ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Застосування металів у будівництві

Чорні сплави - сплав заліза з вуглецем. Залежно від вмісту вуглецю вони підрозділяються на сталі (вміст вуглецю < 2 %) і чавуни (вміст вуглецю > 2 %). Крім того, у них можуть знаходитися в більшій або меншій кількості й інші хімічні елементи (кремній, марганець, сірка, фосфор). З метою надання чорним металам специфічних властивостей до їх складу додають легуючі добавки (нікель, хром, мідь та ін.).

Стальза хімічним складом поділяють на вуглецеву й леговану. У будівництві сталь використають для виготовлення конструкцій, армування залізобетону, виготовлення покрівельних матеріалів, риштовання, огорож, форм залізобетонних виробів і т.д. Правильний вибір марки сталі забезпечує ощадливу її витрату й успішну роботу конструкції.

Для виготовлення несучих (розрахункових) зварених і клепаних конструкцій рекомендують наступні види сталей: мартенівську - марок ВМСтЗпс (сп, кп), низьколеговану - марок 15ГС, 14Г2, 10Г2С, 10Г2СД; природно-леговану - марок 15ХСНД, 10ХСНД; киснево-конверторну - марок ВКСтЗсп (пс, кп).

Сталі марок Ст4 і Ст5 рекомендують для конструкцій, що не мають зварених з’єднань і для зварених конструкцій, що сприймають лише статичні навантаження. Сталь для конструкцій, що працюють на динамічні й вібраційні навантаження й призначених для експлуатації в умовах низьких температур, повинна додатково перевірятися на ударну в'язкість при негативних температурах.

До сталі для мостових конструкцій висувають спеціальні вимоги (ГСТУ 6713-75) з однорідності й дрібнозернистості, відсутності зовнішніх дефектів, показника міцності і деформаційних властивостей.

Для армування залізобетонних конструкцій сталь застосовують у вигляді стрижнів, дроту, зварених сіток, каркасів. Арматурна сталь може бути гарячекатаною (стрижнева) і холоднотянутою (дротова). За формою сталь найчастіше буває кругла, а для поліпшення зчеплення - періодичного профілю. В окремих випадках для підвищення механічних властивостей сталь обробляють наклепом і застосовують термічну обробку.

Стрижневу арматуру залежно від механічних властивостей ділять на класи: A-I, A-II, A-III, A-IV й ін. При позначенні класу термічно зміцненої арматурної сталі додають індекс «т» (наприклад, Ат-III), зміцнену витяжкою – «в» (наприклад, А-Шв).

Арматурний дріт може бути холоднотянутий класу B-I (низьковуглецевий) для ненапруженої арматури і класу В-II (вуглецевий) для напруженої арматуры. Для звичайного армування переважно застосовують арматурну сталь класів A-III (марок 25Г2С, 35ГС та ін.), А-II (марок Ст5) і звичайний арматурний дріт, а при особливому обґрунтуванні також A-I (марки Стз) і А-IIв. Для попередньо напруженого армування використовують високоміцний дріт, арматурні пасма й арматури класу A-IV (марок ЗОХГ2С, 20ХГСТ, 20ХГ2Ц та інші низьколеговані сталі), а також зміцнену витяжкою сталь класу А-IIIв (марок 35ГС, 25Г2С).

Сортамент прокатного металу й металовиробів у будівництві різноманітний: сортова сталь, прокатна сталь листова, куточки, швелери, двотаври, труби та ін. є основою для виготовлення металевих конструкцій (балки, колони, ферми й т.д.). На сортаменти є ДСТУ найбільш раціональних типів профілів і частоти їх градацій.

Сортова сталь:кругла (діаметром 10...210 мм) застосовується для виготовлення арматури, скоб, болтів; квадратна (сторона квадрата 10...100 мм); смугова (шириною 12...20 мм) - для виготовлення з'єднань, хомутів, бугелів.

Сталь листова включає листову товщиною від 4…160 мм, шириною 600...3800 мм; тонколистова покрівельна - чорна й оцинкована товщиною до 4 мм; широкополочна товщиною 6...60 мм, шириною 200...1500 мм, довжиною 5...12 м.

Кутові профілі (рівнополичкові й нерівнополичкові) випускають площею перерізу 1,0...140 см2.

