Металлы и металлические изделия, применяемые в строительстве
Металлы делятся на черные и цветные. В настоящее время в строительстве применяют в основном черные металлы (сталь и чугун), изготавливая из них различные строительные конструкции (фермы мостов, каркасы зданий, элементы покрытии и т.п.). В последнее время достаточно широкое применение стал получать алюминий. Для отделочных, а также санитарно-технических деталей, кроме черных, употребляют сплавы цветных металлов.
Виды металлических строительных материалов и изделий.Применяемые в строительстве металлические материалы можно разделить на прокатный профильный металл широкого и специального назначения, прокатный металл простых сечений, сталь для армирования бетона, трубы, стальные отливки и чугунное литье. Широкое применение имеет сталь прокатная простого профиля: полосовая, квадратная, круглая, широкополосная, толстолистовая, тонколистовая, кровельная, волнистая, а также стальной прокат (уголки равнобокие и неравнобокие, двутавры, швеллеры и т.д.), см. рис. 1.4; выпускаются также специальные профили для оконных и фонарных переплетов и других элементов и деталей.
Профильный металл, применяемый для строительных конструкций (уголки, двутавры, швеллеры), выпускается разных размеров. В стандартах и справочниках приводятся таблицы всех видов выпускаемого проката с указанием их размеров, массы 1 м и других, необходимых для их использования данных.
Стальные трубы изготавливаются диаметром от 5 до 1420 мм для широкого использования в строительстве.
Для армирования бетона применяют горячекатанную арматурную сталь и холоднокатанную проволоку. В зависимости от профиля стержневая и проволочная арматура подразделяется на гладкую и периодического профиля (рис. 1.5).
Из проволоки изготовляют арматурные изделия в виде прядей, канатов и сеток. Арматура делается из сталей различных марок чаще всего Ст.З и Ст.5.
Сообщение металлы в строительстве
Металлы применяются во всех отраслях промышленности и хотя современная техника немыслима без использования не металлических материалов, всё равно металлы являются основной составляющей. В обиходе считается, что есть чёрные металлы и цветные. К чёрным относятся железо и его сплавы. Эти продукты являются важнейшими и основными конструкционными материалами в технике и в промышленном производстве. Остальные металлы относят к цветным.
Физические свойства металлов обуславливают применения их в различных технических устройствах и оборудовании. Металлы, обладающие высокой электропроводностью – серебро, медь, алюминий используют в электротехнической промышленности. Лёгкие и прочные металлы незаменимы в самолётостроении и авто строении. Автомобили, самолёты и другая транспортная техника не мыслима без титана и алюминия. Для улучшения потребительских свойств техники разрабатывают и применяют сплавы металлов. В частности, дюралюминий – сплав алюминия с медью, магнием и марганцем. Современные самолёты на 75-80% состоят из дюралюминия. Дюралюминий, обладающий лёгкостью алюминия и, благодаря добавкам, большой прочностью, сделал настоящею революцию в производстве самолётной технике. Строительство самолётов не обходится без других металлов и многие из них также представляют собой сплавы с улучшенными свойствам.
Чёрные металлы применяют в технике, подверженной длительным и тяжёлым нагрузкам. Это в первую очередь железнодорожная и сельскохозяйственная техника. Тяжёлая и постоянная нагрузка в железнодорожном транспорте требует использования самой прочных и недорогих материалов. По этим показателям лучшим считается чугун. Чугун используют при производстве вагонных колёс. Чтобы повысить долговечность работы пары колесо-рельс, соприкасающиеся детали делают из металлов с различными свойствами. Если колесо чугунное, с содержанием углерода не менее 2,14%, то рельсы – стальные с небольшим содержанием углерода, с добавками повышающими пластичность и вязкость металла.
Сельскохозяйственная техника работает не просто в полевых условиях, а в тяжёлых и напряжённых условиях. Металлы, используемые в сельхозтехнике должны быть прочными и долговечными. Здесь, конечно, незаменимы чугун и конструкционная сталь.
В чистом виде металлы, за исключением некоторых, в технике применяются редко. Современная химия и металлургия делают сплавы с улучшенными, чем у основы, свойствами, а главное свойства имеют узконаправленное действие – большую прочность, лучшую защиту от коррозии, более высокую электропроводимость и т.д.
Лестница из нержавеющей стали
Часто при строительстве даже небольших объектов используют целый спектр различных материалов. К примеру, при сооружении лестницы на металлокаркасе, сам каркас делают из конструкционной стали. Ограждения лестницы – из нержавеющей стали. Стойки, опоры, столбы лестниц, а также элементы холодной ковки делают из чугуна. Крепёжные элементы лестниц защищают цинком. Поручни и декоративные узлы лестниц хромируют и никелируют. Как видно, даже для небольшого строения – лестница, применяют достаточно большую номенклатуру металла.
Использование металла в строительстве
Осваивать металлургию человечество начало, четыре тысячи лет назад, а в 10-8 веках до н.э. люди уже обрабатывали железо и выплавляли сталь. С тех давних пор металлы стали надёжным материалом для строительства судов, транспорта, зданий и сооружений. В наше время наряду с этим их применяют для обеспечения безопасности этих же зданий, в частности в таком вопросе как защита от прослушивания.
Основных групп металлов и их сплавов две: черные (железо и его сплавы) и цветные (все другие металлы и сплавы на их основе). Преобладающими в обработке, среди черных металлов, являются чугун и сталь. В строительстве чаще используется сталь – сплав железа и углерода (до 2%) а так же других элементов, включая марганец, кремний, фосфор и серу. Как и цветные металлы и неметаллические материалы, сталь при помощи особой обработки ( проката, литья, волочения, прессования) трансформируют в профилированный материал. Основные профили металлов, следующие: листы, прокат, трубы, проволока и стержни разных сечений.
Листовой металл бывает толстолистовой, тонколистовой, а так же металл средней толщины.
В строительных работах, так же часто используют такие детали, как угол, арматура, швеллер и балка. Стальной угол различают равнополочный (длина по сечению у него одинакова) и неравнополочный (длина разная).Применяется в металлоконструкциях, несущих частях, для связки, усиления и декоративной отделки.
Арматура используется для армирования железобетонных конструкций и при изготовлении железобетонных конструкций, для повышения прочностных свойств бетона.
Стальная балка – это изделие используемое в строительстве для перекрытий и опор, мостовых сооружений, колонных металлоконструкций.
Швеллер – элемент, исполненный в виде балки, в сечении имеющей форму буквы “П”, для придания устойчивости и жесткости конструкции, в которой он используется.
Черные металлы применяются в разных металлоконструкциях, при сооружении таких объектов, как спортивные залы, крытые рынки, театрально-зрелищные центры, торговые залы супермаркетов, и других. Обилие металлических поверхностей на таких сооружениях, позволяют хорошо применять различные ультразвуковые приборы, например ультразвуковой отпугиватель, для обеспечения комфортного жилья. Стоимость таких сооружений меньше, так же как и время затраченное на строительство, чем у объектов, возведенных из кирпича и железобетона. Преимуществом применения металлоконструкций является некоторая «портативность» сооружений, т.е. объект при необходимости можно разобрать для перевозки в другое место, где его легко собрать вновь.