Термическое расширение-сжатие.
Это достаточно неприятное свойство настилов, изготовленных из досок ДПК, следовательно, это очень важная область для исследований ДПК. Все (кроме специально разработанных и авиакосмических материалов).
Монолитные материалы расширяются почти линейно (в каждом направлении) с увеличением температуры и сжимаются с уменьшением температуры. Именно эта степень расширения-сжатия может сделать явление неприятным, и в то же время стимулирующим разработчиков полимерного и композитного декинга. Понравится ли потребителю, если концы половых досок достаточно заметно высунутся из каркаса настила на лишние несколько дюймов в жаркий день и полностью исчезнут в каркасе настила холодной ночью?
Коэффициент линейного расширения-сжатия (КТР, для коэффициента термнческого расширения) является мерой «сколько». Фактически коэффициент численно описывает долю длины доски, на которую будет увеличена (расширение) или уменьшена (сжатие) на 1 °С температуры. Если, например, 6 метровая доска из ДПК удлиняется на 2см. 54мм. (1/2 дюйма), когда температура поверхности доски увеличилась с 21 до 54 °С, то коэффициент линейного расширения составит 1,27 см. (0,5 дюймов) / 240 дюймов / 60 градусов = 3,47 х 10-° 1/градус. Это, кстати, очень близкое к типичному значению для расширения-сжатия досок из ДПК.
Обычно летним днем температура поверхности настила выше, чем температура воздуха. Чтобы быть более объективным, она на 40 °Е выше на севере и на 50 °Е — на юге. Следовательно, если температура воздуха увеличивается с 70 °F утром до 90 °F днем (с 21 до 32 °С), около 14:00 температура поверхности пола будет около 130 °Е (54 °С, на севере) и 140 °Р (60 °С, на юге).
Для чистых полимеров КТР вдвое больше по сравнению с досками из ДПК, которые примерно на 50% наполнены неполимерными материалами, например древесным волокном и иногда минералами. Поскольку коэффициенты расширения-сжатия и древесного волокна и минералов примерно в десять раз ниже, чем для материалов из ДПК, следовательно, должно быть снижение значения коэффициента для наполненных ДПК. В действительности картина несколько более сложная, потому что расширение-сжатие дерева вдоль волокна в 10 раз меньше по сравнению с обычными ДПК. Расширение-сжатие дерева поперек волокна приближается к значению ДПК. Таким образом, ориентация древесного волокна в материале из ДПК может увеличивать или уменьшать коэффициент расширения-сжатия.
Чем длиннее волокно (выше коэффициент формы волокна) и чем больше оно ориентировано в продольном направлении, вдоль половой доски, тем ниже коэффициент термического расширения-сжатия. В целом для различных промышленных половых досок из ДПК значение коэффициента лежит в интервале от 2 10 до. 10-5 1/°F. Другими словами, некоторые промышленные доски из ДПК могут расширяться-сжиматься на 250% более чем другие. Эти «сверхрасширяемые» доски очень заметны и иногда вызывают нарекания хозяев настилов.
Есть два основных способа снизить величину расширения-сжатия половых досок из ДПК. Во-первых, изменить состав материала ДПК (меньше полимера, различных наполнителей, больше коэффициент формы волокна) и/или режим экструзии (чем больше скорость экструзии, тем более продольной является ориентация волокна). Во-вторых, лучше соединять доски в настиле, используя более мощные кляймеры или винты. Движущие силы расширения-сжатия досок могут быть нейтрализованы и блокированы мощным крепежом. Конечно, в таких случаях напряжение должно куда-нибудь уходить, и можно ожидать, что в какой-то момент ограничение будет как таковое проявляться в разрушении при кручении в основании балок снизу или в разрушении самих досок. Однако для этих досок из ДПК , которые, как наблюдали, были достаточно ограничены на реально существующем настиле и термически не расширялись-сжимались, такие разрушения отмечены не были. Однако когда крепеж (винты) удалили, эти доски издавали звуки подобно струнам гитары. Следовательно, они действительно «держали» большое напряжение.
В целом величины расширения-сжатия досок из ДПК в значительной степени непредсказуемы и представляют эмпирическое значение. Производство композитных половых досок с действительно минимизированными коэффициентами термического расширения-сжатия является весьма актуальной задачей, пока еще не решенной в промышленности.