Швелери характеризуються перерізом швелерів і визначаються його номером, що відповідає висоті стінки швелера в сантиметрах.

Двотаври – основний балковий профіль – різноманітні за типами; позначаються номером, що відповідає їх висоті в сантиметрах. Труби круглі мають діаметр 8-1620 мм. Труби можуть бути квадратного й прямокутного перерізу.

У будівництві також широко застосовують спеціальні профілі й металеві матеріали: сталеві канати й дріт, профільовані настили і т.д.

Чавуни -це залізовуглецеві сплави, що містять більше 2 % вуглецю. Чавун має більш низькі механічні властивості, ніж сталь, але є дешевшим й добре відливається у вироби складної форми. Розрізняють кілька видів чавуну.

Білий чавун, в якому весь вуглець (2,0...3,8 %) перебуває у зв'язаному стані у вигляді Fe3C (цементити), що й визначає його властивості: високу твердість і крихкість, гарний опір зношуванню, погану оброблюваність різальними інструмент. Білий чавун застосовують для одержання сірого й ковкого чавуну й сталі.

Сірий чавун містить вуглець у зв'язаному стані тільки частково (не більше 0,5 %). Інший вуглець перебуває в чавуні у вільному стані у вигляді графіту. Графітові включення роблять кольори зламу сірими. Чим злам темніше, тим чавун м'якше. Утворення графіту відбувається в результаті термічної обробки білого чавуну, коли частина цементиту розпадається на м'яке пластичне залізо й графіт. Залежно від того, яка структури переважає, розрізняють сірий чавун на перлітнії, феритній або феритоперлітній основі.

Властивості сірого чавуну залежать від режиму охолодження і наявності домішок. Наприклад, чим більше кремнію, тим більше виділяється графіту, тому чавун робиться м'якіше. Сірий чавун має помірну твердість і легко обробляється різальним інструментом. Сірий чавун, застосовуваний у будівництві, повинен мати межу міцності при розтягу не менше 120 МПа, а межу міцності при вигині 280 МП.

Із сірого чавуну відливають елементи конструкцій, що добре працюють на стиск: колони, опорні подушки, башмаки, тюбінги, опалювальні батареї, труби водопровідні каналізаційні, плити для підлог, станини й корпусні деталі верстатів, голівки й поршні двигунів, зубчасті колеса та інші деталі.

Ковкий чавун одержують після тривалого відпалу білого чавуну при високих температурах, коли цементит майже повністю розпадається з виділенням вільного вуглецю на феритній або перлітній основі. Вуглецеві включення мають округлу форму. На відміну від сірих ковкі чавуни є більше міцними і пластичними й легше обробляються.

Високоміцні (модифіковані) чавуни значно перевершують звичайні сірі за міцністю й мають пластичні властивості. Їх застосовують для виливки відповідальних деталей.

При випробуванні сірого й високоміцного чавунів визначають межу міцності при розтяганні, вигині й стиску, а при випробуванні ковкого чавуну - межу міцності при розтяганні, відносне подовження і твердість.

При маркуванні сірого й модифікованого чавуну, наприклад СЧ12-28, перші дві цифри позначають межу міцності при розтяганні, наступні дві - межу міцності при вигині.

 

Кольорові метали й сплави

Кольорові метали й сплави діляться за густиною на легкі (густиною до 5000 кг/м3), наприклад, сплави на основі алюмінію і магнію й важкі (густиною вище 5000 кг/м3) – сплави на основі міді. Розрізняють також тугоплавкі сплави на основі молібдену й ванадію.

Сплави кольорових металів застосовують для виготовлення деталей, що працюють в умовах агресивного середовища і піддаються тертю, що вимагають великої теплопровідності, електропровідності й зменшеної маси.

Мідь – метал червонуватих кольорів, що відрізняється високою теплопровідністю й стійкістю проти атмосферної корозії. Міцність невисока: σв = 180...240 МПа при високій пластичності s >50 %.

Латунь – сплав міді з цинком (10...40 %), добре піддається холодній прокатці, штампуванню, витягуванню σв=250...400 МПа, σв =35...15 %. При маркуванні латуней (Л96, Л90, ..., Л62) цифри вказують на вміст міді у відсотках. Крім того, випускають латуні багатокомпонентні, тобто з іншими елементами (Мn, Sn, Pb, Al).

