Строительные материалы и изделия

Цветные металлы и их сплавы

Для получения строительных изделий высоких технических свойств все шире стали применять металлические сплавы цвет­ных металлов. Цветные сплавы на основе меди и благородных металлов — золота и серебра — в своем прошлом находили довольно широкое применение в отделочной технике. Исполь­зование же их в технических целях ограничивалось стоимостью.

За последние годы в строительстве широко применяют новые металлические материалы — алюминиевые, титановые и магние­вые сплавы, высокопрочные стали с пределом прочности до 3000 МПа. Применяемые в строительстве алюминиевые сплавы, приближаясь по прочности к основным маркам строительных

талей, имеют небольшую плотность (2,7; 2,9 т/м3) и высокую стойкость против коррозии.

ф Алюминиевые сплавы широко используют для изготовления проката в виде профилей: уголков, швеллеров, двутавров, труб круглого и прямоу: ольного сечений. Большое количество алю­миниевых сплавов расходуется на изготовление заклепок, бол - т0В. Изделия из алюминиевых сплавов отличаются простотой. технологии изготовления, хорошим внешним видом, сейсмо­стойкостью, хладостойкостью, огнестойкостью, антимагнитностью и долговечностью, что позволяет им успешно конкурировать со сталью и другими строительными материалами.

Алюминий в «чистом» виде обладает многими высокими техническими свойствами: хорошей сопротивляемостью корро­зионным воздействиям среды, высокой электропроводностью, пластичен, что позволяет легко изготовлять из него детали самого разнообразного и весьма сложного профиля. Недостат­ком алюминия является незначительная прочность — всего

70.. . 100 МПа, что не дозволяет его использовать для несущих строительных конструкций. Однако алюминий резко повышает свои механические показатели при добавке к нему других ме­таллов — меди, марганца, магния (табл. 9.3).

В настоящее время расширяется сфера применения алюми­ниевых конструкций и полуфабрикатов путем создания новых конструктивно-облицовочных материалов с разнообразными защитно-декоративными полимерными, лакокрасочными, эма­левыми и электротехническими покрытиями. Алюминиевые кон­струкции широко внедряются в гражданское, промышленное и сельскохозяйственное строительство.

В многоэтажных общественных, административных

мышленных зданиях с высотой этажа до 5 м и шагом колон каркаса 6 м применяют стеновые панели П-1А размером 1880у X 162X4125 мм. Каркас панели состоит из двух рам, соединен ных болтами через текстолитовые прокладки. Рама заполни ется двумя слоями асбестоцементных листов с внутренние утепляющим слоем. На одной стороне наклеен алюминиевый лист (пароизоляция). Наружную декоративную вставку изго­товляют из шпунтовых профилей или штампованного листа Остекление панели производят стеклопакетами. Панель П-Ц имеет массу 400 кг.

Для устройства внутренних перегородок, отвечающих повы­шенным архитектурно-строительным требованиям, применяют предварительно напряженную панель ПП-1 алюминиевых спла­вов с декоративным покрытием из павинола (рис. 9.8). В основу конструкции положено использование в качестве обшивок тонких алюминиевых листов толщиной 0,5...0,8 мм, жесткость и устойчи­вость которых обеспечиваются за счет предварительного натя­жения. Панель включает продольно-поперечный каркас из прес­сованных швеллеров и уголков, соединеных аргонодуговой свар­кой, к которому заклепками крепятся натянутые листы. Между листами располагают звукоизолирующий слой минеральной ваты. На лицевую поверхность обшивки наносят декоративное покры­тие из павинола или других пленочных материалов самых раз­личных свойств, рисунка и текстуры. Панели производят раз­мером 3500X750X62 мм, массой 35 кг.

Для покрытий отапливаемых производственных обществен­ных и гражданских зданий применяют панели покрытия с пред­варительно напряженными обшивками из рулонных алюминие­вых листов. Панель (рис. 9.9) состоит из двух ферм, соединен­ных между собой по верхнему и нижнему поясам поперечинами, по которым располагаются обшивки. Нижний напрягаемый лист включается в работу растянутого пояса и одновременно вы­полняет функции подвесного потолка, а верхняя обшивка рабо­тает совместно с верхним сжатым поясом, являясь одновременно

гИдроизолирующим слоем. Предварительное натяжение обшивок п0зволяет резко увеличить жесткость панели, снизить расход аЛюминия и повысить надежность конструкции. Панель позво­ляет перекрывать пролеты до 30 м и более непосредственно «от стены до стены» здания без устройства несущих элементов ,яатра. Панели выпускают размером ЗО 000Х3000Х 1750 мм, мас­сой 2000 кг, расход алюминиевых сплавов на 1 м2 панели состав­ляет 12 кг.

Ф Сплавы на основе меди. В чистом виде медь практически яе находит применения в строительстве, используют ее в виде латуни и бронзы. Латунь — это сплав меди с цинком (до 40%), а бронза — сплав меди с оловом или каким-либо другим метал­лом, кроме цинка. Наиболее распространены оловянистые брон­зы, содержащие 10...20% олова; применяют также алюминиевые, марганцовистые, свинцовистые и другие виды бронз.

Латуни и бронзы обладают многими очень важными для тех­ники свойствами — достаточно прочны (до 300...600 МПа), мо­гут быть получены высокой твердости (НВ_ 200...250), обладают хорошими антифрикционными свойствами, благодаря чему они широко используются в подшипниках, имеют высокую корро­зионную стойкость. Однако по экономическим причинам сплавы на основе меди в строительстве применяют лишь для изготовле­ния санитарно-технической аппаратуры (кранов, вентилей), в отдельных случаях — для отделочных и декоративных целей. Основное же использование латунь и бронза находят в машино - и приборостроении.

• Сплавы на основе олова и свинца с добавкой меди, сурьмы называют баббитами и широко применяют для подшипников. Баббиты сравнительно дороги, и по этой причине их стремятся заменять другими, более дешевыми антифрикционными материа­лами: серыми чугунами, сплавами на основе алюминия, метал­локерамическими сплавами. Последние получают путем сплавле­ния сильно спрессованных тонкоизмельченных минеральных порошков (графита, кремнезема) с порошком металла (медью, железом, висмутом, молибденом).

• Цинк и свинец значительно шире применяют в строительстве. Цинк в основном используют для кровельных покрытий, карни­зов и водосточных труб, свинец — для футеровки кислотостой­ких устройств химических аппаратов, для особых видов гидро­изоляции, для зачеканки швов и стыков элементов строитель­ных конструкций, например швов между тюбингами в туннелях метрополитена.

• Магний, титан и их сплавы благодаря их низкой плотности и высоким механическим свойствам применяют в основном в само­летостроении и для специальных целей. Так, при плотности магниевых сплавов около 2000 кг/м3 (это самый легкий мате­риал) твердость сплава достигает НВ 60...70, а прочность на Разрыв — 250...300 МПа. Магниевые сплавы получают, добавляя к магнию алюминий, марганец, цинк. Титанистые сплавы обла-

дают очень высокой жаростойкостью, твердостью до 359 прочностью до 1500 МПа. Эти сплавы получают путем добавк** к титану хрома, алюминия, ванадия. и