66) Состав марки, классы сталей

Согласно действующей классификации сталь по со ставу делится на углеродистую и легированную.

При обозначении марок стали могут быть указаны: группы, по которым сталь поставляется (А по меха ническим свойствам, Б по химическому составу, В по механическим свойствам и дополнительному требова нию в отношении химического состава); метод производства (М мартеновский, Б бессемеровский, К кислородно-конверторный); дополнительные индексы (сп спокойная сталь, пс полуспокойная сталь, кп кипящая сталь). В группе А обозначение <M> часто опускается, однако имется в виду сталь мартеновская, а при отсутствии обозначений сп, пс, кп подразумевается сталь спокойная. Углеродистые стали применяются без термообработки. Углеродистую сталь обыкновенного качества группы А изготовляют следующих ма рок: СтО, Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4, Ст5, Стб, Ст7. По мере увеличения номера стали повышается содержание углерода, а также прочность и твердость, но снижается пластич ность и ударная вязкость. Сталь группы Б изготовляют тех же марок, что и сталь группы А, но перед маркой стали ставят букву Б (БСтО, БСт1кп). Сталь группы В изготовляют следующих марок: ВСт2,ВСтЗ, ВСт4 и ВСт5. Качественная конструкционная углеродистая сталь поставляется по химическому составу и механическим свойствам и выплавляется в

кислородных конверторах и мартенах. Установлены следующие марки качественной конструкционной углеродистой стали: 05кп, 08кп, 08сп, 08, Юкп, Юсп, Юпс. 15,

20кп, 20пс, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 58, 60. Две цифры в марках показывают среднее содержание углерода в сотых долях процента.К конструкционным

углеродистым сталям относится и атоматная; она с повышенным содержанием серы. Мар ки этой стали: А12, А20, АЗО, А35, А40.Буква А обозна чает автоматную

сталь;число, стоящее за буквой А содержание углерода в сотых долях процента. Содержа ние серы от 0,06 до 0,2 %, фосфора от 0,06 до 0,15 %. Из этой стали

изготовляют на станках-автоматах крепежные детали.Инструментальные углеродистые стали содержат уг лерода более 0,65 %. В зависимости от содержания при

месей S и Р и способа производства они делятся на качественные и высококачественные, содержащие не более 0,03%S и 0,035% Р. Инструментальные стали могут

быть качественные: У7, У8, У9, У10, УП, У12, У13; высокока чественные, с той же маркировкой и добавлением буквы А, например, У7А. У8А и т. д.

67) Свойства строительных сталей

Согласно действующей классификации сталь по со ставу делится на углеродистую и легированную. Решаю щее влияние на механические свойства углеродистых сталей оказывает содержание в них углерода. При увеличе нии содержания углерода повыщаются прочность, твердость и износоустойчивость, но понижаются пластичность и ударная вязкость, а также ухудшается сваривае мость. Легированной называется сталь, в которой, кроме обычных примесей, содержатся специальновводимые в определенных сочетаниях легирующие элементы (хром, никель, молибден, вольфрам, ванадий, алюминий, бор, титан и др.), а также марганец и кремний а количествах, превышающих обычное их содержание (1 % и выше).

Легирующие элементы оказывают разностороннее влияние на свойства стали. Хром повышает твердость, уменьшает ржавление; никель создает прочность и пластичность, коррозионную стойкость; вольфрам увеличива ет твердость; ванадий повышает плотность, прочность, сопротивление удару, истиранию; ко бальт повышает жаропрочность, магнитопроницаемость; марганец при содержании свыше 1% увеличивает твердость, износоустойчивость, стойкость против ударных нагрузок; титан повышает прочность, сопротивление коррозии; ниобий повышает кислотостойкость; медь уменьшает коррозию. В сталь вводят также бор, селен, азот, цирконий. В легированной стали может находиться одновременно несколько легирующих элементов. По назначению легирования сталь делится на три группы: конструкционная, инструментальная и сталь с особыми физическими и химическими свойствами. Многие легирующие элементы способствуют измельчению зерен феррита и перлита в стали, что значительно увеличивает вязкость стали. Некоторые легирующие элементы расширяют область аустенита, а другие, наоборот, сужают эту область. Большое значение на практике имеет способность ряда легирующих

элементов повышать прокаливаемость стали на значительную толщину, задерживая переход аустенита в другие структуры, что созда ет возможность закаливать стали при умеренных скоро стях охлаждения. При этом уменьшаются внутренние на пряжения и снижается опасность появления закалочных трещин. Низколегированная сталь обладает меньшей чувстви тельностью к старению и меньшей склонностью к хладно ломкости. Критическая температура перехода в хрупкое состояние низколегированной стали лежит ниже 40 "С, а отдельных марок стали ниже 60'С. Низколегированная сталь хорошо сваривается. Для сварных соединений не требуется ни предварительного подогрева, ни после дующей термической обработки для снятия напряжений. Коррозионная стойкость в атмосферных условиях и других средах в 1,5 раза выше, чем углеродистой стали марки СтЗ. К легированным сталям с особыми физическими и химическими свойствами относятся жаростойкие, жаропрочные, коррозионностойкие, износоустойчивые и магнитные стали. Жаростойкими считаются стали, которые способны сопротивляться химическому разрушению в газовых средах при температуре вы ше 550 С. Для повышения окалиностойкости стали леги руют элементами, которые изменяют состав и строение окалины, образуя тонкие защитные пленки. Жаропрочными являются стали, способные противо стоять механическим нагрузкам при высоких температурах. В настоящее время жаропрочность материала оценивается пределом ползучести и длительной прочностью. Для снижения пластических деформаций в материале, сопровождающих его ползу честь, в сплав вводят хром, никель и другие легирующие элементы. Коррозионностойкими называются стали, которые сопротивляются разрушению под воздействием внешней агрессивной среды. К коррозионностойким сплавам относятся хромистые нержавеющие хромоникелевые нержавеющие стали. Например, гзедение 12% хрома делает сталь коррозионностойкой в атмосфере и промышленных средах, а при введении 25 % хрома сталь не ржавеет на воздухе, в воде, в ряде кислот, солей и щелочей. Коррозионностойкие стали широко используются для изготовления строительных конструкций и изделий, работающих в агрессивных средах (грунтовых водах, газах, морской воде и др.).

Продолжение 34

Быстрое высыхание бетона, особенно в раннем возрасте, приводит к значительной и неравномерной усадке и может вызвать появление на поверхности материала усадочных трещин. Во избежание этого применяют правильно подобранные составы бетона (с минимальным расходом цемента), обеспечивают надлежащие условия его твердения, устраивают специальные швы, бетон в, массивные сооружения укладывают отдельными блоками, применяют химические добавки, уменьшающие усадку бетона.

Деформации бетона при кратковременном нагружении включают упругую е_у, пластическую е_пл и псевдопластическую е_пп, связанную с появлением и развитием в бетоне микротрещин, части: е_б=е_у+е_пл+е_пп

О деформативных свойствах бетона при приложении нагрузки судят по его модулю деформации, т. е. по отношению напряжения к относительной деформации, вызываемой его действием. Чем выше модуль деформации, тем менее деформативен бетон.

Ползучесть бетона проявляется в виде необратимых деформаций, возникающих при длительном действии постоянной нагрузки. Уменьшению ползучести способствуют понижение расхода цемента и водоцементного отношения, повышение крупности заполнителей и уменьшение их деформативных свойств, увеличение возраста бетона и его прочности.

Температурные деформации бетона характеризуются температурным коэффициентом линейного расширения, который в среднем составляет 10 10^-6. Этот коэффициент близок к коэффициенту линейного расширения стали, что способствует совместной работе этих материалов в железобетонных конструкциях.

4. Водонепроницаемость

Водонепроницаемость бетона зависит от его плотности и структуры. Бетон мелкопористой структуры и однородного состава, тщательно уплотненный и достаточно затвердевший, практически водонепроницаем в слоях значительной толщины. Водонепроницаемость бетона можно повысить, покрывая его поверхность плотным раствором, в особенности наносимым пневматическим способом (так называемым торкретированиём).

