Вопрос 65

Кровельные металлические материалы представляют собой кро­вельную сталь стандартных размеров, в большинстве случаев оцин­кованную. Для продления срока службы кровельного покрытия из оцинкованной стали целесообразно окрашивать ее с обеих сторон лаком на основе хлорсульфополиэтилена ХГ1-734. Исключительно высокой коррозионной стойкость отличается кровельная листо­вая медь, особенно горячего проката, толщиной 0,5— 1,0 мм. Од­нако такая кровля требует сплошной деревянной обрешетки из-за низкой сопротивляемости меди механическим нагрузкам. Срок службы медной кровли более 100 лет.

Долговечной является и цинк-титановая кровля, состоящая из цинка с добавлением меди, титана и алюминия. Материал коро- зионностойкий, пластичный и твердый. Выразительные кровли получают из металлочерепицы, представляющей тонколистовой прокат с многослойной структурой покрытия. Наружное поли­мерное покрытие окрашивается в различные цвета. Более дешевое с удовлетворительными атмосферо- и коррозионной стойкостью покрытие полиэстер, покрытие пурал имеет повышенную стой­кость к механическим воздействиям от снега и льда, а покрытие пластизоль имеет отличную коррозионную и атмосферостойкость. Металлочерепица имеет небольшой вес (4,7 — 5,0 кг/м²), легка в монтаже и эксплуатации, листы поставляются длиной or 0,85 до 7,85 м. Кроме обычного профиля выпускаются коньки, ендовы, планки внутренние, наружные и карнизные. Выпускаются также профилированные окрашенные листы.

Металлические конструкции из черных и цветных металлов при­меняются во всех видах зданий и инженерных сооружений, осо­бенно при больших пролетах, высоте и нагрузках. Широкое при­менение металлоконструкций в строительстве обусловливается их высокой прочностью, надежностью, индустриальностью, скоро­стью монтажа, легкостью по сравнению с несущими конструкци­ями из железобетона, камня и древесины; особенно при исполь- зовании металлоконструкций из низколегированных и высокопро­чных сталей и сплавов; при применении тонкостенных прокатных и гнутых профилей, пространственных, предварительно напря­женных, висячих, трубчатых и других современных конструктив­ных форм и систем; при наличии антикоррозионной защиты.

Алюминиевые сплавы, несмотря на меньшую в 2,7 — 2,9 раза плотность по сравнению с чугуном и сталью и возможность соот­ветствующего облегчения металлоконструкций, имеют ограничен­ное применение в несущих конструкциях из-за их недостаточной устойчивости под нагрузкой в связи с меньшим в три раза моду­лем упругости, существенным снижением прочности при повы­шенной температуре (выше 150°С) и в связи с высоким тепло­вым расширением.

Основным видом соединений металлоконструкций является сварка. Однако она сопровождается структурными химическими изменениями металла в зоне соединения свариваемых элементов, возникновением остаточных напряжений деформаций, способных вызвать трешинообразование и хрупкое разрушение сварного шва. Для предотвращения нежелательных последствий сварки соеди­няемых элементов используют спокойные или полуспокойные стали и соответствующие электроды; регулируют скорость охлаж­дения шва теплоизолирующей толщей шлака, флюса; крепят де­тали на болтах или клепают.

Во влажной атмосфере, особенно загрязненной агрессивными газами, сталь подвержена коррозии. Хорошо сопротивляется кор­розии чугун. Алюминиевые сплавы обладают значительно боль­шей коррозионной стойкостью, однако при неблагоприятных ус­ловиях они также склонны к коррозии. Не стойки они в морской воде, щелочах при контакте с влажной древесиной, со строитель­ными растворами и бетонами. Примеси магния и марганца повы­шают коррозионную стойкость алюминия.

Основными конструктивными формами и назначением стальных конструкций являются промышленные здания, каркасы и большеп­ролетные покрытия общественных зданий, мосты и эстакады, баш­ни и мачты, витражи, оконные и дверные заполнения, подвесные потолки, а также профили разного назначения — оконные, двер­ные и фонарные переплеты, крановые рельсы, оцинкованный про­фильный настил, стальные канаты и высокопрочная проволока для висячих и вантовых покрытий, мостов, мачт, предварительно на­пряженных конструкций покрытий, труб, резервуаров и др.

В заводских условиях изготовляют фрагменты колонн, подкра­новых и мостовых балок, ферм, прогонов, арок, цилиндрических и шатровых покрытий, других конструкций, которые затем ук­рупняются в блоки и монтируются на строительной площадке.

Технологичными и индустриальными являются стеновые и кровельные панели системы «Венталл» с утеплителем из минеральной ваты, которые применяются как ограждающие конструк­ции и в качестве перегородок. Толщина панелей варьируется в пределах 50 — 250 мм, максимальная длина — 13 м. К несущим конструкциям они крепятся с помощью самонарезающих винтов и крепежных элементов (кляммеров) и комплектуются натель­никами, коньковыми элементами, водосливными системами и др. В качестве облицовки панелей используется оцинкованная кра­шеная сталь толщиной 0,55 — 0,70 мм.

Строительство на основе легких металлических конструкций — одно из эффективных направлений. Снижение металлоемкости зданий достигается за счет конструктивных форм, профилей (труб­чатых, тонкостенных, гнутых, перфорированных и гофрирован­ных), тонколистового проката, профилированного настила. Воз­можно строительство из легких стальных тонкостенных конструк­ций (ЛСТК). Их основными элементами являются тонкое сталь­ные оцинкованные профили («Талдом-Профиль», Lindab и т.д.), утеплитель (минераловатные плиты или пенопласты) и гипсокар- тонные, гипсоволокнистые или цементно-стружечные плиты.

Способность низколегированных сталей образовывать плотные защитные пленки ржавчины привела к созданию так называемых картенов. Их применяют для конструкций промышленных зданий, мостов, опор и других конструкций, эксплуатирующихся в ат­мосферных условиях. Картены не требуют покраски и не подвер­жены коррозии на протяжении всего срока службы конструкций. Защитные свойства пленки усиливаются при периодическом ув­лажнении и высушивании.

Твердые металлокерамические сплавы и керметы изготавлива­ют на основе тугоплавких карбидов. Они обладают прочностью, твердостью, износоустойчивостью, коррозионно- и жаростойко­стью. Твердые металлокерамические сплавы готовят способом по­рошковой металлургии (компоненты смешивают, прессуют и об­жигают до спекания при температуре 1500 —2000 °С). Из них гото­вят режущие пластины, резцы, сверла, фрезы. Керметы — кера- мико-металлические порошковые сплавы — получают из порош­ков неметаллических материалов и металлов, являющихся связу­ющим веществом, и применяют как изделия с высокой твердо­стью, коррозионностойкостью и жаропрочностью.

Наиболее используемыми конструкциями из алюминия явля­ются: панели наружных стен и покрытий бескаркасного типа, под­весные потолки, сборно-разборные и листовые конструкции, боль­шепролетные покрытия для среды с повышенной агрессивностью. Но из-за низкого модуля упругости алюминия приходится увели­чивать размеры сечений элементов и самих конструкций, чтобы обеспечить их необходимую жесткость и устойчивость. Целесооб­разно создавать пространственные, в том числе стержневые, ви­сячие конструкции из гнутых элементов, штамповок и гофриро-ванных листов, выполняющих одновременно с ограждающими и несущие функции.

Ограждающие алюминиевые конструкции стен и покрытий мо­гут выполняться двумя способами: из панелей полной заводской готовности или из профилированных либо гладких листов, утепля­емых или не утепляемых в процессе строительства не отапливаемых производственных зданий и складов. В отечественном строительстве наибольшее применение пока получил первый панельный способ.

Стеновые и кровельные панели обычно состоят из двух тонких гладких или профилированных листов алюминия между которыми находится утеплитель. По контуру панели в большинстве случаев устанавливают ребра, создающие каркас. Утеплитель приклеивают к алюминиевым листам. Размеры панели 6х 1,5х(0,05 — 0,15) м, 6,6хЗх(0,05 —0,2) м и более. Толщина алюминиевых листов об­шивки составляет 1,00 — 2,5 мм.

Для повышения атмосферостойкости и улучшения внешнего вида листы алюминия анодируют или окрашивают полимерными составами в разные цвета. В промышленном строительстве для стен и покрытий широко применяются алюминиевые листы с продоль­ной и поперечной профилировкой. Длина листов — 10 — 30 м и более, ширина — 0,58— 1,60 м, толщина — 0,30— 1,62 мм. Листы с поперечной профилировкой, типа «фуррал» на строительстве раскатывают и крепят к деревянной обрешетке.

Резервуары из алюминия изготовляют двух типов: для хранения жидких агрессивных веществ (сернистой нефти и нефтепродуктов, уксусной, концентрированной азотной и других кислот) и для хра­нения сжиженных газов. Трубопроводы напоршле и безнапорные из алюминия марок АМг2м, АД31Т, 1915, 1915Т используются для транспортировки нефти и газа, полупродуктов пищевой и химиче­ской промышленности, перекачки строительных растворов и бето­нов. Дуралюминиевые трубы диаметром 38 — 50 мм используют для устройства сборно-разборных лесов и подмостей. Применяют обычно трубы бесшовные и электросварные диаметром до 200 мм. При про­кладке в грунтах трубы защищают ог коррозии би гумно-резиновой мастикой и полимерными материалами. Алюминий используется также в вентиляционных и дымовых трубах.