Строительные материалы и изделия

Черные металлы и стали

Продуктами доменного производства являются чугун, домен­ный шлак, колошниковый газ и колошниковая пыль.

• Чугун, выплавляемый в доменных печах, по своему назначе­нию делят на три группы: литейный, передельный и ферросплавы. Из всей выплавки более 80 % составляет передельный чугун. Это преимущественно белый чугун, в котором весь углерод содержится в химически связанном состоянии в виде РезС. Пере­дельный чугун применяют для производства стали. Около 20% приходится на долю литейных чугунов и ферросплавов. Литей­ный серый чугун используют для получения фасонных отливок. Ферросплавы, содержащие повышенное количество кремния и марганца, применяют в качестве добавки при производстве стали повышенного качества.

В строительстве применяют главным образом серый чугун для изготовления деталей, работающих при сжатии (башмаков, ко­лонн), а также санитарно-технических (отопительных радиато­ров, труб) и архитектурно-художественных изделий. Значитель­ное количество чугуна расходуется для изготовления тюбингов, из которых сооружается туннель метрополитена. Некоторые виды чугунных строительных изделий показаны на рис. 9.2.

Серые чугуны обладают хорошими литейными качествами — жидкотекучестью, мягкостью, хорошо обрабатываются, сопротив­ляются износу. Установлены следующие марки отливок из серого чугуна: СЧ 00; СЧ 120-280; СЧ 150-320; СЧ 180-360; СЧ 210-400; СЧ 240-440; СЧ 280-480; СЧ 320-520; СЧ 360-560; СЧ 400-600 и СЧ 440-640. СЧ обозначает серый чугун. Первое число показы­вает предел прочности (МПа) при испытании на разрыв, а второе — на изгиб. Серый чугун марки СЧ 00 не испытывается.

• Стали по химическому составу делят на углеродистые и легированные. Углеродистые стали, в свою очередь, бывают обыкновенного качества, качественные конструкционные (для машиностроения и наиболее ответственных конструкций) и ин­струментальные (для изготовления режущих инструментов, штампов, матриц). Легированные стали выпускают конструк-

T—-1

УЧ'лг

Рис. 9.2. Чугунные строительные изделия: / — опорные подушки колони; 2 — колонны; 3 — отопительные радиаторы; 4 — трубы;

5 — фасонные части к трубам

Ционные, инструментальные и специального назначения, отли­чающиеся некоторыми специфическими свойствами.

Стали, применяемые для строительных целей, различаются по качеству, назначению и способу выплавки (мартеновская или конвертерная).

По качеству и назначению сталь бывает: углеродистая обык­новенного качества: углеродистая горячекатаная для мосто­строения; углеродистая толстолистовая и широкополосная, термически обработанная; углеродистая качественная конструк­ционная для железнодорожных и крановых рельсов; низколеги­рованная конструкционная.

В зависимости от способа обработки строительные стали делят на три группы: I — горячего проката (рис. 9.3), II — хо­лодной вытяжки (выпускается в виде высокопрочной холодно­тянутой проволоки круглого и периодического профиля, а также в виде холоднотянутой проволоки обыкновенного качества); III — комбинированной обработки — гнутые профили.

Сталь углеродистая обыкновенного качества находит основ­ное применение в строительстве. Она представляет собой сплав Железа с углеродом. В ней присутствуют кроме углерода (0,06...0,62%) примеси кремния, марганца. Наиболее нежела­тельно присутствие фосфора, который вызывает хрупкость стали при низких температурах (хладноломкость), и серы при высоких температурах.

В зависимости от назначения и гарантируемых механических характеристик сталь углеродистую обыкновенного качества делят на две группы и одну подгруппу: группа А — поставляемая по механическим свойствам; группа Б — поставляемая по хими­ческому составу; подгруппа В — поставляемая по механическим

Свойствам с дополнительными требованиями по химическому составу. Для строительных целей используют в основном сталь группы А.

Углеродистые стали обыкновенного качества применяют без термообработки. Углеродистую сталь обыкновенного качества группы А производят следующих марок: СтО, Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4, Ст5, Стб и Ст7. С увеличением содержания углерода марка стали повышается, растут прочность и твердость, снижаются пластичность и ударная вязкость.

Сталь группы Б изготовляется тех же марок, что и сталь группы А, но перед маркой стали ставят букву Б (БСтО, БСт1). Сталь группы В изготовляют марок ВСт2, ВСтЗ, ВСт4 и ВСт5.

В легированных сталях в качестве легирующих веществ применяют кремний — С, хром — X, никель — Н, молибден—М, марганец — Г, вольфрам — В, алюминий — А, медь — Д, кобальт — К. Обозначение мерки легированной стали, напри­мер 25ХГ2С, используемой для арматуры предварительно напряженных железобетонных конструкций, показывает, что в ней содержится 0,25% углерода, 1% хрома, 2% марганца и 1 % кремния. Таким образом, первые две цифры в обозначении марки стали показывают содержание углерода в сотых долях процента, а остальные цифры — содержание легирующего элемента, стоящего перед цифрой в целых процентах. При мар­кировке высококачественной легированной стали (с низким со­держанием серы и фосфора) в конце ставится буква А. Напри­мер, ЗОХМА — легированная хромомолибденовая сталь высокого качества.

«Механические свойства некоторых легированных конструкцион­ных сталей приведены в табл. 9.1.

Высоколегированные стали подразделяются на три группы: нержавеющие и кислотостойкие, окалиностойкие и жаропрочные и сплавы с высоким электросопротивлением.

В строительстве широко используют низкоуглеродистые и низколегированные стали. Их применяют для изготовления ме­таллических конструкций мостов, опор, транспортных галерей, подкрановых балок, мостовых кранов, арматуры железобетонных конструкций и др. Строительные стали применяют в горячеката­ном состоянии и после термической обработки. Стали постав­ляют в виде прутков, профилей, листов и широких полос.

Кроме того, применяют следующие изделия из стали: заклеп­ки, болты, гайки, шайбы, винты, гвозди, поковки, а также сталь­ные канаты. Заклепки используют для неразборного соединения металлических конструкций, а болты и гайки — для разъемных соединений, для крепления деревянной обшивки к металличе­скому каркасу и т. д. Болты выпускают с шестигранной голов­кой нормальной и повышенной точности. Болты повышенной точ­ности отличаются более точными размерами и обработанной поверхностью стержней. Они применяются редко. Поковки строительные изготовляют в виде скоб, применяемых при скреплении деревянных конструкций, для предотвращения их сдвига; штырей — для наращивания досок или брусьев; крючь - ев — для крепления настенных желобов и водосточных труб. Канаты стальные применяют для такелажных и монтажных работ, а также для крепления подвесных ферм, висячих мос­тов, для оттяжек мачт и вантовых конструкций. Стальные канаты изготовляют из проволоки марки В (высшая). Проволоку применяют светлую или оцинкованную с пределом прочности при Растяжении 1100...2000 МПа. Канаты изготовляют однопрядные или многопрядные с крестовой или односторонней свивкой, с органическим или металлическим сердечником.