Получение, состав и свойства железоуглеродистых сплавов 1 страница

В практике строительства наибольшее применение нашли железоуг­леродистые сплавы, которые называют черными металлами. С целью придания специфических свойств в их состав вводят легирующие добавки. В зависимости от содержания углерода черные металлы подразделяют на хрупкий чугун (2,14 - 6,67 % С) и относительно пластичную сталь (до 2 % С). В металлургии из железных руд вначале получают чугун, а затем путем окисления и удаления избыточного углерода, марганца, фосфора, кремния - сталь.

Сырьем для получения чугуна служат руды, содержащие железо в виде окислов: красный железняк (гематит), бурый железняк, магнит­ный железняк (магнетит). В зависимости от содержания железа руды подразделяют на богатые (от 15 до 70 %) и бедные. Первые после дробле­ния и сортировки направляют в доменную печь для плавки, а бедные под­вергают обогащению за счет отделения пустой породы. Топливом в до­менном процессе служит кокс, полученный путем сжигания без доступа воздуха каменного угля. Для понижения температуры плавления пустой породы и облегчения перевода ее и золы топлива в шлак в состав шихты вводят специальные добавки - флюсы, ими могут быть известняки, доло­миты и песчаники.

Современная доменная печь поглощает большое количество мате­риалов и воздуха. Так для производства каждых 100 т чугуна необходимо в среднем подать в печь 190 т железной руды, 95 т кокса, 50 т известняка и около 350 т воздуха. В результате кроме 100 т чугуна получается около 80 т шлака и 500 т доменного газа. Это энергоемкий процесс.

В состав чугунов, кроме железа и углерода, обычно входят примеси кремния, марганца, фосфора, а также легирующие добавки - никель, хром, магний, которые придают ему высокие механические свойства и обеспечи­вают износо-, жаро- и коррозионную стойкость. В зависимости от химиче­ского состава и микроструктуры выпускают белый, серый, высокопрочный и ковкий чугуны. Большую часть выплавленного чугуна используют для переработки (передела) в сталь - белый передельный чугун. Для изготов­ления фасонного литья применяют серый литейный чугун.

Белый чугун (передельный) тверд, хрупок, плохо обрабатывается резанием. Высокая твердость белого чугуна обеспечивает высокую изно­состойкость, его применяют для получения ковкого чугуна и стали.

Серый чугун - один из наиболее распространенных литейных спла­вов. Это самый дешевый металлический материал. Он имеет высокие ли­тейные свойства, хорошую обрабатываемость резанием.

Согласно ГОСТ 1412-85 серый чугун маркируют буквами СЧ и цифрой, которая показывает среднее значение предела прочности при рас­тяжении (СЧ10, СЧ18 и т.д.). В строительстве серый чугун применяют для изготовления деталей, работающих при сжатии, - башмаков под колонны, а также санитарно-технических (отопительные радиаторы, трубы) и архи­тектурно-художественных изделий (ограды, решетки, светильники). Зна­чительное количество чугуна расходуют для изготовления тюбингов, из которых сооружают тоннели метрополитена. Высокопрочный и ковкий чу- гуны используют в машиностроении.

С целью значительного повышения пластичности чугун или чугун в сочетании с металлоломом (скрапом) и рудой переплавляют. При плавке вводят флюсы и раскислители, в случае необходимости - легирующие до­бавки. При этом из железоуглеродистого сплава путем окисления и пере­вода в шлак удаляют избыток углерода, марганца, кремния, фосфора. Наи­более высокопроизводительные способы выплавки стали - кислородно- конверторный, мартеновский и электродуговой.

Кислородно-конверторным способом получают сталь из жидкого чугуна с добавлением скрапа и руды. Конвертором называют стальную реторту, состоящую из цилиндрической части, днища и конусообразной горловины, футерованную внутри огнеупорным кирпичом (рис. 3.3). Тех­нологический цикл выплавки стали составляет 50 - 60 мин. К недостаткам этого способа относится большое пылеобразование, требующее примене­ния сложных пылеочистительных установок.

Мартеновским способом выплавляют в зависимости от используе­мого сырья кислую и основную мартеновскую сталь. Современная марте­новская печь (см. рис. 3.3) представляет собой ванну сферической формы, футерованную огнеупорным кирпичом. В качестве топлива используют природный газ или мазут. Мартеновские печи могут работать как на твер­дой шихте, состоящей из смеси стального лома и твердого чушкового чу­гуна, так и на смешанной шихте. Последняя представляет собой скрап, бо­гатую железную руду и жидкий чугун. Продолжительность получения ста­ли в мартеновской печи составляет несколько часов. Фактор времени и значительный расход топлива являются недостатками мартеновского спо­соба выплавки стали. К достоинствам можно отнести возможность исполь­зования различной шихты и разнообразного топлива, а также широкий ас­сортимент выпускаемого продукта (углеродистые и легированные стали).

Для выплавки высококачественных легированных сталей использу­ют электропечи (см. рис. 3.3). Плавка шихты происходит за счет тепла трех электрических дуг (по числу фаз переменного тока), образующихся между электродами и металлом при температуре 1200 °С. К достоинствам способа можно отнести быстрый разогрев металлов, точное регулирование температуры, пониженное содержание в стали вредных примесей.

Рис. 3.3. Печи для выплавки стали: 1 - мартеновская; 2 - конверторная; 3 - электродуговая

 

Основной недостаток всех перечисленных сталеплавильных агрега­тов - периодичность действия. Для увеличения производительности печей, снижения эксплуатационных затрат, повышения качества стали, уменьше­ния технологических отходов и лучшего использования сырья разрабаты­ваются сталеплавильные агрегаты непрерывного действия.

Сталь классифицируют по способу производства, химическому составу, назначению. По способу производства различают мартенов­скую, кислородно-конверторную и электросталь; химическому составу - углеродистую и легированную; назначению - конструкционную (строительную и машиностроительную), инструментальную и специаль­ного назначения.

Углеродистая сталь в свою очередь бывает обыкновенного каче­ства, качественная конструкционная (для машиностроения и наиболее ответственных конструкций) и высококачественная инструментальная

(для изготовления режущих инструментов, штампов, матриц). Основное применение в строительстве находит углеродистая сталь обыкновенного качества. В ней присутствуют кроме углерода (0,06 - 0,62 %) примеси кремния, марганца. Наиболее нежелательно присутствие фосфора, кото­рый придает стали свойство хрупкости при низких температурах (хладно­ломкость), и серы, вызывающей аналогичное действие при высоких темпе­ратурах. В зависимости от назначения, гарантируемых механических ха­рактеристик и химического состава сталь углеродистую обыкновенного качества делят на две группы (А, Б) и подгруппу (В) (ГОСТ 14637-79). Для строительных целей используют в основном сталь группы А, которую из­готовляют следующих марок: СтО, Ст1, Ст2,..., Ст6. По мере увеличения номера стали повышается прочность и снижается пластичность.

Наиболее широкое применение нашла сталь Ст3, так как по сочета­нию важнейших свойств - прочности и свариваемости она занимает про­межуточное положение в ряду. Для получения арматуры используют Ст5, малонагруженных деталей - Ст0, Ст1. Существуют углеродистые стали обыкновенного качества специального назначения, например, для строи­тельства мостов Ст3м. Этот вид сталей имеет существенные недостатки: хладноломкость, исключающую их применение при низких температурах, и относительно невысокую прочность, приводящую к перерасходу металла и увеличению массы металлоконструкций.

Качественные конструкционные углеродистые стали подразде­ляют в зависимости от содержания углерода (в %) на малоуглеродистые (до 0,25), которые хорошо свариваются, пластичны, применяют их для сварных и клепаных конструкций; среднеуглеродистые (до 0,55), хуже свариваются, более прочные и хрупкие, используют для деталей, подвер­гающихся большим нагрузкам; высокоуглеродистые (до 0,8) применяют для изготовления пружин, рессор и зубчатых колес.

Углеродистые стали не могут по прочности удовлетворять высоким требованиям, предъявляемым к современным конструкционным материа­лам. Этот вид стали имеет склонность к старению, повышению хрупкости при пониженных температурах, малую стойкость против коррозии. С це­лью повышения качества в сталь вводят легирующие элементы с условным обозначением Сг (X), Мп (Г), Ni (Н), Мо (М), Со (К), Si (С).

Преимущества легированных сталей выявляются в большинстве случаев только после дополнительной термообработки. Легированные стали классифицируют по химическому составу и назначению. По хими­ческому составу - низколегированная с общим содержанием легирую­щих элементов до 2,5 %, среднелегированная (от 2,5 до 10 %) и высоко­легированная (более 10 %). По назначению - конструкционная, приме­няемая при обычных и повышенных температурах, инструментальная, которую применяют для режущего, штампованного и измерительного ин­струмента, и сталь с особыми физическими, химическими и механически­ми свойствами.

В строительстве широко применяют низколегированные конструк­ционные стали. По легирующему элементу они называются марганцови­стыми, кремнистые, хромистыми, хромомолибденовыми и др. Для обозна­чения марок стали по ГОСТу принята буквенно-цифровая система. Буквы обозначают присутствие в стали определенной легирующей добавки. Пер­вая цифра, стоящая перед буквами, показывает содержание углерода в со­тых долях процента; цифры, стоящие за буквами, - содержание легирую­щих элементов в процентах. Если содержание не превышает 1,5 %, цифры не ставят. Буква «А», стоящая в конце марки, обозначает, что сталь высо­кокачественная. Например, 35ХНЗМА - высококачественная, содержащая 0,35 % С, 1 % Сг, 3 % Ni, 1 % Мо; 25ХГ2С - 0,25 % С, 1 % Сг, 2 % Мп, 1 % Si. Этот вид стали применяют в строительстве для сварных и клепаных конструкций. Они обладают высокой пластичностью и ударной вязкостью. При температурах ниже -40 °С их ударная вязкость не должна снижаться более чем на 50 %. Предел текучести легированных сталей, представляю­щий основную характеристику при расчете элементов строительных кон­струкций, в 1,5 раза выше углеродистых. Для армирования железобетон­ных конструкций применяют сталь марок 18Г2С и 20ХГ2С.

3.4.3. Цветные металлы и сплавы

Основным сырьем для производства алюминия служат бокситы, содержащие до 75 % оксида алюминия. По распространенности в земной коре алюминий занимает первое место среди металлов. По объему произ­водства и масштабам применения он уступает только черным металлам. Широкое использование обусловлено важнейшими свойствами алюминия - малой плотностью (2700 кг/м), высокой электро- и теплопроводностью. Алюминий - серебристо-белый металл, устойчивый против коррозии вследствие образования на его поверхности плотной оксидной пленки. Благодаря высокой пластичности алюминий хорошо обрабатывается дав­лением как в холодном, так и в горячем состоянии. Этот металл хорошо сваривается газовой и контактной сваркой, но имеет низкие литейные свойства и плохо обрабатывается резанием. Из отрицательных свойств алюминия как конструкционного материала следует подчеркнуть его не­достаточную жесткость, модуль его упругости в 3 раза меньше, чем у ста­ли. На свойства алюминия большое влияние оказывают примеси железа, кремния и др., которые понижают его электро- и теплопроводность, корро­зионную стойкость и пластичность, повышая его прочность и твердость. В строительстве алюминий используют главным образом в виде сплавов, которые обладают малой плотностью

(2550 - 2710 кг/м)

и достаточной

прочностью.

Алюминиевые сплавы классифицируют по технологии изготовле­ния изделий на литейные, порошковые и деформируемые.

Литейные и порошковые сплавы предназначены для изготовления фасонных отливок в машиностроении.

Деформируемые сплавы предназначены для изготовления листов, профилей, проволоки, труб методами холодной или горячей деформации. В строительстве наиболее широкое применение нашли сплавы алюминия и магния (магналии), алюминия с медью и магнием (дуралюмины), алюми­ния, магния и кремния (авиаль).

Конструкции из алюминиевых сплавов используют в случае необхо­димости значительного снижения массы ограждающих и несущих конст­рукций, повышения их архитектурной выразительности, коррозионной стойкости, а также при предъявлении специальных требований: отсутствие искрообразования, магнитных свойств и надежность работы при отрица­тельных температурах. В связи с этим основными определяемыми показа­телями для алюминиевых сплавов являются модуль сдвига и упругости, коэффициенты поперечной деформации и линейного расширения, которые определяют в интервале температур от - 70 до + 100 ^оС.

К ограждающим конструкциям относятся модульные перегородки, подвесные потолки, кровельные и стеновые панели с полимерным плит­ным утеплителем («сэндвич»); к несущим - сварные и клепаные конструк­ции типа ферм, колонн, пространственных решетчатых покрытий, сборно- разборные каркасы зданий. Их выполняют из прессованных профилей, пространственные - из тонколистовых материалов.

Алюминиевые профили с защитным покрытием выпускают двух ви­дов: «холодные» с высокой теплопроводностью без термовставки и «теп­лые» - комбинированные с низкой теплопроводностью, имеющие термо­изолирующую вставку из армированного стекловолокном полиамида. Из утепленных профилей выполняют отделку фасадов, окна, двери, витражи любых форм и конфигураций. Соединение элементов выполняют с исполь­зованием дуговой сварки и присадочного алюминийсодержащего материа­ла. Методом горячего прессования получают трубы, которые могут быть круглыми и фасонными с толщиной стенок до 5 мм - тонкостенные и бо­лее 5 мм - толстостенные.

Важнейшим сырьем при получении меди являются сернистые руды, в частности, медный колчедан. Медь - металл красновато-розового цвета, который обладает высокой электро- и теплопроводностью, пластичностью и коррозионной стойкостью, хорошей обрабатываемостью давлением в хо­лодном и горячем состоянии. Для устранения существенных недостатков (низкие литейные свойства, плохая обрабатываемость резанием, относи­тельно невысокие прочностные характеристики) ее легируют различными элементами. В строительстве нашли применение в основном два вида сплавов меди: латунь - сплав меди с цинком, бронза - сплавы меди с оло­вом или с алюминием, железом и марганцем. Латунь используют в виде листов, прутьев, проволоки, труб, а также архитектурных изделий для от­делки интерьеров зданий; бронзу - для внутренней отделки зданий. Чис­тую медь в виде тонких листов применяют в качестве долговечного кро­вельного материала.

Цинк - металл синевато-белого цвета. Он обладает высокой корро­зионной стойкостью, поэтому служит для оцинкования различных сталь­ных изделий (кровельной стали, закладных деталей, болтов и т.д.).

Нанесение защитных покрытий может производиться следующими способами:

- цинкованием в расплаве цинка - горячее цинкование;

- металлизацией - напыление сжатым воздухом частиц расплавлен­ного цинка;

- термодиффузионным цинкованием - химико-термическая обработ­ка изделий в цинковых порошках при температуре от 380 до 500 ^оС;

- нанесением на предварительно очищенную поверхность красок с предельным содержанием цинка и последующей сушкой в естественных условиях - метод холодного цинкования.

Долговечная, надежная защита поверхности обеспечивается за счет самого химически стойкого металла и труднорастворимых продуктов его взаимодействия с окружающей средой.

Свинец - тяжелый металл серовато-синего цвета, химически стоек, обладает высокими защитными свойствами по отношению к действию рентгеновских лучей. В строительстве свинец используют при изготовле­нии специальных труб, защитных покрытий и экранов.

3.4.4. Получение изделий и конструкций из металлов

Для получения изделий из металлов, обладающих высокими пла­стичными свойствами, их обрабатывают давлением. На практике приме­няют следующие способы обработки: прокат, ковку, волочение, штам­повку и прессование (рис. 3.4).

Прокат - наиболее распространенный и дешевый способ производ­ства металлических изделий. Сущность проката заключается в обжатии металла между вращающимися валками прокатного стана. Прокатывают металл в холодном и горячем состоянии. Холодный прокат применяют для металлов, обладающих высокой пластичностью (медь, свинец, олово,

Рис. 3.4. Схема основных приборов обработки металлов давлением: 1 - прокатка; 2 - волочение; 3 - прессование; 4 - ковка; 5 - объемная штамповка; 6 - листовая штамповка

 

алюминий), или для получения тончайших стальных листов. Подавляющее большинство стальных изделий прокатывают в горячем состоянии при тем­пературе 900 - 1250 °С. Способом проката получают большинство стальных строительных изделий: балки, листовую и прутковую сталь, арматуру.

Ковка - процесс деформации металла под действием повторяющих­ся ударов молота или пресса. Ковка может быть свободная, когда металл при ударе молота свободно растекается во все стороны, и штампованная, когда металл, растекаясь под ударами молота, заполняет формы штампов. Штамповка позволяет получить изделия очень точных размеров. В услови­ях строительства пользуются преимущественно свободной ковкой при ис­пользовании таких деталей, как болты, скобы, анкеры.

Волочение заключается в протягивании металлической заготовки через отверстие, сечение которого меньше сечения заготовки. В результате этого металл обжимается, а профиль его строго соответствует форме от­верстия. Способом волочения изготовляют тонкостенные изделия-трубки, а также круглые, квадратные, шестиугольные прутки и арматуру. При во­лочении в металле появляется так называемый наклеп - поверхностное упрочнение металла в результате пластической деформации и строго ори­ентированного расположения кристаллов. Наклеп повышает твердость стали в поверхностном слое, но снижает пластичность и вязкость. Явление наклепа широко используют на практике при механическом упрочнении арматурной стали.

В процессе прессования металл выдавливают через круглое или фа­сонное отверстие, форма и размеры которого определяют форму и сечение прессуемого изделия - прутков, труб, фасонных профилей из сталей, цвет­ных металлов и их сплавов. Прессование проводят на гидравлических или механических прессах.

Получение изделий из заготовок черных, цветных металлов и их сплавов по резательной технологии проводят с использованием локаль­ного теплового воздействия. Способы тепловой резки подразделяют на две группы. К первой относятся кислородная и кислородно-флюсовая, при ко­торых происходит химическая реакция сгорания железа в струе кислорода; ко второй группе - электродуговая, лазерная и плазменная. В этом случае сквозное проплавление заготовки происходит за счет использования мощ­ного теплового внешнего источника.

В целях улучшения структуры и придания специально заданных свойств полученные изделия подвергают термической обработке. Такая обработка заключается в изменении кристаллической структуры материала путем его нагрева до определенной температуры, некоторой выдержки и последующего охлаждения по заданному режиму. На практике применяют следующие основные виды термической обработки металлов и сплавов: отжиг, нормализацию, закалку, отпуск, отличающиеся температурой на­грева и скоростью охлаждения, а также термомеханическую и химико- термическую.

Отжиг применяют для получения мелкозернистой, однородной структуры стали, полного снятия внутренних напряжений. Нормализация устраняет внутренние напряжения, повышает пластичность. Твердость и прочность стали при этом несколько выше, чем после отжига. Для некото­рых изделий нормализация является окончательной термической обработ­кой, позволяющей хорошо сочетать пластичность и прочность.

Для повышения механической прочности и твердости, сохранения достаточной вязкости пользуются термической обработкой, состоящей из двух процессов - закалки и отпуска. Закалка включает нагрев изделия на 30 - 50 ^оС выше температуры вторичной кристаллизации, выдержку при этой температуре и быстрое охлаждение. Для предохранения металла от окисления нагрев выполняют в газовой среде азота или углекислого газа. Эффективно проводить закалку токами высокой частоты или пламенем га­зовой горелки; интенсивное охлаждение - жидким азотом или другими сжиженными газами при температуре от - 75 до 195 ^оС.

Отпуском называют термическую обработку, при которой закален­ную сталь повторно нагревают до 150 - 600 °С, выдерживают при этой температуре, а затем медленно охлаждают для снятия напряжений.

Среди различных упрочняющих способов обработки, предназначен­ных для повышения механических свойств, большое развитие за последние годы получил метод термомеханической обработки (ТМО), предусмат­ривающий нагрев поверхностного слоя стального изделия на нужную глу­бину, обкатку его роликами, закалку и отпуск. Уникальная особенность этой обработки - одновременный рост прочности и пластичности.

Химико-термическая обработка стали приводит к изменению хи­мического состава, структуры и, следовательно, свойств поверхностного слоя стальных изделий. Цель ее - повышение твердости, прочности, изно­соустойчивости.

Различают следующие виды химико-термической обработки изде­лий: цементация - высокотемпературное насыщение поверхности изделий из стали углеродом; азотирование - азотом; цианирование - параллель­ное обогащение поверхности азотом и углеродом.

Диффузионная металлизация - поверхностное насыщение стали алюминием, хромом, кремнием, бором и другими химическими элемента­ми. Осуществляют этот процесс путем нагрева и выдержки стальных изде­лий в контакте с одним или несколькими из указанных веществ, которые могут находиться в твердом, жидком и газообразном состоянии. Такая об­работка придает поверхностным слоям жаростойкость, износоустойчи­вость, повышает сопротивляемость коррозии.

Полученные металлические изделия и детали соединяют в конст­рукции с помощью сварки, клепки или болтов.

3.4.5. Применение металлов в строительстве

Металлообрабатывающая промышленность выпускает широкий ас­сортимент металлических изделий. К ним относятся трубы медные, сталь­ные, алюминиевые и из алюминиевых сплавов; мелкие стальные изделия в виде болтов, гаек, шайб, заклепок; прокатная угловая сталь (уголки, швел­леры, двутавры); прокат стальной тонколистовой, рулонный (толщиной от 0,5 до 1,2 мм) с защитно-декоративным полимерным покрытием для хо­лодного изготовления строительных конструкций; стальные листовые профили из холоднокатанного проката оцинкованные с алюмоцинковым или алюмокремниевым покрытием для кровельного настила (Н), настила и стеновых ограждений (НС) и только стеновых ограждений (С); прокатная листовая кровельная сталь, в том числе оцинкованная; прокатная круглая сталь, используемая в качестве арматуры для железобетонных конструк­ций (рис. 3.5).

Рис. 3.5. Сортамент прокатных сталей: уголки: а - равнобокий; б - неравнобокий; в - швеллер; г - двутар; д - подкрановый рельс; сваи: е - круглая; ж - квадратная; з - полосовая; и - шпунтовая; прокатная сталь: к - листовая; л - рифленая; м - волнистая

 

Арматурой называют линейные протяженные элементы в виде про­волоки, стержней и витых канатов, предназначенных для восприятия в же­лезобетонных конструкциях, главным образом, растягивающих усилий (рис. 3.6). По способу производства арматуру подразделяют на горячеката­ную, термомеханически упрочненную и холоднодеформируемую; по ха­рактеру поверхности - на гладкую и периодического профиля. В зависимо­сти от применения арматура бывает рабочая, назначаемая по расчету; конст­руктивная, устанавливаемая по конструктивным соображениям без расчета, и нарягаемая, подвергаемая предварительному натяжению и используемая для получения преднапряженных железобетонных конструкций. Стержневую арматуру изготавливают из углеродистой и низколегированной стали, ее выпускают горячекатаной обычной, упрочненной вытяжкой в холодном со­стоянии, и термически упрочненной. В зависимости от требуемых механи­ческих свойств арматуру подразделяют на классы, обозначенные буквой S и числом, соответствующим нормативному сопротивлению в МПа (Н/мм). Каждому классу соответствует определенный цвет масляной краски, ко­торой окрашивают концы стержней. Из стержней методом сварки полу­чают арматурные каркасы плоские и пространственные. В качестве нена- прягаемой арматуры применяют стержневую арматуру диаметром до 10 мм и обыкновенную арматурную проволоку периодического профиля;

в предварительно напряженных конструкциях - горячекатанную и термо- механически упрочненную стержневую арматуру, высокопрочную арма­турную проволоку и арматурные канаты. Проволочную арматуру диа­метром от 3 до 8 мм изготавливают способом холодного волочения и под­разделяют на гладкую и периодического профиля. Ее используют для получения арматурных канатов и сварных арматурных сеток, которые мо­гут быть рулонными и плоскими. Канаты испытывают на растяжение, про­волоку - на растяжение и перегиб. Для изготовления монтажных петель, используемых при подъеме и перемещении крупноразмерных конструк­ций, применяют горячекатанную арматурную сталь, для закладных дета­лей и соединительных накладок - прокатную углеродистую сталь.

а г е

Рис. 3.6. Виды арматурной стали: а - гладкая стержневая; б - горячекатанная периодического профиля класса А-II; в - то же класса А-III; г - холодносплющенная с четырех сторон; д - то же с двух сторон; е - витая

 

Широкое применение нашли металлы при выполнении подвесных потолков в зданиях промышленного и общественного назначения. Для не­сущего каркаса используют гнутые реечные или прессованные профили, из алюминиевых сплавов или стали, защищенной антикоррозионным покры­тием. Лицевые элементы, которые обеспечивают потолку декоративность и акустические свойства, представляют собой листовую сталь или листы из алюминиевых сплавов, которые могут быть плоскими, объемными, гладкими и гофрированными, с перфорацией и без нее.

С целью повышения износостойкости полов в производственных по­мещениях, где их поверхность подвергается механическим воздействиям транспорта, верхнее покрытие выполняют из металлоцементного состава, содержащего цемент, воду и дробленую стальную обезжиренную стружку. В помещениях, где полы выдерживают большие ударные нагрузки, для по­крытия используют гладкие и рифленые чугунные дырчатые и стальные штампованные плиты. Чугунные плиты с опорными выступами предназна­чены также для горячих цехов (кузнечных, сталеплавильных, литейных, прокатных), где их применяют в зонах нагрева пола до 1000 -1400 °С (ос­тывание на полу раскаленных металлических болванок и деталей, попада­ние расплавленного металла в виде брызг).

Для наружной отделки фасадов зданий все чаще применяют двух- и трехслойные панели и блоки, лицевая отделка которых выполнена из стального листа, защищенного антикоррозионной краской, оцинкованной стали с пластиковым покрытием или листов профилированного алюминия. Применение этих крупноразмерных материалов не только улучшает внеш­ний вид зданий, повышает их долговечность, но и обеспечивает надежную теплоизоляцию, так как внутренний слой представляет собой пористый полимерный материал.

Практикой строительства доказана эффективность использования для ограждающих конструкций (наружные стеновые панели, плиты по­крытия) двух- и трехслойных панелей типа «сэндвич». В них внутренний и наружный слои выполнены из листов оцинкованной стали или алюминие­вых сплавов, между которыми расположен плитный утеплитель.

Для выполнения кровли в жилых зданиях применяют тонколисто­вую кровельную, оцинкованную сталь и металлочерепицу, промышленных - профилированный стальной оцинкованный настил. Металлочерепица представляет собой гофрированные стальные листы, реже - алюминиевые толщиной около 0,5 мм с защитным и декоративным полимерными покры­тиями (полиэстер, пластизоль и др.). В зависимости от геометрии профиля выпускают изделия различного цвета с торговыми названиями «Монте- рей», «Каскад» и др. площадью 8 - 10 кв.м или в виде мелкоштучных из­делий площадью около 0,5 кв.м.

Алюминиевую фольгу используют при изготовлении таких рулон­ных кровельных материалов, как фольгоизол, фольгобитеп, фольгоруберо- ид, которые обладают повышенной прочностью и огнестойкостью. Для устройства монтируемой гидроизоляции подземных конструкций исполь­зуют листовую низколегированную нержавеющую сталь.

Рулонную алюминиевую фольгу в сочетании с плитным или рулонным высокопористым материалом применяют для теплоизоляции строительных конструкций, трубопроводов технологического оборудования. Алюминие­вую пудру используют в качестве пигмента для получения серебряной крас­ки и как газообразующую добавку при производстве ячеистого бетона. Применение металлов в строительстве представлено в табл. 3.4.

Таблица 3.4 Вид материала (изделия) Область применения Чугунные отопительные радиаторы, трубы Санитарно-технические изделия Чугунные ограды, решетки, светиль­ники Архитектурные изделия Чугунные дырчатые и стальные штампованные плиты Покрытие промышленных износо- и термо­стойких полов с температурой поверхности до 1400 оС Стальной и алюминиевый листовой и профилированный прокат, трубы, полосы, листы Изготовление сварных и клепаных несущих конструкций (ферм, ригелей, балок, колонн, прогонов покрытий), форм и опалубок для получения железобетонных конструкций Профилированные алюминиевые и стальные листы с цинковым и за­щитным декоративным лакокрасоч­ным покрытием В сочетании с плитными теплоизоляционны­ми материалами в качестве кровельного на­стила и стеновых ограждений (навесные па­нели типа «сэндвич») Плоские листы и профилированные изделия из алюминия и стали с защит­ными покрытиями Выполнение оконных и дверных ограждаю­щих конструкций, подвесных потолков, мо­дульных перегородок, витрин, витражей и фасадной облицовки Тонколистовые материалы из стали, меди, алюминия с защитным покры­тием. Гофрированные стальные (алю­миниевые) листы с многослойным за­щитно-декоративным покрытием (ме­таллочерепица) Выполнение скатной кровли Стальные проволока, стержни, канаты Арматура ненапрягаемая и напрягаемая для изготовления железобетонных изделий и кон­струкций Стружка стальная Выполнение износостойких металлоцемент- ных покрытий пола Листы из специальной легированной нержавеющей стали Выполнение монтируемой гидроизоляции строительных конструкций Фольга рулонная алюминиевая Защита рулонных кровельных и теплоизоля­ционных материалов, различных по степени сжимаемости Алюминий тонкомолотый Пигмент в красочных составах и газообра­зующая добавка для получения ячеистых га­зобетонов Арматура, проволока, трубки радиа­торные, декоративная отделка из мед­ных сплавов Коррозионностойкие санитарно-технические и декоративные изделия специального назначения Цинковые покрытия Антикоррозионная защита изделий из стали Свинцовые трубы, экраны, покрытия Защита от радиационного излучения

Применение металлов в строительстве