Ударной обработкой 7 страница

Легированные стали (от греческого «лега» - сложное) кроме железа, углерода и нормальных примесей содержат легирующие элементы, например хром, никель, молибден, ванадий, титан, которые повышают качество стали и придают ей специальные свойства. К таким элементам относят также марганец и кремний, если их содержание в стали превышает 1 %.

Легирующие элементы образуют с железом химические соединения и твердые растворы замещения, которые играют роль упрочняющей фазы. Кроме того, большинство легирующих элементов образует с углеродом простые и сложные карбиды, являющиеся, как и цементит Fe₃C, хрупкими и твердыми веществами. В результате изменяется строение и существенно улучшаются механические свойства сталей.

Стали, применяемые для изготовления арматуры железобетонных конструкций, содержат в качестве легирующих элементов чаще всего марганец, кремний, хром. Марганец и кремний увеличивают прочность легированной стали, но снижают ее ударную вязкость. Хром и никель повышают не только прочность, но и ударную вязкость. Практически все легирующие элементы улучшают термическую обрабатываемость сталей.

По назначению легированные стали разделяют на конструкционные, инструментальные и стали с особыми свойствами.

В строительстве наиболее часто применяют легированные конструкционные стали (ГОСТ 4543). В зависимости от химического состава и свойств конструкционная сталь делится на категории: качественная, высококачественная – А и особовысококачественная – Ш (сталь электрошлакового переплава). В обозначении марок легированной стали используют буквенно-цифровую систему. В начале обозначения приводят цифры, указывающие содержание углерода в сотых долях процента. Далее ставят буквы, обозначающие легирующий элемент: Ю – алюминий, Р– бор, Ф– ванадий, В– вольфрам, С– кремний, Г – марганец, М – молибден, Н – никель, Т – титан, Х– хром. Цифры, стоящие после букв, указывают примерную массовую долю легирующего элемента в целых единицах. Если содержание легирующего элемента не превышает 1,5 %, то цифру не ставят. Буквы «А» или «Ш» в конце наименования марки указывают соответственно на высококачественную или особовысококачественную сталь.

5.5 Цветные металлы и их сплавы

Алюминий из группы цветных металлов получил наибольшее распространение в строительстве. Название металла происходит от латинского слова alumen, что означает квасцы т. е. соли серной кислоты содержащие в своем составе несколько металлов, в том числе алюминий. Описание алюминиевых квасцов было найдено еще в древних писаниях некоторых философов, живших в V веке до нашей эры.

Самая древняя археологическая раскопка алюминия (пояс с алюминиевым обрамлением) относится к третьему тысячелетию до нашей эры. Но поскольку в природе алюминий из-за высокой химической активности в свободном состоянии не встречается, а содержится лишь в бокситах, нефелинах, каолинах, то производство алюминия в то время остается большой тайной. Поэтому повторное открытие алюминия датируется уже IXX веком. Получен он был в 1825 г. из природного глинозема с помощью электрического тока.

Алюминий имеетсеребристо-белый цвет, низкую плотность (2700 кг/м³, т.е. почти в три раза меньше плотности стали) и температуру плавления 658^оС. Алюминий мягкий и пластичный материал, хорошо отливается и прокатывается. Обладает повышенной стойкостью к коррозии на воздухе за счет образования защитной пленки (Al₂O₃), имеет высокую теплопроводность и электропроводность. Предел прочности у алюминия при растяжении 90…120 МПа, относительное удлинение 20…30 %, твердость НВ=25…30, коэффициент теплопроводности 200 Вт/(м∙К).

В чистом виде алюминий из-за весьма низкой прочности в строительных конструкциях находит ограниченное применение.

Значительное увеличение прочности алюминия достигается путем легирования его медью, марганцем, магнием, кремнием, цинком и некоторыми другими элементами. Временное сопротивление алюминиевых сплавов в зависимости от состава легирующих добавок в 2..5 раз выше, чем технически чистого алюминия. Однако относительное удлинение при этом в 2…3 раза понижается. Сплавы, состоящие из алюминия, меди, магния и марганца, носят название дюралюминий.

