Виды чугунных и стальных изделий

В строительстве применяют главным образом серый литейный чугун. Из чугунов изготовляют элементы строительных конструкций, в том числе и таких ответственных, как опорные части железобетон­ных балок, ферм, башмаков под колонны, а также тюбинги — укреп­ляющие своды тоннелей метрополитена и др.

Широко используют чугун для санитарно-технических изделий и оборудования — радиаторы, ванны, мойки, вентили; чугунные тру­бы применяют для стояков санитарно-технических кабин, канализа­ционных сетей, для отвода промышленных вод и т.д.

Путем отливки получают плиты для полов промышленных зда­ний, печные приборы: топочные дверцы, задвижки, решетки и т.п.

Некоторые виды чугунных строительных изделий представле­ны на рис. 10

 

 

 

Рис. 10. Чугунные строительные изделия:

А – опорные подушки колони; б – колонны; в – отопительные радиаторы;

г – трубы; д – фасонные части к трубам

 

Из чугуна можно отливать самые разнообразные формы, поэто­му из него создают архитектурные детали и изделия и малые архи­тектурные формы. К архитектурным деталям относятся балконы, металлические решетки, медальоны, к малым архитектурным фор­мам— ограды, ворота, фонтаны, беседки. Такое чугунное литье на­зывают чугунным «кружевом».

Наиболее распространены в строительстве материалы из стали. Номенклатура стальных строительных материалов включает различ­ные профили, листы, трубы, арматуру для железобетона, закладные детали, мелкие изделия и др.

Прокатная сталь различного профиля представлена на рис. 11.

Прокатная угловая равнополочная (ГОСТ 5809—93) и неравно-полочная (ГОС 8510—75) сталь выпускается с шириной полок 20...250 мм; швеллеры (ГОСТ 8240—72) высотой 50...400 мм при ши­рине полки 32...115 мм; двутавры (ГОСТ 8239—89) высотой 100...600 мм при ширине полки 55... 190 мм.

Профильную сталь применяют для изготовления каркасов и ферм, оконных переплетов промышленных и гражданских зданий, пролетных строений мостов, балок перекрытий, фонарей освещения зданий верхним светом, опор линий электропередач и т.д.

 

 

Рис. 11. Прокатная сталь различного профиля:

а – равнополочный уголок; б – неравнополочный уголок; в – швеллер; г – двутавр;

д – подкрановый рельс; е – круглый профиль; ж – квадратный профиль;

з – полосовая сталь: и – шпунтовая свая

Соединяют профильную сталь в разнообразные строительные конструкции при помощи сварки или клепки.

Прокатная сталь круглого сечения используется в качестве ар­матуры для железобетона. Прокатная сталь полосовая и квадратного сечения имеет самое различное применение. При помощи полосовой стали получают составные сечения более рациональной формы попе­речного сечения.

Листовую сталь производят на листопрокатных станах. Листо­вой прокат включает толстолистовую сталь толщиной до 60 мм, тон­колистовую и оцинкованную сталь толщиной 0,4...0,8 мм. Листовая сталь изготовляется с плоской, волнистой и рифленой поверхностью.

В настоящее время из оцинкованной тонколистовой стали пу­тем холодного проката изготовляют металлочерепицу, профилиро­ванный настил (рис. 12) и отделочные профили.

Металлический профиль, имитирующий черепицу имеет ан­тикоррозийный слой из алюцинка (А1 55% + Zn 43,4%) и покрытие из полиэстра или пластизола, обеспечивающее высокое качество мате­риала и долговечность.

 

Рис.12 Металлочерепица

 

Гофрированная поверхность кро­вельного покрытия устраняет шум дождя и ветра.

Отделочные профили: конек, отлив оконный, ветровая доска, снеговой барьер и другие выпускаются длиной 2 м.

Из оцинкованной листовой стали толщиной 0,6 мм изготавливают водосточные желоба и трубы круглого или прямоугольного сечения.

Сортамент проката строительного назначения постоянно рас­ширяется и совершенствуется благодаря внедрению облегченных, тонкостенных, фасонных профилей.

Для отделки фасадов зданий все чаще применяют панели и блоки типа «сэндвич», в которых наружные отделочные слои выпол­нены из листов оцинкованной стали или алюминиевых сплавов

В настоящее время металлы широко применяют при выполне­нии подвесных потолков в зданиях общественного и промышленного назначения.

Каркас выполняют из профилей стальных, защищенных анти­коррозийным покрытием, и из алюминиевых сплавов. Лицевые эле­менты выполняются из листовой стали или листов из алюминиевых сплавов и могут быть плоскими, объемными, гладкими или рельеф­ными, перфорированными. Они обеспечивают декоративность и аку­стические свойства потолку.

Мелкие стальные изделия позволяют строителям монтировать конструкции из отдельных элементов. К ним относятся: заклепки, бол­ты, гайки, шайбы, винты, гвозди, поковки (скобы, скобяные изделия для комплектования дверных и оконных блоков), дверная и оконная арматура (ручки, петли, шпингалеты), канаты, проволока и др.

Заклепки используют для неразборного соединения металли­ческих конструкций; крепежные изделия (шурупы, винты, болты, гайки) — для крепления деревянной обшивки к металлическому кар­касу и т.д.

Строительные поковки изготавливают в виде скоб, применяе­мых для скрепления деревянных конструкций; штырей — для наращивания досок или брусьев; крючьев — для крепления водосточных труб и желобов.

Стальные канаты изготавливают из проволоки и применяют для монтажных и такелажных работ.

Стальная арматура — составная часть железобетона. Армату­ру располагают в тех местах конструкционных элементов, которые подвергаются растягивающим усилиям, ее изготовляют из достаточно прочной низколегированной стали, предварительно подвергнутой ме­ханической или термической обработке.

 

Рис. 13 Виды арматурной стали:

а – горячекатные стержни периодического профиля;

б – холоднотянутая профилированная проволока; в – сетка; г – каркас

Арматурную сталь (рис. 13)классифицируют по способу изготовления, профилю стержней и условиям применения.

По способу изготовления арматура бывает горячекатаная стержневая (получают прокатывая сталь в горячем состоянии) и холоднотянутая проволочная (получают волочением).

В зависимости от профиля стержней (характера поверхности) арматуру делят на гладкую и периодического профиля. В зависимости от условий применения арматурная сталь делится на ненапрягаемую и на напрягаемую. Первую применяют для обычных железобетонных конструкций, вторую — для предварительно напряженных.

Стержневая арматура бывает горячекатаная, термически уп­рочненная и упрочненная вытяжкой в холодном состоянии.

Согласно СНиП 2.03.04—84 арматура в условном обозначении имела индекс А.

Согласно СНБ 5.03.01—02 этот индекс заменен на S (цифра указывает на нормативное сопротивление, МПа) и произошло объе­динение классов арматуры.

Классы ненапрягаемой арматуры: S240 (A-I — гладкая поверх­ность); S400 (А-III — периодический профиль); S500 (Вр-1 — гладкий и периодический профиль).

Классы напрягаемой арматуры: S800 (A-V; В-И; Вр-И — периодический и гладкий профиль); S1200 (А-VI; В-П; Вр-И — периодический и гладкий профиль); S1400 (В-П; Вр-П — периодический и гладкий профиль).

Для каждого класса установлен номинальный диаметр, мм: 5,5 — 40,0 (S240); 6,0 — 40,0 (S400); 3,0 — 40,0 (S500); 10 — 32 (S800); 6 — 32 (S1200); 3—15 (S1400).

Арматурную сталь класса S240 изготавливают из углеродистой стали марок Ст5, СтЗпс и СтЗкп; класса S400 из углеродистой стали марки Ст5, низколегированной стали марки 25Г и 25Г2С.

Проволочную арматуру подразделяют на арматурную проволо­ку и арматурные проволочные изделия.

Периодический профиль получают сплющиванием цилиндри­ческой поверхности проволоки в одной диаметральной плоскости. Проволочная арматура имеет высокие прочностные характеристики.

Арматурные проволочные изделия применяют в виде нераскручивающихся стальных арматурных прядей, сварных арматурных се­ток, тканых или сварных проволочных сеток для армирования армоцементных конструкций.

Сварные арматурные изделия подразделяются на типы: арма­турные сетки, арматурные каркасы, отдельные стержни арматуры со сварными стыковыми соединениями по длине стержня.

Сварные арматурные сетки изготавливают из стержней, распо­ложенных в двух взаимно перпендикулярных направлениях и соеди­ненных в местах пересечений сваркой (крестообразное соединение).

Арматурные каркасы изготовляют из продольных и поперечных стержней, соединенных в местах пересечений сваркой.

Продольные и поперечные стержни каркасов в одном направ­лении имеют стержни одинакового или разных диаметров. Каркасы изготовляют плоскими или пространственными.

Сварные арматурные сетки выполняют из обыкновенной арма­турной проволоки диаметром 3...6 мм или горячекатаной арматурной стали класса S400 диаметром 6...10 мм. Их изготовляют сваркой в местах пересечения стержней.

Арматурную проволоку поставляют в мотках (бухтах), а прядевую арматуру в мотках или катушках.

Хранят арматуру в закрытых складах на стеллажах раздельно по видам и маркам стали, а также по диаметрам. При хранении ар­матурной стали необходимо предохранять ее от коррозии и загрязне­ния, контролировать сохранность заводских бирок с указанием вида, диаметра и марки стали.

Закладные детали. Наряду с арматурной сталью в производ­стве сборных железобетонных изделий широко применяют закладные детали. Изготавливают их преимущественно из углеродистой стали.

Закладные детали соединяют между собой посредством сварки от­дельных элементов конструкций при возведении сборных железобе­тонных конструкций. Они представляют собой стальную пластину с приваренными к ней внахлестку анкерами, изготовленными из стали Ст5 периодического профиля. Пластины располагают на поверхности железобетонного изделия, а анкеры — в теле бетона.

Арматурные и закладные изделия в пределах одного предпри­ятия транспортируют личными средствами, а поставляемые за пре­делы предприятия-изготовителя — автомобильным и железнодорож­ным транспортом.

Хранить эти изделия следует в крытых помещениях. Пакеты плоских арматурных сеток и каркасов следует хранить раздельно по маркам в штабелях высотой не более 2 м. Рулоны сеток складируют не более чем в три яруса.

ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ И ИХ СПЛАВЫ

В современном строительстве с целью получения изделий с высокими техническими свойствами начали широко применять ме­таллические сплавы цветных металлов: алюминиевые, титановые, магниевые и др. В чистом виде цветные металлы в строительстве применяют очень редко. Сплавы цветных металлов имеют малую плотность, высокую пластичность и коррозионную стойкость, хорошие декоративные качества.

Широко применяемые цветные металлы называют техниче­скими. К ним относят алюминий, медь, свинец, цинк, олово, магний. Большое распространение получили алюминиевые и медные сплавы.

Алюминий и его сплавы. Алюминий А1 — самый распростра­ненный металл в природе. Алюминий — легкий серебристо-белый пластичный металл, плотностью 2,7 г/см³, с температурой плавления 660 °С, температурой кипения 1800 ^СС. Он хорошо поддается прокат­ке, прессовке, волочению, штамповке, обладает высокой коррозион­ной стойкостью на воздухе, тепло- и электропроводностью.

В чистом виде алюминий в строительстве применяют в качестве газообразователя ячеистых бетонов, для изготовления фольги и алю­миниевой краски.

