшивки, па- лубы, переборок и других частей стеклоцементных су- дов составляет от 4 до 15 мм в зависимости от раз- меров, назначения и рай- она плавания судна; сте- пени ответственности кон- струкции; наличия и конст- рукции набора; вида, соста- ва и качества стеклоцемен- та; метода постройки и т. п. Более полное представ- ление о конструкции стек- лоцементного корпуса чи- татель получит, ознакомив- шись с приводимыми ниже указаниями по постройке стеклоцементных судов и описаниями некоторых су- дов. Рис. 23. Установка деревянного привального бруса в стеклоце- ментном судне для крепления де- ревянной палубы. /—деревянный палубный настил; 2 — деревянные бимсы; 3 — стальной болт; 4 — двойной деревянный привальный брус; 5 — стеклоцемеитный шпангоут; 6 — стеклоцементная обшивка. § 9. ОТДЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СТЕКЛОЦЕМЕНТНОГО КОРПУСА На стеклоцементных судах крепление рангоута, руля, ста- ционарного двигателя, а также других элементов внутреннего оборудования осуществляется, как правило, с помощью сталь- ных анкеров в виде крюков из круглой или полосовой стали, замоноличенных в стеклоцемент. Для установки уключин в борта гребных судов замоноличи- вают стальные втулки с приваренными к ним стальными анке- рами (рис. 24). 3; 51
Рис. 24. Крепление втулок для уключин. Рис. 25. Заделка анкерных креплений для стоячего такелажа. / — стеклоцемент; 2 — стальная втулка; 3— / — стальные анкеры (вант-путенсы} 0=6-ь12 мм, замоноличенные анкеры 0=5 мм, приваренные к втулке. в утолщениях стеклоцементной обшивки или в стеклоцемеитиых шпан- гоутах; 2— стальной штаг-путенс 0=6~ 12 мм. £>а — диаметр анкера. 52
Стоячий такелаж парусных судов (ванты и штаги) крепят к путенсам при помощи стальных анкеров, замоноличенных в верхних частях форштевня, ахтерштевня или транца, в об- шивке или на шпангоутах (рис. 25). Прочность стального анкера для крепления вант- и штаг-путенсов должна соответствовать прочности закрепляемых на них тросов. Глубина заделки анкеров должна составлять не менее 25 диаметров анкеров, если они круглые, или не менее 20 наибольших толщин анкеров, если они прямоугольного сечения. Концы анкеров должны быть загнуты. Крепление руля может быть осуществлено в гельмпортовой трубе, на транце или на ахтерштевне. Гельмпорт выполняется из стальной трубы с приваренными к ее нижнему и верхнему концам стальными анкерами из круглой арматурной стали. В месте прохода баллера руля в палубе и днище судна выре- зают отверстия по наружному диаметру трубы гельмпорта; за- тем трубу устанавливают в эти гнезда, а анкеры плотно замо- ноличивают стеклоцементом (рис. 26). Особое внимание сле- дует уделить плотности замоноличивания гельмпортовой трубы вокруг нижнего отверстия, так как это место наиболее опасно в отношении образования течи. При навешивании руля на транец или на ахтерштевень петли крепят к стальным анкерам, замоноличенным в толще ахтерштевня или транца (рис. 27). Замоноличивание этих анке- ров может быть произведено как в процессе изготовления стек- лоцементного корпуса, так и позднее, при вооружении судна. Для закрепления анкеров в уже готовом корпусе в соответ- ствующих местах сверлят сквозные отверстия, в которые про- пускают анкер; его концы затем загибают изнутри корпуса и замоноличивают слоями стеклоцемента. Стационарный двигатель устанавливают на стальном фунда- менте, который, в свою очередь, крепят к корпусу судна при помощи стальных анкеров или болтов (рис. 28). Дейдвудная труба и связанные с ней кронштейны также соединяются со стеклоцементным корпусом Сталиными анке- рами или болтами (рис. 29). Опыт эксплуатации показал полную надежность анкерных креплений различных деталей и оборудования к стеклоцемент- ному корпусу. При тщательной заделке анкеров обеспечивается высокая прочность соединений. Испытания показали, что при чрезмерно больших, усилиях анкер разрывается, но не выдерги- вается из монолита стеклоцемента. Устройство некоторых других конструктивных элементов стеклоцемептного судна показано на рис. 30. Здесь на примере стеклоцементной крейсерской яхты «Новинка» водоизмещением 4,5 т (см. ниже стр. 115—125) показано устройство сдвиж- ного (узел Г) и палубного (В) люков, степса мачты (Ж), 53
Рис. 26. Крепленые стальной гельмпортовой трубы для прохода баллера руля. 1 — гельмпорт (стальная труба 0 =1,5-?- 2 дюйма); 2 — стальные анкеры 0 =8-Ы2 мм, приваренные к стальной трубе, а затем замоноличенные в утолщениях стеклоцементного днища и палубы. Оа-днзметр анкера. Рис. 27. Крепление руля на транце. / — перо руля; 2 — стальные анкеры нз круглой или полосовой стали, замоноличенные в утолще- ниях стеклоцементного транца. -диаметр анкера. А-А Рис. 28. Конструкция фундамента двигателя. / — стальной фундамент нз швеллеров; 2 — двигатель; 3 — шпангоуты; 4 — стеклоцементиые утолщения под фундамен- том; 5 — анкерные болты, замоноличенные в стеклоцемеит- ных утолщениях. Рис. 29. Крепление дейдвудной трубы. / — стальная лейдвудная труба; 2 — местное утолщение дннща, равное 3—4 толщинам об- шивки; 3 — стальной лист толщиной 4—8 мм, приваренный к дейдвудной трубе; 4 — сварной шов; 5 — стальные болты, пропущенные в насвер- ленные отверстия; 6 — цементный раствор, под- ливаемый под шайбы до закручивания гаек.
сл СП Рис. 30. Конструктивные узлы стеклоцементной яхты «Новинка».
иллюминаторов (К), фундамента под двигатель (Я), защиты нижней части киля стальным уголком (В) и других элементов и узлов. § 10. СОЕДИНЕНИЕ СТЕКЛОЦЕМЕНТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Соединение стеклоцементных элементов осуществляется двумя методами — склеиванием или при помощи стальных анкеров. Для склеивания используются те же материалы, что и при изготовлении стеклоцемента. Склеиваемые участки должны быть очищены от пыли, увлажнены, а затем покрыты жидким це- ментным клеем (В/Д = 0,60 0,65). Склеивание может быть вы- Рис. 31. Соединение стеклоцементных элементов при помощи наклеивания полосок стеклоткани: А — двустороннее; Б — одностороннее. / — полоски стеклоткани, пропитанные цементным клеем; 2 — соединяемые элементы. полнено или срезами стекловолокна или полосками стеклоткани. Срезы стекловолокна раскладывают слоями поперек соеди- нения и каждый слой пропитывают при помощи кисти цемент- ным клеем (В/Д = 0,50). Перекрой (заход) волокон по одну и другую сторону шва должен составлять не менее 12—15 тол- щин соединяемых элементов. Полная толщина стеклоцементной «накладки» должна быть равна толщине соединяемых стекло- цементных элементов. При использовании стеклоткани из нее нарезают полоски шириной 60—140 мм. Каждая полоска с помощью кисти покры- вается цементным клеем (В/Ц = 0,50 0,55) и наклеивается вдоль шва таким образом, чтобы середина ее ширины прошла 58
по центру шва соединяемых элементов (рис. 31). Полоску ткани нужно тщательно разгладить и заторцевать щеткой. Затем на нее наносят цементный клей и наклеивают вторую, более ши- рокую полоску,' также смоченную цементным клеем. Вторая полоска также тщательно разглаживается, в свою очередь по- крывается цементным клеем и на нее наклеивается очередная, еще более широкая полоска. Каждая последующая полоска должна перекрывать по ширине все предыдущие и закрывать кромки «накладки». Общая толщина наклеенных полосок должна быть равна толщине соединяемых стеклоцементных элементов. Использование полос стеклотка- ни вместо срезов стекловолокна упрощает процесс. Склеенные со- единения необходимо содержать во влажных условиях до затвердения цемента. В зависимости от вида конструк- тивного узла соединение может быть выполнено слоями стекловолокна или полосками стеклоткани, накле- енными с одной (рис. 31, б) или с обеих сторон (рис. 31, а). Однако следует стремиться к тому, чтобы шов был заклеен с обеих сторон, так как при равной толщине склей- ки двустороннее склеивание значи- тельно прочнее одностороннего. Надежность соединений стекло- цементных элементов методом склеивания также подтверждена опытом эксплуатации судов. Этот метод с успехом используется для Рис. 32. Конструкции анкер- ного соединения набора и об- шивки стеклоцементного судна. 1 — стеклоцементная обшивка; 2 — стеклоцементный шпангоут; 3 — стальные анкеры; 4— стеклоцемент- ный киль. диаметр анкера. соединения палубы и над- стройки с основным корпусом, вклеивания переборок в корпус, крепления шпангоутов к обшивке, образования гнезд под уклю- чины, крепления стеклоцементных банок, крепления воздушных емкостей (днищем которых является обшивка судна) и т. п. Соединение деталей при помощи анкеров выполняется сле- дующим образом. В один из элементов при его изготовлении должны быть замоноличены стальные анкеры в виде крюков из круглой арматурной стали, которые наполовину выступают наружу. Выступающая часть анкера замоноличивается затем в толще присоединяемого элемента (рис. 32). С помощью анке- ров могут быть соединены шпангоуты с обшивкой, переборки с палубой и обшивкой, шпангоуты со стрингерами, палуба с обшивкой. 59
Диаметр проволоки, используемой для изготовления анкеров, должен быть равен ’/з—'А наименьшей толщины соединяемых стеклоцементных элементов. Так, например, для соединения об- шивки толщиной 12 мм со шпангоутами сечением 15x30 мм диаметр анкеров должен быть 3—4 мм исходя из того, что наи- меньшая толщина присоединяемых элементов равна 12 мм. Глубина заделки стальных анкеров должна быть не менее 15—20 их диаметров. Для надежного закрепления в монолите стеклоцемента концы анкеров следует загибать в виде крючьев. Расстояние между анкерами может быть определено спе- циальным расчетом на прочность. Конструктивно это расстоя- ние принимают равным 20—25 толщинам соединяемых элемен- тов. Шов между соединенными при помощи анкеров стеклоце- ментными элементами должен быть, кроме того, заклеен слоями стеклоцемента для придания плотности. § 11. ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКЦИИ АРМОЦЕМЕНТНОГО КОРПУСА Суда из армоцемента, подобно стеклоцементным, по кон- струкции корпуса делятся на безнаборные суда и суда с на- бором и также могут быть как монолитными, так и сборными. Благодаря бесшовной конструкции обшивки монолитные суда имеют большую прочность и жесткость даже при отсут- ствии набора. Длина безнаборных судов может быть не более 6—7 м. При больших размерах в корпусах возникают напря- жения, которые не могут быть восприняты только обшивкой судна; становится необходимым прочный и жесткий набор. Достаточная продольная и поперечная жесткость небольших безнаборных судов обеспечивается за счет палубы, утолщений по килю и по контуру бортов, а также сидений, переборок и воздушных емкостей, жестко связанных с оболочкой судна. Толщина обшивки армоцементных безнаборных судов, как показывает практика, должна быть не менее 8—10 мм. Возмож- ность отказаться от набора при малой толщине обшивки позво- ляет лучше использовать внутренние объемы судна и одновре- менно достигнуть снижения веса корпуса. Вес армоцементного корпуса при водоизмещении судна 2—2,5 т приближается к весу деревянного; при увеличении размеров армоцементное судно становится даже легче деревянного. Жесткость и прочность сравнительно больших армоцемент- ных судов обеспечивается системой шпангоутов и стрингеров (поперечный и продольный набор) либо путем использования легкого набора в сочетании с жесткими элементами внутреннего оборудования судна (сиденьями, койками, воздушными емко- стями). Набор, как правило, выполняется из арматурной стали диаметром 8—14 мм или из труб '/г—! дюйм. Набор может быть смонтирован до изготовления обшивки (в этом случае 60
А-А Рис. 33. Установка шпангоутов в армо- цементном судне. / — шпангоут из стальной трубы; 2 — скрутка из вязальной проволоки в 3—4 сложения через каждые 120—180 мм; 3 — армоцемент; 4 — зацементировка шпангоута после установки всех скруток. он служит основой для укладки сетки) или после изготовления оболочки судна (в последнем случае элементы набора встав- ляются в уже изготовленную оболочку и жестко соединяются с ней вязальной проволокой, как показано на рис. 33). При постройке монолитных армоцементных судов все части судна (корпус, надстройка, палуба и пр.) изготовляются одно- временно, и одна часть судна постепенно переходит в другую; между отдельными частями нет специальных соединительных швов. Но в ряде случаев для упрощения постройки армоцемент- ные суда могут иметь сборно-монолитную или полностью сбор- ную конструкцию, при которой все части судна (шпангоуты, штевни, стрингеры, обшив- ка, переборки, палуба, надстройки и т. и.) выпол- няются раздельно, а затем уже монтируются. Палуба и надстройки армоцементных судов мо- гут быть выполнены не только из армоцемента, но и из стеклоцемента, де- рева и других материалов. С конструктивной точки зрения рационально изго- товлять палубу и надстрой- ку из того же материала, из которого сделан основ- ной корпус. В этом случае палубу и надстройку легко включить в конструкцию судна и тем самым повысить шение имеет и эксплуатационные преимущества, так как ис- ключается необходимость в специальном уходе за палубой. Конструкция армоцементной палубы для открытого судна представлена на рис. 34. Такая палуба состоит из 3—4 слоев стальной сетки, привязанной к привальному брусу, бимсам и комингсу, ограничивающему кокпит. Комингс обычно выпол- няется из трубы диаметром 1/г—1 дюйм или из уголка. Со сто- роны кокпита комингс обрамляется (на болтах) деревянной доской толщиной 12—16 мм. Конструкция судна с армоцементной надстройкой показана на рис. 35. Для того чтобы сетка не провисала и надстройка не получилась уродливой, бимсы поставлены часто. Бимсы из арматурной стали диаметром 6—12 мм устанавливают с шагом 250—350 мм и опирают на стальной комингс или на привальный брус. Соединение бимсов с опорами осуществляется сваркой или вязальной проволокой. Бимсы связывают в общий каркас 61 его общую прочность. Такое ре-
Рис. 34. Конструкция армоцементной палубы. Рис. 35. Конструкция армоцементной надстройки, комингс кокпита (доска); 2 — стальная труба 0 =1 дюйм; 1 — армоцементная надстройка; 2 — карленгсы из арматурной армоцементная палуба; 4 — полубимс, переходящий в шпаи- стали 0=бл-12 мм\ 3 — бимсы надстройки; 4 — стальная труба гоут. 0 = 1 дюйм пли стержень 0=12 4-14 мм, приваренный к торцам шпангоутов; 5 — борт. 62
с помощью 2—3 карленгсов и сверху покрывают 3—5 слоями стальной сетки. При постройке армоцементного судна с деревянной палубой и деревянной надстройкой к стальному привальному брусу бол- тами крепят деревянный стрингер, который слу- жит опорой палубы. Конструкция деревянных палуб и надстроек на ар- моцементных судах ана- логична обычным на де- ревянных судах. Если армоцементное судно строится с армо- цементной палубой, но с деревянной надстрой- кой, крепление надстрой- ки производится к сталь- ному комингсу (рис. 36). Дополнительные све- дения о конструкции кор- Рис. 36. Устройство деревянной надстройки на армоцементном судне. 1 — надстройка; 2 — армоцементная палуба. пуса, во многом обуслов- ливаемой принятым ме- тодом постройки, чита- тель найдет ниже в главе о постройке судов и в описаниях некоторых армоцементных судов. § 12. ОТДЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ АРМОЦЕМЕНТНОГО КОРПУСА На армоцементных судах для установки различных деталей (фундамента, дедвудной трубы, руля, шверт-колодца, путенсов, дельных вещей и т. п.) также используют анкерные крепления, которые представляют собой болты, крюки или петли из арма- турной стали, замоноличенные в армоцемент и частично выпу- щенные наружу. В некоторых случаях анкеры не устанавли- вают, а саму деталь (например, гельмпортовую трубу) соеди- няют с арматурой судна сваркой или вязальной проволокой, а место соединения замоноличивают цементным раствором при постройке корпуса. Фундамент двигателя обычно выполняется из двух отрезков стального швеллера (рис. 37). Для того чтобы нагрузка от дви- гателя передавалась на весь корпус судна, фундамент должен быть очень прочно и жестко соединен с корпусом. Обычно в ме- стах установки фундамента располагают два шпангоута усилен- ного сечения, которые и являются его опорой. Для крепления 63
фундамента в корпусе замоноличивают анкерные болты диамет- ром 12—16 мм, а в полках швеллеров сверлят под них отвер- стия. Пространство между днищем и фундаментом замоноли- чивается цементным раствором. Двигатель крепят к верхней полке швеллеров. Дейдвудная труба присоединяется к набору армоцементного судна сваркой и замоноличивается или крепится болтами диа- метром 8—10 мм, пропущенными сквозь днище и притягиваю- щими к нему стальной щит. Места прохождения дейдвудной Рис. 37. Фундамент двигателя на армоцемептном судне. /—-стальной фундамент из швеллера; 2 — шпангоут усиленного сечения; 5—продольные армоцементные ребра под фундаментом; 4 — дополнительная арматура ребер из стержней 0 **5<-8 мч-, 5 — анкерные болты 0=12—16 мм-, 5 — двигатель. трубы и болтов интенсивно армируются и тщательно замоноли- чиваются цементным раствором. При подвешивании руля на корме его крепят к стальным петлям, приваренным к ахтерштевню или набору транца. При установке баллера в стальной гельмпортовой трубе к ее верхней и нижней частям приваривают анкеры из проволоки диаметром 6—8 мм, соединяемые с арматурой палубы и днища вязальной проволокой. Места соединений замоноличиваются цементным раствором. Шверт-колодец выполняется сварным из листовой стали тол- щиной 3—4 мм (рис. 38, 39) с ребрами из угольника по стен- кам. К нижней части колодца приваривают два уголка, которые крепят к корпусу судна анкерными болтами (диаметром 10— 16 мм через 130—180 мм), замоноличенными в армоцемент по обеим сторонам швертовой щели. Во время установки колодца в места его соединения с корпусом подливают цементный 64
швертовым колодцем нями. s cu 65
раствор, который обеспечивает водонепроницаемость; после этого колодец плотно прижимают к корпусу гайками, навинчен- ными на анкерные болты. Рис. 40. Конструкция деревянного палубного люка армоцементной яхты. / — крышка люка; 2 — деревянный комингс люка (крепить к уголку до бетони- рования сетки); 3 — уголок 30X30; 4—сетка, закрепленная к анкерам вязальной проволокой; 5 — анкеры 0=5 — 6 мм, приваренные к уголкам через 30—40 мм. Ванты и штаги крепят вой стали, соединенным с к путенсам из круглой или полосо- арматурой корпуса сваркой или вя- Рис. 41. Конструкция сдвижного люка над входом в каюту армоцементной яхты. / — сдвижной люк из досок толщиной 14—16 мм; 2 — уголок 30X40 мм; 3 — армоцемент. зальной проволокой. Если путенсы соединяются с арматурой только проволокой, глубина заделки их в армоцемент должна составлять не менее 30 диаметров стержня. Концы стержней, 66
замоноличиваемые в армоцемент, должны быть отогнуты на 180°. Штаг-путенсы крепят к форштевню и ахтерштевню (или транцу), а вант-путенсы — к шпангоутам непосредственно у об- шивки; на судах, не имеющих набора, вант-путенсы выполняют в виде А-образно изогнутого стержня с концами, глубоко замо- ноличенными в обшивку. Люки, ведущие в форпик и ахтерпик, а также сдвижные люки, ведущие в каюту, могут выполняться деревянными или Рис. 42. Обрамление дверного проема в армо- цементной переборке: а — металлическое; б — деревянное. 1 — сдвижной люк; 2 — дверь; 3 — болт 0 =6 мм впо- тан; 4 — анкеры нз проволоки 0=54-6 мм, прива- ренные к уголкам обрамления; 5 — гвоздн через 80 — 150 мм; 6 — рейка, обрамляющая дверной проем; 7 —- сетка, скрепленная вязальной проволокой с гвоздями. стальными. Конструкция деревянного палубного люка представ- лена на рис. 40, а конструкция сдвижного люка, расположен- ного над входом в каюту армоцементной крейсерской яхты,— на рис. 41. Такая же конструкция приемлема и для судов дру- гого назначения. Двери крепят к металлическим или деревянным обрамле- ниям, связанным с армоцементными переборками. Металличе- ские обрамления (рис. 42,а) делают из уголков 20x20X4 или 25x25x4. Для крепления уголка с переборкой между его пол- ками приваривают анкеры из проволоки диаметром 4—6 мм. 67
Рис. 43. Глухой иллюмина- тор. / — армоцемент; 2 —дюралюми- ниевое или латунное кольцо; 3 — органическое стекло; 4 — за* бетонированные зазоры между кольцами н стеклом. 1 Рис, 44. Конструкция приваль- ного бруса армоцементного судна. 1 — палуба; 2 — привальный брус из стальной трубы, заложенный между слоями сеток; 3— деревянный бур- тик; 4 — борт. 68
Уголок изгибают по форме дверного проема и крепят к пере- борке вязальной проволокой, связывающей анкеры с сеткой переборки. Дверные петли приваривают к уголкам или ставят на болты. Деревянное обрамление дверей (рис. 42,6) выпол- няется из сосновых или дубовых реек сечением 20x30, 30x30 или 30x40 мм. В одну грань рейки по всей ее высоте вбивают два ряда гвоздей или шурупов с интервалом 80—150 мм. Рейку устанавливают в проем и связывают вязальной проволокой сетку переборки с гвоздями или шурупами, забитыми в рейку. После закрепления обрамляющих вырез реек переборку бе- тонируют. Обрамление иллюминаторов изготовляют из металла, обычно из дюралюминия, бронзы или латуни. Глухие иллюминаторы (рис. 43) выполняют из двух металлических колец, между кото- рыми вставлен диск из органического- стекла. Кольца стяги- ваются одно с другим и с армоцементной стенкой болтами. После установки иллюминаторов места соединений тщательно бетонируются. Створчатые иллюминаторы крепятся аналогично. Утки и кнехты крепят к армоцементной палубе болтами; места прохождения болтов бетонируют, после чего на болты насаживают шайбы или деревянные прокладки и затягивают гайки. Аналогично к армоцементу крепятся и все другие мелкие деревянные и металлические детали (рис. 44). Соединение сборных армоцементных элементов между собой осуществляется путем связывания вязальной проволокой ого- ленной сетки этих элементов в местах крепления с последую- щим бетонированием стыка. ГЛАВА IV ПОСТРОЙКА СТЕКЛОЦЕМЕНТНЫХ СУДОВ § 13. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОБХОДИМОГО КОЛИЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ И ВЫБОР МЕСТА ПОСТРОЙКИ СТЕКЛОЦЕМЕНТНОГО СУДНА При постройке судна из стеклоцемента необходимо соблю- дение ряда определенных условий, одним из которых является правильный выбор места постройки. Для получения высокого качества корпуса судно должно быть тщательно защищено от высыхания (в результате действия прямых солнечных лучей и ветра), а также размывания дождем в первые 5 час. после окончания цементирования. Под действием прямых солнечных лучей и ветра свежеуложенные слои стеклоцемента быстро высыхают, что нарушает нормальный режим схватывания и 69