Медь – металл красного цвета (в изломе розового). В природе иногда встречается в свободном состоянии в виде самородков, достигающих значительных размеров, но большей частью в природных рудах в виде сульфидов, окислов, карбонатов и сульфатов меди. Однако 90% мирового производства меди дают сульфидные руды. Извлечение меди из малахита и азурита относится к 5 тыс. до Рождества Христова, что и послужило началом добычи металлов из руд.

Свойства меди уникальны: плотность 8800 кг/м³, температура плавления 1083°С, предел прочности при растяжении около 200 МПа, относительное удлинение 30…60 %. Она мягкая и пластичная, плохо обрабатывается резанием, но хорошо деформируется в горячем и холодном состояниях. Ей легко можно придать любую нужную форму и создать стилистику оригинального архитектурного решения.

Сплав, состоящий из меди и цинка (до 50 %), называют латунью. Латунь наиболее распространенный медный сплав. Он обладает высокими механическими и антикоррозийными свойствами и поддается горячей и холодной обработке. Иногда к сплаву латуни добавляют свинец, олово, алюминий, кремний и др. (в сумме до 10%).

Сплав меди с оловом (до 10 %) называют оловянистой бронзой. Известна была еще за 3 тыс. лет до н. э. Сплавы меди с алюминием, никелем, кремнием носят название безоловянистых бронз. Кроме бронз и латуни известны другие сплавы, содержащие медь. Например, мельхиор (20 % никеля и 80 % меди), никелин (45 % никеля и 55 % меди), константан (40 % никеля, 59 % меди и 1 % марганца).

Цинк впервые научились выплавлять еще к началу новой эры. Однако из-за сложности технологии секреты изготовления цинка оказались утраченными. И только лишь в середине ХV111 столетия (1743 г Англия) вновь наладили промышленное производство этого металла.

В настоящее время по объему производства цинк занимает четвертое место среди всех металлов, уступая только железу, алюминию и меди. Получают его из сульфидных цинковых руд ZnS. Плотность цинка – 7000 кг/м³, температура плавления – 410°С. При обычной температуре цинк хрупок, но при нагревании до 150°С становится пластичным. Сплавы цинка с титаном отличаются повышенными показателями текучести и прочности на растяжение.

Свинец – мягкий, пластичный, тяжелый металл плотностью –11400 кг/м³ и температурой плавления – 325 °С. Добывают из сульфидных руд.

Свинец хорошо льется и прокатывается, хорошо противостоит действию серной и соляной кислот. Предел прочности при растяжении – до 20 МПа, твердость по НВ=5,9. Свинец непроницаем для рентгеновских лучей и частично не пропускает g–лучи. Применяется в строительстве для изготовления специальных труб, антикоррозийных покрытий, звуко- и гидроизоляции и как составная часть некоторых легких сплавов.

Олово - мягкий и стойкий против коррозии металл плотностью 7230кг/м³ и температурой плавления – 232°С. Предел прочности при растяжении – 35…45 МПа, относительное удлинение – 40 %, твердость по НВ =12. Добывают из руды, которая называется оловянным камнем. Применяется для лужения стали и меди, в качестве припоя и как составная часть цветных легкосплавных сплавов.

Титан и титановые сплавы, приобретают в последнее время все большую популярность. Они сочетают в себе низкую плотность (4500 кг/м³), высокую прочность (R_р = 700...1200 МПа) и твердость (НВ>1000) и высокую коррозионную стойкость. Из-за очень высокой стоимости и дефицитности титан в строительстве применяют только для уникальных сооружений.

5.6 Металлические изделия и конструкции

5.6.1 Общие сведения

Металл в строительстве использовался с глубокой древности как архитектурно-художественный материал для изготовления скульптур, колонн, кованых оград, кронштейнов, флюгеров, скобяных изделий и пр. В настоящее время сфера использования металла в строительстве значительно расширилась.

Из стали можно создавать изящные и оптически легкие сооружения и конструкции, которые при всей своей кажущейся «невесомости» отличаются высокой прочностью. Сталь является идеальным материалом как для промышленного строительства так и возведения многоэтажных жилых и общественных зданий. Стальные конструкции позволяют также реализовывать гибкие планировочные решения, что является немаловажным преимуществом с точки зрения требований современной архитектуры.

