Стали и чугуны

Металлы, применяемые в строительстве, подразделяются на две группы: черные и цветные. Черные металлы представляют собой сплав железа с углеродом. В зависимости от содержания углерода черные металлы делятся на чугуны и стали. На долю черных металлов в настоящее время приходится около 95% производимой в мире металлопродукции. Все нежелезные металлы и сплавы на их основе называются цветными.

Чугунами называют железоуглеродистые сплавы с содержанием углерода более 2%, в состав которых входят также кремний, марганец, сера и фосфор.

Сталями называют железоуглеродистые сплавы с содержанием углерода до 2%. По химическому составу стали, делят на углеродистые и легированные.

Чугунные изделия. В современном строительстве широко используются чугунные изделия. Среди них в первую очередь следует назвать санитарно-технические изделия и оборудования (например, отопительные радиаторы, ванны, мойки, вентили).

Чугунные изделия изготавливают различными способами, среди которых наиболее простым является литье формы. Прогрессивные способы – под давлением и центробежный. Из серого чугуна путем отливки получают элементы строительных конструкций, работающих на сжатие: колонны, опорные подушки, арки, своды; плиты для полов, корпуса печей каминов, архитектурно-художественные изделия и т.п.

Виды и свойства сталей. Стали для строительных конструкций разделяют на виды и маркируют условными обозначениями, в которых отражается состав и назначение стали, механические и химические свойства, способы изготовления.

Маркировка сталей. По стандарту марку углеродистой стали обыкновенного качества обозначают буквами Ст и цифрами от 0 до 7. Качественные углеродистые стали, маркируют двузначными цифрами, показывающими содержание углерода в сотых долях процента (0,8; 25 и т.д.). В обозначение марок кипящей стали, добавляют «кп», полуспокойный – «пс», спокойный – «сп», например, Ст3сп, Ст5пс, Ст2кп.

В отличие от маркировки углеродистых сталей буквы в марке низколегированных сталей показывают наличие в стали легирующих примесей, а цифры – их среднее содержание в процентах. Предшествующие буквам цифры показывают содержание углерода в сотых долях процента. Для маркировки стали каждому легирующему элементу присвоена определенная буква: кремний – С, марганец – Г, хром – Х, никель – Н, молибден – М, вольфрам – В, алюминий – Ю, медь – Д, кобадьт – К.

Первые цифры марки обозначают среднее содержание углерода (в сотых долях процента для инструментальных и нержавеющих сталей); затем буквой указан лидирующий элемент и последующими цифрами - его среднее содержание.

Наиболее широко в строительстве используют сталь марки Ст3, которая идет на изготовление металлических конструкций гражданских и промышленных зданий и сооружений, опор линии электропередач, резервуаров и трубопроводов, а также арматуры железобетона.

Стальные изделия. Номенклатура стальных строительных материалов включает различные профили, листы, трубы, арматуру для бетона, закладные детали для перемещения и соединения путем сварки отдельных элементов конструкций (монтажные петли, пластины и др.).

Профили применяют различного сечения, их вид связывают со способом получения. В массовом количестве используют профили, полученные способом проката, это швеллер, двутавр, уголок и пр.

Стальная арматура является важнейшей составной частью железобетона и призвана, надежно работать вместе с бетоном в течение всего срока службы изделия или конструкции. Арматуру располагают главным образом в тех местах изделия или конструкции, которые подвергаются растягивающим усилиям, и она должна воспринимать эти усилия.

Арматурную сталь классифицируют по способу изготовления, профилю стержней и области применения. По способу изготовления арматурную сталь разделяют на горячекатную стержневую и холоднотянутую проволочную. В зависимости от профиля стержней (характера их поверхности) стержневая и проволочная арматура бывает гладкой и периодического профиля. В зависимости от условий применения арматурную сталь подразделяют на ненапрягаемую и напрягаемую, т.е. применяемую соответственно для обычных и предварительно напряженных железобетонных конструкций.

Стержневую арматуру выпускают горячекатной обычной упрочненной вытяжкой в холодном состоянии и термически упрочненной.

В зависимости от механических свойств стержневую арматуру разделяют на классы с условным обозначением А. Условные обозначения классов горячекатной арматуры стали: А-I, А-II, А-III, А-IV и др. При обозначении класса термически упрочненный арматурной стали к индексу А добавляют индекс «т», например, Ат-III. Сталь, упрочненную вытяжкой, обозначают по классу исходной горячекатной стали, но при этом добавляю еще индекс «в», например, Ав-III.

Арматурную сталь класса А-I изготовляют из углеродистой стали марок Ст3, Ст3пс, Ст3кп, класса А-II диаметром 10-40мм – из углеродистой стали марки Ст5, диаметром 40-90мм – из низколегированной стали марки 18Г2С; класса А-III, диаметром 6-40мм – из низколегированной марки 25Г2С, диаметром 6-8мм – из низколегированной стали марки 18Г2С; класса А-IV – из низколегированной стали марки 20ХГ2Ц (для конструкций с напрягаемой арматурой). Стержни арматурной стали класса А-I поставляют круглыми, стержни класса А-II, А-III, А-IV – периодического профиля.