5. Приведите общие сведения о металлах и сплавах; перечислите классификацию строительных металлов по способу получения, химическому составу и назначению.

Металлы — кристаллические вещества, характеризующиеся высо­кими электро- и теплопроводностью, ковкостью, способностью хоро­шо отражать электромагнитные волны и другими специфическими свойствами.

Сплавы — это системы, состоящие из нескольких металлов или металлов и неметаллов. Сплавы обладают всеми характерными свой­ствами металлов.

Компоненты сплавов в процессе затвердевания и последующего охлаждения могут образовывать химические соединения, твердые растворы, механические смеси.

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

К черным металлам относятся железо и сплавы на его основе (чугун и сталь).

Чугун — сплав железа с углеродом (более 2,14 %), некоторым коли­чеством марганца (до 2 %), кремния (до 5 %), а иногда и других элементов. В зависимости от строения и состава чугун бывает белый, серый и ковкий.

Сталь — сплав железа с углеродом (до 2,14 %) и другими элемен­тами. По химическому составу различают стали углеродистые и леги­рованные, а по назначению — конструкционные, инструментальные и специальные.

К цветным металлам относятся все металлы и сплавы на основе алюминия, меди, цинка, титана.

Углеродистые стали по назначению подразделяют на стали общего назначения и инструментальные.В зависимости от содержания углерода такие стали делятся на низко- (до 0,25 % углерода), средне- (0,25...0,6 %) и высокоуглеродистые (> 0,6 %).

Легированные стали помимо компонентов, входящих в углероди­стые стали, содержат так называемые легирующие элементы, которые повышают качество стали и придают ей особые свойства.

К легирую­щим элементам относятся:

марганец повышает прочность, износостойкость стали и сопротивление ударным нагрузкам без снижения ее пластичности,

кремний повышает упругие свойства,

никель и хром улучшают механические свойства, повышают жаростойкость и коррозионную стойкость;

молибден улуч­шает механические свойства стали при нормальной и повышенной температурах.

По химическому составу легированные стали делят на три класса: низколегированные с общим содержанием легирующих элементов до 2,5%; среднелегированные – от 2,5 до 10%; высоколегированные – более 10%.

6. Укажите и охарактеризуйте меры защиты металлов от коррозии; укажите и охарактеризуйте меры защиты металлов от огня.

Коррозия – это разрушение металлов в результате их взаимодействия с окружающей средой.

Эффективными методами являются: легирование металлов, нанесение защитных покрытий, нейтрализация и понижение корро­зионной активности (ингибирование) окружающей среды.

Легирование. Введение в металл легирующих добавок повыша­ет коррозионную стойкость сплава.

Нанесение защитных покрытий. Защитные покрытия могут быть лакокрасочными, металлическими и неметаллическими.

Лакокрасочные покрытия позволяют получить на поверхности конструкций плотную пленку, которая изолирует металл от воздейст­вия окружающей среды. Металлические поверхности окрашивают синтетическими эмалями, лаками, цветными нитроэмалями, краска­ми на основе растительных масел и др. Перед нанесением любого ви­да покрытия поверхность металла очищают от ржавчины, окалины и обезжиривают.

К металлическим покрытиям относятся: диффузионные, го­рячие и гальванические, а также металлизация.

Диффузионное покрытие заключается в насыщении легирую­щими элементами поверхностных слоев металла при высоких темпе­ратурах. Легирующие элементы образуют в поверхностных слоях твердые растворы или химические соединения, противодействующие коррозии. Этим способом производят хромирование, азотирование, насыщение алюминием. Такие покрытия хорошо защищают металл от химической коррозии.

Горячие покрытия наносят путем погружения металлического изделия в ванну с расплавленным защитным металлом, температура плавления которого ниже температуры плавления изделия.

Гальванический способ ос­нован на электролитическом осаждении металлов из растворов солей, причем основной металл служит катодом, а осаждаемый ме­талл — анодом. Этот способ позволяет наносить покрытия очень тон­ким слоем и тем самым экономить расход материала.

Металлизация — покрытие поверхности изделия расплавлен­ным металлом распыленным сжатым воздухом. Этот метод позволяет защитить от коррозии уже собранные конструкции, но получается шероховатая поверхность.

Неметаллические покрытия весьма разнообразны. К ним от­носят оксидирование, напыление, эмалирование, покрытие стеклом, обмазку мастиками и др.

При оксидировании стали изделия, покрытые слоем асфальто­вого или масляного лака, выдерживают в печи при 350...450°С в те­чение 20 мин. Изделие покрывается оксидной пленкой толщиной 2...5 мкм, окрашивается в сине-черный цвет, проникающее в поры масло предохраняет металл от коррозии. Процесс этот называют во­ронением стали.

Ингибирование — защита от коррозии с помощью веществ, замедляющих коррозию. Из ингибито­ров наиболее распространен нитрит натрия.

Ванны, раковины, мойки, декоративные изделия эмалируют.

Традиционными средствами огнезащиты металлических конструкций являются тяжелые и легкие бетоны, кирпич, цементно-песчаные штукатурки. Эти материалы могут обеспе­чить практически любой предел огнестойкости конструкций.

Одним из перспективных средств огнезащиты являются вспу­чивающиеся краски, которые наносят на поверхность металло­конструкций тонким слоем. При температуре около 170 °С краска вспучивается, образуя пористый термоизоляционный слой, тол­щина которого составляет несколько сантиметров. Благодаря низкой теплопроводности пористый слой предотвращает быст­рый нагрев металла. Кроме того, для огнезащиты металлических конструкций используют плитные и листовые теплоизоляцион­ные материалы в виде асбестоцементных и асбестогипсовых об­лицовочных плит.