Из сплавов алюминия наибольшее распространение получили дюралюминий и силумины. Эти сплавы значительно прочнее чистого алюминия, пластичны и коррозийно-стойки.

Дюралюминий — это сплав алюминия с медью (до 4%), кремне­земом (0,8%), марганцем (до 1%) и магнием (до 0,8%). В зависимости от марки предел прочности при растяжении 170...440 МПа, относи­тельное удлинение 6...24%, твердость по Бринеллю НВ40...НВ50.

Силумины — сплавы алюминия с кремнием (4... 10%). Они об­ладают высокими литейными качествами: предел прочности при рас­тяжении 200 МПа, твердость по Бринеллю НВ50...НВ70.

Алюминиево-магниевые и алюминиево-марганцевые сплавы имеют высокую сопротивляемость коррозии и хорошую сваривае­мость. В этих сплавах содержатся примеси кремния, железа, меди и цинка (менее 0,1...0,5% каждого).

Из алюминиевых сплавов изготовляют различные профили: уголки, швеллеры, двутавры, плоские и волнистые листы, трубы и т.д. Сортамент профилей составляет около 15 тыс. наименований.

Широкое применение находят плоские и профилированные листы для трехслойных ограждающих конструкций (навесные легкие стеновые панели и др.), наружной облицовки, подвесных декоратив­ных и акустических потолков, ограждений балконов и лоджий, окон и витрин, плинтусов, раскладок и т.д.

Алюминиевые конструкции широко внедряются в гражданское, промышленное и сельскохозяйственное строительство.

Значительное число алюминиевых сплавов идет на изготовле­ние метизов (заклепок, болтов, фурнитуры и т.п.).

Медь и ее сплавы. Медь — тяжелый металл красноватого цве­та, мягкий, пластичный и ковкий, обладает высокой тепло- и элек­тропроводностью, отличается высокой коррозионной стойкостью. Плотность 8,9 г/см³, температура плавления 1083 °С, предел прочно­сти при растяжении 200 МПа. В чистом виде в строительстве медь практически не применяют. Из медных сплавов широко используют бронзу и латунь.

Бронза — сплав меди с оловом, марганцем, алюминием, нике­лем, кремнием и другими элементами. Она обладает высокими ли­тейными, механическими, декоративными свойствами, а также хи­мической стойкостью и антифрикционными свойствами.

Бронза маркируется буквами Бр, далее следуют буквы и циф­ры, показывающие содержание легирующих элементов. Например, бронза марки БрОЦС 8-4-3 содержит 8% Sn; 4% Zn; 3% Pb и 85% Си.

Бронзу широко используют для санитарно-технической аппара­туры (краны, вентили), фурнитуры, а также для отделочных и деко­ративных целей.

Латунь — сплав меди с цинком (до 40%). Этот сплав поддается горячей и холодной обработке, имеет высокие механические свойства и коррозионную стойкость. Латунь маркируется буквой Л и цифрами, показывающими содержание меди (в %). Например, Л62, Л70 (62% и 70% Си).

Латунь применяют в строительстве в виде листов, прутьев, про­волоки, труб, а также изделий для отделки интерьеров зданий.

Свинец — металл синевато-серого цвета, плохой проводник те­пла и электричества, один из лучших материалов от радиоактивных излучений, устойчив к воздействию серной и соляной кислот.

Из свинца в строительстве изготовляют специальные трубы, особые виды гидроизоляции (свинцом зачеканивают швы между тю­бингами в туннелях метрополитена), коррозионно-стойкие покрытия.

Цинк — серовато-белый металл, при обычной температуре хру­пок, при 100... 150 °С становится пластичным, легко прокатывается и прессуется.

Цинк используют для кровельных покрытий, карнизов и водо­сточных труб. Около 50% цинка расходуется на оцинковку стали для защиты ее от коррозии (кровельная сталь, закладные детали, болты и др.), около 40% — на сплавы (латунь, твердые припои).