Металлообрабатывающая промышленность выпускает обширную номенклатуру металлических изделий и конструкций. К ним относят каркасы и фермы промышленных и гражданских зданий, пролетные строения мостов, опоры линий электропередач (ЛЭП), сварные и цельнотянутые трубы, фонари освещения зданий и т.п. При этом понятие «металлические конструкции» объединяет в себе их конструктивную форму, технологию изготовления и способы монтажа.

Первичным элементом таких конструкций является прокатная сталь, поставляемая с металлургических заводов в виде профилей различной формы поперечного сечения. Прокатная сталь, применяемая в стальных конструкциях, делится на листовую и профильную. Перечень прокатных профилей с указанием формы, геометрических характеристик, массы единицы длины, допусков и условий поставки называется сортаментом (рис.5.3).

5.6.2 Листовая прокатная сталь

Сталь толстолистовая горячекатаная (ГОСТы 14637 и 19903) выпускается толщиной 4...160 мм, шириной 500...3800 мм и длиной 6...12 м. Используется в листовых конструкциях и сплошностенчатых элементах стержневых систем (балках, колоннах).

Сталь тонколистовая (ГОСТы 9045; 16523 и 19904) толщиной до 4 мм прокатывается холодным и горячим способами. Применяют при изготовлении гнутых и штампованных тонкостенных профилей, для кровельных покрытий и т.п. Из холоднокатаной оцинкованной стали (листовой и рулонной) изготовляют профилированные настилы (ГОСТ 14918). В современном строительстве тонколистовая сталь (толщиной 0,5 мм) успешно применяется также для изготовления стеновых и кровельных панелей (сэндвич-панелей) с внутренним утеплителем из минеральной ваты или вспененных полимеров (пенополистирола, пенополиуретана). Длина таких панелей от 2,4 до 12 м при ширине порядка 120 см и толщине 50…250 мм. Срок службы их составляет более 50 лет с гарантией в 30 лет. Кроме того, на рынках страны имеется большое разнообразие других кровельных материалов на основе листовой стали (металлочерепицы), способных воплотить в жизнь архитектурные проекты любой сложности.

Прокат из стали повышенной прочности (ГОСТ 19281) представляет собой толстолистовую, широкополосную универсальную фасонную и сортовую сталь и гнутые профили. Применяется для сварных, клепаных или болтовых конструкций.

Полоса стальная горячекатаная (ГОСТ 103) имеет толщину 4...60 мм при ширине до 200 мм и длине до 10 м. В строительстве ее применяют для изготовления конструктивных деталей типа диафрагм и ребер жесткости, решетчатых площадок, гнутых профилей, прокладок и т.п.

Листы стальные с ромбическим и чечевичным рифлением (ГОСТ 8568) выпускаются толщиной от 2,5 до 12 мм, шириной 600…2200 мм и длиной 1400…8000 мм с градацией 50 мм. Высота выступов составляет 0,1…0,3 толщины листа или не менее 0,5мм. Применяется в качестве настила для площадок и ступенек лестничных маршей.

Просечно-вытяжная (перфорированная) сталь изготовляется толщиной 0,7…6 мм методом просечки надрезов по длине с последующей растяжкой листа поперек и образованием ячеек. Перфорация может быть расположена прямыми рядами, в шахматном порядке, в смещенных (диагональных) вариантах и иметь разное межцентровое расстояние (шаг) с круглыми, квадратными и щелевидными отверстиями. Поставляется шириной от 500 до 1400 мм и длиной до 6000 мм. Перфорированный металл позволяет сегодня находить наилучшие решения в таких сферах как интерьерный и ландшафтный дизайн, производство мебели и торгово-выставочного оборудования. Его с успехом используют при изготовлении малых архитектурных форм для завершения строительных ансамблей, в системах освещения и наружной рекламе. Применение такой стали, например, для площадок и переходов взамен рифленой дает значительную экономию металла по массе.

5.6.3 Профильная прокатная сталь

Профильную сталь подразделяют на сортовую (круг, квадрат, полоса, уголки) и фасонную – двутавры, швеллеры и другие профили (ГОСТ 27772).