Плотный бетон достаточно непроницаем не только для воды, но и для мазута и тяжелой нефти, Жидкости, имеющие малую вязкость и плотность значительно меньше единицы (керосин, бензин, смазочные масла и др.), проникают через бетон значительно легче воды. В резервуарах, предназначенных для хранения тяжелых нефтепродуктов, поверхность бетона дополнительно через сутки после штукатурки и затирки три раза покрывают жидким стеклом, которое закрепляют раствором хлористого кальция. Для защиты от проникания бензина и керосина поверхность бетона покрывают пленками из пластмасс или изготовляют бетон на специальном не проницаемом для этих жидкостей, расширяющемся или безусадочном цементе.

Защищают бетон от коррозии следующим образом: придают бетону повышенную плотность; устраивают водонепроницаемую оболочку вокруг бетона; выбирают цемент с малым выделением свободного гидроксида кальция и с низким содержанием трехкальциевого алюмината (пуццолановый портландцемент, шлакопортландцемент, сульфатостойкие цементы, глиноземистый цемент); покрывают кислотоупорными плитками или камнями, выложенными на кислотоупорном цементе, а также применяют специальный кислотоупорный бетон. Эти цементы и бетон изготовляют из жидкого стекла с добавкой кремнефтористого натрия, молотого кварцевого песка и кислотоупорных заполнителей.

5. Морозостойкость

Морозостойкость бетона зависит от его строения. В плотном бетоне имеются поры различных размеров и свойств. Мелкие поры (микропоры), например поры цементного геля, имеющие размер менее 10^-5 см, непроницаемы для воды.

Морозостойкость бетона можно улучшить также путем введения в его состав специальных гидрофобных воздухововлекающих добавок, уменьшающих проницаемость его пор и капилляров для воды и снижающих внутренние напряжения в бетоне при ее замерзании.

При проектировании бетонных и железобетонных конструкций к ним могут предъявляться особые требования по водонепроницаемости и морозостойкости. Для конструкций, от которых требуется непроницаемость, установлены марки по водонепроницаемости: W2, W4, W6, W8, W10, W12. Для конструкций подвергающихся в увлажненном состоянии попеременному замораживанию и оттаиванию, установлены марки по морозостойкости: F50, F75, F100, F150, F200, F300, Г400, F500.

Продолжение 58

По виду обработки фанера м.б. нешлифованной или шлифованной с одной или двух сторон. По числу слоев шпона – трехслойная, пятислойная и многослойная толщиной 1,5-18 мм и размером листа до 2400х1525 мм.

Фанера марки ФСФ применяют для обшивки наружных стен, кровельных работ, изготовления несущих и ограждающих конструкций, а других- марок – для устройства внутренних перегородок и обшивки стен и потолков внутри помещений. Бакелизированную фанеру получают из березового лущеного шпона, пропитанного и склеенного фенолоформальдегидными клеями, предел ее прочности при растяжении 60-80 МПа, при этом она легка как и древесина, она обладает повышенной водостойкостью, атмосферостойкостью и прочностью. Ее применяют для изготовления легких конструктивных элементов. Декоративную клееную фанеру изготовляют из березового, ольхового или липового шпона и облицовывают с одной или двух сторон строганым шпоном из ценных пород (дуба, груши и т.п.) с красивой текстурой либо полимерными пленками. Декоративную фанеру марки ДФ применяют для внутренней отделки стен, перегородок, дверных полотен, встроенной мебели и т.п. Фанерные плиты – многослойные изделия из шпона, склеенного полимерными клеями; их толщина 8-30 мм и 35-78 мм. Столярные плиты – реечные щиты, оклеенные с обеих сторон березовым или другим шпоном. Толщина плит 16-50 мм (двери, перегородки, встроенная мебель). Древесно-слоистые пластики имеют большую плотность, чем фанера (1,25-1,33 г/см^3) и обладают высокими механическими свойствами: предел прочности при растяжении вдоль волокон «рубашки» 140-260 МПа, при изгибе 150-280 МПа, удельная ударная вязкость 3-8 МПа. Эти пластики стойки к действию масел, растворителей, моющих средств. Применяют в строительных конструкциях, от которых требуется химическая стойкость, немагнитность, высокое сопротивление истиранию. Кровельные материалы (для временных зданий) – стружка, дрань, плитки деревянные и гонт. Изготовляют из осины, сосны, ели, пихты. Стружку производят длиной (вдоль волокна) 40-50 см, шириной 7-12 см и толщиной 0,3 см; дрань длиной 40-100 см, шириной 9-13 см и толщиной 0,3-0,5 мм; гонт длиной 50-70 см, шириной 7-12 см и толщиной 1,5 см. 4. Сборные дома и клееные деревянные конструкции. Дома заводского изготовления – брусковые, каркасно-щитовые (каркас заполняют панелями из фибролита или древесно-волокнистых плит) и каркасно-обшивные (каркас собирают из брусьев – вертикальных стоек, нижней и верхней обвязок). Такие дома выпускают одно- и двухэтажными; их собирают на строительной площадке из готовых элементов. Деревянные клееные конструкции (наиболее эффективное использование в строительстве) изготовляют в виде крупноразмерных элементов путем склеивания сравнительно небольших деревянных заготовок. Такие конструкции отличаются меньшей массой, большей прочностью, водостойкостью, меньшей возгораемостью. Склеиванием деревянных заготовок из маломерного по длине и сечению пиленого материала можно изготовить дверные полотна, оконные и дверные коробки, щиты для полов, а также крупные конструктивные элементы – балки, прогоны, фермы, рамы.

Продолжение 39

Прочность при сжатии определяют испытанием образцов - кубиков с длиной ребра 7,07 см в возрасте, установленном в стандарте или технических условиях на данный вид раствора. Прочность цементного раствора при отсутствии отсоса воды определяется теми же факторами, что и прочность бетона; зависимость предела прочности раствора при сжатии R₂₈ от активности цемента R_ц и цементоводного отношения определяется формулой Н. А. Попова:

R₂₈ = 0,4R_ц (Ц/В — 0,3)

Прочность раствора, уложенного на пористое основание (кирпич), удобно выразить в зависимости от расхода вяжущего вещества, а не от Ц/В, поскольку после отсоса воды основанием в растворе остается примерно одинаковое количество воды:

R₂₈ = kR_ц (Ц-0.05) + 4

Приведенная формула Н. А. Попова применима для цементно-известковых растворов: Ц — расход цемента, т/м³ песка; коэффициент k зависит от качества песка: для крупного песка — 2,2, песка средней крупности — 1,8, мелкого песка — 1,4.

Прочность смешанных растворов зависит от количества введенной в раствор извести или глины.

Строительные растворы по прочности в 28-суточном возрасте при сжатии делят на марки: М4, М10, М25, М50, М75, М100, М150, М200*. Растворы М4 и М10 изготовляют на местных вяжущих (воздушной и гидравлической извести и др.).

Для каменной кладки наружных стен зданий применяют главным образом цементные и смешанные растворы (цементно-известковые и цементно-глиняные) М10, М25 и М50 в зависимости от влажностных условий и требуемой долговечности здания. В кладке перемычек, простенков, карнизов, столбов марка может быть повышена до М100.

Виброкирпичные панели изготовляют с применением растворов М75, М100, М150, приготовленных на портландцементе и шлако-портландиементе.

Монтажные растворы для заполнения горизонтальных швов при монтаже стен из легкобетонных панелей должны иметь марку не ниже М50, а для панелей из тяжелого бетона — не ниже М100.

Понижение температуры замедляет рост прочности растворов.

Следовательно, при низких положительных температурах прочность раствора в возрасте 28 сут составляет 55 — 72% от марки. Поэтому в зимнее время широко применяют растворы с химическими добавками (поташа, нитрита натрия и др.), понижающими температуру замерзания раствора и ускоряющими набор его прочности. Зимой марку раствора для каменной кладки (без тепляков) и монтажа крупнопанельных стен обычно повышают на одну ступень против марки при летних работах (например, М75 вместо М50) .

Морозостойкость раствора характеризуется числом циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживают насыщенные водой стандартные образцы (допускается снижение прочности образцов не более 25% и потеря массы не свыше 5%).

Строительные растворы для каменной кладки наружных стен и наружной штукатурки имеют марки по морозостойкости: Мрз10, Мрз15, Мрз25, Мрз35 и Мрз50, причем марка повышается для влажных условий эксплуатации. В таких условиях растворы удовлетворяют и более высоким требованиям по морозостойкости: Мрз100, Мрз150, Мрз200 и Мрз300. Морозостойкость растворов зависит от вида вяжущего вещества, водоцементного отношения, введенных добавок и условий твердения.