m33170

Горбыль – неполная пластина, отход при распиловке бревна на брусья и доски. Применяют горбыль для устройства щитового наката и временных построек.

Пиломатериалы разделяют по характеру обработки и отношению ширины к их толщине. Если ширина материала более двойной толщины, то такой материал называют досками, а при ширине не более двойной толщины – брусками и брусами.

По толщине доски подразделяют на тонкие – толщиной до 35 мм (тес) и толстые – толщиной более 35 мм.

Брусья имеют толщину и ширину более 100 мм, бруски – толщину и ширину менее 100 мм.

По характеру обработки доски бывают обрезные и необрезные, когда кромки совершенно не пропилены.

Пиломатериалы как хвойных, так и лиственных пород вырабатывают длиной 1 – 6,5 м с градацией через 25 см, для мостостроения – до 9,5 м.

Полуфабрикаты и изделия из лесных материалов сле-

дующие: доски, фанера, столярные изделия, паркет, строительные конструкции.

Строганые доски подразделяют на собственно строганые, шпунтованные, фальцованные.

Шпунтованные доски имеют на одной кромке выемку, а на другой – выступ. Форма шпунта может быть прямоугольной, треугольной, трапециевидной и сегментной. Эти доски применяют для устройства полов, перегородок.

Фальцованные доски имеют на обоих кромках фальцы в виде прямоугольных вырезов.

Паркет выпускают следующих видов: паркетные доски, наборный паркет, штучный паркет. Изготовляют из древесины твердых пород: дуба, бука, вяза, клена, ясеня, лиственницы.

Паркетные доски состоят из нижнего рабочего основания и верхнего лицевого покрытия из паркетных плиток, наклеенных на основание.

Наборный паркет состоит из паркетных плиток с прямыми кромками, наклеенных лицевой поверхностью на бумагу, которую после приклеивания паркета на основание снимают.

221

Штучный паркет состоит из отдельных планок, имеющих на кромках паз и гребень. Длина штучного паркета может быть равна 150, 200, 250, 300 и 400 мм, а ширина – 30–60 мм.

Профильные (погонажные) изделия – плинтуса, служащие для заделки углов между стеной и полом; наличники, применяемые для обшивки оконных и дверных коробок; поручни, используемые для лестничных перил.

Строительная фанера занимает значительное место среди изделий из древесины для нужд строительства. Фанера представляет собой лист, склеенный из нескольких древесных шпонов, получаемых лущением распаренных кряжей на лущильных станках. Склеивают шпоны так, чтобы направления волокон двух соседних шпонов были взаимно перпендикулярны. Число шпонов

– 3–13, а толщина получаемой фанеры – 2–20 мм. Ширина листов достигает 2 м, а длина – 3 м. Для склеивания шпона применяют фенолоформальдегидные, казеиновые и другие клеи.

Индустриальные строительные конструкции и изделия

поступают на строительство в готовом виде. Номенклатура этих изделий весьма значительна и постоянно увеличивается за счет клееного сортимента в связи с растущим производством клеев с высокой клеящей способностью на основе полимерных материалов. Это такие конструкции, как клееные арки, фермы, балки, клеефанерные балки, щиты для наката и перегородок, гнутоклееные арки и рамы и т.д.

Столярные изделия наиболее часто применяют для заполнения дверных и оконных проемов. Комплект таких изделий состоит из деревянной коробки и дверного полотна или оконного переплета. Материалом для коробок служат бруски и доски хвойных и лиственных пород второго и третьего сорта, а для дверных полотен и переплетов применяют пиломатериалы первого и второго сорта.

10.3.Защита древесины в строительстве

10.3.1.Мероприятия по борьбе с гниением

Гниение является результатом жизнедеятельности микроорганизмов, которые разрушают древесину и образуют грибницу. Защита от гниения имеет важнейшее значение для обеспечения

222

долголетней службы строительной древесины. Для предупреждения гниения деревянных конструкций необходимо изготавливать их из сухой древесины и защищать от всех видов увлажнения при монтаже, транспортировке и эксплуатации. Изолировать древесину от влияния окружающего воздуха и умеренной положительной температуры, благоприятной для грибов, в большинстве случаев практически невозможно. Следует уничтожить грибы и их споры высокой температурой, не допускать повышения ее влажности до опасного уровня или пропитать ядовитыми для грибов веществами. Это достигается путем стерилизации, а также при помощи конструктивной и химической защиты древесины от гниения.

С т е р и л и з а ц и я древесины происходит в процессе искусственной, особенно высокотемпературной сушки. Прогрев древесины до температуры 80 °С приводит к гибели всех спор грибов.

Ос н о в н ы м и к о н с т р у к т и в н ы м и м е р о п р и я-

ти я м и против гниения являются: применение здорового и су-

хого леса, правильное расположение тепло-, водо- и пароизоляционных материалов, отвод атмосферных вод, устройство продухов для вентиляции. Наиболее часто подвергаются гниению опорные части балок и ферм. Опирающиеся части должны быть антисептированы и изолированы водонепроницаемыми прокладками. Защита древесины от увлажнения парами воздуха достигается окраской лакокрасочными водостойкими составами.

Х и м и ч е с к и е м е р ы з а щ и т ы древесины заключаются в пропитке ее антисептиками. Антисептиками являются вещества, отличающиеся наибольшей токсичностью (ядовитостью) по отношению к дереворазрушающим грибам, длительное время сохраняющие эти свойства и по возможности глубоко проникающие в толщу древесины.

Антисептики разделяют на две группы: водорастворимые (неорганические) и маслянистые (органические).

Из водорастворимых антисептиков наиболее часто применяют трехпроцентный раствор фтористого натрия в чистом виде или в смеси с кремнефтористым натрием.

223

К масляным антисептикам, наиболее распространенным в строительной практике, относятся каменноугольное, креозотовое, антраценовое и сланцевое масла.

Различают поверхностную пропитку путем нанесения антисептика в горячем виде на поверхность не менее двух раз с промежутком 1 – 2 ч.

Глубокая пропитка проводится обычно в горячехолодных ваннах или под давлением в автоклавах.

При обнаружении в зданиях и сооружениях загнивания домовым грибом необходимо немедленно удалить зараженную поверхность, а оставшуюся часть дезинфицировать и покрыть антисептиком.

10.3.2. Мероприятия по борьбе с древоточцами

Древоточцы могут быть разделены на три группы: лесные, конструкционные и морские.

Лесные (разного вида жуки, короеды) поражают растущую древесину. К конструкционным техническим вредителям, поражающим мертвую древесину, относят точильщиков, усачей, муравьев. Морские древоточцы поражают древесину в воде (черве- и ракообразные).

Признаками таких вредителей являются мелкие отверстия и наличие около них древесной мухи.

Развитие древоточцев можно приостановить стерилизацией при высокой температуре, а при появлении признаков заражения

– промазкой и впрыскиванием в отверстия инсектицидов, в качестве которых может применяться смесь скипидара (1ч.) с керосином (3 ч.), бура и борная кислота, крепкий раствор формалина.

10.3.3. Мероприятия по защите древесины от возгорания

Одним из существенных недостатков древесины является легкая воспламеняемость.

Для предохранения древесины от возгорания приннимают следующие меры:

– конструктивные – удаляют деревянные элементы от источников нагревания; через определенные промежутки возводят несгораемые стены и огнестойкие перегородки;

224

–деревянные части покрывают штукатуркой или малотеплопроводными несгораемыми материалами (например, асбестовыми листами);

–древесину окрашивают жидкими огнезащитными составами, образующими на ее поверхности пленку толщиной до 1 мм;

–поверхность древесины обмазывают специальными со-

ставами густой консистенции, дающими корку толщиной до 3 мм;

– деревянные изделия пропитывают огнезащитными соста-

вами - антипиренами.

О г н е з а щ и т н ы е к р а с к и состоят из заполнителя и связующего вещества. В силикатных красках в качестве заполнителя применяют тонкомолотый песок, тяжелый шпат, мел, магнезит, а в качестве связующего – растворимое стекло.

О г н е з а щ и т н ы е о б м а з к и наносят на поверхность малярной кистью в два приема. Огнезащитный эффект обмазки состоит в том, что составы обмазок при нагревании размягчаются с образованием стекловидных пленок. Эти пленки цементируют образовавшийся на поверхности древесный уголь. Последний, обладая малой теплопроводностью, защищает от нагревания нижележащие слои древесины. Обмазки на основе глины, извести, гипса являются самыми простейшими и общедоступными материалами.

Наиболее часто применяют п р о п и т к у древесины а н- т и п и р е н а ми, основные из которых следующие: диамонийфосфат, аммофос, сернокислый аммоний. Эти вещества хорошо растворяются в воде и не летучи. Древесину можно обрабатывать водными растворами антипиренов – нанесением их кистью, пропиткой в растворе при нормальном давлении и температуре, а также последовательной пропиткой в горячей и холодной ваннах или пропиткой под давлением.

10.4. Металлы и сплавы. Технология их получения

Основными металлами, применяемыми в строительстве, являются черные металлы – сталь и чугун. Из цветных металлов больше других применяют алюминий и его сплавы.

Чугун и сталь представляют собой сплав железа с углеродом, кремнием, марганцем, фосфором, серой и другими химиче-

225

скими элементами. В основу деления черных металлов на чугуны и стали положено процентное содержание в сплаве углерода.

Чугун – это сплав железа с углеродом, содержание которого превышает 2%; в обычных чугунах углерода содержится не более 4%.

Сталь – это сплав железа с углеродом, содержание углерода не должно превышать 2%.

В зависимости от количества углерода различают сталь: низкоуглеродистую, с содержанием углерода в ней не более 2,5%; среднеуглеродистую, когда углерода в сплаве содержится от 0,25 до 0,6%; высокоуглеродистую, с содержанием углерода более 0,6%.

При повышении содержания углерода уменьшается пластичность и повышается хрупкость сталей. Для строительных конструкций, подвергающихся динамическим воздействиям в процессе эксплуатации или при монтаже, применяют низкоуглеродистые стали. Содержание других компонентов – кремния, марганца, фосфора, серы – может достигать в сталях более 1%, в чугунах – более 2–4%.

Для повышения технических свойств чугунов и сталей к ним добавляют различные легирующие вещества: марганец, хром, никель, молибден, алюминий, медь. Низколегированные стали содержат менее 2,5% легированных компонентов; среднелегированные – от 2,5 до 10%; высоколегированные стали – свыше 10%. Введением легирующих веществ можно существенно повысить коррозионную стойкость, ковкость, упругость и другие свойства черных металлов.

Цветные металлы в чистом виде применяются крайне редко. Значительно шире, чем другие металлы, используют цинк, свинец, медь и алюминий. Цинк применяется для изготовления листового материала, используемого для устройства кровель, вентиляционных коробов, водосточных труб, подоконных сливов. В основном в строительстве применяют сплавы цветных металлов, отличающиеся легкостью и большой коррозионной стойкостью.

Вследствие высокой стойкости к атмосферным воздействиям алюминиевые изделия в виде листов, труб, проволоки, стержней широко применяются в строительстве. Однако чаще исполь-

226

зуют более твердые и прочные, чем чистый алюминий, алюминиевые сплавы – дюралюмины. Дюралюмины – алюминиевые сплавы, обрабатываемые давлением, наиболее широко применяются в строительстве. Основными добавками являются медь (3,5– 5%), магний (0,4–0,8%), кремний (до 0,8%) и марганец (0,4– 0,8%). При высоких температурах эти добавки растворяются в алюминии, образуя твердый раствор. Дюралюмины являются хорошим конструкционным материалом, в строительстве используются в виде уголков, швелеров, двутавров, труб круглого и прямоугольного сечений, при изготовлении оконных и дверных блоков, стеновых панелей, панелей покрытий, перегородок.

Сплавы на основе меди – бронза и латунь. Латунь – сплав меди и цинка. Бронза – сплав меди и олова. Сплавы на основе меди применяют в санитарной технике для изготовления запорной арматуры, кранов, вентилей.

Схема производства чугуна и стали представлена на рис.

48.

Производство чугуна является первичным процессом получения металла из природного сырья – железных руд. Чугун выплавляют в доменных печах: сырьевыми материалами служат железные руды, флюсы и кокс.

Железные руды представлены магнитным железняком (Fe3O4), красным железняком (Fe2O3), бурым железняком (2Fe2 O3 × 3Н2 О) и шпатовым железняком (FeCO3).

Флюсы (известняк и песчаник) применяют в металлургии для понижения температуры плавления пустой породы, содержащейся в руде, и для перевода ее и золы топлива в шлак.

Кокс является продуктом переработки каменного угля без доступа воздуха. В доменном процессе кокс выполняет две функции: топлива и восстановителя железа.