Прокатную угловую равнополочную сталь (ГОСТы 8509 и 19771) выпускают более 80-ти типоразмеров с шириной полок 20...250 мм и толщиной 3...35 мм, а неравнополочную (ГОСТы 8510 и 19772) – более 60-ти типоразмеров с шириной большей полки 25...200 мм (меньшей полки –16...125 мм) и толщиной полок 3...16 мм. Длина проката составляет 4000…12000 мм. Прокатные профили используют как самостоятельно, так и для получения составных металлических конструкций большой несущей способности: колонн, балок, ферм.

Швеллеры изготовляют 36 типоразмеров от №5 до №40 и длиной от 4 до 12 м. Номер швеллера определяет геометрические характеристики его сечения и соответствует высоте стенки в (сантиметрах).Они подразделяются на горячекатаные (ГОСТ 8240), специальные (ГОСТ 19425), гнутые равнополочные (ГОСТ 8278) и гнутые неравнополочные (ГОСТ 8281). Применяются швеллеры в мощных стержневых конструкциях (мостах, большепролетных фермах и т.п.), а также в колоннах, связях и кровельных прогонах.

Балки двутавровые выпускаются 17 типоразмеров от №10 до №60 (номер тоже указывает высоту балки в см) длиной от 4 до 12 м. Различают их по толщине стенки и полки, по расположению граней полок (с параллельными гранями и с уклоном внутренних граней), по назначению, способу производства и техническим характеристикам. Применяют балки в крупнопанельном, промышленном и гражданском строительстве для перекрытий, колонных металлоконструкций, мостовых сооружений, опор и подвесных путей.

Помимо указанных типоразмеров двутавровых балок и швеллеров выпускают широкополочные двутавры и швеллеры, которые отличаются от обычных большей шириной полки и меньшей общей высотой профиля, при этом несущая способность элемента сохраняется. Широкополочные профили применяют, когда необходимо сократить высоту металлоконструкции. Кроме того, широкое распространение балочных конструкций привело к появлению ряда других конструктивных форм, таких как дистальные балки (выполненные из двух марок стали различной прочности), предварительно напряженные, с гибкими или перфорированными стенками, сталебетонные, из алюминиевых сплавов и др.

Современным аналогом двутавровой балки является гофробалка. Она представляет собой легкую сварную конструкцию из черного профилированного листа холодного проката, приваренного к стальным полкам горячего проката. Профилированный лист обладает большей жесткостью и устойчивостью к деформациям. Гофробалки могут быть как постоянного сечения по длине, так и переменного с учетом эпюры напряжений. Длина их составляет от 4 до 16 м. Толщина полок – 6…30 мм, а ширина – 160…430 мм. Такие балки более экономичны и позволяют уменьшить массу строительных конструкций на 40…60 %. Могут использоваться в качестве несущих конструкций при строительстве разных зданий - от несложных одноэтажных до многоэтажных домов и при строительстве коротко-пролетных мостов.

Сталь горячекатаная круглая поставляется диаметром 5...270 мм и обычно применяется для изготовления болтов, тяжей, заклепок. Наиболее употребительны диаметры стали от 16 до 25 мм. Сталь диаметром 9 мм поставляется в мотках, свыше 9 мм – в прутках длиной 2000...12000 мм.

Профили гнутые стальные, изготавливают методом профилирования на роликогибочных станах из листовой, ленточной и полосовой стали толщиной 2...16 мм, в виде швеллеров, уголков, С–образных, корытообразных и др. (рис.5.4). Их применяют для изготовления конструкций, оконных и фонарных переплетов промышленных зданий.

Стальной профилированный настил (ГОСТ 24045) представляет собой холодногнутые листовые профили с трапециевидной формой гофра. Изготавливают методом холодного проката из высококачественной оцинкованной стали толщиной 0,8...1 мм. Применяют в качестве стенового и кровельного материала при возведении модульных зданий, павильонов, АЗС, ангаров, а также для обновления старых зданий. Ширина листов настила 600 и 750 мм, длина от 3 до 12 м, высота гофра 57, 75 и 114 мм. Стальная основа и ребра жесткости обеспечивают крыше, стенам и несущим перекрытиям необходимую жесткость. Кроме того стены и кровля из профнастила не утяжеляют здания и обладают отличной герметичностью.

5.6.4 Стальные конструкции и другие изделия

В современном строительстве стальные конструкции используют в качестве несущих элементов высотных жилых и уникальных общественных зданий, промышленных предприятий, а также при строительстве мостов, телевизионных башен и других сооружений. В качестве примера уникального конструктивного решения с помощью металлических конструкций в Республике Беларусь является покрытие летнего амфитеатра в г. Витебске. Оно представляет собой комбинированную систему пространственной стержневой цилиндрической оболочки регулярной структуры, подкрепляющих вертикальных арок и решетчатых колонн.

Стальные конструкции мостов, опор ЛЭП, гидротехнических сооружений, резервуаров, газгольдеров, радио- и телевизионных мачт и башен, а также легкие металлические конструкции изготовляют на специализированных заводах, Остальные конструкции изготавливают на универсальных заводах индустриальными методами и поставляют в виде отдельных крупных сборочных единиц или целиком. При монтаже их соединяют друг с другом болтами, сваркой или заклепками.

Заклепочные соединения предназначены для конструкций, воспринимающих большие динамические нагрузки. Заклепка представляет собой круглый стержень с головкой. Стержень вводят в подготовленное отверстие в соединяемых деталях, головку прижимают поддержкой, а выступающую часть стержня ударами обжимки расплющивают, образуя замыкающую головку. При этом стержень утолщается, полностью заполняет высверленное отверстие, и элементы конструкции соединяются наглухо. Заклепки обычно изготовляют из низкоуглеродистой пластичной стали Ст2 и Ст3.

Болтовые соединения нетрудоемки и достаточно надежны даже в особо нагруженных конструкциях. Болты для монтажных соединений изготовляют диаметром 6...24 мм с интервалом 2 мм. Завертывают их так, чтобы в теле болта создалось напряжение 150...200 МПа. При этом используются упругие свойства стали: благодаря напряжению в теле болта соединяемые элементы сжимаются очень плотно.

Колонны бывают сплошные, состоящие из одного или нескольких профилей, или решетчатые, которые состоят из двух или четырех ветвей, соединенных между собой решеткой. Верхняя часть колонны называется оголовок, нижняя – башмак. Колонна воспринимает сжимающие нагрузки.

Прогоны (балки) обычно двутаврового сечения изготавливают или из двутавровых балок, или в случае перекрытия больших пролетов – сварными из стального листа.

Фермы – плоские решетчатые конструкции, перекрывающие весь пролет здания или сооружения. Изготовляют их обычно из угловой стали с креплением сборочных единиц листовой сталью. Длина ферм – 18, 24, 30, 36 м и более. В зависимости от назначения им придают самую разнообразную конструктивную форму – от легких прутковых конструкций до тяжелых ферм, стержни которых могут компоноваться из нескольких элементов крупных профилей или листов.

Промежуточными между фермой и сплошной балкой являются комбинированные системы, состоящие из балки, усиленной либо снизу подвешенной цепью (шпренгельная балка) или сквозной фермой, либо сверху аркой или фермой. Комбинированные системы просты в изготовлении и рациональны в тяжелых конструкциях, а также в конструкциях с подвижной нагрузкой.

Эффективность ферм и комбинированных систем можно значительно повысить, создав в них предварительное напряжение.

В фермах подвижных крановых конструкций и покрытий больших пролетов, где уменьшение массы конструкций дает большой экономический эффект, целесообразно применение легких металлических конструкций (ЛМК).

Все стальные конструкции, поступающие на стройки, должны быть огрунтованы или окрашены. Места соединений и повреждения покрытия окрашивают после монтажа. Для временной защиты стальных конструкций на период транспортирования, хранения и монтажа применяются грунтовки ГФ-021, ФЛ-03К, эмали ПФ, ХВ, НЦ, железный сурик на олифе оксоль.

Необходимо помнить, что стальные конструкции, имеющие большую несущую способность в рабочем положении, могут легко деформироваться от небольших усилий во время транспортирования и хранения. Поэтому транспортируют и хранят их в соответствии с требованиями к данной конструкции. Гибкие элементы при транспортировании раскрепляют.

5.6.5 Арматура

Сталь прекрасно сочетается с другими строительными материалами, например, бетоном. Причем с архитектурно-художественной точки зрения сочетание металлических и железобетонных конструкций позволяет достичь весьма интересных декоративных эффектов по сравнению с другими традиционными материалами.

Для армирования железобетонных конструкций используют прокатную сталь называемую арматурой. Изготовляют ее в виде стержней, проволоки, канатов, сварных сеток и каркасов преимущественно из углеродистой и низколегированной стали (рис.5.5 и 5.6).

Арматурная сталь (ГОСТ 5781) может быть горячекатаная (стержневая) и холоднотянутая (проволочная). По форме арматура чаще всего бывает гладкая, а для улучшения сцепления - периодического профиля.

Арматура периодического профиля представляет собой круглые профили с двумя продольными ребрами и поперечными выступами, идущими по трехзаходной винтовой линии. Для профилей диаметром 6 мм допускаются выступы, идущие по однозаходной винтовой линии, диаметром 8 мм – по двухзаходной винтовой линии. В отдельных случаях для повышения механических свойств, сталь обрабатывают наклепом и применяют термическую обработку (ГОСТ10884). Поставляется арматура в стержнях или мотках. Стержни изготовляют длиной от 6 до 12 м.

Качество арматурной стали определяется ее механическими свойствами и в частности пределом текучести. Чем выше будет предел текучести арматурной стали, тем выше можно принимать расчетные напряжения в железобетонном элементе. В зависимости от механических свойств арматурную сталь подразделяют на классы: А-I, А-II, А-III, А-IV, А-V и А-VI. При обозначении класса термически упрочненной арматурной стали добавляют индекс «т» (например, Ат-III), упрочненную вытяжкой – «в» (например, А-IIIв).Сталь класса А-I изготовляют гладкой, а всех других классов – периодического профиля.

По функциональному назначению арматурную сталь подразделяют на рабочую, конструктивную (распределительную) и монтажную. Монтажная арматура создает объемный скелет изделия, фиксирует расположение стержней рабочей арматуры, способствует фиксации и закреплению закладных деталей и монтажных петель

Арматурная проволока (ГОСТ 2771) может быть холоднотянутой класса В-I (низкоуглеродистой) для ненапрягаемой арматуры и класса В-II (углеродистой) для напрягаемой арматуры. Для обычного армирования преимущественно применяют арматурную сталь классов А-III (марок 25Г2С, 35ГС и др.), А-II (марки Ст5) и обыкновенную арматурную проволоку, а при особом обосновании также А-I (марки Ст3) и А-IIв. Для предварительно напряженного армирования используют высокопрочную проволоку, арматурные пряди и арматуру класса А-IV (марок30ХГ2С, 20ХГСТ, 20ХГ2Ц и другие низколегированные стали), а также упрочненную вытяжкой сталь класса А-IIIв (марок 35ГС, 25Г2С).

Арматурные канаты (ГОСТ13840) изготовляют из высокопрочной холоднотянутой проволоки. Они состоят из нескольких проволок, свитых так, чтобы было исключено их раскручивание. Канаты выпускаются в основном двух классов: К-7 и К-19, отличающихся, как правило, количеством проволок. Выпускаются также и многопрядные канаты класса К-n.

По СНБ 5.03.01-02 класс арматуры – показатель, характеризующий ее механические свойства согласно требованиям соответствующих стандартов, обозначаемый буквой «S» (заглавная буква английского слова Steel – сталь) и числом, соответствующим нормативному сопротивлению арматуры в мегапаскалях. В отличие от СНиП 2.03.01-84 в действующих нормах РБ принято всего шесть классов арматуры по прочности: три класса напрягаемой и три класса ненапрягаемой. Данная классификация исключает применение в конструкциях рабочей арматуры, упрочненной вытяжкой, класса по прочности 400 МПа (ранее обозначаемой как А-IIIв).

Сетки арматурные (ГОСТ 23279) изготовляются из арматурной стали диаметром от 3 до 40 мм с расположением стержней в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Классифицируются по диаметру стержней и расположению рабочей арматуры. Их изготовляют плоскими и в рулонах, с квадратными и прямоугольными ячейками (рис.5.6). Предназначены для армирования как сборных, так и монолитных железобетонных конструкций.

Сварные каркасы могут быть плоскими и пространственными (рис.5.6). Плоские каркасы состоят из одного или двух продольных рабочих стержней, монтажного и привариваемых к ним поперечных стержней. Пространственные получают путем сварки плоских каркасов.

5.6.6 Изделия из цветных металлов

Изделия и конструкции из алюминия и алюминиевых сплавов используют, если необходимо значительно снизить их массу, повысить коррозионную стойкость, архитектурную выразительность, а также при предъявлении специальных требований. Алюминий в чистом виде используют для отливки различных деталей, изготовления порошков (алюминиевые краски и газообразователи при изготовлении ячеистых бетонов), фольги, электропроводов и т.д. Из алюминиевой фольги, например, делают высокоэффективный утеплитель (альфоль), который используется в качестве отражателя тепловых лучей, а также декоративного материала.

Из алюминиевых сплавов изготовляют более разнообразную номенклатуру изделий: плоские и волнистые листы; прокатные, прессованные, литьевые, гнутые, клепаные и сварные профили; трубы и другие изделия. Их весьма эффективно использовать для устройства оконных коробок и переплетов, дверей и дверных коробок, витражей, наружной облицовки зданий, для изготовления легких трехслойных панелей с пенопластовым и другими утеплителями (стеновых и кровельных). Кроме того, что изделия из алюминиевых сплавов обладают общими для всех металлических материалов достоинствами, они еще значительно легче их. Отношение расчетного сопротивления к плотности при одинаковой прочности у алюминиевого сплава примерно в 3 раза выше, чем у стали.

В Республике Беларусь массовое производство алюминиевых профилей (уголки, трубы, полосы, прутки и т.п.) по современным европейским технологиям налажено на заводе «АлюминТехно».

Чистую медь в виде тонких листов применяют в качестве кровельного материала. Медная кровля – наиболее долговечный вид кровельного покрытия. Срок службы колеблется от 70 до 200 лет. Изначально медная кровля имеет блестящий серебристый цвет с легким розоватым оттенком. По мере соприкосновения с воздухом она приобретает красноватый цвет, затем коричневый и позднее матово-черный. Такой цвет имеют естественные оксиды меди. С течением времени окислы тоже меняют свой цвет на малахитово-зеленый, но для этого требуется как минимум 15…20 лет.

Однако окисление медной кровли часто происходит неравномерно и это неблагоприятно сказывается на ее архитектурной выразительности, что стесняет поиски архитекторов и дизайнеров.

В настоящее время кровельная медь поставляется на строительный рынок, как правило, в рулонах шириной 670 мм и толщиной 0,6…0,8 мм.. Масса одного рулона – одна тонна чистого материала. Листы режутся на месте производства работ по длине ската.

Разновидностью листовой медной кровли является медная черепица «Чешуя».

Бронзу применяют в виде изделий для внутренней отделки и оборудования зданий (сантехническая арматура, вентиляционные решетки, детали карнизов, фурнитуры и др.). Латунь используют в виде листов, прутьев, проволоки, труб, а также архитектурных изделий для отделки интерьеров зданий.

Цинк тоже достаточно широко используется в строительстве. Более половины добываемого цинка идет на получение оцинкованного железа. Его применяют также для оцинкования изделий (гвоздей, болтов) с целью защиты их от атмосферных воздействий и коррозии, а также для отделочных и строительных работ, в качестве компонента сплавов. Например, получают применение в качестве кровельного материала листы из цинк-титана. Цинк, легированный титаном, обладает гораздо более высокими механическими и антикоррозионными свойствами. Цинк-титановые кровли примерно в 5 раз дешевле медных и практически не уступают им по долговечности – срок службы 75 лет.

Благородные металлы (золото, серебро) применяют для реставрации памятников архитектуры и искусства.

5.7 Коррозия металлов и методы борьбы с ней

Коррозия (от лат. corrosio – разъедание) представляет собой самопроизвольное разрушение металлов и их сплавов под влиянием окружающей среды. Яркий пример коррозии – ржавчина на поверхности стальных и чугунных изделий и конструкций. Ежегодно из-за коррозии безвозвратно теряется 10…12 % черных металлов. Кроме того, коррозия вызывает серьезные экологические последствия: ее продукты загрязняют окружающую среду и отрицательно воздействуют на жизнь и здоровье людей.