затвердевания цементного клея. Кроме того, высохший цемент- ный клей является плохой основой для укладки очередного слоя клея и стекловолокна. Все это приводит к снижению прочности стеклоцемента. Цементирование необходимо проводить в эллинге, под на- весом, в тени деревьев либо в пасмурную неветренную погоду; после окончания или при перерывах в работе свежеизготовлен- иый стеклоцемент надо укрывать брезентом, клеенкой, ве- тошью и т. д. Количество материалов, необходимое для постройки стекло- цементного судна, легко определить, пользуясь табл. 12. Если судно строится из нескольких различных видов стеклоцемента, следует сначала определить расход материала отдельно по каж- дому виду стеклоцемента, подсчитав вес изготовленных из него частей судна. Таблица 12 Соотношение (по весу) материалов, необходимых для изготовления различных видов стеклоцемента оптимального состава Материал КБ-1 КБ-1т и и X КБ-2 непласти- фицнрован- ный пластифи- цированный Стеклянное волокно 0,10—0,12 0,10—0,12 0,22—0,29 0,18 0,10—0,12 Цемент М400 0,65—0,63 0,655—0,630 0,55—0,47 0,52 0,500 Латекс ДВХБ-70 — — — — 0,280 Казеин кислотный — — — — 0,116 Кальцинированная сода — — — —* 0,008 Сульфитно-спирто- вая барда (КБП) — 0,003—0,005 — — — Вода (вступившая в соединение с цементом) 0,25 0,215—0,217 0,23—0,24 0,25 0,075 Для определения необходимого количества того или иного вида материалов, входящего в состав стеклоцемента, нужно полный вес стеклоцемента Q умножить на соответствующую цифру, приведенную в табл. 12. Рассмотрим в качестве примера определение необходимого количества материалов для изготовления конструкции из пла- стифицированного стеклоцемента КБ-1 весом Q = 220 кг. Поль- зуясь табл. 12, находим: — требуемое" количество стеклянного волокна пв 0,10 = 220.0,10 = 22 кг; 70
— требуемое количество цемента пц na=Q-0,65=220-0,65= 143 кг- Л ' — требуемое количество сульфитно-спиртовой барды (КБП) /2кьп nKrn = Q -0,005=220-0,005= 1,1 кг; Аналогично ведется расчет требуемого количества материа- лов для других видов стеклоцемента. § 14. МЕТОДЫ ПОСТРОЙКИ СТЕКЛОЦЕМЕНТНЫХ КОРПУСОВ Корпус стеклоцементного судна может быть построен одним из следующих методов: 1) на пуансоне; 2) в матрице; 3) по каркасу (набору), обтянутому стальной сеткой; 4) из отдельных стеклоцементных листов (сборная кон- струкция). При выборе метода постройки следует учитывать, что каче- ство поверхности стеклоцемента зависит от состояния поверх- ности формы, на которой он изготовляется. Если стеклоцемент формуется на глянцевой поверхности, его поверхность также будет глянцевой с прожилками стеклянного волокна. При изготовлении стеклоцементного судна на пуансоне его внутренняя поверхность получается гладкой, а наружная тре- бует последующей шлифовки. Если же стеклоцементное судно изготовляется в матрице, то наоборот — гладкой получится его наружная поверхность. При изготовлении стеклоцементного судна по каркасу, обтянутому стальной сеткой, качество обеих поверхностей будет зависеть только от мастерства исполни- теля. Сборка корпуса судна из отдельно отформованных листов позволяет достичь большой производительности труда и до- биться получения зеркальной наружной поверхности обшивки. Каждый из указанных методов имеет определенные достоин- ства и недостатки. Выбор того или иного метода должен сде- лать сам судостроитель в зависимости от возможностей, коли- чества одинаковых судов и конкретных условий работы. Постройка корпуса стеклоцементного судна на пуансоне. Это самый простой и доступный широкому кругу судостроите- лей-любителей метод, так как можно использовать в качестве пуансона корпус существующего судна аналогичных размеров и обводов. Такой корпус-пуансон должен отвечать одному основному требованию — он не должен иметь западающих ча- стей, которые могли бы усложнить съем изготовленной стекло- цементной оболочки судна (рис. 45). Пуансон может быть 71
также сделан из подручных материалов— дерева, металла, бу- маги, земли. Последовательность работ при изготовлении стек- лоцементного корпуса на пуансоне такова. Первый этап работы — установка пуансона. Пуансон уста- навливается вверх днищем. Очень удобно изготовлять корпус на поворачивающемся пуансоне; для этого следует закрепить Рис. 45. Поперечные сечения корпусов, которые могут быть изготовлены на пуансоне. Суда изображены в положении днищем вверх. Пунктиром указан слой стеклоцемента, нанесенный на пуансон. пуансон на продольной оси (например жердь или бревно), по- ставленной на две опоры (рис. 46). Чтобы пуансон не повора- чивался вместе с жердью, его по бортам закрепляют времен- ными опорами. По мере надобности в процессе нанесения слоев Рис. 46. Поворачивающийся пуансон. / — пуансон; 2 — временные опоры, высота которых должна быть изменена по мере поворачивания пуансона. стеклоцемента такой пуансон можно поворачивать в наиболее удобное для работы положение; при этом высота одной из бор- товых опор уменьшается, а другой — увеличивается. Удобно и просто изготовить пуансон из земли. Для этой цели пригодна влажная земля, содержащая некоторое коли- чество чернозема или глины, что обеспечивает возможность ее формования. На выбранном месте килем вверх выставляют де- ревянные лекала, изготовленные по плазовому чертежу, и вы- веряют их расположение по длине, по высоте и относительно ДП. Затем пространство между выверенными и закрепленными 72
лекалами засыпают землей, утрамбовывая и заглаживая ее так, чтобы контуры земляного пуансона совпадали с контурами лекал. Заглаживание поверхности осуществляется штукатур- ными кельмами с предварительным незначительным увлажне- нием земли. Таким методом можно изготовить земляной пуан- сон совершенно правильных очертаний и с достаточно гладкой поверхностью. На рис. 47 показан процесс изготовления земляного пуан- сона для формования корпуса стеклоцементной килевой яхты длиной 9,3 м. Второй этап — подготовка поверхности. Чтобы исключить прилипание стеклоцемента к пуансону, его необходимо покрыть Рис. 47. Изготовление земляного .пуансона для постройки стекло- цемеитной килевой яхты длиной 9,3 м. слоем стеклоткани, целлофана, клеенки или промасленной бу- маги. Прокладка целлофана придает стеклоцементу глянцевую поверхность с зеркальным блеском. Третий этап — нанесение слоев стеклоцемента на пуансон. Изготовление стеклоцементного корпуса судна хотя и не сложно, но требует внимания и тщательности выполнения ра- бот. Стеклянное волокно следует укладывать так, чтобы тол- щина обшивки была одинаковой. Равномерность толщины об- шивки следует контролировать количеством уложенных слоев стекловолокна. Если применяются стеклосетки в виде неболь- ших кусков, их стыки следует располагать внакрой с заходом одной сетки на другую на 10—12 см. Ни в коем случае нельзя допускать, чтобы толщина обшивки образовывалась за счет толстого слоя цементного клея, уложенного без волокна; только при интенсивном насыщении материала стеклянным волокном и равномерном пропитывании его цементным клеем можно по- лучить стеклоцемент высокого качества. 73
При использовании срезов стекловолокна (однонаправлен- ного стекловолокна) их надо укладывать так, чтобы наибольшее число слоев имело ориентацию вдоль действия растягивающих усилий. Большую часть волокон надо ориентировать вдоль кор- пуса судна, особенно в верхней части бортов, где усилия наибо- лее велики (если все волокна будут уложены поперек, судно сломается). На рис. 48 приведены схемы напряжений, возни- кающих в корпусе судна во время его эксплуатации, хранения и транспортировки. Руководствуясь этими схемами, можно наи- более целесообразно ориентировать волокна. А б Рис. 48. Схемы напряжений, возникающих в корпусе судна во время эксплуатации, транспортировки и хранения: А — на одной опоре; Б —- на двух опорах. При работе с рулонной стекловолокнистой арматурой (тка- ные сетки, ткани) работа упрощается, но необходимо следить за тем, чтобы стыки ткани или сетки во всех слоях не совпадали. В процессе изготовления обшивки следует формовать и местные конструктивные утолщения в предусмотренных черте- жом местах. Утолщения создаются укладкой прядей стеклян- ного волокна, пропитанных цементным клеем. Особое внимание следует уделить укладке последних двух слоев стеклоцемента. Чем аккуратнее они будут уложены, тем качественнее будет поверхность судна. Получившиеся на поверх- ности неровности ни в коем случае нельзя устранять нанесе- нием толстого слоя цементного клея. Это снизит прочность и увеличит вес судна. Законченный корпус нужно тщательно осмотреть, устранить все замеченные недостатки, а затем укрыть его мокрой мешко- 74
виной или ветошью для обеспечения влажного режима затвер- девания цемента. Спустя 10—12 час. после нанесения послед- него слоя стеклоцемента можно приступить к обработке поверх- ности. К этому времени цемент уже приобретает некоторую прочность, сцепляясь с волокнами, и в то же время еще не за- труднена его механическая обработка. В таком состоянии стек- лоцемент наиболее легко обрабатывается наждачным камнем, напильником и даже рубанком и топором. Обработку поверхности можно производить насухо или с поливкой водой. По окончании обработки поверхности стекло- цементный корпус надо снова покрыть мокрой мешковиной до его полного затвердевания. Снятую с пуансона стеклоцементную оболочку переворачи- вают днищем вниз для продолжения работ по внутреннему оборудованию судна: установке шпангоутов (если они тре- буются), переборок, палубы и т. п. Постройка корпуса стеклоцементного судна в матрице. В матрице можно строить стеклоцементные суда любой формы независимо от величины западающих участков. Преимуще- ством этого метода является также то, что не требуется допол- нительной обработки наружной поверхности корпуса, а внутрен- нее оборудование судна можно производить, не вынимая изго- товленного корпуса из формы, т. е. фактически не прерывая работу. Матрицей не может служить корпус существующего судна, так как наличие набора (шпангоутов и т. п.) не позволяет использовать его внутренние поверхности для формования. В зависимости от сложности обводов судна матрицу делают цельной или разборной, из дерева, металла или стеклоцемента. Проще всего сделать матрицу из стеклоцемента точно так же, как корпус стеклоцементного судна на пуансоне, т. е. по ка- кому-либо корпусу существующего судна. Если это судно имеет сложные обводы и снять с него изготовленную матрицу нельзя, ее сразу же разрезают на две или даже большее количество частей, а затем, после затвердевания цемента, снимают. Раз- резание незатвердевшего (сырого) стеклоцемента осуществ- ляется концом ножа по линейке или длинной рейке. Снятую матрицу устанавливают днищем вниз на соответ- ствующие опоры, а ее внутреннюю поверхность подготовляют для нанесения слоев стеклоцемента строящегося судна. Подго- товка поверхности матрицы выполняется аналогично подго- товке поверхности пуансона. Метод изготовления стеклоцементных судов в стеклоцемент- ной матрице был использован на заводе «Ленинская кузница» при изготовлении прогулочных шлюпок длиной 5 м. Работа с разъёмной матрицей значительно упрощает съем отформован- ных в ней корпусов. 75
Поскольку деревянная или металлическая матрица должна иметь гладкую внутреннюю поверхность, весь набор матрицы должен быть расположен снаружи. Деревянную форму не трудно сделать для судна, имеющего обводы шарпи (рис. 49); такую матрицу обычно делают из фанеры по досчатым наруж- ным ребрам (набору). Постройка стекло- цементного судна по каркасу, обтянутому стальной сеткой. Сущ- ность этого метода за- ключается в том, что вместо пуансона изго- товляют каркас, со- стоящий из шпангоу- тов, стрингеров и дру- гих элементов штат- ного набора самого судна, поверх кото- рого натягивают один Рис. 49. Деревянная форма для постройки t СЛОЙ тканой стальной корпуса с обводами шарпи. сетки (рис. 50). Натя- нутая стальная сетка образует поверхность, на которую затем наносят слои стекло- цемента. Во избежание провисания сетки между шпангоутами устанавливают временные подставки. Связь стеклоцементной Рис. 50. Схема постройки стеклоцементного судна по, каркасу, обтянутому стальной сеткой. 1 —• один слой стальной ткаиой сетки; 2 — стеклоцемент, наносимый на сетку. обшивки с набором судна осуществляется при помощи заранее выпущенных из деталей набора концов стальных анкеров (из арматурной стали диаметром 4—6 мм), по мере изготовления обшивки замоноличиваемых слоями стеклоцемента. После изготовления стеклоцемёнтйой обшивки стальная сетка и каркас остаются в корпусе и составляют неотъемлемую часть его конструкции. Достоинством этого метода является то, что исключаются работы по изготовлению пуансона; затраты 76
труда и материалов на изготовление каркаса фактически яв- ляются затратами на изготовление набора корпуса судна. Постройка судна сборной конструкции из стеклоцементных листов. Сборка корпуса из стеклоцементных листов возможна при постройке судов с обводами шарпи. Этот способ напоми- нает постройку фанерного корпуса и имеет ряд преимуществ по сравнению с методами, описанными выше. Во-первых, отпа- Рис. 51. Сборка корпуса судна из стеклоцементных листов на деревян- ном наборе: а — раскроенные листы стеклоцементной обшивки (борта, два днищевых листа и транец); б—общий вид деревянного набора в процессе крепления к нему стеклоцементных листов обшивки. дает необходимость в изготовлении пуансона или матрицы. Во- вторых, значительно сокращается время постройки корпуса. В-третьих, можно получить зеркально гладкую поверхность об- шивки судна. Стеклоцементные листы требуемой толщины, как уже отме- чалось, изготовляют на гладкой и ровной поверхности (обыч- ное или органическое стекло, винипласт, гетинакс и т. д.). В зависимости от наличия площади стеклоцементные эле- менты корпуса (транец, борта, части днища и т. д.) можно 77
изготовлять либо по отдельности, либо вырезая их из одного большого листа по бумажным выкройкам. Разрезать лист на требуемые элементы можно ножом по линейке сразу же по окончании формования. Затвердевшие стеклоцементные листы придется распиливать пилой с мелкими зубьями. После изготовления листы обшивки должны твердеть не менее трех суток при соблюдении всех правил ухода за строя- щимся стеклоцементным судном. Готовые стеклоцементные листы собирают непосредственно на наборе судна (рис. 51) или в простейшем деревянном стапель-кондукторе (рис. 52) Рис. 52. Деревянный стапель-кондуктор для сборки корпуса судна из отдельно изготовленных листов /-стапель-кондуктор; 2—бортовые ‘стеклоцементные листы; 3 — пол мастерской; 4 — клинья; 5 — деревянная распорка для прижима стеклоцементных бортовых листов к стапелю; 6 — распорка для прижима днищевых листов; 7 — днищевые стеклоце- ментные листы. с последующей установкой стеклоцементного набора. Благодаря упругости стеклоцемента листы из него, подобно фанерным ли- стам, легко изгибаются в одном направлении по набору или лекалам стапель-кондуктора. К деревянному набору листы крепят болтами, заклепками или шурупами впотай через просверленные отверстия. Под го- ловку болта или шурупа подливают густой цементный клей, а шов между листами снаружи зачеканивают стеклоцементом. При сборке стеклоцементных листов обшивки на стапель- кондукторе набор заранее выполняют из стеклоцемента и вклеивают в обшивку. На безнаборных судах листы обшивки соединяют между собой также склеиванием, путем укладки слоев стеклоцемента изнутри корпуса судна. 78
§ 15. ИЗГОТОВЛЕНИЕ СТЕКЛОЦЕМЕНТНЫХ ПЕРЕБОРОК, ПАЛУБЫ, НАДСТРОЙКИ Изготовление переборок, палубы и надстройки может произ- водиться либо непосредственно в отформованном стеклоцемент- ном корпусе, либо отдельно с последующим монтажом в корпусе. При формовании непосредственно в корпусе для изготовле- ния каждой такой части судна делают временную опалубку из листов фанеры или досок и на эту опалубку наносят слои Рис. 53. Изготовление надстройки стеклоцементной яхты на земляном пуансоне. стеклоцемента. После затвердевания цемента опалубка сни- мается. Более удобна сборная конструкция. При этом все части судна, которые должны быть смонтированы внутри корпуса, выполняются отдельно, а затем устанавливаются на свои места и соединяются с основным корпусом. Для формования переборок и других плоских элементов используют листы фанеры, стекла, металла и т. п., смазанные жиром для предотвращения прилипания к ним стеклоцемента (не требуют смазки органическое стекло, гетинакс, винипласт и другие пластики). Отформованные листы стеклоцемента в сы- ром состоянии разрезают ножом на элементы требуемой формы и величины. Надстройку и неплоские элементы палубы удобно формо- вать на земляном пуансоне (рис. 53) или в стеклоцементной 79
форме, изготовленной на пуансоне, в качестве которого может служить соответствующая конструкция уже существующего судна. § 16. УХОД ЗА СТРОЯЩИМСЯ СТЕКЛОЦЕМЕНТНЫМ СУДНОМ Соблюдение определенных условий при уходе за твердею- щим цементом имеет очень большое значение. Напомним еще раз, что оптимальными условиями являются высокая влажность и температура 15° С. После того как все слои стеклоцемента уложены, изделие укрывают мокрой ветошью и так выдерживают в течение 2—3 суток до снятия с формы, после чего можно приступать к следующим работам — установке переборок, палубы и т. д. В жаркую погоду необходимо предохранять изделие (в первые 2—3 суток) от перегрева, особенно если стеклоцемент изготов- лен на основе глиноземистого цемента. Интенсивное увлажне- ние изделий можно начинать через 12 час. по окончании цемен- тирования. Более длительная выдержка стеклоцемента во влаж- ных условиях (10—15 суток) благоприятно скажется на его прочностных показателях. Еще лучше поместить изделие после снятия с формы на 7—10 суток в воду. Выдержав изделие во влажных условиях, его просушивают в естественных условиях в течение 2—3 суток и приступают к отделочным работам. Еще раз подчеркнем, что к увлажнению затвердевающих изделий необходимо отнестись особенно внимательно, так как если цемент высыхает (обезвоживается), реакция затвердева- ния приостанавливается, и он не приобретает необходимой прочности. Если укладку всех слоев стеклоцемента за один прием вы- полнить нельзя, следует укрыть уложенные слои мокрой ве- тошью и следить, чтобы она не высыхала пока не возобновятся работы. Перед укладкой следующих слоев после перерыва по- верхность изделия необходимо хорошо увлажнить и покрыть тонким слоем цементного клея. Если работы производятся зимой, необходимо следить, чтобы свежеуложенный стеклоцемент не замерз в течение первых 12 час. после укладки последнего слоя, а в дальнейшем его не- обходимо увлажнять и следить, чтобы материал периодически оттаивал. При этом время затвердевания увеличится в не- сколько раз, но прочность материала не пострадает. § 17. ОТДЕЛКА И ОКРАСКА СТЕКЛОЦЕМЕНТНЫХ СУДОВ Качество поверхности оказывает большое влияние не только на внешний вид, но и на скорость хода и водонепроницаемость судна. Качество поверхности зависит от выбранного метода 80
производства работ и тщательности их исполнения. При изго- товлении корпуса судна, а также палубы и надстроек на пуан- соне наружная поверхность получается менее гладкой, чем при постройке в матрице или из отдельных листов; в этом случае качество наружной поверхности зависит от тщательности цемен- тирования. Местные неровности срезают ножом, рубанком или топором либо заделывают стеклоцементом с последующей зачисткой наждачным камнем или напильником во всех случаях. Совер- шенно недопустимо выравнивание поверхности нанесением слоя одного цементного клея: это приведет к отслаиванию хрупкой корки в первые же дни эксплуатации судна. Поверхность стеклоцементной оболочки, изготовленной в матрице, будет такой же гладкой, как и рабочая поверхность самой матрицы, а корпус, собранный из листов, изготовленных на стекле, будет иметь зеркальную поверхность. Не сложна и отделка наружной поверхности судов, выпол- ненных из текстолитового стеклоцемента. Слои стеклоткани, образующие такой стеклоцемент, исключают образование резко выраженных неровностей на наружной поверхности корпуса. Обработка поверхности заключается лишь в тщательном загла- живании кистью или резиновым шпателем нанесенного на ткань цементного клея. После его затвердевания (через 1—2 дня) при- ступают к шлифовке, которая устраняет следы кисти или шпа- теля, оставшиеся на поверхности зацементированной стекло- ткани. С помощью стеклоткани может быть также отделана наруж- ная поверхность стеклоцементных судов с арматурой из срезов стекловолокна. Для этого сразу же по окончании цементирова- ния на наружную поверхность корпуса наклеивают один или два слоя стеклоткани. Делается это следующим образом. Предварительно (еще до окончания цементирования кор- пуса) стеклоткань раскраивают на такие куски, которые при укладке на корпус не будут иметь складок. На одну сторону стеклоткани кистью или краскопультом-распылителем наносят слой цементного клея (В/Ц = 0,6); этой стороной стеклоткань накладывают на корпус судна и плотно прижимают к нему, прикатывая резиновым валиком или приглаживая ладонями. Тщательно расправляют складки; местные вздутия устраняют торцеванием при помощи щетки. После наклеивания стекло- ткани цементный клей того же состава наносят на ее наружную поверхность — лицевую поверхность обшивки. Обработка такой поверхности аналогична обработке наружной поверхности кор- пуса, изготовленного из текстолитового стеклоцемента. К внутренним поверхностям судна обычно не предъявляют такие же высокие требования, как к наружным, однако их можно отделать так же тщательно. Высококачественная отделка 4 Ьирюкович 81