Восстановление железа из руды производят в доменной печи. В эту печь отдельными порциями загружают сверху руду, кокс и флюсы, а снизу подается горячий воздух, обогащенный кислородом. Образующаяся при горении кокса окись углерода восстанавливает окислы железа до чистого железа:

3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2

2Fe3O4 + 2CO = 6Fe O + 2CO2

227

Рис. 48. Схема металлургического процесса

В нижней части печи восстановленное железо частично вступает во взаимодействие с углеродом, образуя карбид железа, который увеличивает содержание углерода в железоуглероди-

228

стом сплаве до 3–4%. Образовавшийся чугун при температуре около 1300 °С плавится и стекает в горн печи.

Врезультате доменного процесса получают чугун, шлак и доменный газ. Доменный шлак используют для изготовления вяжущих веществ, теплоизоляционных материалов, в дорожном и промышленном строительстве в качестве щебня.

Взависимости от назначения и свойств чугуны подразделяют на следующие виды: литейные, применяемые для чугунных отливок – опорных подушек колонн, санитарно-технических из-

делий, труб; передельные, применяемые для производства стали; специальные, которые добавляют для повышения качества стали при ее производстве.

Производство стали осуществляют тремя способами: конвертерным, мартеновским и электроплавкой.

Конвертерный способ производства стали заключается в продувке воздухом расплавленного чугуна. Кислород воздуха, вступая во взаимодействие с примесями, окисляет их и переводит в шлак. Чугун, используемый для конвертерного производства, должен содержать не менее 1–1,5% кремния и 0,6–1% марганца, что обеспечивает температурный режим, необходимый для поддержания металла в жидком состоянии. Конвертерный способ обладает высокой производительностью, но сталь содержит большое количество пузырьков воздуха, снижающих качество стали, и поэтому ее нельзя применять для изготовления мостовых конструкций, ферм, рельсов.

Получаемый в процессе производства конвертерный шлак Н.С. Ковалевым предложено использовать для возведения оснований дорожных одежд.

Мартеновский способ отличается от конвертерного выплавкой стали на поду мартеновской печи. Сырьем при мартеновском способе служат чугун и стальной лом. В качестве топлива используют газ. Возможность использования стального лома является большим преимуществом мартеновского способа перед конвертерным. Этим способом получают высококачественные стали требуемого состава и свойств, используемые для изготовления ответственных строительных конструкций – ферм, мостов, балок, рельсов.

229

Специальные легированные стали получают в дуговых и индукционных печах. Для плавки цветных металлов и их сплавов, а также для нагревания металлов при их термической обработке или при обработке давлением применяют печи сопротивления. Наиболее распространенными при электроплавке стали являются дуговые печи, плавление металлов в которых происходит от тепла электрической дуги. Процесс получения стали в электропечах аналогичен мартеновскому способу, отличаясь от него тем, что в электропечь не подводят топливо и воздух для его сжигания.

Производство алюминия состоит из трех основных стадий: получение глинозема (Al3O3), получение алюминия из глинозема, рафинирование алюминия.

Химическим и термическим путем из руд алюминия (бокситы, нефелины, алунит) выделяют глинозем (Al2O3), затем из глинозема электролитическим способом в электролизерах извлекают металлический алюминий. Полученный при электролизе алюминий содержит ряд примесей: металлических, неметаллических, газообразных и т.д. Для получения чистого алюминия его подвергают рафинированию путем хлорирования. Метод хлорирования заключается в продувке алюминия при температуре 750– 760 °С хлором в течение 10–12 мин.

Недостатком чистого алюминия (без примесей других металлов) являются низкие твердость и прочность. При добавке к нему магния, меди, кремния, цинка, никеля прочность алюминия повышается. Комбинируя добавки и их количество (от 1,5 до 20%), получают алюминиевые сплавы с требуемыми физикохимическими, механическими и технологическими свойствами. Эти сплавы разделяют на две группы: литейные и обрабатываемые давлением.

Литейные сплавы применяют для производства фасонных отливок. К таким сплавам относят: силумин – сплав алюминия с кремнием (10–14%); сплав алюминия с медью (7-12%); вторичный алюминий – сплав алюминия с четырьмя компонентами: кремнием (3-7%), медью (1–4%), марганцем (0,4–0,8%) и цинком

(0,5–1%).

Обрабатываемые давлением алюминиевые сплавы приме-

няют для горячей и холодной прокатки в виде плит, листов, по-

230