Наиболее распространенные металлы и сплавы, применяемые в строительстве.Сортамент металла и металлоизделий в строительстве и их краткая характеристика

Сталь.

В строительстве сталь используют для изготовления конструкций, армированияжелезобетонных конструкций, устройства кровли, подмостей, ограждений, формжелезобетонных изделий и т.д. Правильный выбор марки стали обеспечиваетэкономный расход стали и успешную работу конструкции.Для изготовления несущих (расчетных) сварных и клепаных конструкцийрекомендуют следующие виды сталей: мартеновскую – марок ВМСтЗпс,низколегированную – марок 15ГС, 14Г2, 10Г2С, 10Г2СД; природно-легированную –марок 15ХСНД, 10ХСНД; кислородно-конвертерную – марок ВКСтЗсп (пс, кп).Стали марок Ст4 и Ст5 рекомендуют для конструкций, не имеющих сварныхсоединений, и для сварных конструкций, воспринимающих лишь статическиенагрузки.Сталь для конструкций, работающих на динамические и вибрационные нагрузки ипредназначенных для эксплуатации в условиях низких температур, должнадополнительно проверяться на ударную вязкость при отрицательных температурах.К стали для мостовых конструкций предъявляют специальные требования (ГОСТ 6713-75) по однородности и мелкозернистости, отсутствию внешних дефектов,прочностным и деформационным свойствам.Для армирования железобетонных конструкций сталь применяют в виде стержней,проволоки, сварных сеток, каркасов. Арматурная сталь может быть горячекатаная(стержневая) и холоднотянутая (проволочная). По форме сталь чаще всего бываеткруглая, а для улучшения сцепления – периодического профиля. В отдельныхслучаях для повышения механических свойств сталь обрабатывают наклепом иприменяют термическую обработку.

Стержневую арматуру в зависимости от механических свойств делят наклассы: A-I, A-II, A-III, A-IV и др. При обозначении класса термическиупрочненной арматурной стали добавляют индекс «т» (например, Ат-III),упрочненную вытяжкой – «в» (например, А-Шв).

Арматурная проволока может быть холоднотянутой класса B-I(низкоуглеродистой) для ненапрягаемой арматуры и класса В-II (углеродистой) длянапрягаемой арматуры. Для обычного армирования преимущественно применяютарматурную сталь классов A-III (марок 25Г2С, 35ГС и др.), А-II (марок Ст5) иобыкновенную арматурную проволоку, а при особом обосновании также A-I (маркиСтЗ) и А-IIв. Для предварительно напряженного армирования используют высокопрочную проволоку, арматурные пряди и арматуру класса A-IV (марок ЗОХГ2С,20ХГСТ, 20ХГ2Ц и другие низколегированные стали), а также упрочненную вытяжкойсталь класса А-IIIв (марок 35ГС, 25Г2С).

Сортамент прокатного металла и металлоизделий в строительстверазнообразен: сортовая сталь, прокатная сталь листовая, уголки, швеллеры,двутавры, трубы и другие служат основой для изготовления металлическихконструкций (балки, колонны, фермы и т.д.). На сортаменты имеются ГОСТынаиболее рациональных типов профилей и частоты их градаций.

Сортовая сталь: круглая (диаметром 10...210 мм) применяется дляизготовления арматуры, скоб, болтов; квадратная (сторона квадрата 10...100 мм);полосовая (шириной 12...20 мм) – для изготовления связей, хомутов, бугелей.

Сталь листовая включает листы толщиной от 4.160 мм, шириной 600...3800мм; тонколистовая кровельная – черная и оцинкованная толщиной до 4 мм;широкополочная толщиной 6...60 мм, шириной 200...1500 мм, длиной 5...12 м.

Уголковые профили (равнополочные и неравнополочные) выпускают площадьюсечения 1,0...140 см². Швеллеры характеризуются сечением швеллеров и определяются его номером,который соответствует высоте стенки швеллера в сантиметрах.

Двутавры – основной балочный профиль – разнообразны по типам; обозначаются номером, соответствующим их высоте в сантиметрах. Трубы круглые имеют диаметр 8....1620 мм. Трубы могут быть квадратного и прямоугольного сечения. В строительстве также широко применяют специальные профили и металлические материалы: стальные канаты и проволоку,профилированные настилы и т.д.

Чугуны.

Чугунами называют железоуглеродистые сплавы, содержащие более 2 % углерода.Чугун обладает более низкими механическими свойствами, чем сталь, но дешевлеи хорошо отливается в изделия сложной формы. Различают несколько видовчугуна.

Белый чугун, в котором весь углерод (2,0...3,8%) находится в связанномсостоянии в виде Fe₃C (цементита), что и определяет его свойства:высокие твердость и хрупкость, хорошую сопротивляемость износу, плохуюобрабатываемость режущими инструментами. Белый чугун применяют для получениясерого и ковкого чугуна и стали.

Серый чугун содержит углерод в связанном состоянии только частично (неболее 0,5%). Остальной углерод находится в чугуне в свободном состоянии в видеграфита. Графитовые включения делают цвет излома серым. Чем излом темнее, темчугун мягче. Образование графита происходит в результате термической обработкибелого чугуна, когда часть цементита распадается на мягкое пластичное железо играфит. В зависимости от преобладающей структуры различают серый чугун наперлитной, ферритной или ферритоперлитной основе.Свойства серого чугуна зависят от режима охлаждения и наличия некоторыхпримесей. Например, чем больше кремния, тем больше выделяется графита, апотому чугун делается мягче. Серый чугун имеет умеренную твердость и легкообрабатывается режущими инструментами. Серый чугун, применяемый встроительстве, должен иметь предел прочности при растяжении не менее 120 МПа,а предел прочности при изгибе 280 МПа.Из серого чугуна отливают элементы конструкций, хорошо работающие на сжатие:колонны, опорные подушки, башмаки, тюбинги, отопительные батареи, трубыводопроводные и канализационные, плиты для полов, станины и корпусные деталистанков, головки и поршни двигателей, зубчатые колеса и другие детали.

Ковкий чугун получают после длительного отжига % белого чугунапри высоких температурах, когда цементит почти полностью распадается свыделением свободного углерода на ферритной или перлитной основе. Углеродныевключения имеют округлую форму. В отличие от серых ковкие чугуны являются болеепрочными и пластичными и легче обрабатываются.

Высокопрочные (модифицированные) чугуны значительно превосходят обычныесерые по прочности и обладают некоторыми пластическими свойствами. Их применяютдля отливок ответственных деталей.При испытании серого и высокопрочного чугунов определяют предел прочности прирастяжении, изгибе и сжатии, а при испытании ковкого чугуна – пределпрочности при растяжении, относительное удлинение и твердость.При маркировке серого и модифицированного чугуна, например СЧ12-28, первыедве цифры обозначают предел прочности при растяжении, последующие две –предел прочности при изгибе. [2, стр. 325-326]