внутренней поверхности судна получается при использовании текстолитового стеклоцемента. Для этого в процессе изготовле- ния корпуса поверхность стеклоткани, обращенную внутрь судна, цементом не покрывают; корпус судна из текстолитового стеклоцемента изнутри остается совершенно белым (цвет сте- клоткани) или может быть окрашен в любой цвет. Стеклоткань можно также использовать и в качестве внут- реннего отделочного слоя на стеклоцементных судах, изготов- ленных с применением других видов стеклоцемента. Если судно строится на пуансоне, слой стеклоткани укладывают непосред- ственно на пуансон; в этом случае она является первым арми- рующим и одновременно внутренним отделочным слоем. Если же судно строят в матрице, слой стеклоткани наклеи- вают последним на еще не затвердевшие слои стеклоцемента; с той стороны, которой ткань будет уложена на стеклоцемент, ее предварительно покрывают слоем цементного клея. После наклейки ткань разравнивают, плотно прижимая к стекло- цементу. Использование стеклоткани в качестве внутреннего отделоч- ного слоя является очень эффектным приемом, позволяющим получить красивую поверхность. Окраска стеклоцементных судов не обязательна. Плотность и водонепроницаемость стеклоцемента обеспечивают их долго- вечность независимо от наличия краски на поверхности мате- риала. Окраска имеет исключительно декоративное назначение. Окрашивать стеклоцементные суда можно теми же водостой- кими красками, что и деревянные или металлические суда: мас- ляными, нитроэмалями, пентафталевыми эмалями и т. д. ГЛАВА V ПОСТРОЙКА АРМОЦЕМЕНТНЫХ СУДОВ § 18. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОБХОДИМОГО КОЛИЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ И ВЫБОР МЕСТА ПОСТРОЙКИ АРМОЦЕМЕНТНОГО СУДНА Армоцементные суда следует строить в эллинге или под на- весом, защищающим рабочее место от дождя и солнца. Если таких условий для работы нет, место постройки следует выби- рать так, чтобы оно в наибольшей степени было защищено от ветра и действия прямых солнечных лучей. Такие условия необ- ходимы для обеспечения нормального влажностного режима за- твердевания цемента. 82
Если постройка производится под открытым небом, на слу- чай дождя необходимо предусмотреть устройство тента или щитов для защиты свежеуложенного цементного раствора от размывания. Необходимое для изготовления армоцементного судна коли- чество исходных материалов можно определить на основании расчетного веса армоцемента, составляющего вес судна. Расчет- ный вес армоцемента может быть определен по формуле Q=[(F18i) + (W + • • • + (FAM ТК- где Q — расчетный вес армоцемента на всем судне, кг-, F\, F2, ..., Fn — площади поверхности основных армоце- ментных частей судна (обшивки, палубы, переборок, надстройки, воздушных емко- стей и т. п.), л-t2; 61, б2> • • •, — толщины тех же основных частей армо- цементного судна, м; расчетная толщина той или иной части судна может быть при- нята по данным аналогичных или близких по размеру и типу уже построенных армо- цементных судов; у — объемный вес армоцемента, кг/ма; К. — поправочный коэффициент, учитывающий различные утолщения в конструкции армо- цементного судна, объем которых трудно определить специальным расчетом. К та- ким утолщениям относятся шпангоуты, бимсы, стрингеры, форштевни, утолщения в местах заделки различных анкерных устройств (путенсов, креплений руля, фун- дамента, степса и т. п.). Для судов длиной доЗ—3,5м можно принимать К— 1,1 -*-1,12; для судов длиной 3,5—5,5 м К =1,12-*-1,20; для судов длиной 5,5—7 м К — 1,30 1,40. Для армоцементных судов длиной бо- лее 9 м объем всех утолщений должен быть учтен уже не вве- дением поправочного коэффициента, а путем вычисления их дей- ствительного объема. Потребное количество исходных материалов для изготовле- ния армоцемента определяется по найденному значению Q при помощи табл. 13. Для этого полный вес армоцемента Q умно- жается на соответствующую цифру, указанную в таблице. Например, необходимо определить потребное количество исходных материалов для изготовления армоцементной обшивки судна на бездобавочном цементном растворе. Полный вес армо- цемента в судне Q = 1350 кг. 4' 83
Таблица 13 Соотношение (по весу) материалов, входящих в состав армоцемента Армоцемент на растворе Материал бездоба- вочном пласти- фициро- ванном Стальная тканая сетка Вязальная прово- лока Цемент Сульфитно-спирто- вая барда (КБП) Песок Вода Примечание. П? чения. Для отдельных эле быть увеличено либо у сетки, цемента или песка 0,17 0,02 0,28 0,40 0,13 иведены ср ментов кор аеньшено 0,17 0,02 0,28 0,002 0,40 0,128 едкие зна- пуса может количество Пользуясь таблицей, находим, что для по- стройки этого судна необходимо: — стальной тканой сетки -0,17= = 1350-0,17=223,5 кг; — вязальной прово- локи nnp = Q -0,02 = = 1350-0,02 =27 кг; — цемента z?lv=Q-0,28= = 1350-0,28=398 кг; — песку n„~Q -0,40= = 1350-0,50=540 кг. § 19. МЕТОДЫ ПОСТРОЙКИ АРМОЦЕМЕНТНЫХ СУДОВ Корпус армоцементного судна может быть изготовлен с при- менением опалубки или без опалубки. Выбор того или иного метода зависит от ряда факторов и, в частности, от условий, в которых строится судно; количества строящихся однотипных судов; наличия электро- или газосварочного оборудования, ин- струментов и т. п. Следует считать более предпочтительным из- готовление армоцементного судна в опалубке. Этот метод позволяет создавать высококачественную армоцементную об- шивку за короткий срок. При наличии достаточного навыка работы с армоцементом суда могут строиться и без опалубки. Постройка армоцементного судна с применением опалубки (на пуансоне). Порядок производства работ при постройке на пуансоне следующий: 1) изготовление пуансона или подготовка для этого кор- пуса существующего судна; 2) обтягивание пуансона несколькими слоями сетки и свя- зывание слоев сетки в общий арматурный ковер: 3) бетонирование; 4) снятие отформованной армоцементной оболочки судна с пуансона; 5) установка набора и изготовление переборок; 6) изготовление палубы и надстроек. 84
Судно строится килем вверх на заранее подготовленной опалубке, т. е. пуансоне. Пуансон должен точно воспроизводить форму корпуса будущего судна (за вычетом толщины армоце- ментной обшивки) в полном соответствии с его теоретическим чертежом. Для изготовления пуансона могут быть использованы > различные материалы — доски, рейки, фанера и, наконец, глина и бетон. Но во всех случаях пуансон должен удовлетворять Рис. 54. Расположение стальных сеток в строящейся армоцементной яхте. двум основным требованиям: иметь гладкую наружную поверх- ность и быть жестким, чтобы можно было производить на нем раскладку слоев сетки без деформации самого пуансона. В качестве пуансона может быть использован корпус суще- ствующего судна. Такой корпус не должен иметь западающих частей или каких-либо выступающих элементов, которые будут затруднять снятие с него отформованной армоцементной обо- лочки. Для проведения работ корпус-пуансон устанавливают днищем вверх. Если такой корпус имеет недостаточную длину или высоту бортов, это может быть исправлено путем устрой- ства в соответствующих местах временной опалубки из досок или фанеры. Приготовленную для работы опалубку во избежание прили- пания к ней раствора следует либо смазать минеральным мас- лом, либо обложить одним слоем бумаги, клеенки или целло- фана. Лучше использовать клеенку или целлофан, так как они не оставляют на затвердевшем цементе слоя жира, ухудшаю- щего сцепление армоцемента с внутренним отделочным слоем цемента. 85
Когда пуансон подготовлен для работы, приступают к обтя- гиванию его стальной тканой сеткой. Рулоны сетки раскаты- вают таким образом, чтобы стыки одного слоя не совпадали со стыками другого. Для этого целесообразно раскатывать рулоны сетки во взаимно-перпендикулярных направлениях (рис. 54). Стальная сетка легко ложится по форме пуансона и обычно ее нетрудно обтянуть по криволинейным поверхностям корпуса судна. Каждый слой уложенной сетки необходимо аккуратно расправить, выравнивая любые вздутия, складки и т. п. Вы- равнивание и обтягивание сетки производятся одновременно с привязыванием каж- дого нового слоя сетки к нижележащим ее слоям. Количество слоев сетки зависит от типа применяемой сетки, ве- личины ячеек, диаметра проволоки и размеров судна. Эти данные сле- дует брать по аналогии с построенными армоце- ментными судами. Все слои сетки должны быть связаны в общий арма- турный ковер. Связыва- ние осуществляется вя- зальной проволокой диа- метром I—2 мм. Вязальная проволока — это обычная отожженная арматур- ная проволока. Отжигание осуществляется нагревом бухты про- волоки на костре или в дровяной печке до вишневого цвета с последующим медленным охлаждением. Связывание слоев сетки следует производить не отдельными скрутками, а непрерывно сшивая их проволокой, как ниткой, то пропуская ее под всеми слоями сетки, то выпуская ее наверх (рис, 55). Следует пользоваться кусками вязальной проволоки длиной 1,5—2 м, так как более длинными кусками работать неудобно. Израсходовав один кусок проволоки, прикручивают к нему следующий, и т, д. Расстояние между проволочными стежками должно быть в пределах 15—25 см. По мере сшива- ния места прохождения вязальной проволоки следует обстуки- вать молотком для лучшего уплотнения всего пакета сеток. После укладки первых двух слоев сетки необходимо уложить килевой стержень, проходящий от форштевня вдоль всего кор- пуса судна до ахтерштевня или транца (рис. 56). Для килевого стержня (он может являться продолжением форштевня и ахтер- 86
штевня) обычно используют круглую арматурную сталь диа- метром 10—20 мм или трубу диаметром V2—1 дюйм. Килевой стержень привязывают двойными или тройными скрутками вя- зальной проволоки к нижним слоям сетки. Затем поверх киле- вого стержня укладывают следующие слои сетки, которые также привязывают к нему по всей длине судна. По кромкам бортов стальную сетку сразу же крепят к привальному брусу, обычно выполняемому из трубы диаметром 7г—1 дюйм. Крепление сетки к привальному брусу осуществляется путем загибания Рис. 56. Конструкция форштевня, киля и ахтерштевня армоцементного судна. / — армоцемент; 2 — стальной стержень 0 = Ю-еЗО мм или труба 0='/a-i-l дюйм, заложенная между слоями сеток. всего пакета сеток вокруг трубы с последующим связыванием их двойными или тройными скрутками вязальной проволоки через 18—25 см. Если к наружной части строящегося судна нужно крепить какие-либо элементы, это следует делать по возможности до бетонирования. Работы по армированию и связыванию сеток в общий пакет представляют собой наиболее длительный этап при постройке армоцементного судна; от качества их выполнения во многом зависит прочность корпуса. Бетонирование должно произво- диться сразу же после окончания арматурных работ. Отклады- вать начало бетонирования нельзя, так как сетка очень быстро ржавеет. 87
Цементно-песчаный раствор приготовляют непосредственно около строящегося судна и наносят на сетку кельмами. Бетони- рование следует производить сверху вниз, т. е. в данном случае забетонировать сначала киль, а затем уже постепенно опу- скаться вниз до привальных брусьев. Если судно будет иметь армоцементиую палубу, привальные брусья и примыкающие к ним края сетки на ширину 1—2 см не бетонируют, так как после снятия корпуса с пуансона к привальному брусу будет крепиться арматурная сетка палубы. Укладываемый в сетку цементный раствор должен образо- вывать плотный монолит без пустот в толще обшивки. Плот- ность укладываемого цементного раствора достигается путем повторного (2—4 раза) вдавливания его в сетчатую арматуру. Признаком заполнения всех пустот в данном месте будет вы- ползание уложенного раствора из-под кельмы обратно через сетку. Окончив бетонирование одного участка, переходят к сле- дующему, заглаживая одновременно кельмой поверхность. Це- ментный раствор должен быть уложен так, чтобы над всей по- верхностью сетки он образовал равномерный слой толщиной 2—3 мм, необходимый для защиты сетки от коррозии. Процесс бетонирования армоцементного судна на пуансоне, как правило, не продолжителен. Для бетонирования корпуса длиной 7—10 м в среднем затрачивается 12—18 чел.-час. Основ- ными условиями высокого качества бетонирования являются обеспечение плотности уложенного раствора и выдержка его при твердении во влажных условиях. В период затвердевания следует выполнять также и отделку наружной поверхности судна. После достижения 50% прочности твердеющего цемента (через 7—10 суток после окончания бетонирования) армоце- ментную оболочку можно снимать с формы. Для продолжения работ (установка набора, палубы, внут- ренняя отделка и т. п.) снятую армоцементиую оболочку пере- ворачивают килем вниз и устанавливают на стапель. Простей- ший стапель представляет собой ряд опор, установленных под корпусом судна по всей его длине. Если незаконченное построй- кой армоцементное судно установить на слишком редко постав- ленные опоры, оно может деформироваться. Характер деформа- ции показан на рис. 57. Небольшие армоцементные суда (длиной до 6 м) даже при отсутствии набора мало склонны к образованию таких деформаций, но суда больших размеров приобретают достаточную жесткость только после установки набора, переборок и палубы. После установки армоцементной оболочки на стапель прежде всего приступают к отделке ее внутренней поверхности. Всю внутреннюю поверхность оболочки смачивают водой, а за- тем участки с оголенной арматурной сеткой покрывают цемент- ным раствором, выравнивая и заглаживая неровности. 88
(шпация) на судах длиной а) Рис 57. Деформации армоцемент- ного корпуса-оболочки при по- становке его: а — на две сближен- ные опоры; б — на далеко распо- ложенные опоры. Следующим этапом работ является установка набора и пе- реборок. Набор армоцементных судов, как правило, выполняется из стальных труб диаметром 'А—1 дюйм или из круглой арма- турной стали диаметром 12—15 мм. Шпангоуты и стрингеры выгибают по обводам армоцемент- ного корпуса и устанавливают на заранее намеченные места. Расстояние между шпангоутами 7—12 м достаточно принимать равным 800—1000 мм. Шпангоу- ты могут быть изготовлены од- новременно с бимсами или полу- бимсами. После подгонки шпан- гоуты крепят к армоцементной обшивке скрутками из вязальной проволоки в 3—4 сложения. Для этого в обшивке с обеих сторон всех шпангоутов пробивают от- верстия через каждые 120— 180 мм. С наружной стороны обшивки в эти отверстия встав- ляют скрутки из вязальной про- волоки и с помощью клещей или кусачек скручивают концы над шпангоутом (см. рис. 30). Скру- ченные концы загибают молот- ком так, чтобы они попали в щель между шпангоутом и об- шивкой. Точно так же крепят и стрингеры и любые другие балки набора. После закрепления всех шпан- гоутов и стрингеров приступают к изготовлению переборок. Пе- реборку изготовляют из пакета стальных сеток (3—4 слоя), по всему периметру привязанного вязальной проволокой к шпангоуту и бимсу. После армирования переходят к бетонированию переборок и набора. Весь набор бетонируют так, чтобы скрутки из вязаль- ной проволоки, которыми шпангоуты закреплены к обшивке, были полностью замоноличены. Места прохождения скруток бе- тонируются и снаружи. Эти работы удобно выполнять кельмой или резиновым шпателем. Технология бетонирования переборок аналогична процессу бетонирования обшивки корпуса. Для об- легчения работ целесообразно во время нанесения раствора на сетку с обратной стороны устанавливать деревянный или ме- таллический щит; такой щит будет препятствовать выпучиванию сетки и выползанию раствора на противоположную сторону. 89
Последним этапом постройки корпуса армоцементного судна является устройство палубы и надстроек. Бетонирование па- лубы производится аналогично бетонированию переборок. Во избежание провисания сетки следует под палубой установить временную опалубку. Иллюминаторы и люки устанавливают на сетку до бетони- рования. Надстройку бетонируют сначала изнутри, а после затверде- вания раствора (через 1—2 дня)—снаружи, с одновременным заглаживанием поверхности. Постройка армоцементного суда без опалубки. Большим достоинством армоцемента является возможность изготовления из него судов без опалубки, что значительно удешевляет по- стройку. Роль опалубки (пуансона) выполняет заранее изго- товленный набор судна, который выставляется на стапеле. По набору натягивают несколько слоев стальной сетки, которые связывают одновременно и между собой и с элементами на- бора. Отличительной особенностью армоцементных судов, строя- щихся без опалубки, является обязательное наличие набора независимо от размеров корпуса. Недостатком метода постройки армоцементных судов без опалубки является сложность получения плавных обводов об- шивки на участках между набором. Хорошие обводы можно получить только при очень тщательном выполнении работ. При отсутствии навыков или небрежной работе с армоцементом обшивка судна получится не гладкой, а это не только портит внешний вид судна, но и снижает его ходовые качества. Система набора судов, строящихся без опалубки, может быть продольной или поперечной. В обоих случаях расстояния между элементами набора, на которые непосредственно укла- дывается сетка, должны быть не более 20—40 см, чтобы натя- нутые слои сеток лучше воспроизводили плавные обводы судна. При продольной системе набора усиленные, но редко расставленные шпангоуты располагают через 90—120 см и выполняют их из труб диаметром ’Л—1 дюйм или из круглой арматурной стали диаметром 10—16 мм. По наружной поверх- ности шпангоутов (между шпангоутами и обшивкой) крепят часто расположенные стрингеры из стальных прутьев диамет- ром 6—12 мм. Стрингеры располагают не дальше 40 см один от другого, так как чем меньше это расстояние, тем легче до- биться плавности обводов корпуса. Однако сближать стрингеры на расстояние меньше 20 см также нецелесообразно, поскольку это вызовет излишнее увеличение веса судна. Стрингеры и шпангоуты связывают друг с другом вязальной проволокой или сваривают. По килю должен быть уложен стержень диамет- ром 14—18 мм или труба диаметром 3А—1 дюйм. 90
В законченном виде все элементы набора (при любой си- стеме) должны быть замоноличепы защитным слоем раствора. Если судно строится с армоцементиой палубой и надстрой- кой, то при любой системе набора конструкция набора палубы и надстройки должна быть аналогична конструкции набора корпуса; при этом шпангоуты переходят в полубимсы и бимсы, на которые опираются продольные стержни палубы. При поперечной системе набора часто располо- женные шпангоуты изготовляют из стержней диаметром 8—14 мм или из труб диаметром 7г дюйма; шпация обычно равна 25—35 см. Все шпангоуты связывают с килевым стерж- нем и 2—4-мя стрингера- ми. Продольные элементы набора крепят к шпанго- утам изнутри корпуса сваркой или вязальной проволокой. Диаметр про- дольных стержней 8 — 14 мм. С точки зрения произ- водства работ при изго- товлении обшивки пред- Рис. 58. Деформация сетки: а — при про- дольной системе набора; б — при попереч- ной системе набора. почтение следует отда- вать продольной системе. В этом случае образую- щиеся при недостаточно высоком качестве работ продольные впадины в обшивке между набором (рис. 58, а) менее заметны, чем поперечные неровно- сти обшивки на судах с поперечной системой набора (рис. 58, б). Порядок выполнения работ при постройке армоцементного судна без опалубки следующий: 1) разбивка корпуса на плазе; 2) изготовление шпангоутов и других элементов набора; 3) изготовление стапеля; 4) сборка набора на стапеле; 5) обтягивание набора слоями сеток; 6) устройство переборок, палубы, надстройки; 7) устройство анкерных креплений для рангоута, руля, дви- гателя и прочего оборудования; 8) бетонирование и отделка поверхности. После того как выяснены все вопросы, связанные с кон- струкцией судна, приступают к разбивке на плазе теоретиче- ского чертежа. Плаз представляет собой ровную площадку, на которой можно начертить в натуральную величину все шпан- гоуты судна, форштевень и транец. Если теоретический чертеж судна выполнен по наружной поверхности корпуса, при 91
Рис. 59. Временные деревянные лекала для установки шпангоутов строящегося армо- цементного судна. 1 — шпангоут на лекале; 2 — лекало; 3 ~ прорези в лекалах для пропуска стрингеров и киля; 4 — временные скобки, скрепляющие шпангоут с лекалом. вычерчивании шпангоутов на плазе необходимо учесть (вычесть) толщину обшивки, а при продольной системе набора — еще и толщину стрингеров. По вычерченному на плазе теоретическому чертежу (проекция «корпус» — поперечные сечения судна) из- готовляют шпангоуты. Для облегчения гибки шпангоутов целесообразно предвари- тельно изготовить по плазовой разбивке, но с вычетом толщины самого шпангоута шаблоны, или так называемые лекала (рис. 59), из досок толщиной 15—25 мм. Лекала не только об- легчают гибку, но и позволяют обеспечить неизменность формы шпангоутов до того мо- мента, пока весь набор судна не будет собран в общий каркас. Для этого готовые шпангоуты временно закрепляют на лекалах с помощью вя- зальной проволоки, гвоз- дей или скобок. Шпан- гоуты, изготовленные без лекал, могут легко по- терять форму еще до сборки набора,что совер- шенно недопустимо. При продольной си- стеме набора по контуру лекал делают вырезы (пазы) для прохода через них стрингеров — продольных стерж- ней, которые связывают шпангоуты. Концы замкнутых шпан- гоутных рамок сваривают или связывают скрутками из вязаль- ной проволоки. Все шпангоуты нумеруют в соответствии с тео- ретическим чертежом. Одновременно изготовляют форштевень и ахтерштевень, которые могут быть выполнены заодно с киле- вым стержнем. После изготовления этих элементов набора приступают к изготовлению стапеля. Суда, имеющие армоцементную надстройку, а также суда сравнительно больших размеров (длиной более 9—10 м) обычно строят килем вниз. Суда меньших размеров, а также суда, не имеющие армоцементной надстройки, удобнее строить килем вверх с последующей кантовкой (переворачиванием) для внут- реннего оборудования. Для судна, строящегося килем вниз, стапель представляет собой брус, установленный на козлах на высоте 0,5—0,7 м (рис. 60). Длина бруса равна длине корпуса судна. На стапеле в соответствии с теоретическим чертежом размечают и нуме- руют места всех шпангоутов. 92
Верхняя плоскость бруса стапеля должна точно соответ- ствовать продольному очертанию судна (по килю). Для этого i брус либо состругивают, либо на его верхнюю плоскость в ме- | стах установки шпангоутов прибивают деревянные бобышки. I Высота каждой бобышки равна соответственно расстоянию от f основной линии теоретического чертежа до нижней точки каж- I дого шпангоута. При этом верхняя плоскость бруса прини- | мается за основную линию. Когда работы по оборудованию стапеля закончены, присту- пают к сборке набора. В первую очередь на стапель по всей его длине укладывают несколько слоев стальной сетки, а затем Рис. 60. Стапель для судна, строящегося килем вниз. 1 —• стапель; 2 — шпангоуты; 3 — подставки для удержания шпангоутов в заданном положении. устанавливают килевой стержень со штевнями. Положение ки- левого стержня и штевней фиксируется временными деревян- ными раскосами и т. п. После этого устанавливают шпангоуты. Для удержания каждого шпангоута в заданном положении делают крепления из досок, связанных со стапелем. Про- дольные связи — стрингеры — устанавливают одновременно по обоим бортам. Не следует устанавливать все связи сначала на одном борту, а затем на другом; это может вызвать нарушение симметрии всего набора относительно ДП. Все детали набора скрепляют сначала временными скрут- ками, а после окончания сборки и тщательной проверки пра- вильности положения всего собранного набора приступают к жесткому соединению всех связей сваркой или скрутками из вязальной проволоки. В процессе установки стрингеров нужно следить за плав- ностью их перехода от одного шпангоута к другому. Плавность изгиба каждого стрингера легко проверить с помощью тонкой и длинной деревянной рейки, изгибаемой по шпангоутам рядом со стрингером. После того как сборка и закрепление всего набора закон- чены, приступают к обтягиванию его несколькими слоями стальной сетки. Чтобы сетка плавно обтягивала весь набор и не 93
образовывала западаний между стрингерами или шпангоутами, следует придерживаться такого принципа: при продольной си- стеме набора большую часть рулонов следует раскатывать поперек корпуса, а при поперечном — вдоль. Слоями сеток обтягивают сначала один борт до киля, а за- тем другой. Стык сеток возле киля перекрывают ранее уложен- ным под ним пакетом сеток. Каждый слой сетки крепят к шпан- гоутам и стрингерам отдельными скрутками. После натягивания всех слоев приступают к связыванию их в общий пакет вязаль- ной проволокой. Стежки проволоки пускают вдоль или поперек корпуса с интервалом 15—18 см. Все слои сетки должны плавно обтягивать весь корпус без впадин или выпуклостей. Таким же образом обтягивается сеткой набор палубы, надстройка и пе- реборки. Если палуба или надстройка деревянные, то их изготов- ляют по окончании бетонирования всего корпуса. Конструкция переборок такая же, как и на армоцементной судне, изготов- ляемом по опалубке: пакеты сеток крепятся к шпангоутам и бимсам вязальной проволокой. Следующим этапом является установка фундамента двига- теля, креплений руля, кнехтов, иллюминаторов, дверей, люков, выдвижного киля и т. п. После этого начинают бетонирование и отделку поверхности. При постройке без опалубки бетонирование гораздо слож- нее, чем на пуансоне. Для того чтобы сетка не прогибалась внутрь судна, цементный раствор наносят на сетку сначала из- нутри, а затем заглаживают выступивший раствор снаружи. В процессе бетонирования необходимо тщательно следить за плотностью заполнения сеток раствором и одновременно — за сохранением плавности обводов обшивки. Все неровности, обра- зующиеся при бетонировании, должны быть устранены до схва- тывания раствора. При постройке армоцементного судна килем вверх процесс обтягивания набора сеткой значительно упрощается, однако в таком положении труднее выполнить палубу, установить пе- реборки, фундамент двигателя и т. п., а кроме того, услож- няется бетонирование обшивки. Сложность заключается в том, что под действием усилия рабочего, наносящего цементный раствор, а также под действием веса самого раствора сетка прогибается внутрь (между набором), и нарушается плавность обводов. Поэтому после того как весь набор будет обтянут сеткой, судно обычно переворачивают килем вниз для продол- жения работ. Для установки набора в положении килем вверх стапель делают таким, как показано на рис. 61. Верхняя плоскость бруса стапеля имеет очертания, соответствующие внутреннему очертанию киля. Высота стапеля должна быть на 0,5—0,6 м 94
больше высоты борта строящегося судна. Брус не прибивают к козлам до того, пока на него не навесят все шпангоуты. Каждый шпангоут ставят на свое место, после чего брус ста- пеля устанавливают на козлы и крепят к ним. Килевой стер- жень, штевни и стрингеры соединяют в общий каркас судна так же, как и при постройке судна килем вниз. Набор обтяги- вают слоями стальной сетки, которые связываются между собой и скрепляются с набором вязальной проволокой. После Рис. 61. Стапель для судна, строящегося килем вверх. / — стапель; 2 — опоры шпангоутов; 3 — опоры стапеля; 4~ шпангоуты; 5 —опоры, удер- живающие шпангоуты от сдвига. выполнения этих работ производится бетонирование обшивки; однако с целью сохранения плавности обводов более целесо- образно бетонирование и последующие работы производить в положении килем вниз. Для этого делают соответствующий стапель и набор судна, обтянутый сеткой, переворачивают ки- лем вниз. § 20. УХОД ЗА СТРОЯЩИМСЯ АРМОЦЕМЕНТНЫМ СУДНОМ Должен быть организован специальный уход для обеспече- ния нормальных условий затвердевания цемента. Нормальными условиями твердения цементного раствора являются темпера- тура 15—20° С при относительной влажности окружающей среды 80—100%. Цементный камень, твердеющий в нормальных условиях, с течением времени повышает свою прочность. При этом интен- сивный рост прочности наблюдается для портланд-цементов в первые 7 дней; в дальнейшем прочность цементного камня нарастает медленнее (табл. 14). Во влажной среде цементный камень приобретает к определенному сроку прочность выше, чем при твердении на воздухе. В сухих условиях дальнейшее твердение цементного камня прекращается. Чем ниже температура воздуха, тем медленнее происходит нарастание прочности цементного камня. При температуре ниже 95
Таблица 14 Характер нарастания прочности цементного раствора во времени Возраст твер- деющего рас- Предел прочности иа сжатие (% от марочной ПРОЧНОСТИ при ГТверд = = 15° С) раствора твора, сутки на порт- ланд-це- менте на глино- земистом цементе 1 3 7 28 90 180 1 год 2 года Примечай портланд-цементис 28-й день, а глино деиия 20 30 60—75 100 125 150 175 200 1 е Марочиа го раствора оп земистого на 3 80—90 100 120 140 145 150 155 я прочность эеделяется на й день твер- 0° С его твердение пре- кращается, но оно возо- бновляется при повыше- нии температуры. Армоцементное су- дно, строящееся летом, должно быть предохра- нено от высыхания, а зи- мой— от охлаждения. В течение первых 10—12 час. по окончании бетонирования армоце- ментное " судно должно быть защищено от раз- мывания водой. В даль- нейшем должны быть соз- даны условия, при кото- торых бетон не терял бы своей влаги и получал ее дополнительно извне в течение периода твер- дения. Поэтому сразу после окончания бетони- рования армоцементное судно следует укрыть мокрой мешко- виной, рогожами или матами и систематически увлажнять их. Чем выше температура воздуха, тем больше надо увлажнять армоцемент. При температуре воздуха выше 15° С срок поливки судна, изготовленного на портланд-цементе, должен быть не ме- нее 12—15 дней. При этом в первые дни поливку надо произво- дить 2—3 раза в сутки. В процессе постройки судна в жаркие летние дни следует избегать перегрева его прямыми солнечными лучами. Высокая температура в процессе затвердевания цемента понижает его плотность, а следовательно, и водонепроницаемость. Интенсив- ная поливка армоцемента в жаркую погоду является эффек- тивной мерой понижения температуры материала в период его твердения. Изготовленное армоцементное судно должно быть выдер- жано на стапеле в течение срока, при котором цемент приобре- тает не менее 50—60% прочности (7—8 суток). Только после этого судно можно снять со стапеля или пуансона для продол- жения работ или спуска на воду. § 21. ОТДЕЛКА И ОКРАСКА АРМОЦЕМЕНТНЫХ СУДОВ Поверхность корпуса армоцементного судна должна быть как можно более гладкой, без шероховатостей, пор или рако- вин. Чем лучше обработана наружная поверхность, тем ббль- 96
шую плотность приобретает материал, а следовательно, тем более водонепроницаемым и долговечным будет судно. Отделку поверхности армоцементных судов следует произ- водить в тот период, когда цемент уже схватился, но еще не набрал высокой прочности, т. е. через 3—12 час. после оконча- ния бетонирования. В этот период материал, во-первых, легко поддается механической обработке, а во-вторых, еще обладает хорошим сцеплением с наносимым отделочным слоем цемента. Работы по отделке поверхности армоцементных судов должны проводиться в следующем порядке: 1) устранение неровностей; 2) уплотнение и заглаживание поверхности; 3) железнение. Устранение неровностей заключается в механическом снятии с поверхности излишков материала, случайно попавших капель затвердевшего раствора и других неровностей стальным шпате- лем или наждачным камнем. После устранения всех неровно- стей корпус обильно поливают водой и приступают к следую- щей операции. Для уплотнения и заглаживания поверхности приготовляют водоцементный клей сметанообразной консистенции (ВЩ — 0,5) и наносят его на поверхность судна стальной или резиновой пластинкой шириной 15—18 см. При этом надо стремиться к тому, чтобы отделочный слой цементного клея имел мини- мальную толщину и хорошо заполнил все раковины и поры. Толщина отделочного слоя должна быть не более 0,5—1 мм. В крайнем случае можно допустить увеличение толщины этого слоя только в тех местах, где обшивка имеет дефекты в виде небольших впадин. Излишнее утолщение неармированного от- делочного слоя цементного раствора, во-первых, вызывает уве- личение веса судна, а во-вторых, со временем приводит к рас- трескиванию. Основная цель этой работы — уплотнение материала благо- даря устранению раковин и попутно — некоторое выравнивание поверхности. Если же поверхность судна имеет много грубых дефектов в виде рельефных выпуклостей и впадин, отделка не поможет. Отделочный слой цементного клея надо наносить на влаж- ную поверхность армоцемента. Если клей будет нанесен на сухую поверхность, это приведет к снижению сцепления отде- лочного слоя с армоцементом. Следует также помнить, что тонкий отделочный слой цементного клея склонен к быстрому высыханию, особенно, если работы ведутся на открытом воз- духе. Высыхание (обезвоживание) цементного клея ведет к прекращению затвердевания; если отделочный слой высыхает до затвердевания, он осыпается с поверхности судна как пыль. Во избежание высыхания, по мере нанесения отделочного слоя 97
его необходимо покрывать мокрой мешковиной. В таком со- стоянии судно должно быть выдержано 3—12 час., после чего приступают к железнению. Влажную поверхность армоцемента посыпают тонким слоем сухого цемента и тщательно втирают его стальными кельмами (круговыми движениями) в верхний слой раствора до получения гладкой блестящей поверхности. Окраска армоцементных судов не обязательна, но жела- тельна, поскольку трудно выдержать необходимую толщину защитного слоя (2—3 мм) равномерно по всей поверхности корпуса судна. Окраска надежно предохраняет плохо защищен- ную раствором арматурную сетку от коррозии. Краску можно наносить только на полностью затвердевший, а затем просох- ший в течение 2—3 суток материал. Окрашиваемая поверх- ность должна быть очищена от пыли. Для окраски могут быть использованы масляные краски, кузбасслак, этинолевый лак и этинолевые краски. При этом не- обходимо руководствоваться следующим правилом. Суда, изго- товленные из армоцемента на основе портланд-цементов, до покрытия масляными красками или кузбасслаком должны быть предварительно покрыты щелочестойким грунтом (целесооб- разно использовать этинолевый лак), так как в противном слу- чае под действием щелочи (извести), содержащейся в цементе, краска вскоре начнет отслаиваться; кроме того, действие из- вести способствует обесцвечиванию краски. Особенностью этинолевого лака и красок на его основе является высокая водо- и щелочестойкость, но одновременно им свойственна низкая устойчивость к действию света и воздуха. Вследствие этого все надводные части судна, покрытые этино- левым лаком, должны быть после его высыхания покрыты двумя слоями масляной краски, которая защищает этинолевый лак от действия воздуха и света. Таким образом, этинолевый лак защищает масляную краску от агрессивного действия ще- лочи цемента, а масляная краска защищает этинолевый лак от атмосферных воздействий. Срок сушки этинолевого покрытия до нанесения масляной краски 24—40 час. при температуре 18—22° С. С понижением температуры срок сушки увеличивается. Подводная часть судна может быть окрашена этинолевым лаком или этинолевыми красками без покрытия их масляной краской. На подводной части судна, находящейся в условиях постоянной изоляции от воздуха и света, этинолевое покрытие является высокоэффек- тивным и долговечным. Этинолевые краски приготовляются на основе этинолевого лака с добавкой пигментов: густотертых масляных красок, ка- менноугольного или битумного лака. В табл. 15 приведены рекомендуемые составы этинолевых красок, которые целесо- образно использовать для окраски подводной части судов. 98
Таблица 15 Рекомендуемые составы (%) этинолевых красок для окраски подводной части армоцементных и стеклоцементных судов Необрастающие Этииолево- камеиио- угольиые лаки Э гииолево- битумные лаки ЭКЖС-40 со ю сч со Компонент ю сч сч ЭКН-101 ЭКН-108 н Н Н СП СП СП СП СП СП Светло-коричне- вая Корич- невая Черный Этииолевый лак 32,6 30 60—65 50 75 90 40 50 20 Сурик железный — — 40—35 — — — — — — сухой Канифоль 10,9 10 — Закись меди или 50 40 — — — — — — — медная окалина Наполнитель 20 (цемент) Камеииоуголь- — 50 25 10 — — иый лак Битумный лак — — — — 60 50 80 Растворитель 6,5 — — — — — — — — (ксилол) Примечани можно смешивать с я. этииолевым лаком 1. Масляные краски .. . __________ в любой пропорции до получения требуемого цвета. 2. Чем выше содержание этинолевого лака в краске, тем выше ее водостойкость и тем ниже устойчивость к действию кислорода воздуха и солнечных лучей. Этинолевым лаком не рекомендуется покрывать поверх- ности, окрашенные масляной краской, так как в результате вы- сыхания последних выделяются газообразные вещества, раз- рушающие нанесенную на них пленку этинолевого лака. Одним из существенных достоинств этинолевого лака и эти- нолевых красок является их низкая стоимость, которая в не- сколько раз ниже стоимости масляных красок. Окраску ука- занными видами красок можно производить кистями или пистолетами-краскопультами. Этинолевый лак является легко воспламеняющимся веще- ством, поэтому связанные с его использованием работы можно производить только с применением мер противопожарной безопасности. 99
ГЛАВА VI ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ СТЕКЛОЦЕМЕНТНЫХ И АРМОЦЕМЕНТНЫХ СУДОВ § 22. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ СУДОВ ИЗ СТЕКЛОЦЕМЕНТА Стеклоцементные суда не гниют и не ржавеют, поэтому ис- ключается необходимость в специальном уходе за ними и за- щите их от коррозии. Для зимовки стеклоцементных судов не Рис. 62. Стеклоцементная крейсерская яхта «Но- винка» во время зимовки во льду. требуется создания каких-либо особых условий; после окончания навигации их можно оставлять во льду, если лед неторосистый 100
(рис. 62). Пребывание во льду не ухудшает качеств стеклоце- ментных судов. Отпадают расходы на регулярные весенние ремонты, если нет местных механических повреждений (пробоин, вмятин) об- шивки или других элементов судна. Устранение таких повреж- дений несложно и может быть выполнено очень быстро. Повреждения стеклоцементной обшивки, образующиеся чаще всего в результате удара корпуса о какое-либо препятствие, Рис. 63. Кренование судна для проведения ремонта: а — при помощи троса, пропущенного через мачту; б — загруженном одного из бортов. 1 ~~ место повреждения на корпусе; 2 — трос; 3 — груз. имеют характер вмятины или сквозного отверстия. Как пока- зали испытания, форма и размеры пробоины обычно соответ- ствуют форме и размерам того предмета, с которым столкнулось судно. Если в обшивке судна, находящегося в плавании, обра- зовалась пробоина, прежде всего необходимо ликвидировать течь путем постановки временного пластыря. Такой пластырь делается из мягких подручных материалов — комка тряпок, пакли и т. п. После прибытия судна на базу приступают к лик- видации повреждения. Для проведения ремонта судно должно быть поставлено в такое положение, чтобы поврежденное место вышло из воды. Для этого судну придается необходимый крен или дифферент. 101
Эти работы обычно проводятся на мелководье. Кренование судна осуществляется либо натяжением троса, прикрепленного к мачте, либо путем балластировки, т. е. загружения противо- положного борта различными грузами (рис. 63). Если повреж- дена оконечность судна (носовая или кормовая часть), создают дифферент — также балластировкой путем загружения носа или кормы любыми грузами (рис. 64). Рис. 64. Дифферентовка судна для проведения ремонта: а — дифферент на нос; б — дифферент на корму. •/ — груз; 2 — поврежденный район. Если метод кренования или дифферентовки не позволяет осушить поврежденный район корпуса, судно приходится под- нимать на сушу. Небольшие легкие суда (шлюпки, скутеры и т. п.) для проведения ремонта всегда выгоднее сразу же вы- таскивать на берег. Заделка пробоин в обшивке стеклоцементных судов может быть произведена одним из следующих методов: заклеиванием слоями стеклоцемента или заделкой с помощью стальных анкеров. Для заклеивания пробоины кромки стеклоцемента на ширину 10—15 см изнутри и снаружи очищают железной щеткой от 102
краски и грязи, обильно смачивают водой и с помощью кисти покрывают одним слоем очень жидкого цементного клея (5/Я=0,60). Затем на отверстие накладывают несколько слоев сеток из срезов стеклянного волокна или стеклоткани с заходом волокон на 10—15 см за пределы отверстия и послойно цемен- тируют. Для того чтобы сохранить гладкую поверхность корпуса без утолщений в местах ремонта, целесообразно наклеивать стеклосетки или стеклоткань с обеих сторон — изнутри и сна- ружи; кроме того, двусторонняя заделка пробоины будет более прочной, чем односторонняя. При двусторонней заделке слои вновь уложенного стеклоцемента связываются не только с об- шивкой судна, но и между собой; в результате края стеклоце- ментной обшивки вокруг пробоины оказываются прочно зажа- тыми стеклоцементным пластырем. Заделку отверстия диаметром 50—150 мм легко осуществить за 30—40 мин. При тщательном выполнении работы место ре- монта почти невозможно обнаружить, а прочность заделки не уступает прочности основной конструкции. Водонепроницаемость такой заделки также соответствует водонепроницаемости стек- лоцементной обшивки судна. Заделка пробоин с помощью стальных анкеров применяется для судов с толщиной обшивки более 12—15 мм. Кромки стек- лоцемента на ширину 30—50 мм изнутри и снаружи очищают от краски. Затем пробоину заполняют слоями стеклоцемента, полная толщина которого не должна быть более толщины об- шивки корпуса судна. Чтобы укладываемый в пробоину стекло- цемент не выпадал, с одной стороны обшивки (изнутри или снаружи) делают временную опалубку из куска фанеры или доски. После затвердевания опалубку снимают, а стеклоцемент- ный пластырь связывают стальной вязальной проволокой (диа- метр 1,5—2,5 мм) с обшивкой судна (рис. 65). Проволока пропускается через просверленные отверстия. Для того чтобы проволока не выступала над поверхностью обшивки, в местах ее прохождения в стеклоцементе делают пазы острым инстру- ментом (зубилом, шабером и т. п.). После анкеровки место ре- монта заклеивают двумя-тремя слоями стеклоцемента. Затвер- девший стеклоцемент надо зачистить наждачным камнем и по- крыть отделочным слоем краски или лака. При неблагоприятных условиях во время стоянки судна от- дельные участки его корпуса могут подвергаться систематиче- скому истиранию. Это может происходить, например, в тех случаях, когда судно, будучи плохо пришвартованным, под дей- ствием даже небольшой волны все время ударяется или трется о береговые камни, причальные боны, о корпус соседнего судна и т. д. В результате могут образоваться местные потертости, а следовательно, и утонения или даже сквозные истирания обшивки. 103
Ремонт потертостей аналогичен заделке пробоин. Потертость может быть устранена заклеиванием стеклоцементом либо, при большой толщине обшивки и глубокой потертости, с помощью заделки пластырем и вязальной проволокой. Рис. 65. Заделка пробоины в стеклоцементном судне с помощью стальных анкеров. 1 — стеклоцементная обшивка судна; 2 — стеклоцементный пластырь; 3 — анкеры нз стальной вязальной проволоки 0 = 1,5 -г- 2,5 мм. £>а—диаметр анкера. Стеклоцементное судно можно эксплуатировать уже через сутки после выполнения ремонта. § 23. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ СУДОВ ИЗ АРМОЦЕМЕНТА Эксплуатация армоцементных судов, как и стеклоцементных, не связана с систематическими ремонтами и защитой судна от коррозии или гниения. Армоцементные суда также не нуж- даются в обеспечении специальных условий зимнего хранения и могут находиться во льду любой толщины, если лед неторо- систый (рис. 66). Аварийные повреждения корпуса армоцементных судов устраняются очень просто и быстро. Наиболее характерными видами дефектов или повреждений армоцементных судов яв- ляются: 1) дефекты, допущенные при изготовлении корпуса и вы- звавшие впоследствии образование течи; 2) повреждение обшивки судна в результате удара; 3) образование потертостей обшивки с последующим интен- сивным корродированием оголенной арматурной сетки. 104
533 Армоцемент обладает достаточно высокой водонепроница- емостью, однако из-за плохого качества работ армоцементное судно может получить течь. Если небольшая течь обнаружена сразу же после спуска судна на воду, необходимо просто вы- ждать некоторое время с расчетом на то, что эта течь исчезнет. Не следует забывать, что затвердевший цемент при попадании в воду увеличивается в объеме — расширяется, в результате чего Рис. 66. Стеклоцементный катер и армоцементная яхта во льду на зимней стоянке. происходит самоуплотнение цементного камня, которое повы- шает его водонепроницаемость. Опыт эксплуатации судов пока- зывает, что первоначальное образование течи еще не свидетель- ствует об аварийном положении: обычно через несколько суток после спуска судна на воду течь исчезает и трюм судна стано- вится сухим. Наиболее уязвимыми, с точки зрения обеспечения водонепро- ницаемости, районами являются места, в которых через армо- цементную обшивку проходят сквозные болты. При плохом уплотнении раствора вокруг болтов возможно образование течи. Если такая течь через несколько дней после спуска не прекра- щается, принимаются меры по ее устранению. Для этого армо- цементное судно должно быть поставлено в такое положение, чтобы дефектное место вышло из воды и стало доступным для ремонта. Для этого производится кренование или дифферен- товка судна либо судно поднимают на сушу. Место течи с помощью зубила расчищают от неплотного це- ментного раствора. Работа должна производиться очень 105
аккуратно с тем, чтобы не разрывать арматурную сетку. Очи- щенное место хорошо увлажняют, а затем повторно бетонируют. Во время эксплуатации корпус армоцементного судна может получить повреждения под действием удара. Как правило, в результате удара в обшивке происходит местное разрушение раствора и оголение сетки. Повреждение происходит именно в месте удара, и трещины (волосные) распространяются неда- леко. Разрыв сетки происходит редко; обычно сетка только про- гибается и растягивается в том месте, где произошел удар. Ремонт в этом случае заключается в следующем. Сетку очи- щают от разрушенного бетона и рихтуют, а если она оказалась разорванной,— связывают вязальной проволокой. Затем приго- товляют цементный раствор, место ремонта смачивают водой' и повреждение заделывают. Для этой цели в период эксплуата- ции всегда следует иметь на борту судна 5—10 кг цемента (же- лательно БТЦ) и столько же песка. Отремонтировать пробоину армоцементного судна можно и без вывода дефектного места из воды. Для этого снаружи на пробоину ставят временный пластырь из брезента или парусины. Пластырь устраняет течь; после этого пробоину можно заделать изнутри быстротвердеющим цементом. При использовании бы- стротвердеющего цемента судно может снова выйти в плавание не раньше чем через 12 час. Если армоцементное судно во время эксплуатации система- тически наваливается одним и тем же местом на какой-либо твердый предмет (камни, бон, соседнее судно и т. п.), это при- водит к истиранию защитного слоя раствора, предохраняющего арматурную сетку от коррозии. Оголенная стальная сетка под действием атмосферы или воды начинает быстро корродировать, причем коррозия может распространиться в глубь обшивки. Для предотвращения этого опасного явления оголенную арматурную сетку необходимо своевременно покрыть защитным слоем цемента. Ремонт производится следующим образом. Потертый уча- сток обшивки очищают железной щеткой, а образовавшуюся пыль смывают водой. На влажную поверхность армоцемента с помощью резинового шпателя наносят тонкий слой цемент- ного раствора. Затем производится заглаживание раствора. После затвердевания место ремонта может быть окрашено в требуемый цвет.
Раздел второй СУДА ИЗ СТЕКЛОЦЕМЕНТА И АРМОЦЕМЕНТА ГЛАВА VII ОПИСАНИЯ НЕКОТОРЫХ СУДОВ из СТЕКЛОЦЕМЕНТА § 24. ШЛЮПКИ ИЗ СТЕКЛОЦЕМЕНТА Яхтенный тузик. Первыми стеклоцементными судами, постро- енными в СССР, были шлюпки. Самая маленькая стеклоцементная шлюпка предназначена для использования в качестве яхтенного тузика. Предусмотрена Рис. 67. Стеклоцементный тузик. возможность установки подвесного мотора мощностью до 3 л. с. (рис. 67). В связи со спецификой эксплуатации яхтенного ту- зика в самых различных условиях и необходимостью периоди- ческого подъема на палубу яхты выбор его размеров и обводов был обусловлен двумя основными соображениями: тузик дол- жен наиболее полно удовлетворять требованиям мореходности 107
и остойчивости при минимальных размерах и весе корпуса (рис. 68). Основные характеристики тузика Длина наибольшая, мм..................... 2350 Ширина наибольшая, мм...................1100 Высота борта, мм.......................... 500 Вместимость, чел............................ 3 Постройка тузика производилась за два этапа: сначала был изготовлен корпус, а затем внутреннее оборудование. Рис. 68. Трехместный стеклоцементный тузик легко переносит один человек. Корпус тузика изготовлялся днищем вверх на пуансоне, представляющем собой деревянный каркас, обтянутый стальной сеткой и покрытый разделительным слоем промасленной бумаги. Корпус не имеет подкрепляющего набора и выполнен в виде скорлупкой оболочки толщиной 4—6 мм. Транец, предназначен- ный для установки мотора, имеет толщину 7—8 мм. Для увели- чения жесткости края бортов утолщены до 7—9 мм (рис. 69). Для выполнения работ второго этапа корпус тузика был установлен днищем вниз. К оболочке было приклеено сиденье в виде изогнутой стеклоцементной пластинки, а в борта были замоноличены втулки для уключин. Все соединения выполня- лись на цементном клее путем образования дополнительных слоев — «накладок» стеклоцемента. Кромки бортов тузика были 108
окантованы деревянными рейками сечением 6X20 мм, прикреп- ленными к бортам болтами. Для обеспечения непотопляемости в корпус были вклеены стеклоцементные воздушные ящики (рис. 70). На изготовление тузика ушло 42 кг цемента и 5 кг стеклян- ного волокна. До проведения ходовых испытаний тузик был испытан на прочность и жесткость путем постановки на две опоры (в корме и носу) с загружением равномерной нагрузкой общим весом Рис. 69. Конструкция стекло- цементного тузика. Рис. 70. Сборные воздушные емкости (сиденья) стеклоцементного тузика. 450 кг, а также установкой корпуса на две сближенные опоры в средней части с расположением сосредоточенных грузов по 150 кг в оконечностях. Кроме того, прочность тузика проверя- лась сбрасыванием его на грунт с высоты 70 см. Никаких раз- рушений или остаточных деформаций в корпусе тузика после испытаний обнаружено не было. Прогулочная шлюпка. На заводе «Ленинская кузница» по- строили стеклоцементную шлюпку грузоподъемностью 700 кг (рис. 71) и провели ее всесторонние испытания. Шлюпка имеет обводы шарпи. Основные характеристики шлюпки Длина наибольшая, мм..................... 4500 Ширина наибольшая, мм.....................1520 Высота борта, мм ......................... 500 Толщина бортов и днища, мм.................. 6 Полный вес корпуса, кг.................... 140 Вместимость, чел............................ 7 Шлюпка предназначена для хождения на веслах и на под- весном моторе мощностью до 10 л. с. При изготовлении шлюпки 109
было учтено свойство стеклоцемента копировать фактуру по- верхности, на которой он изготовляется. Поэтому с целью полу- чения гладкой наружной поверхности шлюпки была изготовлена специальная стеклоцементная матрица с гладкой внутренней поверхностью. Матрицу формовали на корпусе шлюпки из баке- лизированной фанеры с гладко отделанной поверхностью. Тол- щина стенок матрицы 8—12 мм. Корпус шлюпки выполнен в виде безнаборной оболочки, продольная жесткость которой обеспечивается стеклоцементным Рис. 71. Стеклоцементная шлюпка грузоподъемностью 700 кг. ребром по килю и утолщениями по кромкам бортов, а попереч- ная— воздушными ящиками. Для обеспечения непотопляемости установлены четыре воз- душных ящика из стеклоцемента, которые одновременно выпол- няют роль сидений. Воздушные ящики отформованы на дере- вянных формах, а затем приклеены к корпусу шлюпки. Толщина стенок ящиков-сидений 4—5 мм. На рис. 72 видно расположе- ние ящиков-сидений в шлюпке. Полный объем воздушных ящи- ков 0,4 .и3. Шлюпку испытывали на прочность, жесткость, водонепрони- цаемость, непотопляемость, а также на устойчивость против действия различных метеорологических условий при смене вре- мен года и действия прибойной волны. Испытаниями шлюпки на прочность и жесткость при уста- новке ее на две опоры и при нагрузке, равной удвоенному нор- мальному водоизмещению (стандартные испытания), не было обнаружено никаких дефектов. Прогиб на середине длины со- ставил 10 мм, т. е. 1/450 пролета, что на 45% меньше прогиба таких же деревянных шлюпок с жестким продольным и попе- 110
речным набором. Несмотря на некоторые упругие деформации, возникавшие в корпусе шлюпки при ее испытании на прочность и жесткость, воздушные ящики сохранили полную герметичность и надежную связь с корпусом. При заполнении шлюпки водой она была способна сохранять плавучесть с полезной нагрузкой до 200—250 кг. После проведения испытаний шлюпка была оставлена на плаву пришвартованной на длинном конце, позволяющем ей Рис. 72. Расположение стеклоцементных воздушных ящи- ков-сидений в стеклоцементной шлюпке. свободно отходить и подходить к берегу. Шлюпка была при- швартована в районе Киевского речного порта, где от постоян- ного движения судов беспрерывно идет прибойная волна, кото- рая то выбрасывает шлюпку на берег, то снова смывает ее на воду. В таком состоянии шлюпка находилась в течение осени, зимы и весны, причем зимой ее окружал битый лед. Осмотр шлюпки весной показал, что она полностью сохранила водоне- проницаемость. Никаких повреждений корпуса не было об- наружено, за исключением потертых мест по форштевню и скулам. Вторичные испытания на прочность и жесткость подтвердили данные первых испытаний. Рыбачий челн. Челн из стеклоцемента был построен специ- ально для рыбной ловли. Обводы его аналогичны типичным долбленым деревянным лодкам, широко распространенным на Днепре, но он легче их на 30% (рис. 73) и значительно проще в изготовлении. Ill
Основные характеристики челна Длина, мм ................. 4000 Ширина наибольшая, мм.............. 850 Высота борта у миделя, мм.......... 300 Толщина обшивки, мм................6—7 Вес корпуса, кг..................... 47 Вместимость, чел..................... 2 По конструкции челн представляет собой безнаборную стек- лоцементную оболочку одинаковой толщины. Непотопляемость челна обеспечивается закреплением к корпусу (по кромке бор- тов) пенопласта. Рис. 73. Два человека совершенно легко переносят стеклоцемент- ный рыбачий челн. Челн изготовляли контактным способом на пуансоне в поло- жении днищем вверх. Пуансоном служил корпус деревянного челна. Два человека изготовили стеклоцеменгный челн за 4 часа. Были применены гипсоглиноземистый цемент марки 500 и бес- щелочное стеклянное волокно диаметром 10—12 мк в виде срезов. Эксплуатация челна показала эффективность создания лег- ких рыбачьих судов из стеклоцемента. § 25. КРЕЙСЕРСКИЕ ЯХТЫ ИЗ СТЕКЛОЦЕМЕНТА Крейсерская яхта «Первенец». В июне 1960 г. в Киеве была построена яхта из стеклоцемента (рис. 74). По конструкции корпуса это также безнаборная оболочка толщиной 6—7 мм с округлыми обводами. 112
Основные характеристики яхты Длина наибольшая, мм.......................... 5700 » по КВЛ, мм............................... 5500 Ширина наибольшая, мм......................... 1850 » по КВЛ, мм............................... 1650 Высота надводного борта у миделя, мм . . . 600 Осадка габаритная, мм.......................... 700 Водоизмещение, т............................. 1,12 Парусность, м2................................ 12,0 Мощность подвесного мотора, л. с............... 3,0 Вооружение яхты ..........................Бермудский шлюп Поскольку яхта не имеет балластного киля, не исключена возможность ее опрокидывания до положения паруса на воде, однако заливания корпуса водой не происходит благодаря боль- шой запалубленности. Рис. 74. Стеклоцементная яхта «Первенец». Объем жилого помещения достаточен для дальнего похода с экипажем 3 чел.; в небольших однодневных походах на яхте могут находиться 4—5 чел. Корпус яхты собран из пяти секций (рис. 75): обшивки-обо- лочки, надстройки, двух секций палубы и переборки между каютой и кокпитом. Все секции были изготовлены из стеклоце- мента отдельно, а затем смонтированы. Секция обшивки изго- товлялась на пуансоне, в качестве которого использовали шверт- бот «Олимпик» (его высота борта была увеличена на 250—300 мм, а длина до 5700 'мм). 5 Бирюкович ИЗ
Яхта строилась вверх килем на открытом воздухе. Секция обшивки корпуса цементировалась в два этапа. Сначала на пу- ансон был нанесен стеклоцемент толщиной 2—2,5 мм (в отдель- ных местах до 3—4 мм). Через трое суток затвердевшая обо- лочка была снята, поставлена на воду и отбуксирована на дру- гое рабочее место, лучше защищенное от солнца и ветра, для Рис. 75. Конструктивная схема стеклоцементной яхты «Первенец». / — носовая секция палубного блока; 2 — блок надстройки,- 3 — блок переборки; 4 — кормовая секция палубного блока; 5 — блок корпус* <;оолочка; 6 — стальной анкер 0=7 мм; 7 — клеевой шов; 8 — фор- штевень; 9 — киль-плавник; /0деревянная рейка (комингс). продолжения работ. Характерно, что такая тонкая оболочка объемом 5 м3 выдержала напряжения, возникающие при снятии с пуансона, переносе к воде, буксировке за катером, вторичном подъеме на сушу и опрокидывании днищем вверх для продол- жения работ. 114
На втором этапе толщина обшивки корпуса была доведена до 6 мм и был установлен киль-плавник, образованный после- довательным нанесением большого числа слоев стеклоцемента в средней части днища на длине 1500 мм. В оболочке были сде- ланы местные утолщения по форштевню, у степса мачты и в ме- сте примыкания киля. Секция обшивки — без набора, палубы и надстройки — успешно прошла ходовые испытания на подвесном моторе с 8 пассажирами на борту. Подвесной мотор крепился непосред- ственно к транцу. Деформаций или нарушений монолитности обшивки обнаружено не было. В качестве пуансона для изготовления надстройки была ис- пользована кормовая часть корпуса. При этом транец служил передней стенкой, а днище и борта — палубой и продольными комингсами надстройки. На этот пуансон укладывался разде- лительный слой промасленной бумаги, а затем стеклоцемент толщиной 4 мм. На вторые сутки надстройку сняли с корпуса. Продольные комингсы готовой надстройки были временно стя- нуты тросами. В таком виде надстройку установили на корпус и склеили с ним (по грани между палубой и бортом) дополни- тельными слоями стеклоцемента. После затвердения стеклоце- мента стяжные тросы были сняты. Секции палубы и переборки формовались на фанерных щи- тах, а затем приклеивались к корпусу. Палуба получилась до- статочно жесткой, поэтому установка пиллерсов не потребо- валась. В каюте на деревянные сегменты, уложенные поперек корпуса, установлены две койки. Все внутреннее оборудование прикреплено при помощи металлических болтов. Полный вес яхты составил 450 кг. Абсолютная водонепроницаемость яхты позволила отказаться от пайолов; их заменили ковриком. Благодаря этому полностью используется весь внутренний объем каюты. При проектирова- нии яхты предполагалось, что небольшая толщина стеклоце- ментной надстройки будет являться причиной перегрева каюты, однако плавания на яхте показали, что стеклоцемент обладает достаточными теплоизоляционными качествами, и в каюте яхты созданы весьма хорошие условия обитаемости. Крейсерская морская яхта «Новинка». В мае 1963 г. была спущена на воду построенная в 1962 г. в Киеве морская крей- серская яхта «Новинка» (рис. 76). Основные характеристики яхты Длина наибольшая, мм.............. 9350 » по КВЛ, мм.................... 7200 Ширина наибольшая, мм............. 2700 Осадка, мм ................ 1400 Парусность, м2........................35 Мощность двигателя (СМ-557Л), л. с..13,5 Водоизмещение, т.....................4,5 115
Вооружение яхты — бермудский шлюп (рис. 77). По обводам «Новинка» подобна яхтам «Фольксбот», но от- личается от них несколько большими размерами и является бо- лее удачным вариантом морской крейсерской яхты (рис. 78). Рис. 76. Морская крейсерская стеклоцементная яхта «Новинка». Корпус яхты разделен на четыре отсека — форпик, каюту, ма- шинное отделение и ахтерпик — водонепроницаемыми стекло- цементными переборками. Яхта способна сохранять плавучесть при заполнении водой любого одного отсека (рис. 79). 116
OOPS тш 117
Рис. 78. Теоретический чертеж яхты «Новинка». rh < \ —-p—0/ u z ч _ \ \ ИД]JJ ' j-JF ______ -ГА / у гИГ 1 _ 1 I7 \,1 t~ -F ЧГХг~~т> Т/ 23 — Lzv4i - - —1 i ‘ 4~а Рис. 79. Общее расположение яхты «Новинка». 1 - форпик; 2. 4 -койка; 3 - подвесные койки; 5 - камбуз; 6 - шкаф; 7-ящики для продуктов; пит; 10—’Иактоуз; 11 — ахтерпик; 12 — складной стол. 44~г~Т7Т7"™Т.ЛМ 4-а Жу — моторное отделение; 9 — кок-
Форпик используется для хранения парусов, тросов, якорных канатов и осветительных фонарей. Здесь же расположена одна запасная койка. Вход в отсек — через форлюк. Рис. 80. Сборные стеклоцементные элементы яхты «Новинка». /-корпус-оболочка; 2— носовая секция палубы; 3 — надстройка; 4 — средняя секция палубы; 5 — кормовая секция палубы; 6 — носовая переборка; 7 — полупереборки; 8 — переборка между каютой и моторным отделением; 9 — переборка ахтерпика; 10— само- отливной кокпит. Во втором, самом большом отсеке расположена каюта. Вы- сота каюты от пайолов до подволока 187 см. Здесь имеются 4 постоянные и 2 подвесные койки, стол, камбуз, радиоузел, шкаф для провианта и посуды, полки для книг и карт. Возле 120
каждой койки на полупереборках установлены индивидуальные вешалки для береговой одежды. Штормовая и рабочая одежда хранится на вешалках под палубой за входным трапом. Вход в каюту осуществляется через сдвижной люк. В третьем — моторном отсеке под кокпитом установлены двигатель и ящики с инструментами. Четвертый отсек — ахтерпик — используется для хранения горючих и смазочных материалов. Вход в него осуществляется через палубный люк. Яхта изготовлена из стеклоцемента КБ-1. Конструкция «Но- винки» сборно-монолитная. Корпус состоит из 13 секций (рис. 80): монолитной оболочки, носовой секции палубы, кают- ной надстройки, средней секции палубы в районе кокпита, кор- мовой секции палубы, носовой переборки, четырех полуперебо- рок (ограждающих камбуз, радиоузел и отсек для провианта), переборки ломаного очертания (отделяющей каюту от машин- ного отделения), переборки ахтерпика и кокпита. Первым был изготовлен стеклоцементный корпус — оболочка яхты. Эта работа была разделена на два этапа: первый (подго- товительный) включал изготовление земляного пуансона, а вто- рой (основной) — формование по пуансону. Толщина корпуса-оболочки 9—11 мм. Для увеличения проч- ности и жесткости оболочка была дополнительно армирована в трех местах — по килю и кромкам бортов — стальными стерж- нями диаметром 10 мм (см. рис. 30, узлы А и Б). Связь сталь- ных стержней с корпусом осуществлялась замоноличиванием их несколькими слоями стеклоцемента. По форштевню и килю для защиты от истирания и ударов закреплен стальной уголок 30X30X5 (узел Б). Крепление уголка осуществлено с помощью приваренных к нему через 150—180 мм анкеров из проволоки диаметром 4 мм, длиной 60—70 мм. После накладки уголка на киль анкеры замоноличивались стеклоцементом. " Интересно отметить, что снятие с пуансона стеклоцементного корпуса (который еще не имел палубы, переборок или специаль- ных ребер жесткости и представлял собой тонкостенную обо- лочку толщиной всего 1 см при длине 9,3 м и ширине 2,7 м) было осуществлено без принятия каких-либо дополнительных мер, обеспечивающих равномерность распределения усилий по всей оболочке. Корпус сняли с формы вручную, опрокинув сна- чала на бок, а затем килем вниз. В процессе кантовки корпус оказался в положении, когда он опирался на грунт только одной кромкой борта у миделя (рис. 81), но, несмотря на такие неблагоприятные условия, в стеклоцементе не возникло никаких трещин или хотя бы заметных остаточных деформаций. Это по- казывает высокую прочность и жесткость стеклоцементного кор- пуса яхты. 121
Рис. 81. Снятие стеклоцементного корпуса яхты с земляного пуансона. Рис. 82. Стеклоцемептный корпус яхты «Новинка» на кильблоках. 122
Затем на установленном в кильблоки корпусе были смонти- рованы остальные секции (палуба, надстройка, переборки) и двигатель (рис. 82). Палуба и надстройка были изготовлены из четырех стеклоцементных секций, также отформованных на земляном пуансоне. Толщина палубы и надстройки 9—11 мм, переборок 6—9 мм. Соединение сборных элементов яхты осуще- ствлено склеиванием. Стальной руль выполнен из листа толщиной 6 мм. Для при- дания обтекаемого профиля и большей жесткости перо руля с обеих сторон ниже ватерлинии оклеили стеклоцементом. Стек- лоцемент отлично ведет себя в этих специфических условиях ра- боты, сохраняя высокое сцепление со стальным листом. В надстройке яхты 8 иллюминаторов. Два из них створча- тые. Отверстия для иллюминаторов были вырезаны в готовой надстройке при помощи зубила и ножовки для металла. В полый киль яхты уложили 1600 кг бетонного балласта с добавкой металлолома; 1300 кг было уложено до спуска яхты на воду и 300 кг во время дифферентовки ее на плаву. Снаружи и изнутри яхта окрашена масляной краской. Собственный вес стеклоцементной яхты, подсчитанный по фактическому рас- ходу материалов (без балласта), составляет 1800 кг, т. е. она примерно на 8—12% легче аналогичных деревянных крейсер- ских яхт. Вся постройка стеклоцементной яхты водоизмещением 4,5 т была осуществлена за 58 рабочих дней при полном отсутствии механизации. В течение каждого рабочего дня работало в ос- новном 3 человека. Такие небольшие затраты труда свидетель- ствуют об исключительной простоте постройки стеклоцементных судов. В июле 1963 г. яхта «Новинка» вместе с армоцементной ях- той «Цементал» ушла в дальнее (1500 миль) спортивное пла- вание по маршруту Киев — Евпатория — Киев. Яхта дважды прошла по Днепру, трем крупным водохранилищам, Днепров- скому лиману и Черному морю от Очакова до Крымского полу- острова и обратно. Шесть раз яхта прошла шлюзование, под- вергаясь самым неожиданным и тяжелым «испытаниям на прочность» при навале крупных судов, находящихся в шлюзо- вых камерах. Яхта попала в шторм в Каховском водохрани- лище и в Черном море у мыса Тарханкут. Проведенные натурные испытания первой морской крейсер- ской яхты из стеклоцемента показали ее высокие эксплуата- ционные и прочностные качества. После проведенного большого похода с выходом в море не было обнаружено никаких дефек- тов или повреждений. Корпус остался водонепроницаемым. Все клеевые соединения сохранили первоначальную прочность. Пятимесячное пребывание во льду толщиной 350—400 мм зимой 1963—1964 гг. также не причинило яхте никакого вреда. 123
Рис. 83. Постройка стсклоцементной яхты «Спартак»: а — изготовление деревянного пуансона; б — отформо- ванный стеклоцементный корпус яхты в положении ки- лем вверх. 124
Яхта успешно эксплуатировалась в течение следующей нави- гации 1964 г. и была снова оставлена во льду на зиму 1964— 1965 гг. В 1964 г. в Киеве была построена еще одна стеклоцемент- ная яхта, подобная «Новинке». Крейсерская морская яхта «Спартак». Летом 1964 г. в Киеве на водной станции ДСО «Спартак» был изготовлен корпус крейсерской морской стеклоцементной яхты «Спартак» водо- измещением 10 т (рис. 83). Основные характеристики яхты Длина наибольшая, мм.............................. 12 700 » по КВ Л, мм................................... 9 200 Ширина наибольшая, мм.............................. 2 850 » по КВЛ, мм.................................... 2 700 Высота борта в носу, мм............................ 1 300 » » в корме, мм............................. 1 050 Осадка, мм......................................... 1 750 Парусность, м-...................................... 64,5 Двигатель—дизель 2ЧСП, л. с.......................... 20 Полное водоизмещение, m.............................. 10 Корпус яхты формовали в положении килем вверх на спе- циально изготовленном пуансоне. Толщина оболочки корпуса яхты 16—18 мм. Использован композиционный стеклоцемент КБ-Ik; снаружи корпус яхты оклеивался четырьмя слоями стек- лоткани на цементном клее (В/Ц = 0,55 0,6). Надстройка, палуба и переборки были изготовлены из стек- лоцемента отдельно, а затем монтировались в корпусе анало- гично тому, как это было сделано при постройке яхты «Но- винка». Чертежи общего расположения и парусности яхты пред- ставлены на рис. 84 и 85. Яхта предназначается для дальних морских спортивных пла- ваний. § 26. КАТЕРА ИЗ СТЕКЛОЦЕМЕНТА Моторный катамаран. Моторный катамаран из стеклоце- мента (рис. 86) был изготовлен в Киевском политехническом институте в 1961 г. Основные характеристики катамарана Длина наибольшая, мм............................... 5300 Ширина наибольшая, мм.............................. 2500 » каждого корпуса, мм........................ 750 Высота корпуса от киля до палубы, мм.............. 400 Полный вес каждого корпуса, кг....................... 60 Грузоподъемность катамарана, кг................... 400—500 Вместимость, чел...................................... 5 Мощность двигателя («Москва»), л. с.................. 10 125
1 — самоотливной кокпит; Рис. 84. Общее расположение яхты «Спартак». 2—каюта капитана; 3 — рулевая рубка; 4 --койка; 5 — салон; 6 — камбуз; 7— гальюн; 8 — моторное отделение; 9 — кубрик.
Катамаран состоит из двух стеклоцементных корпусов, свя- занных деревянной палубой. Корпуса формовались в стекло- цементной матрице, которая была изготовлена на корпусе дере- вянного двухместного каноэ. Толщина стенок матрицы 6—8 мм. Снятая с пуансона (т. е. корпуса каноэ) матрица имела глад- кую внутреннюю поверхность, что и позволило получить высо- кое качество наружной поверхности корпусов катамарана. Для упрощения работы матрица была надрезана по форштевню и ахтерштевню до киля: это позволило слегка раздвигать ее борта Рис. 86. Стеклоцементный катамаран. при извлечении отформованных в ней стеклоцементных корпу- сов. Перед формованием каждого корпуса внутренняя поверх- ность матрицы покрывалась слоем смазки. Толщина стенок корпусов 4—5 мм. Каждый корпус разделен четырьмя стеклоцементными переборками толщиной 3—4 мм на 5 отсеков; форпик и ахтерпик покрыты стеклоцементной палу- бой. Стеклоцементные корпуса обладают значительно большей прочностью, чем такие же деревянные корпуса каноэ. Для крепления к деревянной палубе в каждый корпус были замоноличены 4 пары стальных стержней диаметром 10 мм, установленных по обеим сторонам каждой переборки. Выпуск стержней над бортами 100 мм. Деревянная палуба состоит из 4 бимсов сечением 75X75 мм и дощатого настила толщиной 14 мм. Бимсы расположены между каждой парой стальных ан- керных стержней и скреплены с корпусами стальными наклад- ками и гайками. Подвесной мотор «Москва» навешивается на доску, при- крепленную к кормовому бимсу палубы. 128
При нагрузке 3—4 чел. катамаран с мотором «Москва» раз- вивает скорость 15 км!час. Он обладает очень хорошей остой- чивостью, но маневренность его низка. Катамаран не имеет специального жилого помещения, однако благодаря большой площади палубы на ней можно устанавливать туристскую па- латку. Отсеки корпусов используются для хранения багажа и инструментов. В таком виде катамаран удобен для длительных туристских походов по внутренним водным путям. Катер «Стеклоцемент». Конструирование глиссирующих ка- теров представляет собой сложную задачу. Корпус должен Рис. 87. Открытый катер «Стеклоцемент». иметь очень малый вес, чтобы катер выходил на режим глисси- рования, и в то же время большую прочность. Повышенные тре- бования к прочности продиктованы специфическими условиями работы корпуса, подверженного интенсивной вибрации и очень сильным ударам о воду даже на небольшой зыби. Стеклоцементный глиссирующий катер «Стеклоцемент» (рис. 87) построен весной 1961 г. Основные характеристики катера Длина наибольшая, мм.................... 5000 » по КВЛ, мм ........................ 4750 Ширина наибольшая, мм....................1720 » по днищу, мм........................1600 Высота борта в носу, мм................... 910 » » в корме, мм.................. 600 129
Толщина днища, мм......................6—7 » бортов, мм......................5—6 » транца, мм......................7—8 Вес корпуса, кг........................... 290 Мощность двигателя, л. с...................10—30 Вместимость, чел.............................до 8 Катер имеет V-образные обводы с острыми скуловыми обра- зованиями. По конструкции корпус катера представляет собой безнаборную стеклоцементную оболочку толщиной 5—7 мм А-А Рис. 88. Общее расположение и сечение по миделю катера «Стеклоцемент», / — стеклоцементный корпус; 2 — деревянное обрамление бортов; 3 — сиденье из стеклопластика. (рис. 88). Носовая палуба, переборка и сиденья (они же воз- душные ящики) выполнены из стеклопластика. Подвесной мотор устанавливается на транце, для чего в нем сделан небольшой вырез. Для увеличения толщины транца (со- 130
ответственно струбцинам мотора) к нему прикреплена доска толщиной 30 мм. Стеклоцементный корпус катера был изготовлен в фанерной матрице, покрытой изнутри слоем целлофана. Наружная по- верхность стеклоцементного катера оказалась достаточно глад- кой, и специальная ее обработка не потребовалась. На рис. 89 показан законченный корпус катера; слева видна фанерная форма, в которой он был изготовлен. Интересно отметить, что при снятии с формы (через 3 дня после изготовления) возникла необходимость поставить тонкую Рис. 89. Стеклоцементный катер и деревянная матрица (слева), в которой он был изготовлен. оболочку на борт. Несмотря на отсутствие набора и переборок, это не повлекло за собой образования трещин или других по- вреждений. Для изготовления корпуса катера было израсходовано 190 кг цемента и около 40 кг стеклянного волокна в виде срезов. Катер прошел ходовые испытания с мотором «Москва», но эксплуатируется с подвесным мотором мощностью 16 л. с. С 6 пассажирами катер развивает скорость до 20 км/час. Испытания и эксплуатация глиссирующего стеклоцементного катера продемонстрировали возможность и целесообразность использования стеклоцемента в конструкциях катеров. Реданный глиссер «Ураган». Весной 1962 г. в Киеве был по- строен реданный стеклоцементный глиссер «Ураган» (рис. 90). Основные характеристики глиссера Длина наибольшая, мм.................. 3650 Ширина, мм.............................1300 Высота борта в носу, мм..................600 131
Высота борта на миделе, мм.................650 » » в корме, мм...................400 Толщина бортов и днища, мм.................4—4,5 » транца, мм..........................8—10 Мощность двигателя («Москва»), л. с...... 10 Вместимость, чел........................... 3 Скорость хода с одним пассажиром на борту, км[час.............................. 35 Обводы катера до редана V-образные; от редана в корму днище плоское (рис. 91). Носовая часть катера отделена от Рис. 90. Стеклоцементный глиссер «Ураган»: а — на ходу; б — общий вид корпуса на суше. кокпита полупереборкой. В кокпите расположены два стекло- цементных сиденья, которые служат и воздушными емкостями, обеспечивающими непотопляемость судна. Конструкция глиссера сборная. Соединение элементов осуществлено склеиванием. Глиссер состоит из 6 стеклоце- ментных секций (рис. 92); корпуса-оболочки, палубы, носовой 132
8 8-10 133
полупереборки, кормовой воздушной емкости (сиденья руле- вого), носовой воздушной емкости (переднего сиденья) и швар- товного устройства. В конструкции стеклоцементного глиссера совершенно отсут- ствуют другие материалы (металл, дерево, пластмасса): все элементы глиссера, включая швартовный рым, выполнены из стеклоцемента КБ-1к. Постройка глиссера была проведена в три этапа: 1) формование корпуса-оболочки; 2) изготовление па- лубы, переборки, сидений-емкостей и швартовного устройства; 3) монтаж всех элементов склеиванием. Формование производилось на пуансоне — корпусе деревян- ного глиссера. Переборка, палуба и сиденья формовались на временных деревянных щитах. Во время изготовления палубы на ней было установлено и замоноличено слоями стеклоцемента швартовное устройство. На изготовление глиссера было израсходовано 65 кг це- мента, 20 кг срезов стекловолокна и 11 кг (28 м) стеклоткани АСТТ(б)Сг. Полный вес стеклоцементного глиссера составил 116 кг, т. е. оказался равным весу аналогичного глиссера из ба- келизированной фанеры. Опыт эксплуатации стеклоцементного глиссера свидетель- ствует о том, что корпус имеет излишний запас прочности; при уменьшении толщины обшивки до 3—3,5 мм вес глиссера можно значительно уменьшить. Моторная лодка «Минерал». Весной 1962 г. в Киеве была изготовлена и испытана глиссирующая моторная лодка «Мине- рал» (рис. 93). Основные характеристики мотолодки Длина, мм..................................3100 Ширина, мм.................................1220 Высота, мм................................. 400 Вес корпуса, кг............................. 67 Мощность двигателя («Москва»), л. с....... 10 Вместимость, чел..........................2—3 Скорость хода с одним водителем на борту, км/час....................................38—42 То же с 2 чел., км/час....................26—30 По обводам корпус мотолодки представляет собой безредан- ный глиссер с усеченной носовой частью. При разработке тео- ретического чертежа за основу был принят проект моторной лодки «Стрекоза», но «Минерал» имеет несколько меныпие раз- меры и обладает более высокими ходовыми качествами. Изготовление стеклоцементной мотолодки оказалось значи- тельно проще, чем деревянной. Корпус «Минерала» (рис. 94) представляет собой оболочку из стеклоцемента КБ-1к толщиной 4 мм, отформованную на разборном фанерном пуансоне в поло- жении килем вверх. 134
После снятия корпуса с пуансона (через 2 дня после изго- товления) в него были вклеены заранее изготовленные стекло- цементная палуба, переборка и два поперечных сиденья (они же воздушные емкости). На днище в районе между задним и передним сиденьями имеется легкий стеклоцементный набор — два шпангоута и три Рис. 93. Стеклоцементная моторная лодка «Минерал» во время ходовых испытаний. стрингера,— установленный после окончания всех работ. Изго- товление набора заключалось в следующем. Пучки стеклово- локна толщиной 12—15 мм тщательно пропитывались цемент- ным клеем и укладывались на днище, предварительно покрытое (с помощью кисти) цементным клеем. Стыкование пучков воло- кон осуществлялось внахлестку с заходом одного пучка на дру- гой на 10—12 см. После укладки и тщательного приформовыва- ния пучков волокон стрингеры и шпангоуты были покрыты сверху одной полоской стеклоткани, также пропитанной цемент- ным клеем. Эти полоски усилили клеевые соединения пучков волокон с основанием-корпусом и одновременно улучшили внеш- ний вид образованных ребер. На носовой палубе и на днище у заднего сиденья заделаны два стальных кольца — одно для швартовного конца, второе — 135
для страховочного каната, закрепляющего подвесной мотор к корпусу мотолодки. Соединение колец с корпусом осущест- влено путем замоноличивания стеклоцементом стальных анкеров из проволоки диаметром 6 мм, пропущенных через кольцо. Рис. 94. Конструктивный чертеж стеклоцементной моторной лодки «Минерал». / — палуба; 2 — стальное швартовное кольцо — рым; 3 —среднее сиденье (воздушный ящик); 4 — кормовое сиденье (воздушный ящик); 5 — ребра жесткости (набор). Крестиками отмечены клеевые соединения. Из эстетических соображений корпус стеклоцементной мото- лодки окрашен масляной краской в светлый тон. В настоящее время стеклоцементная мотолодка «Минерал» эксплуатируется на реке Рось в районе села Синява. § 27. БУКСИР ИЗ СТЕКЛОЦЕМЕНТА Первым рабочим самоходным судном из стеклоцемента был буксир (рис. 95), построенный за рубежом в 1959 г. 136
ОсноЕные характеристики буксира Длина наибольшая, мм.............................. 13 500 » по ГВЛ, мм................................... 12 600 Ширина наибольшая, мм....................... .... 3200 » по ГВЛ, лел1 ................................ 2 840 Высота борта, мм..................................1 250 Осадка носом, леле................................ 540 » кормой, мм...................................1 160 Водоизмещение, т ................................16,00 Мощность двигателя (дизель 1500 об/мин), л. с. . . 90 Скорость хода, км[час............................. 14 Стеклоцементный корпус буксира имеет округлые обводы и сборно-монолитную конструкцию. Надстройки деревянные. Со- единение сборных элементов между собой осуществлено при помощи стальных анкеров. Выпущенные концы анкеров замоно- личивались в присоединяемой конструкции или приваривались к концам ее анкеров (места соединений в дальнейшем замоно- личивались слоями стеклоцемента). Рис. 95. Буксир из стеклоцемента. Система набора поперечная. Шпангоуты стеклоцементные сечением 70X50, а бимсы 80X50 мм. Шпация 500 мм. Обшивка имеет толщину 25 мм. Стеклоцементный киль имеет сечение 280X12 мм. В машинном отделении, кроме киля, уста- новлены еще два железобетонных боковых кильсона 120X60мм и стеклоцементные флоры 200x50 и 200X80 мм. Форпик и ахтерпик отделены двумя сплошными стеклоце- ментными переборками, а машинное отделение—-двумя полу- переборками. Комингсы палубных люков и фальшборт также выполнены из стеклоцемента вместе с палубой. Для изготовления всех стеклоцементных конструкций букси- ра были использованы следующие материалы: 137
а) стеклянное волокно Щелочного состава диаметром 22,5 мк. Содержание щелочи в стекле 12,4%. Длина волокон 3,15лг Пре- дел прочности стекловолокна при растяжении 7350 кг)см2. Во’ локно использовалось без обработки его пленками для защиты от действия среды твердеющего цемента; б) портланд-цемент марки 800; в) пластификатор — сульфитно-спиртовая барда в количе- стве до 2% от веса цемента. Основные механические характеристики стеклоцемента при- ведены в табл. 16. Таблица 16 Основные физико-механические характеристики использованного стеклоцемента Характеристика Стеклоцемент на основе щелочного стекловолокна диаметром 25 м.к и порт- ланд-цемента марки 600 800 Рас- тяже- ние Сжа- тие Из- гиб Рас- тяже- ние Сжа- тие Изгиб Предел прочности, кг/с:л- . 275 275 390 450 435—635 Модуль упругости, кг^м? — — — — — 3,2-105 Удельная ударная прочность при ударном изгибе, кгсм/с.'л* 1 II. III, Объемный вес, т[м3 — — 14 3—2,0 63—112 Примечания. I. Содержание стеклянного волокна в стеклоцементе 10% по весу. 2. Приведенные показатели характеризуют стеклоцемент в воз- расте 28 суток. 3. Показатели прочности при растяжении и изгибе снижаются к возрасту 5 месяцев иа 30—40%, после чего снижение проч- ности прекращается (по данным АН КНР). Изготовление стеклоцементного буксира проводилось не- сколькими этапами, причем все работы выполнялись ручными методами. I. Были изготовлены отдельные элементы набора (шпан- гоуты, флоры, бимсы), а также штевни, переборки и палуба. Стеклоцементная палуба была изготовлена 50 рабочими за 8 час. II. Основной поперечный набор судна был смонтирован на палубе в положении вверх килем. III, По выставленному поперечному набору были уложены киль, боковые кильсоны и флоры. Эти элементы присоединялись при помощи анкеров из круглой стали диаметром 9 мм. В ка- 138
честве опалубки для изготовления обшивки натянули по смон- тированному набору судна один слой стальной тканой сетки. Для исключения провисания сетки между шпангоутами в от- дельных местах были поставлены временные подпорки. IV. Приступили к изготовлению стеклоце.ментной обшивки. Раскладку стекловолокна и цементирование проводили 70 рабо- чих. При полном отсутствии механизации обшивка была изго- товлена за 10 час. Обшивка скреплена с набором при помощи стальных анкеров, выпущенных из элементов набора. Диаметр анкеров 6—8 мм. По мере укладки слоев стеклоцемента концы анкеров набора замоноличивались в обшивке. V. Задраивание палубных люков. Заводка тросов для подъема судна. Спуск судна на воду килем вверх. Переворачи- вание судна в воде в нормальное положение килем вниз. VI. Подъем судна на берег и монтаж внутреннего оборудо- вания. Установка двигателя, дейдвуда; монтаж рулевого управ- ления, трубопроводов и т. д. Как показал дальнейший опыт экс- плуатации судна, особое внимание при монтаже внутреннего оборудования следует уделять тщательности работ в районе прохода труб сквозь наружную обшивку; при недостаточно вы- соком качестве замоноличивания этих мест вокруг трубопрово- дов возможно просачивание воды. Монтаж палубного оборудо- вания (кнехтов, лебедок и т. д.) производился закреплением их болтами, пропущенными в отверстия, просверленные в стекло- цементной палубе, а также электросваркой с заранее замоноли- ченными в корпусе стальными анкерами. Этот этап включал также изготовление деревянных надстроек. VII. Вторичный спуск на воду полностью законченного по- стройкой судна. Все этапы постройки стеклоцементного буксира заняли 39 дней. В течение последующих 23 дней были проведены ходо- вые испытания, показавшие высокие качества нового судна. По данным верфи стоимость первого стеклоцементного бук- сира оказалась на 23% ниже стоимости аналогичного стального буксира. В настоящее время построено несколько сот стекло- цементных судов. § 28. СУДА СБОРНОЙ КОНСТРУКЦИИ — ИЗ ПЛОСКИХ СТЕКЛОЦЕМЕНТНЫХ ЛИСТОВ С ПОСЛЕДУЮЩЕЙ ИХ ГИБКОЙ На водной станции Киевского ДСО «Спартак» построены три судна чисто сборной конструкции: шлюпка на 8 человек, крейсерская яхта типа «Лоцман» и туристский моторный катер с каютой. Шлюпка на 8 человек. Стеклоцементная шлюпка (рис. 96) имеет обводы шарпи и предназначена для прогулок и неболь- ших туристских походов. Шлюпка снабжена парой весел; на 139
транце устанавливается подвесной мотор мощностью 3—10 л. с. Шлюпка обладает высокой остойчивостью и мореходными ка- чествами. Основные характеристики шлюпки Длина наибольшая, мм..................... 4800 » по днищу, мм........................ 4250 Ширина наибольшая, мм.....................1700 » по днищу, мм...................... . 1400 Высота борта в носу, мм.................... 800 » в корме, мм........................... 600 » по миделю, мм......................... 600 Безнаборный корпус шлюпки собран из четырех стеклоце- ментных листов толщиной 6—8 мм. Внутри установлены стек- лоцементные банки, выполняющие одновременно роль набора Рис. 96. Общий вид стеклоцементной шлюпки сборной конструкции. и воздушных емкостей, обеспечивающих непотопляемость. Все сборные элементы шлюпки соединены склеиванием несколь- кими слоями стеклоцемента, уложенными изнутри по швам со- единяемых листов. Процесс изготовления шлюпки сборной конструкции заклю- чался в следующем. На плоскости, выполненной из гладкой ре- зины, по чертежам раскроя были изготовлены два борта, одно днище и транец. Для изготовления этих листов использовался гипсоглиноземистый расширяющийся цемент марки 500 и бес- щелочное стеклянное волокно диаметром 10 мк в виде срезов. При изготовлении каждого листа укладывалось поочередно 13—15 слоев стеклянного волокна с тщательным пропитыва- нием (с помощью кистей) каждого слоя цементным клеем 140
f (ВЩ = 0,45 -s- 0,50), Банки изготовляли из плоских стеклоце- ментных листов, которые в сыром состоянии изгибались под прямыми углами до придания им необходимой формы. Изготов- ленные листы твердели, укрытые влажной ветошью. Благодаря тому что листы формовались на глянцевой поверхности, одна их сторона приобрела красивую гладкую фактуру с прожил- ками белых волокон. Через три дня после изготовления всех сборных элементов приступили к их монтажу. Для этого был изготовлен легкий де- ревянный стапель-кондуктор. На этот стапель укладывали стек- лоцементные листы так, чтобы их глянцевая поверхность была Рис. 97. Монтаж стеклоцементных элементов шлюпки. обращена наружу. Первым уложили лист днища, который изог- нулся по лекалам под действием собственного веса. Затем были установлены бортовые листы и транец. Соединение этих четы- рех элементов было произведено укладкой поперек швов 10— 12 слоев стеклоцемента; до укладки этих слоев соединяемые участки были смочены водой и покрыты тонким слоем цемент- ного клея вышеуказанного состава. Сразу же после склеивания корпуса в него вставили банки и приклеили их 10—12 слоями стеклоцемента (рис. 97). По кромкам бортов закрепили бол- тами деревянный буртик. Весь процесс сборки шлюпки 4 человека выполнили за 7 час. На следующий день (спустя 15 час. после склеивания эле- ментов шлюпки) она была спущена на воду. На транец шлюпки навесили подвесной мотор, и было совершено первое пробное плавание (протяженностью 20 км) по Днепру. Интересно от- метить, что, несмотря на весьма малый период времени, 141
прошедший после склеивания, первые же испытания шлюпки показали ее высокую прочность, абсолютную водонепроницае- мость и устойчивость к вибрации двигателя. Ходовые испытания проводились на Днепре весной, в период разлива, при свежем ветре и значительном волнении. В настоя- щее время шлюпка успешно эксплуатируется. Крейсерская яхта. На основании опыта постройки и экс- плуатации шлюпки сборной конструкции была построена крей- серская стеклоцементная яхта типа1 «Лоцман» (рис. 98). Основные характеристики яхты Длина наибольшая, мм................... 6770 » по КВЛ, мм........................ 5280 Ширина наибольшая, мм.................2120 » по скуле, мм.......................1000 Надводный борт в носу, мм.............. 860 » » в корме, мм.............. 540 Осадка, мм............................... 925 Водоизмещение, т....................... 1,42 Парусность, Л12........................ 20,5 Мощность двигателя, л. с................ 6 Рис. 98. Общий вид стеклоцементной яхты сборной конструкции во время постройки. Яхта имеет обводы шарпи. В отличие от шлюпки, корпус яхты композитной конструкции: набор выполнен из металла, а обшивка, палуба и надстройка из гнутых стеклоцементных ли- стов. Процесс изготовления яхты заключался в следующем. За- 1 См. сборник «Катера и яхты», вып. 1, «Судостроение», 1963. 142
готовленный металлический набор из тавровых профилей (шпа- ция 500 мм) был выставлен на стапель в положении килем вниз. Затем были изготовлены плоские стеклоцементные листы толщиной 6—8 Л1лг: два для днища, два бортовых, транец, 6 переборок, листы палубы и надстройки. Затвердевшие пло- ские стеклоцементные листы изгибались при монтаже непосред- ственно по месту—по выставленному набору (рис. 99). Соеди- нение листов днища п бортов между собой осуществлялось так Рис. 99. Крепление стеклоцементпых листов обшивки к металлическому набору яхты. же, как и при постройке шлюпки, а листов обшивки с набо- ром — путем замоноличивания элементов набора стеклоцемен- том (металлические элементы набора покрывались несколь- кими слоями стеклоцемента, как показано на рис. 100). Угловые соединения палубы с надстройкой и палубы с бор- тами были выполнены через деревянные бруски, к которым листы стеклоцемента прикреплялись болтами и шурупами. Пе- реборки вклеивались в корпус несколькими слоями стеклоце- мента. Стальной фальшкиль весом 450 кг присоединен к кор- пусу болтами диаметром 20 мм, закрепленными в стальных флорах. Туристский катер. Туристский катер по своей конструкции по- добен яхте типа «Лоцман». Набор корпуса выполнен из сталь- ных уголков 35X35 и деревянных брусков 40x20 мм; шпация 143
0,6 м. Толщина стеклоцементных листов днища 10—12 мм, надстройки 6—7 мм. Интересной особенностью постройки этого катера было то, что обшивка изготовлялась в два приема. Сначала на плоско- сти были изготовлены листы обшивки не на полную толщину, а всего на 3—4 мм. Затем эти листы монтировались на наборе. Рис. 100. Мидель-шпангоут яхты сборной конструкции. 1 — стеклоцемент, замоноличивающий стальные шпангоуты (флоры) и соединяющий их с обшивкой; 2 — тавровый шпангоут; 3 — стеклоцемеитная обшивка; 4 — стальной флор, приваренный к шпангоуту; 5 —фальшкиль; 6 — стеклоцемент, склеивающий листы обшивки. Имея малую толщину, листы очень легко изгибались в про- дольном и поперечном направлениях по обводам катера. После закрепления тонких листов к набору началась укладка слоев стеклоцемента изнутри корпуса (на набор) до получения за- данной чертежом полной толщины обшивки. Набор оказался наглухо замоноличенным в толщу обшивки. Наружная сторона корпуса имеет глянцевую поверхность. 144
Основные характеристики камера Длина наибольшая, мм................... 6000 Ширина наибольшая, мм...................1900 Высота борта в носу, мм................. 900 » » в корме, мм................. 700 Осадка, мм.............................. 120 Водоизмещение порожнем, т............... 0,8 Вместимость, чел.......................5—6 Мощность двигателя, л. с................. 25 Катер оборудован 2 постоянными и 3 складными койками. В каюте, имеющей высоту от пола до подволока 1,4 м, располо- жены камбуз и складной стол. Стационарный двигатель установлен в корме. § 29. ПАЛУБНОЕ ПОКРЫТИЕ ИЗ СТЕКЛОЦЕМЕНТА НА ДЕРЕВЯННОЙ ЯХТЕ «ПОРЫВ» Обеспечение водонепроницаемости деревянных палуб малых судов является сложным делом. Опыт показывает, что проще обеспечить водонепроницаемость подводной части деревянного судна, нежели палубы. Причина этого заключается в том, что палубный настил эксплуатируется в более сложных условиях чем основной корпус. Палуба находится то под действием дож- девой или забортной воды, то под действием прямых солнечных лучей; в результате систематического изменения влажности де- ревянный настил деформируется, нарушается плотность соеди- нения досок, а следовательно, и водонепроницаемость всей па- лубы. Наконец, палуба подвержена также периодическому дей- ствию значительных механических нагрузок от передвижения по ней людей, переноса грузов и т. п. и возникающему при этом истиранию. Протекающая палуба не только нарушает нормальные усло- вия обитаемости команды, но и является причиной образования гнили, а следовательно, быстрого выхода судна из строя. Существующие методы обработки деревянных палуб заклю- чаются либо в уплотнении швов палубного настила конопаткой, варом, клеем, либо путем устройства сплошного покрытия из ткани по слою масляной шпаклевки. Как показал опыт эксплуа- тации деревянных судов, эти методы не всегда дают хорошие результаты. Именно поэтому даже новые суда, получаемые с судоверфей, спустя один-два навигационных сезона требуют ремонта палуб. Гораздо более надежным средством будет покрытие из стек- лопластика, но смола до сих пор является дефицитным ма- териалом. В этой связи значительный интерес представляет использование стеклоцемента в качестве износостойкого, не- скользящего и водонепроницаемого покрытия палуб деревянных V46 Бирюкович 145
судов. Устройство стеклоцементного палубного покрытия исклю- чает необходимость в конопатке швов палубного настила или применении других методов их уплотнения. Для изготовления стеклоцементного покрытия палубы дере- вянной яхты «Порыв» были использованы срезы стекловолокна, стеклоткань и латексцементный клей на глиноземистом це- менте. Сначала непосредственно на палубу кистью наносился тонкий слой латексцементного клея толщиной примерно 0,7— 1 мм. Для удобства работы и во избежание быстрого высыха- ния клей наносили не сразу на всю палубу (общей площадью 12 л2), а участками площадью по 1—1,5 .и2. На этот слой клея уложили один слой сетки из срезов стекловолокна, который за- тем снова покрыли латексцементный клеем. Второй и послед- ний слой был выполнен из стеклоткани, наклеиваемую сто- рону которой покрыли тем же латексцементным клеем. Этой стороной ткань уложили на первый слой стеклоцемента и для плотного прилипания тщательно расправили ее и разгладили при помощи тампона из ветоши. Наклеенную стеклоткань сверху также покрыли слоем латексцементного клея. Общая толщина стеклоцементного палубного покрытия со- ставила 2—2,5 мм. Во избежание задиров кромок по контуру палубы покрытие было обрамлено деревянным ватервейсом из реек сечением 8X50 мм. До полного затвердевания стеклоце- ментное покрытие в течение трех суток сохранялось под мокрой (регулярно смачиваемой) ветошью. Стеклоцементное палубное покрытие деревянной яхты ока- залось высокоэффективным: оно отлично сцепилось с древеси- ной палубы и работает с ней как одно целое. Покрытие обла- дает абсолютной водонепроницаемостью, малой смачиваемостью, высокой устойчивостью к истиранию, шероховатостью и эла- стичностью. Оно не теряет своих качеств ни при действии воды, ни при действии прямых солнечных лучей. ГЛАВА VIII ОПИСАНИЯ НЕКОТОРЫХ СУДОВ ИЗ АРМОЦЕМЕНТА § 30. КРЕЙСЕРСКИЕ ЯХТЫ И КАТЕР ИЗ АРМОЦЕМЕНТА Крейсерская яхта «Цементал». Крейсерская двухкилевая парусно-моторная яхта «Цементал» (рис. 101) полностью пост- роена из армоцемента. Перед строителями стояли две задачи: построить судно в наиболее короткий срок, сделать его макси- мально дешевым и неприхотливым в эксплуатации. Эта цель была достигнута. 146
Рис. 101. Армоцементная яхта «Цементал». v<6* 147
Постройка яхты была начата в середине апреля 1961 Г., а 20 июня того же года «Цементал» уже находился в плава- нии. Таким образом, постройка длилась менее трех месяцев. При этом следует учесть, что работы вели 3—4 человека, и только в вечерние часы и по воскресеньям. Рис 102 Конструктивный мидель-шпангоут эрмоцементной яхты «Цементал». 7 — стальная труба 0 =1 дюйм; 2 — шпангоут из сталь- ной трубы 0 в1 дюйм; 3 — отрезок трубы длиной 300 мм, 0 *1 дюйм. Основные характеристики яхты Длина наибольшая, мм................... 8300 » по КВЛ, мм........................ 7700 Ширина, мм............................. 2400 Осадка, мм..............................800 Парусность, м2......................... 35 Теоретический вес корпуса, т...........1,70 Вес двух балластных килей, т...........0,650 Полное водоизмещение, пг...............3,0 Вооружение яхты — бермудский шлюп (после реконструк- ции— тендер с двумя передними парусами). 148
Армоцементная обшивка имеет толщину 10—12 мм (рис. 102). Система набора— поперечная. Шпангоуты выпол- нены из дюймовых стальных труб; шпация 950 мм. Корпус судна разделен тремя армоцементными переборками на четыре отсека: форпик, каюту, кокпит и ахтерпик (рис. 103). Надстройка, также выполненная из армоцемента, образо- вана продолжением бортов основного корпуса. В каюте рас- положены три двуспальные койки и складной стол, прикреп- ленный к мачте. Камбуз и гардероб расположены при входе Рис. 103. Общее расположение армоцементной яхты «Цементал». / — форпик (склад парусов и тросов); 2 — каюта; 3 — ящики для провианта; 4 — кам- буз; 5 — кокпит; 6 — цистерна питьевой воды; 7 — ахтерпик (склад горючего); 8 — подвесной мотор «СЗМ-45». в каюту и отделены от жилого помещения армоцементной по- лупереборкой. Подвесной мотор был установлен в специальной шахте в ах- терпике и был закреплен жестко; управление яхтой при работе мотора осуществляется рулем. В качестве пуансона был использован корпус деревянной яхты, установленный вверх килем. Рулонная сетка из милли- метровой проволоки с ячейками 10X10 мм была уложена на пуансон в 5 слоев, причем каждый слой укладывался в разных направлениях (вдоль киля, поперек киля и в диагональном на- правлении). По килю между вторым и третьим слоями сетки были уложены два стальных прута диаметром 25 мм. По краям 7 Бирюкович 149
бортов к сетке была закреплена вязальной проволокой дюймо- вая стальная труба, образовавшая привальный брус. Бетонирование оболочки корпуса было осуществлено раство- ром (цемент : песок= 1 : 1), приготовленным на портланд-це- менте марки 450 и на чистом речном песке с тщательным пе- ремешиванием. При снятии с пуансона возникла необходимость поставить безреберную оболочку, имеющую толщину не более 10 мм, на борт, но это не вызвало никаких повреждений. Для продол- жения работ корпус был установлен на грунт днищем вниз. Характерной особенностью постройки яхты было то, что на- бор устанавливался в корпус после изготовления обшивки. Бимсы палубы и каютной надстройки являлись продолжением основных шпангоутов. Бетонирование палубы, переборок и каютной надстройки осуществлялось без опалубки по четырем слоям сетки, привязанной вязальной проволокой к бимсам, шпангоутам и привальному брусу. Яхта строилась с расчетом на плавание как в условиях большой акватории (водохранилище, море), так и в условиях мелководья и узкого фарватера реки. Поэтому для уменьшения осадки без ущерба для остойчивости и величины бокового со- противления был предусмотрен не один узкий и высокий киль, а два киля, расположенных параллельно в средней части кор- пуса. Общий вес килей 650 кг; общая площадь их бокового со- противления 1,6 м2. Такое решение обеспечило остойчивость'и отличную маневренность яхты при достаточном боковом сопро- тивлении и малой осадке. Кили выполнены из стальных листов и соединены с корпусом болтами диаметром 20 мм, пропущен- ными через обшивку возле шпангоутов и закрепленными на шпангоутах с помощью стальных накладок толщиной 10 мм. Пространство между накладками и обшивкой для исключения возможности течи тщательно замоноличено стеклоцементом. Эксплуатация подтвердила высокие качества армоцементной яхты: трюм всегда был сухим; в каюте не было ощущения сы- рости; условия обитаемости хорошие. Транец шахты толщиной 15 мм за весь навигационный период не получил никаких раз- рушений от вибрации при работе мотора. Трудно судить о ве- личине усилий, возникавших в корпусе яхты при швартовке, посадке на мели и т. п., однако никаких повреждений от этого «Цементал» не получил. Во время постройки не раз обсуждался вопрос о теплопро- водности армоцемента, поскольку палуба и надстройка также были выполнены из этого материала. Опасались перегрева внутренних помещений в солнечную погоду, но оказалось, что в жаркую погоду в каюте «Цементала» даже прохладнее, чем в деревянных судах. Для обогрева, в случае необходимости, в каюте «Цементала» предусмотрена установка печки. Полная 150
огнестойкость армоцемента создает безопасные условия для пользования отоплением. В первую же навигацию «Цементал» прошел более 600 км и зарекомендовал себя очень хорошо, однако команда пришла к выводу о необходимости проведения реконструкции: было ре- шено установить двигатель на транец и перенести центр па- русности вперед. Установка подвесного мотора в шахте ахтерпика оказалась неудобной. Такой колодец имеет три существенных недостатка. Во-первых, он оказывает большое сопротивление ходу судна из-за образования завихрений потоков воды. Во-вторых, услож- няется отвод из колодца выхлопных газов; отработанные газы, выходя из выхлопной трубы, не могут рассеиваться в атмо- сфере, а сразу же поднимаются вверх, образуя насыщенный дымом воздух вокруг карбюратора, вследствие чего потребле- ние кислорода мотором уменьшается и двигатель работает плохо. В-третьих, во время волнения вода легко попадает внутрь яхты через колодец. Поэтому к началу второй навига- ции колодец в ахтерпике был заделан, а мотор подвесили на транец. Для переноса вперед центра парусности был установлен бушприт, и яхта вооружалась уже не шлюпом, а тендером с двумя передними парусами. Летом 1962 г. на армоцементной яхте «Цементал» был со- вершен поход Киев — Херсон — Киев, а в 1963 г. Киев — Евпа- тория— Киев. За три навигации яхта прошла более 2500 миль весьма сложного пути в самых различных условиях, продемон- стрировав хорошие качества армоцемента в конструкции крей- серского парусно-моторного судна. Яхта «Неннеле». Яхта «Неннеле», построенная в Италии под руководством известного инженера Пьера-Луиджи Нерви, является типичным армоцементным судном (рис. 104), в котором наиболее эффективно используются высокие свойства материа- ла при сравнительно небольшой толщине обшивки. Основные характеристики яхты Длина наибольшая, мм................... 12 500 » по КВ Л, мм......................... 9 500 Ширина, мм ............................. 3 200 Парусность, м2.......................... 114 Вооружение............................ Кэч. Яхта построена без опалубки. Армоцементный корпус с тол- щиной обшивки около 12 мм армирован 7 слоями сеток, закреп- ленных к шпангоутам из дюймовых стальных труб; шпация 1 м. Цементный раствор наносился на сетки ручным методом изнутри, а затем заглаживался снаружи. При изготовлении 7* 151
Рис. 104. Лрмоцементпая яхта «Ненцеле». 152
цементного раствора расходовалось 1000 к,г цемента на 1 .м3 песка. «Неннеле» имеет значительные преимущества перед анало- гичными деревянными яхтами: постройка ее гораздо дешевле; возможно максимальное использование внутренних объемов судна благодаря тонкой обшивке и редкому расположению шпангоутов; обеспечены полная водонепроницаемость и высо- кая прочность корпуса. Катер «Энергостроитель». Осенью 1960 г. был спущен на воду построенный на Дарницком заводе «Стройдеталь» (г. Киев) открытый армоцементный катер «Энергостроитель» на 30 пассажиров (рис. 105). Основные характеристики катера Длина наибольшая, мм...................... 9300 Ширина по миделю, мм...................... 2200 Высота борта, мм...........................1000 Мощность двигателя, л. с.................... 70 Корпус катера имеет округлые обводы и представляет собой армоцементную оболочку толщиной 13—15 мм, подкрепленную Рис. 105. Армоцементный катер «Энергостроитель». легким набором (рис. 106), зашитыми участками палубы и двумя поперечными переборками в носу и корме. Постройка катера была осуществлена без применения опа- лубки. Набор рассматривался не как конструктивный, а как монтажный элемент, фиксирующий форму корпуса, поэтому се- чения элементов набора были приняты минимальными. Шпан- гоуты изготовлялись из гладких арматурных прутьев (Ст. 3) диаметром 14 мм (шпация 900 мм), а стрингеры—из той же стали диаметром 10 мм (устанавливались через 350 мм). На- бор был собран на деревянном стапеле в положении килем вниз (рис. 107). Соединение элементов набора между собой 153
Дуб 16 х 120 Рис. 106. Конструктивный мидель-шпангоут армоцементного катера «Энергостроитель». 1 ~ кронштейн банки 0 =16 мм; 2 — уголок 40X40 для крепления комингса. Рис. 107. Набор армоцементного катера «Энергостроитель» на стапеле.
осуществлено электросваркой. Вес «голого» набора составил 400 кг. Для натягивания сетки набор был снят со стапеля и пере- вернут килем вверх. Использовалась сетка № 10 с ячейками 10X10 мм и диаметром проволоки 0,5 мм. Слои сетки укла- дывались во взаимно-перпендикулярных направлениях — вдоль и поперек корпуса. Для устранения «пузырей» и провисания сетку привязывали к набору с некоторым натяжением. Всего было уложено 5 слоев сеток. Вес набора с сеткой составил 600 кг. Для бетонирования был использован цементный раствор марки 400 на портланд-цементе марки 500. Раствор состоял из одной части цемента и двух частей песка. Бетонирование кор- пуса производилось вручную кельмами в два приема. Сначала раствор был нанесен снаружи (корпус был установлен ки- лем вверх). Для ускорения затвердевания цемента корпус был подвергнут пропариванию в камере; затем там же был пере- вернут килем вниз. После этого раствор нанесли изнутри и снова пропарили корпус. Прочность девятиметрового катера была продемонстриро- вана по окончании наружного бетонирования: для кантовки в положение килем вниз корпус был захвачен двумя тросами «на удав», поднят, поставлен на один борт (к этому моменту палуба не была забетонирована), а затем на днище. Никаких повреждений при этом не произошло. Анализируя опыт постройки этого катера, следует обра- тить внимание на методику бетонирования и применение про- паривания. Нанесение первого (наружного) слоя раствора на сетку в положении килем вверх вызвало в некоторых местах провисание сетки между шпангоутами под тяжестью бетона. Этого можно было бы избежать, если бы бетонирование осу- ществлялось сначала изнутри в положении килем вниз, а затем, после затвердевания цемента, снаружи. Пропаривание, как из- вестно, снижает водонепроницаемость бетона. В данном случае оно также оказало отрицательное действие. После спуска на воду обшивка катера была мокрой изнутри. Зимой катер на- ходился во льду и только после этого приобрел полную водоне- проницаемость Повторяем: пропаривание армоцементных судов допустимо только в тех случаях, когда после окончания постройки до на- чала эксплуатации судно будет находиться в воде в течение не менее одного-двух месяцев. Вес готового армоцементного катера составил 1930 кг, что примерно равно весу морских деревянных шлюпок таких же размеров. Яхта «Прогресс». Яхта-компромисс «Прогресс» представ- ляет собой бермудский шлюп (рис. 108). Она была построена 155
на Левобережном заводе железобетонных изделий «Куйбышев- гидростроя» и спущена на воду в августе 1959 г. Основные характеристики яхты Длина наибольшая, мм.................. 10 200 » по КВЛ, мм........................ 9 000 Ширина наибольшая, мм................. 2 600 Осадка с поднятым швертом, мм .... 1000 » с опущенным швертом, мм ... . 1 800 Парусность, м2........................ 51,4 Мощность двигателя («Москва»), л. с. . . 10,0 Яхта (рис. 109) имеет рубку и самоотливной кокпит. Постройка яхты велась без опалубки с применением дере- вянных лекал. Корпус изготовлялся килем вверх. Стапель пред- ставлял собой два параллельно уложенных швеллера. Лекала, Рис. 108. Армоцементная яхта «Прогресс» па автоприцепе выставленные на стапель, были на 10 см меньше теоретических обводов. На лекала нашивались бобышки, выпущенные на 7,5 см, поверх которых пропускались рейки сечением 25X30, связывавшие лекала в один общий каркас. Бобышки обеспе- чили возможность извлечения каркаса из корпуса и его сохра- нение. На выверенный каркас накладывались шпангоуты из про- волоки диаметром 6 мм (шпация 350 мм), выпускаемые за ли- нию ватервейса на 200 мм для последующего соединения с бим- сами. В подводной части корпуса укладывались и приварива- лись к шпангоутам стрингеры из такой же проволоки. По килевой линии были проложены два стержня диаметром 8 мм, которые 156
в носовой части переходят в форштаг-путенс; к ним же привари- вался штаг-путенс диаметром 10 мм. Вант-путенсы, находя- щиеся в районе переборки, являются продолжением шпангоу- тов из проволоки диаметром 10 мм с дополнительным усиле- нием прутками того же диаметра. Одновременно с набором был установлен сварной шверто- вый колодец из стального листа толщиной 3 мм, усилен- ного поперечными шпон- ками из уголка 30X5 мм. Первый слой тканой металлической сетки с ячейками 3X3 мм из проволоки диаметром 0,5 мм (ГОСТ 3826—47) прикреплялся к набору проволочными скрутками. Затем накладывались второй, третий и четвер- тый слои, но сетка уже была с ячейками 6X6мм из проволоки диаметром 0,7 мм. Четыре слоя сет- ки были прошиты вязаль- ной проволокой и одно- временно притянуты к набору. Стяжки имели длину 40 мм при рас- стоянии между ними 80—100 мм. В местах сопряжения корпуса с переборками отсеков (между продоль- ными деревянными рей- рис юд боковой ВВд армоцементной яхты ками стапеля) пришива- «Прогресс». лись три слоя сетки, вы- гнутых U-образно. Состав цементного раствора (на 1 л3) был следующим: портланд-цемента марки 500— 750 кг, промытого песку — 1100 кг, воды — 300 л. Пластичность регулировалась количест- вом воды. Раствор наносился от кормы к носу металлическими и резиновыми шпателями до проникновения через четыре слоя тканой сетки. Наружная поверхность корпуса была зажелезнена. Нанесенный на корпус раствор в течение 10 дней 4—5 раз в сутки поливали водой. На 11-е сутки корпус вместе с дере- вянным каркасом перевернули (с помощью двух тельферов грузоподъемностью 3 т) и поставили в кильблоки; затем распи- лили бобышки и извлекли каркас из корпуса. 157
На следующем этапе работы были установлены армоцемент- пые переборки из трех слоев сетки. Одновременно раствором затиралась внутренняя поверхность корпуса и производилась балластировка фальшкиля обрезками тяжелой арматуры, кото- рые укладывались в полость между швертовым колодцем и стен- ками фальшкиля и заливались раствором. Вес балласта 1,5 т. После того как раствор приобрел некоторую прочность (че- рез сутки), на уровне палубы сделали деревянный рейчатый каркас, на который уложили бимсы из проволоки диаметром 6 мм, сваривавшиеся с выпущенными концами шпангоутов. Армоцементный настил палубы из четырех слоев сетки изго- товлялся так же, как и корпус. Тем же способом была сделана рубка, армированная тремя слоями сетки. Металлическое об- рамление входного люка соединялось с армоцементной крышей рубки привязыванием закладных деталей через два ряда свер- леных отверстий вязальной проволокой. Утки, киповые планки, роульсы, погоны и прочие дельные вещи крепились к обшивке болтами с подкладкой стальных шайб или полос. Для улучшения внешнего вида яхта была окрашена. Кор- пус яхты четверо рабочих, не имевших опыта в проведении по- добных работ, изготовили за 62 дня. За время эксплуатации яхты в течение трех навигаций в корпусе не наблюдалось коробления, образования трещин, отслаивания раствора от сетки и других повреждений. Яхта «Прогресс» весит столько же, сколько весит аналогич- ная яхта из дерева. ) Рис. ПО. Моторный армоцементный парусник «Ирене» водоизмещением 165 т. 158
§ 31. МОТОРНО-ПАРУСНОЕ СУДНО ИЗ АРМОЦЕМЕНТА На верфи Лаццарини и Меаччи в Анцио (Италия) еще в 1946 г. под руководством Пьера-Луиджи Нерви был построен Рис. 111. Конструкция армоцементной обшивки парусника «Ирене». / — пакет из 4 слоев мелкой сетки; 2 — защитный слой; 3 — каркас, образу- ющий крупную сетку из стержней 0 =6 мм. армоцементный моторный парусник «Ирене» (рис. НО) водо- измещением 165 т. Это одно из первых итальянских армоце- ментных судов было построено менее чем за три месяца. Харак- терно, что судостроительная верфь в тот период не только не была еще механизирована, но даже не имела электроснаб- жения. Обшивка толщиной 35 мм состоит из 8 слоев арматур- ных сеток весом 1 кг]м2. Конструкция корпуса (рис. 111)
оригинальна: к каркасу, выполненному из круглых арматурных стержней диаметром 6 мм и представляющему собой сетку с ячейками 100X100 мм, крепились четыре слоя мелкой сетки с наружной стороны корпуса и четыре с внутренней. Получен- ная трехслойная конструкция плотно связывалась стальной вя- зальной проволокой. Большим достоинством такой трехслойной конструкции является то, что максимальное и дисперсное ар- мирование обшивка имеет в крайних зонах—снаружи и из- нутри,— испытывающих наибольшие напряжения. Состав цементного раствора и методика бетонирования кор- пуса аналогичны примененным при постройке армоцементной яхты «Неннеле». Судно строилось в положении килем вниз без применения опалубки. Вес корпуса оказался почти на 5%, а его стоимость на 40% ниже аналогичных показателей деревянного судна. После восьмилетней эксплуатации судно было подвержено спе- циальному осмотру; при этом не было обнаружено никаких де- фектов.
ЛИТЕРАТУРА Алентьев А. А., Манжурнет В. В., Пащенко А. А., Бирю- кова К. Л., Бирюкович Ю. Л., Абзгильдин Ф. Ю., Защита стекловолокна от коррозии в среде твердеющего бетона, «Химическая про- мышленность», № 4, Киев, 1961 (на украинском языке). Б а л а в а д з е В. К., Влияние армирования на свойства растянутого бетона, «Бетон и железобетон», № 10, 1959. Бирюкович К. Л., Бирюкович Ю. Л., Бетон с арматурой из стеклянного волокна, «Строительная промышленность», № 6, 1957. Бирюкович К. Л., Армирование бетона стеклянным волокном, «Строительные материалы», № 12, 1957. Бирюкович К. Л., Эффективность применения стеклянного волокна в качестве арматуры цементного камня, Известия Киевского политехниче- ского института, т. XXVII, Сборник трудов горного факультета, Киев, 1957. Бирюкович К. Л., Бетон с арматурой из стеклолент, стеклоканатов и стеклоцемента, «Строительство и архитектура», № 3, 1959, Бирюкович К. Л., Прочность и деформатпвность стекловолокнистой арматуры, «Бетон и железобетон», № 7, 1959. Бирюкович К. Л., Шлюпка из стеклоцемента, «Судостроение», № 11, 1960. Бирюкович К. Л., Бирюкович Д. Л., Яхта из стеклоцемента, «Судостроение», № 4, 1961. Бирюкович К. Л., Бирюкович Ю. Л., Стеклоцемент — конструк- тивный материал, армированный ненапряженным стеклянным волокном, «Строительные материалы», № 11, 1961. Бирюкович К. Л., Бирюкович Ю. Л., Бирюкович Д. Л., Стеклоцемент, изд-во «Буд1вельник», Киев, 1964. Бирюкович К. Л., Бирюкович Д. Л., Стекхоцементные конструк- ции, «Строительство и архитектура», № 4, 1961. Бирюкович К. Л., Бирюкович Ю. Л., Судовые оболочки из стеклоцемента, «Бетон и железобетон», № 6, 1961. Бирюкович Д. Л., Катера из армоцемента, «Судостроение», № 10, 1961. Бирюкович Д. Л., Овсеенко Б. У., Судовые оболочки (армо- цемент в производстве), «Строитель», № 5, 1962. Бирюкович Ю. Л., Бирюкович К. Л., Факторы, определяющие прочность стеклоцемента, «Строительство и архитектура», № 7, 1962. Бирюкович К. Л., Бирюкович Ю. Л., Суда из стеклоцемента, «Катера и яхты», вып. 1, Судпромгиз, 1963. Бирюкович Д. Л., Бирюкович К. Л., Бирюкович Ю. Л., Армоцементная яхта «Цементал», «Катера и яхты», вып. 1, Судпромгиз, 1963. Бирюкович Ю. Л., Бирюкович К. Л., Бирюкович Д. Л., Новые судостроительные материалы — стеклоцемент и армоцемент. «Катера и яхты», вып. 2, «Судостроение», 1964. 161
Бирюкович К. Л., Бирюкович Ю. Л., Тонкостенные конструкции из стеклоцемента, «Строительство и архитектура», № 6, 1963. Бирюкович К. Л., Бирюкович Ю. Л., Глиссирующие суда из стеклоцемента, «Судостроение», № 7, 1963. Бирюкович Ю., Прочность и дсформатпвность стеклоцемента с раз- личным содержанием стеклянного волокна, «Строительные конструкции и материалы», № 3, 1963. Бирюкович К., Манжурнет В., Пащенко А., Сербин В., Новый строительный материал — стеклоцемент и перспективы его исполь- зования, «Строительные конструкции и материалы», № 3, 1963. Бирюкович Ю. Л., Бирюкович К. Л., Физико-механические свой- ства стеклоцемента, Известия высших учебных заведений. Строительство и архитектура, № 7, 1963. Воронько Е. А., Минц Б. В., Вознесенский В. А., Исследо- вание деформативности и упругих свойств армоцемента, «Бетон и железо- бетон», № 8, 1958. Вяжущие материалы, бетоны и заполнители для бетона, Стандартгиз, Москва, 1963. Егоров Н. М., Технология постройки железобетонных судов, «Речной транспорт», 1961. 3 а к А. Ф., Физико-химические свойства стеклянного волокна, Гостех- пздат, 1962. Искра Е. В., Этинолевые краски. Применение в судостроении и дру- гих отраслях промышленности, Судпромгиз, 1960. Киреенко И., Стекло плюс цемент, газ. «Известия» 11 февраля 1963 г. Катер из стеклоцемента, «За рулем», № 8, 1963. Кравченко И. В., Расширяющийся цемент, НИИЦЕМЕНТ, Госстрой- издат, Москва, 1962. Кравченко И. В., Глиноземистый цемент, НИИЦЕМЕНТ, Госстрой- издат, Москва, 1961. Министерство промышленности строительных материалов СССР. Цент- ральное бюро технической информации и НИИЦЕМЕНТ, Цементы и их применение, Промстройиздат, 1955. Митрофанов Е. Н., Механические свойства армоцемента. Армо- цементные пространственные конструкции, Сборник научных сообщений Академии строительства и архитектуры СССР. Ленинградский филиал, Ле- нинград— Москва, 1961. Михайлов В. В., Растяжимость бетона в условиях свободных и свя- занных деформаций. Самонапряженный железобетон, Госстройиздат, 1955. Нерви Пьер-Луиджи, Строить правильно, Госстройиздат, Москва, 1956. ЦНИИСК Госстроя СССР, Стеклоцемент в строительстве, изд-во «БудГ вельник», Киев, 1964. Сиверцев И. Н., Железобетонное судостроение, «Речной транспорт», 1959. С л обо дя инк И. Я., Строительные материалы и изделия, Гостех- издат УССР, 1957. Уколов Н. Е., Шлюпка из стеклоцемента, «Судостроение», № 10,1961. Фролов Н. А., Рейнер А. Н., Яхты из армоцемента, «Судострое- ние», № 10, 1961. Черкинский Ю. С., Полимерцемеитный бетон, Госстройиздат, 1960. Шедлинг Ф. М., Теоретический чертеж мелких судов, Судпромгиз, 1958.
ОГЛАВЛЕНИЕ Введение............................................................... - РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ. ПОСТРОЙКА И РЕМОНТ СТЕКЛОЦЕМЕНТНЫХ И АРМОЦЕМЕНТНЫХ СУДОВ _ Глава I. Стеклоцемент § 1. Виды стеклоцемента................... 8 § 2. Свойства стеклоцемента....................Ю § 3. Материалы для изготовления стеклоцемента.19 § 4. Изготовление стеклоцемента...............27 Глава II. Армоцемент § 5. Свойства армоцемента...............37 § 6. Материалы для изготовления армоцемента..40 § 7. Изготовление армоцемента...................44 Глава III. Конструкция корпуса стеклоцементных и армоцементных судов § 8. Основные конструкции стеклоцементного корпуса....................48 § 9. Отдельные конструктивные элементы стеклоцементпого корпуса 51 § 10. Соединение стеклоцементпых элементов.............................58 § 11. Основные конструкции армоцементного корпуса......................60 § 12. Отдельные конструктивные элементы армоцементного корпуса 63 Глава IV. Постройка стеклоцементных судов § 13. Определение необходимого количества материалов и выбор места постройки стеклоцементного судна........................69 § 14. Методы постройки стеклоцементных корпусов........................71 § 15. Изготовление стеклоцементпых переборок, палубы, надстройки 79 § 16. Уход за строящимся стеклоцементным судном........................80 § 17. Отделка и окраска стеклоцементных судов...........................— Глава V. Постройка армоцементных судов § 18. Определение необходимого количества материалов и выбор места постройки армоцементного судна..........................82 § 19. Методы постройки армоцементных судов.............................84 § 20. Уход за строящимся армоцементный судном..........................95 § 21. Отделка и окраска армоцементных судов............................96 Глава VI. Эксплуатация и ремонт стеклоцементных и армоцементных судов § 22. Эксплуатация и ремонт судов из стеклоцемента....................100 § 23. Эксплуатация и ремонт судов из армоцемента......................104 163
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ. СУДА ИЗ СТЕКЛОЦЕМЕНТА И АРМОЦЕМЕНТА Глава VII. Описания некоторых судов из стеклоцемента § 24. Шлюпки из стеклоцемента.................................107 § 25. Крейсерские яхты из стеклоцемента.......................112 § 26. Катера из стеклоцемента.................................125 § 27. Буксир из стеклоцемента.................................136 § 28. Суда сборной конструкции — из плоских стеклоцементных листов с последующей их гибкой................................139 § 29. Палубное покрытие из стеклоцемента на деревянной яхте «Порыв».......................................................145 Глава VIII. Описания некоторых судов из армоцемента § 30. Крейсерские яхты и катер из армоцемента................146 § 31. Моторно-парусное судно из армоцемента..................159 Литература................................... ................161