Бронза – сплав міді з оловом (до 10 %), алюмінієм, марганцем, свинцем та іншими елементами. Має добрі ливарні властивості (вентилі, крани, люстри). При маркуванні бронзи Бр. ОЦСЗ-12-5 окремі індекси позначають: Бр – бронза, О – олово, Ц – цинк, С – свинець, цифри 3, 12, 5 – вміст у відсотках олова, цинку, свинцю. Властивості бронзи залежать від її складу: σв=150...200 МПа, δ =4...8 %, НВ60 (у середньому).

Алюміній – легкий сріблястий метал, що має низьку міцність при розтяганні – σв = 80...100 МПа, твердість – НВ20, малу густину– 2700 кг/м3, стійкість до атмосферної корозії. У чистому вигляді в будівництві його застосовують рідко (фарби, газоутворювачі, фольга). Для підвищення міцності до його складу додають легуючі добавки (Мn, Сn, Mg, Si, Fe) і використають деякі технологічні прийоми. Алюмінієві сплави ділять на ливарні, застосовувані для виливки виробів (силуміни), і деформовані (дюралюміни), що йдуть для прокатки профілів, листів і т.п.

Силуміни – сплави алюмінію із кремнієм (до 14 %), вони мають високі ливарні якості, малу усадку, міцність σв = 200 МПа, твердість НВ50...70 при досить високій пластичності δ=5...10 %. Механічні властивості силумінів можна істотно поліпшити шляхом модифікування. При цьому збільшується ступінь дисперсності кристалів, що підвищує міцність і пластичність силумінів.

Дюралюміни— складні сплави алюмінію з міддю (до 5,5 %), кремнієм (менш 0,8 %), марганцем (до 0,8 %), магнієм (до 0,8 %) та ін. Їхні властивості поліпшуютьтермічною обробкою (загартуванням при температурі500...520 °С з наступним старінням). Старіння здійснюють на повітрі протягом 4...5 діб при нагріванні на 170 оС протягом 4...5 годин. Межа міцності дюралюмінів після загартування й старіння становить 400...480 МПа й може бути підвищена до 550...600 МПа в результаті наклепу при обробці тиском.

Останнім часом алюміній і його сплави все ширше застосовують у будівництві для несучих конструкцій і тих, що обгороджують. Особливо ефективне застосування дюралюмінів у конструкціях для великопрольотних споруд, у збірно-розбірних конструкціях, при сейсмічному будівництві, у конструкціях, призначених для роботи в агресивних середовищах. Почалося виготовлення тришарових начіпних панелей з листів алюмінієвих сплавів із заповненням пінопластовими матеріалами. Шляхом введення газоутворювачів можна створити високоефективний матеріал - піноалюміній із середньою густиною 100...300 кг/м3.

Всі алюмінієві сплави піддаються зварюванню, але воно здійснюється більш важко, ніж зварювання сталі, через утворення тугоплавких оксидів Аl2О3. Особливостями дюралюміна як конструкційного сплаву є низьке значення модуля пружності, приблизно в 3 рази менше, ніж у сталі, вплив температури (зменшення міцності при підвищенні температури більше 400°С і збільшення міцності й пластичності при негативних температурах); підвищений приблизно в 2 рази в порівнянні зі сталлю коефіцієнт лінійного розширення; знижена зварюваність.

Титан останнім часом почали застосовувати в різних галузях техніки завдяки його унікальним властивостям:

- високій корозійній стійкості (практично не кородує в атмосфері, прісній і морській воді, стійкий проти кислотної й газової корозії);

- малій густини в порівнянні зі сталлю (4500 кг/м3);

- високій міцності (R = 450-650 МПа);

- підвищеній теплостійкості (температура плавлення 1660 оС).

На основі титану створюються легкі й міцні конструкції зі зменшеними габаритами, здатні працювати при підвищених температурах. Основний компонент титанових сплавів - алюміній, його в них знаходиться до 6,5 %. Крім цього в титанові сплави вводять такі компоненти, як марганець, хром, молібден, ванадій.

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти