Изделия строительные из металлов

Обновлено: 04.10.2024

Основой для производства современных металлоконструкций служит сталь обычного и повышенного качества из углеродистых и низколегированных марок, а иногда титановые и алюминиевые сплавы. Более высокие эксплуатационные характеристики металлоизделий из прокатной стали постепенно снижают интерес к металлу, производимому по технологии чугунного и стального литья.

Особенности стали, используемой для металлоконструкций

При выборе стали для производства металлоконструкций учитывают такие характеристики исходного сырья:

Механические параметры – предел прочности и текучести, ударная вязкость и относительное удлинение при нагрузках на разрыв.
Технологические параметры – свариваемость, осадка и т.д.
Химические параметры – содержание в составе определенных компонентов.

Механические параметры

Для определения механических характеристик проводят специальные испытания нормальных образцов.

Пределом прочности при растягивающих нагрузках является такое напряжение, которое соответствует наибольшему значению нагрузки до разрушения образца. Это условный параметр, который рассчитывается по значению первоначальной площади сечения образца.

Предел текучести – это минимальное значение напряжения, при котором происходит удлинение образца без существенного увеличения параметров нагрузки. В большинстве случаев за предельный параметр текучести образца принимают напряжение, при котором остаточное значение удлинения составляет 0,2 % от его длины. Пределом текучести характеризует способность металла сопротивляться деформационным процессам.

Относительным (предельным) удлинением при нагрузках на разрыв является отношение параметра приращения длины испытуемого образца к его начальной длине. На значение этого параметра также влияет отношение длины к площади образца. Для определения пластических свойств металла принято учитывать длину площадки текучести.

Ударная вязкость позволяет определить подверженность металла к хрупкости и старению и его динамическое сопротивление при пластических деформациях. На этот параметр могут влиять металлургические свойства металла:

раскисленность;
шлаковые включения и т.п.

Технологические параметры

Они позволяют определить способность металла деформироваться или принимать воздействия, которые будут характерны для металлоконструкции. При оценке качества учитывается внешний вид поверхности после проведенных испытаний.

При проверке параметров загиба определяется способность заготовки или сварного участка принимать требуемую по размеру форму. При пробах на осадку проверяется способность заклепочной стали выдерживать заданные параметры деформации на сжатие.

Химические элементы в составе стали

На свойства стали влияет и е химический состав:

Углерод. В строительных металлоконструкциях его содержание обычно составляет не более 0,22 %, иногда – 0,35%. Большее добавление углерода повышает прочность, но снижает параметры пластичности, ухудшая свариваемость и снижая ударную вязкость.
Марганец. При наличии в составе металла 0,8% марганца, Параметр прочности на растяжение и текучесть материала повышается без ухудшения пластичности. При увеличении включения до 1% и более, падает ударная вязкость и устойчивость к коррозии, металл становится более твердым и хуже сваривается. При очень маленьком содержании марганца значительно снижается предел прочности материала.
Кремний. Для обычных сталей процент кремния в составе составляет до 0,32, а в низколегированных до 1,1. Этот компонент увеличивает предел прочности и текучести, снижает вязкость, может ухудшать свариваемость.
Сера. Для предотвращения ломкости, хрупкости (при высоких температурах) и уменьшения прочности в составе стали не должно быть более 0,06% серы.
Фосфор. Может стать причиной хладноломкости стали. Его содержание в составе обычных сталей обычно не превышает 0,08%.
Азот. При наличии в составе более 0,015 % азота или других растворенных газов повышается хрупкость металла.
Хром и никель. Увеличивают твердость и прочность, но уменьшают пластичность. Для строительных низколегированных сталей характерно содержание не более 0,9 и 0,8 процентов элементов, соответственно.
Медь. Повышает характеристики прочности и устойчивости к коррозии. Обычно составляет до 0,65 % от общего состава.

Способ выплавки

Сталь по способу выплавки бывает:

Мартеновской. Отличается невысокой пористостью и низким содержанием вредных примесей.
Конверторной (бессемеровской и томасовской). Для томасовской стали характерна низкая ударная вязкость при нормальных температурных показателях. Она не используется для строительных конструкций. Бессемеровская сталь более пориста, чем мартеновская.

По способу раскисления стали бывают:

Спокойные.
Кипящие.
Полуспокойные.

В составе кипящей мартеновской стали большее количество газов, чем в спокойной, она имеет менее однородную структуру. Бессемеровская сталь по прочности не уступает мартеновской, но последняя менее подвержена старению и хрупкости.

Применение стали различных марок

При строительстве металлоконструкций широкое применение находят такие марки стали:

Углеродистые обычного качества:

мартеновские - Ст0, Ст2, СтЗкп, Ст3, Ст4, Ст5;
бессемеровские – БСтЗкп.

Углеродистые повышенного качества:

мартеновская —М16, М18а, М31а.

Низколегированные конструкционные стали:
- 15ХСНД (НЛ2, СХЛ1), 10ХСНД (СХЛ4), 14Г2, 15ГС, 10Г2СД (МК).

При строительстве несущих металлоконструкций используют такие марки стали:

при высоких статических нагрузках - СтЗкп;
при непосредственном динамическом воздействии подвижных вибрационных нагрузок - Ст3;
при интенсивном действии подвижной нагрузки - М16, М18а;
при подвижной нагрузке и температуре —25° и ниже - М16 и М18а;
при тяжелой нагрузке и больших пролетах - 14Г2, 15ГС, 15ХСНД, 10ХСНД.

Для низколегированной стали характерна более высокая прочность, чем для обычной. Ее ограниченное использование в строительных конструкциях объясняется высокой стоимостью производства и недостаточным количеством промышленно освоенных марок этой стали.

Хорошими эксплуатационными параметрами обладают также алюминиевые и титановые сплавы. Они пластичны, легко поддаются обработке под давлением, хорошо свариваются и позволяют уменьшить вес металлоконструкций. Но их производство обходится дороже, и требует специфических условий.

Строительные изделия из металла – виды и особенности выбора

Для любого строительства необходимы материалы из металла. Они обеспечат высокую прочность и долговечность строений. В статье разберем какие именно виды строительных материалов применяются из металла и особенности их выбора.

Виды строительных материалов из металла

Строительные материалы в большинстве своем изготавливают из чугуна и стали, то есть из черных металлов. Сплавы содержат углерод, и при увеличении его наличия – снижается прочность изделия. Для улучшения прочности и повышения технических характеристик в сплав добавляются цветные металлы, например, алюминий. Для строек используются металлы марки от Ст0 –Ст7, потому что они содержат небольшие количество углерода и обладают отличными параметрами.

Все виды строительных материалов делятся в зависимости от назначения:

Для дорожного строительства. Используются для железных дорог, эстакад, путепроводов.
Для строительства зданий и сооружения – несущие.
Для ограждения территории – ворота, заборы, калитки и т.п.
Для декоративного украшения – художественная ковка, изделия для экстерьеров на заказ.

Элементами металлоконструкций являются балки, уголки, тавры, трубы, катанки, швеллеры. По методу изготовления и соединения выделяют болтовые, сварные, клепанные, комбинированные, винтовые и штампованные типы.

Особенности выбора

Качественные изделия из металла обеспечат долгое выполнение своих функций без коррозии и деформации. Для проверки обязательно требуйте паспорт качества, выдающийся заводом-изготовителем и сертификат соответствия (он выдается специальными организациями, испытывающими прочность конструкции). Приобрести их можно в маркет-плейсе «Hardhub», можете перейти на их официальный сайт для просмотра каталога.

В каталоге удобно созданы товары по группам: трубный прокат, листовой прокат, сортовой прокат, материалы кровельные и фасадные, а также фасонный прокат. Можно найти любой вид нужного товара:

Металлочерепица;
Арматура;
Профнастил;
Профильные трубы и для водогазопровода;
Швеллер;
Уголки;
Проволоку;
Балки и многое другое.

Есть возможность сравнения стоимости на изделия из стали и металла от разных производителей, что позволяет найти более выгодное предложение. Кроме сравнения цен по ведущим поставщикам, можно делать такое же сопоставление по городам России. Поэтому очень рекомендуем пользоваться маркет-плейсом «Hardhub».

Виды металлических конструкций в строительстве

Основные виды металлических конструкций — машиностроительные и строительные, то есть используемые как сборочные единицы, комплекты и детали машиностроительного оборудования либо же как несущие конструкции быстровозводимых зданий, сооружений, ангаров и так далее. Также из металла (стали или алюминия) собираются временные ограждения, лестницы, опоры, поддерживающие каркасы для труб. Каждое такое изделие обладает своей несущей способностью. Все виды современных металлических конструкций имеют общие черты.

Железные конструкции: общие отличительные особенности

По описанию металлоконструкции — это надежные и легкие конструкции, изготавливаемые из прокатного металла. Для всех них характерен единый технологический процесс изготовления, основанный на холодной обработке металлического проката. Также здесь используется один способ соединения деталей в нужные элементы конструкции: это фиксация на болтовые соединения или с помощью сварки.

Металлоконструкции легче каменных, деревянных и железобетонных. Легкость определяется по соотношению плотности к расчетному сопротивлению материала. Так, по расчетам легкость конструкций из малоуглеродистой стали почти в 1,5 раза меньше, чем у дерева, и в 6 раз меньше по сравнению с железобетоном.

Также для всех без исключения видов металлоконструкций характерна высокая индустриальность. Например, строительные металлоконструкции из стального проката, выпускаемые компанией “СтальПрофильГрупп” из стального проката, поставляются с высокой степенью заводской готовности и подходят для быстрой сборки.

Кроме того, современные металлические конструкции обладают высокой степенью непроницаемости, поскольку для них используется металл высокой плотности.

Какие металлоконструкции бывают по конструктивной форме и назначению

В сфере массового производства, машиностроения и строительства выделяют такие группы металлических конструкций:

Каркасы промышленных зданий, которые могут быть как цельнометаллическими, так и комбинированными, когда металлом покрываются колонны из железобетона.

Каркасы большепролетных зданий, с пролетами от 100 метров. Это различные павильоны и ангары. Для них используются следующие виды металлоконструкций по конструкционному исполнению: рамные, балочные, арочные, висячие и комбинированные.

Металлоконструкции для эстакад и мостов в разнообразных вариантах исполнения.

Листовые конструкции, на основе которых создаются емкости, резервуары, газгольдеры, бункеры, подающие трубопроводы большого диаметра.

Башни, мачты и опоры, в том числе, для линий электропередач (ЛЭП), нефтяных вышек, вентиляционных труб.

Несущие каркасы промышленных и гражданских многоэтажных зданий.

Прочие конструкции, в том числе платформы, трамплины и прочие изделия и опоры, которые используются для задач угольной или нефтегазодобывающей промышленности.

Другие варианты классификации металлоконструкций

Существуют такие варианты классификации металлических конструкций:

Разные виды несущих металлоконструкций в зависимости от того, какие прокатные изделия используются при сборке. Это могут быть:

По виду и способу строения различают цельнолитые и сборно-разборные металлоконструкции. Удобнее всего именно последний вариант, и он чаще всего используется в строительстве. Изготовленные таким способом металлоконструкции можно демонтировать, трансформировать, достраивать.

По назначению различают два виде металлоконструкций — несущие или ограждающие.

По материалу изготовления их делят на две основные группы — выполненные из стали или сделанные из алюминия.

По степени готовности к применению также выделяют две категории: те, что поставляются полностью готовыми к использованию, и те, что требуют сборки на месте, на строительной площадке.

По способу соединения различают сразу 6 категорий: сварные, болтовые, штампованные, винтовые, клепаные и комбинированные. В промышленности и строительстве чаще всего используются первые два варианта, остальные не получили широкого распространения. Сварные металлоконструкции имеют отдельную классификацию: по способу и типу сопряжения элементов, по конфигурации швов, по толщине металла и профилю сечения. Они могут быть линейными, радиальными или линейно-радиальными.

Также металлоконструкции можно классифицировать по характеристикам используемого проката: по форме, размерам, по его устойчивости к внешним воздействиям, включая коррозию и перепады температур, по возможным нагрузкам.

Типы строительных металлических конструкций и изделий

Строительные несущие конструкции из металла делятся на две основные категории. Первая — это ЛМК или легкие металлоконструкции, которые применяются в строительстве большепролетных зданий. Вторая — это ЛСТК или легкие стальные тонкостенные конструкции, которые собираются из гнутых назолодно профилей с цинковым покрытием.

По типу расчетных моделей выделяют сразу 4 категории:

раскрепленные системы. плоские или пространственные;

отдельные элементы конструкций, в том числе колонны, балки, стойки, опоры.

В зависимости от того, какие здания планируется строить, различают несколько конструктивных решений:

Однопролетные без промежуточных колонн. Хорошо подходят для сельскохозяйственных ангаров и производственных помещений.

Многопролетные с промежуточными колоннами как универсальный вариант. Могут выполняться без ограничений по длине. Возможная ширина — до 72 м.

Односкатные, одно- или многопролетные. Могут изготавливаться неограниченной длины, но шириной не более 30 м.

С межэтажным перекрытием. Чаще всего такие здания используются как комбинированные и комплексные — например, на первом этаже можно разместить производство или торговые залы, а на втором — администрацию.

Металлоконструкции в строительстве изготавливаются как по типовым, так и по индивидуальным проектам. И в компании “СтальПрофильГрупп” работают с обоими этими направлениями. У на есть проектный, производственный и строительный отделы. При заказе любого легковозводимого здания под ключ вы получаете гарантию 5 лет на все работы и материалы, включая металлокаркас. Обратиться для расчетов можно по телефону.

Металл в строительстве: от меди до стали

Периодическая система элементов Менделеева насчитывает 82 металла, многие из которых, благодаря своим уникальным свойствам, находят применение в строительстве. Но если когда-то металл использовался, в основном, для изготовления кровельных покрытий и отдельных элементов крепежа, то по мере развития технологий его значимость для стройиндустрии становится все выше. Например, можно смело утверждать, что сегодня стальные конструкции являются основой любой капитальной постройки. Совершив небольшой экскурс, можно проследить эволюцию металла в строительстве.

Исторический экскурс

Это очень прочный металл, благодаря формированию голубовато-зелёной патины слабо подверженный коррозии, а потому способный служить долго. В качестве кровельного материала листовую медь использовали потому, что она легче деревянной черепицы и уж тем более — глиняной черепицы или свинца. Немаловажно также и то, что медь достаточно легко гнётся, что позволяло использовать ее для облицовки куполов и других фигурных элементов, которыми обычно украшали кровли культовых построек.

Помимо кровли медь издавна используется ещё и в декоративных целях, а также как материал для создания памятников и монументов. В частности, именно она послужила основным материалом для Статуи Свободы. Медные сплавы, широко используемые в архитектуре — это бронза (сплав меди и олова) и латунь (сплав меди и цинка).

К недостаткам меди можно отнести её крайне высокую стоимость, которая растёт год от года, а также свойство со временем терять свой первозданный яркий цвет и характерный блеск: покрываясь патиной, медь стремительно тускнеет и приобретает характерный зелёный оттенок.

Забегая немного вперёд, можно отметить, что решение «медной проблемы» в наши дни найдено: натуральный металл сегодня всё чаще заменяют достоверной имитацией из стали с полимерным покрытием, о которой пойдет речь чуть позже. Например, сталь с двусторонним покрытием Agneta, в точности имитирующим цвет и блеск меди благодаря включённым в состав красителя микросферам, втрое дешевле своего прообраза, но при этом не теряет внешней привлекательности в течение всего срока эксплуатации.

Свинец — ещё один «долгожитель» строительной отрасли. Его широчайшее применение в прошлом было обусловлено прежде всего низкой температурой плавления. Вплоть до конца XIX века из свинца изготавливали водопроводные трубы, пока не стало известно, что это негативно отражается на здоровье людей. Как и медь, свинец на протяжении многих веков был популярным кровельным материалом и одновременно использовался для изготовления водосточных желобов, труб и дымоходов. Правда, из-за своего большого веса свинец лучше всего подходил для низкоскатных крыш, поскольку с крутых со временем неизбежно начинал сползать. Кроме того, свинцовые кровли были не в фаворе в регионах с большими перепадами температур, поскольку быстро приходили в негодность из-за существенных температурных деформаций, которым подвержен этот металл.

Ещё одна ипостась свинца — изготовление красок на его основе: сурик (красный) применялся как антикоррозионный пигмент для железа, а свинцовые белила — для покраски деревянных домов. Эти краски считались одними из самых стойких и долговечных и всегда использовались в качестве защитных покрытий. Однако со временем их применение было приостановлено в связи с распространением случаев отравления свинцом.

Терн, или «тернплате» — ещё один материал, вошедший в строительный обиход начиная с XIX века. Это были стальные или железные листы, покрытые свинцово-оловянным сплавом, которые часто путали с белой жестью.

Олово само по себе в чистом виде никогда не применялось в архитектуре. Обычно его использовали в сплавах, например, с медью для образования бронзы, а также для покрытия более жёстких металлов, например, лужёного железа или стали: при покрытии листового железа оловом как раз и получалась жесть. Из неё обычно делали броню, но иногда использовали и как кровельное покрытие. В конце XIX века в моде были потолки из рельефной металлической плитки, называвшиеся «оловянными», хотя на самом деле они чаще всего изготовлялись из крашеного листового железа или стали.

Никель находится в сходном положении с оловом: он периодически использовался в качестве гальванического покрытия архитектурных деталей. А вот в создании сплавов никель занимает, пожалуй, лидирующее место на фоне остальных металлов. Благодаря ему мы имеем нейзильбер, монель-металл и нержавеющую сталь. Вплоть до Первой мировой войны нейзильбер называли «немецким серебром», но затем он стал более известен как «белая латунь», хотя правильнее было бы именовать его «никелевой латунью», так как в классическом варианте этот сплав состоит из 75% меди, 20% никеля и 5% цинка. Разное процентное соотношение даёт разные цвета: серебристо-белый, жёлтый, голубоватый, зелёный или розовый. Изделия из нейзильбера были неизменными атрибутами стиля арт-деко.

Монель-металл представляет собой сплав из двух третей никеля и трети меди, а по цвету он похож на платину. Определённым показателем его успешности можно считать тот факт, что в 1936 году медная кровля Нью-Йоркской городской публичной библиотеки на пересечении Пятой авеню и 42-й улицы была заменена на монельную. Удобство работы с монель-металлом заключалось в том, что его можно было варить и паять прямо на месте строительных работ, что позволяло создать сплошную водонепроницаемую поверхность кровли. Во время Второй мировой войны большое количество никеля и меди шло на военные нужды, в связи с чем производство монеля значительно сократилось. А после войны ему на смену пришли нержавеющая сталь и алюминий, имеющие более низкую себестоимость.

Цинк в чистом виде использовался как кровельное покрытие в Бельгии, Франции и Германии, где он заменил более дорогие медь и свинец. Начиная с 1820-х годов бельгийский цинковый лист стали импортировать в Америку. Что касается антикоррозионного цинкования, то эта технология была запатентована в 1837 году независимо друг от друга Сорелем во Франции и Крауфордом в Англии. Метод представлял собой процесс «горячего погружения» с целью покрытия железа цинком. Новинка довольно быстро перебралась за океан: Торговая биржа на Манхеттене стала одним из первых зданий, имевших оцинкованную крышу и водостоки.

Свою нишу цинк занял также в области изготовления декоративных элементов благодаря пластичности и приемлемой цене, дававшими ему преимущества по сравнению с камнем. Изделия из цинка легко поддавались покраске, что позволяло имитировать более дорогие металлы. Кстати о красках: в отличие от свинца. краски на основе цинка не токсичны и устойчивы к загрязнению. Они имели коммерческий успех, начиная с 1850-х, а в 1870-х начали использоваться повсеместно. Дополнительным преимуществом было то, что цинковые красители являлись хорошими ингибиторами ржавчины на железе и стали.

Алюминий был недоступен по разумной цене и в достаточных количествах вплоть до начала XX века. Затем он постепенно стал входить в архитектуру, правда, сначала только как материал для изготовления декоративных элементов. Первым громким выходом алюминия на большую строительную арену следует считать Эмпайр Стейт Билдинг, строительство которого было завершено в 1931 году. На долю алюминия пришлась значительная часть элементов отделки небоскрёба, таких как декоративные панно, входной комплекс, двери лифта. Кроме того, наряду со сталью алюминий был использован в несущих конструкциях здания и для облицовки его фасада.

К недостаткам алюминия следует отнести небольшую жесткость (втрое меньше, чем у стали), высокую теплопроводность и низкую температуру плавления (примерно 660°C). Первое свойство заставляет увеличивать площадь сечения алюминиевых конструкций, а в сочетании со вторым делает их источником теплопотерь здания. Например, вентилируемые фасады на алюминиевой подконструкции существенно уступают стальным по показателям теплоизоляции, не давая при этом существенного выигрыша в весе. Третье свойство негативно отражается на пожарной безопасности построек.

Король среди стройматериалов

Железо в архитектуре встречается в четырёх широко распространённых формах: кованое железо, чугун, листовое железо и сталь. «Чугун был главным строительным материалом XIX века — века промышленной революции. Он часто использовался для конструктивных решений: например, для изготовления колонн, фасадов или куполов. Также из чугуна делали лестницы, лифты, решётки, веранды, балконы, перила, заборы, фонари и даже надгробья», — рассказывает архитектор Анисия Борознова. На сегодняшний день чугун используется в основном для изготовления труб и сантехнической арматуры, хотя иногда к его помощи прибегают с целью подражания стилю прежних эпох.

Наиболее подробно имеет смысл говорить о стали. Именно появление конструкционной стали в середине XIX века сделало возможным строительство высотных зданий. Произошло это благодаря исследованиям английского изобретателя Генри Бессемера, пришедшего к идее передела жидкого чугуна в литую сталь путём продувки сквозь него сжатого воздуха. Чуть позже была разработана мартеновская печь, которая позволила ускорить процесс и снизить себестоимость получаемого материала. Мосты, железнодорожные комплексы и небоскрёбы были первыми крупномасштабными объектами из конструкционной стали.

Ещё один материал, выведший строительные технологии на новый уровень, был разработан также в конце XIX века. Добавление стальной проволоки в бетон дало рождение железобетону, который вряд ли нуждается в специальном представлении.

В начале XX века появились нержавеющие стали с различными примесями, и их главным достоинством стала устойчивость к коррозии. Одним из памятников этой эпохи является здание корпорации Chrysler, построенное по проекту архитектора Уильяма Ван Элена и признанное самым красивым небоскрёбом Нью-Йорка.

Сегодня практически все капитальные здания построены либо из железобетонных, либо на стальном несущем каркасе. Последнее относится и к так называемым быстровозводимым зданиями, которые практически полностью вытеснили сегодня любые другие строительные технологии из коммерческого и промышленного строительства.

Следующим значимым этапом в развитии строительных технологий стало появление системы навесных вентилируемых фасадов (НВФ) в 40-х годах XX века в странах Скандинавии и затем распространившееся оттуда в Европу и Америку. Подконструкция вентфасадов чаще всего изготовлялась из стали, чуть реже — из алюминия (о недостатках этого решения мы уже говорили). Затем на неё крепилась облицовка, а на несущую стену под ней — утеплитель, с соблюдением обязательного воздушного зазора.

На первых порах в качестве облицовочных материалов использовали всё подряд, особенно когда дело касалось бюджетного частного домостроения. Со временем доминирующие позиции на рынке фасадных облицовок начали занимать дешевый керамогранит и легкие алюминиевые композитные панели. Однако помимо очевидных преимуществ эти решения имеют и серьезные недостатки.

Так, керамогранитные фасадные плитки массивны, хрупки, и при всем этом отличаются самым ненадежным среди всех облицовочных материалов способом крепления — на кляммеры (защелки). Любое нарушение технологии монтажа, особенно на высотных зданиях, может сделать керамогранитный фасад небезопасным, а целесообразность его использования в сейсмоопасных районах опровергается повседневной практикой.

Что касается композитных панелей, то выбирать их нужно с осторожностью, потому что не любой их тип соответствует требованиям пожарной безопасности для жилищного и гражданского строительства.

Однако с появлением и развитием технологии полимерного покрытия листовой стали популярным до последнего времени фасадным решениям появилась достойная альтернатива: стальные облицовки доказали своё явное преимущество перед другими решениями и начали постепенно вытеснять их с рынка. Технологичность, простота монтажа, энергоэффективность и долговечность НВФ со стальной облицовкой в сочетании с привлекательным внешним видом и множеством цветовых вариаций пленили сердца архитекторов и строителей.

Иногда в адрес стальных облицовок можно услышать нарекания. Например, экономичные варианты, такие как линеарные панели, ввиду небольшой толщины металла и упрощённой технологии формования не обеспечивают безупречной геометрии фасадных элементов, а потому не очень подходят для серьёзного городского строительства. Относящиеся же к среднему ценовому сегменту фасадные кассеты, лишённые означенных недостатков, не всегда вписываются в имеющийся бюджет, например, в рамках муниципальных программ реконструкции жилых зданий.

Любопытно отметить небольшую лексическую трансформацию, которая происходит прямо у нас на глазах. Слово «металл» всё чаще используется как синоним «стали», ведь это именно её по праву можно назвать металлом нового времени. Из стали стало возможным создать любой элемент здания: фундамент, несущие конструкции, облицовку, кровлю, декор, мебель. Если провозгласить металл королём среди стройматериалов, то его корона наверняка будет сделана из стали.

Презентация на тему "Металлические строительные материалы"

ОГБПОУ « Костромской политехнический колледж» по теме 1.2: «Строительные материалы и изделия» Тема: «Металлические строительные материалы» Преподаватель Соловьева Г.В.

Изделия из металлов занимают важное место в нашей жизни, как в повседневном быту так и в строительстве.

К металлам относится группа химических элементов, материалы из которых отличаются твердостью, пластичностью(ковкостью), хорошей электро- и теплопроводностью,непрозрачностью и характерным блеском. Строительные материалы и изделия из металлов, одни из важнейших в современной архитектуре, применяются как конструкционные, конструкционно-отделочные и отделочные, обеспечивая высокие прочность и надежность конструкций, втом числе большепролетных и высотных. Металлы, применяемые в строительстве, разделяют на две основные группы: черные и цветные.Черные - сплав железа с углеродом-чугун и сталь.Цветные металлы – алюминий, медь, цинк, свинец, олово, никель, титан, вольфрам, ванадий.

Основы производства Основным сырьевым компонентом для получения металлов являются рудные горные породы. Наиболее часто используют красный, магнитный, бурый и шпатовый железняк.

Чёрные металлы: 1) Чугун – железоуглеродистый сплав с содержанием углерода от 2% до 6,67%. В зависимости от характера металлической основы он делится на четыре группы: Серый, белый, высокопрочный и ковкий. Серый чугун – содержит 2,4…3,8% углерода. Он хорошо поддаётся обработке, имеет повышенную хрупкость. Его используют для литья изделий, неподвергающихся ударным воздействиям. Белый чугун – содержит 2,8…3,6% углерода, обладает высокой твёрдостью, однако он хрупок, не поддаётся обработке, имеет ограниченное применение. Высокопрочный чугун получают присадкой в жидкий чугун магния 0,03…0,04% он имеет тот же химический состав что и серый чугун. Он имеет наиболее высокие прочностные свойства. Его применяют для отливки корпусов насосов, вентилей. Ковкий чугун – получают длительным нагревом при высоких температурах отливок из белого чугуна. Он содержит 2,5…3,0% углерода. Его применяют для изготовления тонкостенных деталей (гайки, скобы…). В водохозяйственном строительстве применяют чугунные плиты – для облицовки поверхностей гидротехнических сооружений, подвергающихся истиранию наносами, чугунные водопроводные задвижки, трубы. 2) Стали – получают в результате переработки белого чугуна в мартеновских печах. С увеличением в сталях содержания углерода повышается их твёрдость ихрупкость, в то же время понижается пластичность и ударная вязкость. Механические и физические свойства сталей значительно улучшаются при добавлении в них легирующих элементов (никеля, хрома, вольфрама). В зависимости от содержания легирующих компонентов стали делятся на четыре группы: (1)углеродистые (легирующие элементы отсутствуют),(2)низколегированные (до 2,5% легирующих компонентов),(3)среднелегированные (2,5…10% легирующих компонентов), (4)высоколегированные (более 10% легирующих компонентов). Углеродистые стали в зависимости от содержания углерода подразделяют на низкоуглеродистую (углероды до 0,15%), среднеуглеродистую (0,25…0,6%) и высокоуглеродистую (0,6…2,0%).

Основные технологические операции при производстве металлических строительных материалов: обработка сырья, плавка, формование.

Основные способы производства стали – кислородно-конвертерный, мартеновский и электроплавильный.

Металлические строительные материалы и изделия определенного профиля получают на стадии формования. В процессе литья из расплавленного металла получают отливки, соответствующие по форме и размерам литейным формам. Способом проката получают значительную часть строительных материалов из стали , листы и проволоку из цветных металлов. Штамповкой и прессованием получают рельефные облицовочные материалы, элементы оборудования. Способом формования под давлением (экструдирования) изготовляют профильные материалы и трубы из цветных металлов.

К цветным металлам и сплавам относят алюминий, медь и их сплавы (с цинком, оловом, свинцом, магнием), цинк, свинец. В строительстве используют лёгкие сплавы – на основе алюминия или магния, и тяжёлые сплавы - на основе меди, олова, цинка, свинца. а) Медь – это тяжёлый цветной металл (плотностью 8,9г/см3), мягкий и пластичный с высокой тепло- и электропроводностью. В чистом виде медь используют в электрических проводах. Цветные металлы:

б) Сплав меди с оловом, алюминием, марганцем или никелем называют бронзой. Бронза – это коррозионно-стойкий металл, обладающий высокими механическими свойствами. Применяют её для изготовления санитарно-технической арматуры.

в)Сплав меди с цинком (до 40%) называют латунью. Она обладает высокими механическими свойствами и коррозионной стойкостью, хорошо поддаётся горячей и холодной обработке. Её применяют в виде изделий, листов, проволоки, труб.

Номенклатура Строительные материалы из чугуна – опорные части колонн , тюбинги – укрепляющие своды тоннелей, трубы, радиаторы, санитарно - технические. Перечень материалов ограничен, так как чугун обладает высокой плотностью и хрупкостью. Наиболее распространены в строительстве материалы из стали. 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 . Сложные стальные профили получают способами непрерывного литья и прессования.

Фактура лицевой поверхности металлов может быть рельефной, шероховатой, гладкой, матовой или зеркальной.

Перечень прокатных материалов с указанием размеров называется сортаментом проката, который делят на три группы: сортовой прокат – конечную продукцию горячей прокатки металла сплошного поперечного сечения, листовой прокат и трубы.

Листовую сталь выпускают толщиной до 60 мм; тонколистовую кровельную и оцинкованную сталь – толщиной 0,4 – 0,8. Листовая сталь может изготовляться плоской, волнистой и с рифленой поверхностью.

Арматура из стали для железобетонных изделий подразделяется на стержневую и проволочную, из которой производят пряди, канаты, сетки и каркасы . Учитывая, что арматуру располагают в тех местах бетона, которые подвергаются изгибающим и растягивающим усилиям, ее изготовляют из достаточно прочной стали, предварительно подвергнутой механической или термической обработке.

обеспечивают высокую прочность и надёжность конструкций, в том числе высотных и большепролётных

Свойства Эксплуатационно – технические Определяются их оригинальным строением. Технические металлы и сплавы представляют собой поликристаллические тела, т.е. тела, состоящие из большого числа различно ориентированных кристаллических зерен. Для разрушения структуры металлического материала требуются значительные усилия. Металлические строительные материалы отличаются меньшими габаритами и массой. Наряду с высокой прочностью к положительным свойствам металлических материалов относится пластичность – способность выдерживать большие остаточные деформации без разрушения и при сохранении прочности. По этой причине металлические материалы незаменимы для многих современных конструкций.

Наиболее универсальны металлические строительные материалы из стали. Но их основной недостаток – способность к коррозии.

Для защиты изделий от коррозии применяют защитные покрытия, электрохимическую защиту и замедлители коррозии (ингибиторы), изменяющие состав коррозийной среды. В строительной практике чаще используют лакокрасочные и другие покрытия поверхности. Защитное покрытие должно быть сплошным, непроницаемым для агрессивной среды, иметь высокую прочность сцепления с металлом (адгезию), равномерно распределяться по всей поверхности и придавать изделию более высокую твердость, износостойкость и жаростойкость.

2.Эстетические свойства Оригинальны и регулируются в широких пределах, причем в ряде случаев цветовая палитра обогащается в процессе эксплуатации. Так, медь и ее сплавы, окисляясь кислородом воздуха, покрываются защитной пленкой – патиной, которая с течением времени приобретают множество цветовых оттенков. Сам процесс коррозии металла в начальной стадии может использоваться для получения своеобразного цветового оттенка стали. После окисления и приобретения красно-коричневого цвета металл покрывают прозрачным защитным лаком. Цвет стали можно изменять после механической (шлифование или полирование) и термической обработки поверхности. На ней образуется оранжевая или синеватая пленка, которая одновременно защищает металл от коррозии. Известны способы изготовления стали золотистого и розового цвета , электролитические процессы окрашивания нержавеющей стали в оранжевый, красный, голубой, синий, зеленый цвета.

Защитная и декоративная обработка лицевой поверхности предполагает нанесение красок, лаков и получение требуемой фактуры. Оригинальные фактуру и цвет получают при других видах механической и химической обработки, например травлении, обработки лицевой поверхности металла.

Часто металлические материалы не нуждаются в отделке поверхности с эстетической точки зрения. Черный цвет чугуна, темно-серый стали, золотистый и зеленовато-коричневый у бронзы и меди, серебристо-белый у алюминия, как правило, отвечают эстетическим требованиям. Но лакокрасочные и металлические (анодирование – анодное оксидирование и др.) покрытия защищают поверхность металла. Наиболее распространено в практике строительства применение цветного анодирования поверхности металлических материалов.

Краткое описание документа:

Металлы - кристаллические вещества, характеризующиеся высокими электро - и теплопроводностью, ковкостью, способностью хорошо отражать электромагнитные волны и другими специфическими свойствами. Свойства металлов обусловлены их строением: в их кристаллической решетке есть не связанные с атомами электроны, которые могут свободно перемещаться.

В технике обычно применяют не чистые металлы, а сплавы, что связано с трудностью получения чистых веществ, а также с необходимостью придания металлам требуемых свойств.

Сплавы - это системы, состоящие из нескольких металлов или металлов и неметаллов. Сплавы обладают всеми характерными свойствами металлов. В строительстве применяют сплавы железа с углеродом (сталь, чугун), меди и олова (бронза) и меди и цинка (латунь).

Классификация металлов. Применяемые в строительстве металлы делят на две группы: черные и цветные.

Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей

Более 3 000 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения

Читайте также: