Керамические материалы и изделия из легкоплавких глин

1. Кирпич глиняный обыкновенный пластического прессования. Марки кирпича: 300, 250, 200, 150, 125, 100.Применяют при кладке внутренних и наружных стен, столбов и других частей зданий и сооружений.

2. Кирпич (камень) керамический пустотелый пластического прессования выпускают для кладки несущих стен одноэтажных и многоэтажных зданий, внутренних помещений, стен и перегородок, облицовки кирпичных стен.

3. Кирпич строительный лёгкий изготовляют путём формовки и обжига массы из глин с выгорающими добавками, а также из смесей песка и глин с выгорающими добавками. Размер кирпича: 250×120×88 мм, марки 100, 75, 50, 35. Кирпич лёгкий применяют при кладке наружных и внутренних стен зданий с нормальной влажностью внутри помещений.

4. Черепицу изготовляют из жирной глины путём обжига при 1000—1100 °C. Прочна, очень долговечна и огнестойка. Недостатки — большая средняя плотность, утяжеляющая несущую конструкцию крыши, хрупкость, необходимость устраивать крыши с большим уклоном для обеспечения быстрого стока воды.

5. Дренажные керамические трубы изготавливают из глин с отощающими добавками или без них, внутренний диаметр 25-250 мм, длиной 333, 500, 1000 мм и толщиной стенок 8-24 мм. Дренажные керамические трубы применяют при строительстве осушительно-увлажнительных и оросительных систем, коллекторно-дренажных водоводов.

Керамические материалы и изделия из тугоплавких глин

1. Камень для подземных коллекторовПрименяют при прокладке подземных коллекторов диаметром 1,5 и 2 м, при устройстве канализационных и др. сооружений.

2. Плитку керамическую фасадную применяют для облицовки зданий и сооружений, панелей, блоков.

3. Керамические канализационные трубы. Они имеют цилиндрическую форму и длину 800, 1000 и 1200 мм, внутренний диаметр 150—600 м.

4. Плитку для полов по виду лицевой поверхности подразделяют на гладкую, шероховатую и теснённую; по цвету — на одноцветную и многоцветную; по форме — на квадратную, прямоугольную, треугольную, шестигранную, четырёхгранную. Толщина плитки 10 и 13 мм. Применяют её для устройства полов в помещениях промышленных, водохозяйственных зданий с влажным режимом.

5. Керамическая кровельная черепица.

Кирпичи оценивают по результатам внешнего осмотра и обмера, качества обжига. Определяют марку по прочности (по результатам испытания 5 кирпичей на изгиб и 5 на сжатие), марку по морозостойкости. Марка по прочности определяется по 4 значениям: средняя прочность на изгиб и минимальная прочность на изгиб, Средняя прочность на сжатие и минимальная прочность на сжатие.

12) Модифицирование структуры и свойств стали. Основы термической обработки металлов. Конструкционные строительные стали; стальная арматура для железобетонных конструкций

Металлы, применяемые в строительстве, делят на две группы: чёрные (железо и сплавы) и цветные. В зависимости от содержания углерода чёрные металлы подразделяют на чугун и сталь.

Чугун — железоуглеродистый сплав с содержанием углерода от 2 % до 6,67 %. В зависимости от характера металлической основы он делится на четыре группы: серый, белый, высокопрочный и ковкий.

Серый чугун — содержит 2,4-3,8 % углерода. Он хорошо поддаётся обработке, имеет повышенную хрупкость. Его используют для литья изделий, не подвергающихся ударным воздействиям.

Белый чугун — содержит 2,8-3,6 % углерода, обладает высокой твёрдостью, однако он хрупок, не поддаётся обработке, имеет ограниченное применение.

Высокопрочный чугун получают присадкой в жидкий чугун магния 0,03-0,04 % он имеет тот же химический состав что и серый чугун. Он имеет наиболее высокие прочностные свойства. Его применяют для отливки корпусов насосов, вентилей.

Ковкий чугун — получают длительным нагревом при высоких температурах отливок из белого чугуна. Он содержит 2,5-3,0 % углерода. Его применяют для изготовления тонкостенных деталей (гайки, скобы…).

Стали — получают в результате переработки белого чугуна в мартеновских печах. С увеличением в сталях содержания углерода повышается их твёрдость и хрупкость, в то же время понижается пластичность и ударная вязкость.

Механические и физические свойства сталей значительно улучшаются при добавлении в них легирующих элементов (никеля, хрома, вольфрама). Стали делятся на: углеродистые (легирующие элементы отсутствуют) и легированные.

Углеродистые стали в зависимости от содержания углерода подразделяют на низкоуглеродистую (углероды до 0,25 %), среднеуглеродистую (0,25-0,6 %) и высокоуглеродистую (0,6-2,0 %).Легированные по содержанию легирующих компонентов: низколегированные (до 2,5 % легирующих компонентов), среднелегированные (2,5-10 %), высоколегированные (более 10 %).

К цветным металлам и сплавам относят алюминий, медь и их сплавы (с цинком, оловом, свинцом, магнием), цинк, свинец. В строительстве используют лёгкие сплавы — на основе алюминия или магния, и тяжёлые сплавы — на основе меди, олова, цинка, свинца. Латуни - сплавы меди с цинком содержат не более 45 % цинка с небольшим количеством других компонентов. Латуням присущи все положительные свойства меди (высокая электро - и теплопроводность, коррозионная стойкость, пластичность) при более высокой прочности и лучших технологических свойствах. Её применяют в виде изделий, листов, проволоки, труб.

Бронзы - это сплавы меди с оловом, алюминием, кремнием, свинцом, бериллием (в настоящее время бронзами называют все сплавы меди, кроме латуней и медно-никелевых сплавов). По химическому составу бронзы делятся на оловянистые и безоловянистые(специальные), а по технологическим свойствам – на обрабатываемые давлением (деформируемые) и литейные. Бронза — это коррозионностойкий металл, обладающий высокими механическими свойствами. Применяют её для изготовления санитарно-технической арматуры.

Основными способами модифицирования структуры и свойств стали, применяемыми в металлургии, являются:

• Введение в расплавленный металл веществ, образующих тугоплавкие соединения, являющиеся центрами кристаллизации;

• Введение легирующих элементов для дополнительного улучшения свойств;

• Термическая и термомеханическая обработка стали.

Цель любого процесса термической обработки состоит в том, чтобы нагревом до определенной температуры и последующим охлаждением вызвать желаемое изменение строения металла, в результате которого изменятся и свойства. Проведение термической обработки (ТО) можно свести к трем этапам: нагрев, выдержки и охлаждения; определяющими являются температура нагрева и скорость охлаждения.

Основные виды ТО – отжиг, закалка, отпуск и старение. Каждый из указанных видов имеет несколько разновидностей.

Закалка заключается в нагреве стальных изделий до температуры, несколько выше критической, некоторой выдержке их при этой температуре и в последующем быстром охлажденииих в воде, масле, масляной эмульсии. Температура нагрева при закалке зависит от содержания в стали углерода. При закалке увеличивается прочность и твёрдость стали, но снижается ударная вязкость..

Отпуск заключается в нагреве закалённых изделий до 200-350 °С (температура отпуска), выдержке их при этой температуре (в зависимости от марки стали) и последующем медленном или быстром охлаждении на воздухе, в воде или в масле. В процессе отпуска снижается твердость, повышается вязкость стали, уменьшается внутреннее напряжение в ней и её хрупкость, улучшается её обрабатываемость.

Отжиг заключается в нагреве стальных изделий до определённой температуры (750—960 °C), выдержке их при этой температуре и последующем медленном охлаждении в печи. При отжиге стальных изделий понижается твёрдость стали, также улучшается её обрабатываемость, повышается ее ударная вязкость.

Нормализация — разновидность отжига, заключается в нагреве стальных изделий до температуры несколько более высокой, чем температура отжига, но ниже температуры закалки, выдержке их при этой температуре и последующем охлаждении на воздухе. Повышает твердость, прочность и ударную вязкость стали.

Цементация — это процесс поверхностногонасыщения углеродом стали с целью получения у изделий высокой поверхностной твёрдости, износостойкости и повышенной прочности; при этом внутренняя часть стали сохраняет значительную вязкость.

Маркировка углеродистых сталей: Пример: АСт3пс.

1 группа стали в зависимости от гарантируемых свойств ( А - поставляют с гарантированными механическими свойствами, Б – химическими, В – с теми и другими одновременно).

2 Стали обозначают марками СТ1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, Ст6. С возрастанием номера стали растет и содержание углерода в ней, повышаются предел текучести и временное сопротивление при разрыве, твердость, снижаются пластические свойства.

3 пс, сп, кп – индекс раскисления.

Наиболее широко используется в строительстве сталь марки Ст3, которая идет на изготовление металлических конструкций гражданских и промышленных зданий и сооружений, опор линий электропередач, резервуаров, арматуры для железобетона.

Маркировка легированных сталей: 10ХСНД

1 – содержание углерода в сотых долях процента.

2 – названия легирующих элементов, Х –хром, С – кремний, Н – никель, М – молибден, Д – медь, К – кобальт, Г – марганец, В – вольфрам, Ю – алюминий.

Наибольшее применение в строительстве для изготовления металлических конструкций получили стали марок 10ХСНД, 15ХСНД, 10Г2СД и др.

Стальные строительные материалы и изделия

Горячекатаные стали выпускают в виде равнополочного уголка (с полками шириной 20-250 мм); неравнополочного уголка; двутавров, тавров, швеллера…

В качестве крепёжных изделий из стали применяют заклёпки, болты, гайки, винты и гвозди. При выполнении строительно-монтажных работ применяют различные способы обработки металлов: механическую, термическую, сварку.

Холодную обработку металлов подразделяют на слесарную и обработку металлов резанием. Слесарная и обработка состоит из следующих технологических операций: разметки, рубки, резки, отливки, сверления, нарезки.

Обработку металлов, резание осуществляют путём снятия металлической стружки режущим инструментом (точение, строгание, фрезерование). Её производят на металлорежущих станках.

Коррозия металла и защита от неё. Воздействие на металлические конструкции и сооружения окружающей среды приводит к их разрушению, которое называется коррозией. Коррозия начинается с поверхности металла и распространяется в глубь него, при этом металл теряет блеск, поверхность его становится неровной, изъеденной.

По характеру коррозионных разрушений различают сплошную, избирательную и межкристаллитную коррозию.

Сплошную коррозию подразделяют на равномерную и неравномерную. При равномерной коррозии разрушение металла протекает с одинаковой скоростью по всей поверхности. При неравномерной коррозии разрушение металла протекает с неодинаковой скоростью на различных участках его поверхности.

Избирательная коррозия охватывает отдельные участки поверхности металла. Её подразделяют на поверхностную, точечную, сквозную, и коррозию пятнами.

Межкристаллитная коррозия проявляется внутри металла, при этом разрушаются связи по границам кристаллов, составляющих металл.

По характеру взаимодействия металла с окружающей средой различают химическую и электрохимическую коррозию. Химическая коррозия возникает при действии на металл сухих газов или жидкостей не электролитов (бензина, масла, смол). Электрохимическая коррозия сопровождается появлением электрического тока, возникающего при действии на металл жидких электролитов (водных растворов солей, кислот, щелочей), влажных газов и воздуха (проводников электричества).

Для предохранения металлов от коррозии применяют различные способы их защиты: герметизацию металлов от агрессивной среды, уменьшения загрязнённости окружающей среды, обеспечение нормальных температурно-влажностных условий, нанесение долговечных антикоррозионных покрытий. Обычно с целью защиты металлов от коррозии их покрывают лакокрасочными материалами (грунтовками, красками, эмалями, лаками), защищают коррозионностойкими тонкими металлическими покрытиями (в том числе оцинковывание, алюминиевые покрытия и др.) с помощью газотермического напыления, плакированием. Кроме этого, металл от коррозии защищают легированием, то есть путём плавления его с другим металлом (хром, никель и др.) и неметаллом.

Стальная арматура для железобетонных конструкций. Для армированияжелезобетонныхконструкций применяют стержневую проволочную арматуру гладкого и периодического профиля, канаты. Совместную работу арматуры и бетона обеспечивает сцепление их по поверхности контакта.Железобето́н — строительный композиционный материал, представляющий совместно работающие бетон и арматуру. Совместную работу обеспечивают сцепление бетона с арматурой, защита бетоном арматуры от коррозии, примерно одинаковые коэффициенты линейного расширения.

Предварительно напряжённый железобетон (преднапряжённый железобетон) — это строительный материал, предназначенный для преодоления неспособности бетона сопротивляться значительным растягивающим напряжениям. Конструкции из преднапряженного железобетона по сравнению с обычным имеют значительно меньшие прогибы и повышенную трещиностойкость, обладая одинаковой прочностью, что позволяет перекрывать большие пролеты при равном сечении элемента. По условиям применения бывает:напрягаемаяарматура;ненапрягаемая арматура. Для предварительно напрягаемых конструкций используют А-IV, A-V, A-VI, B-II,Bp-II,K-7,K-19. Остальная арматура используется только для изготовления сеток, каркасов, петель и т.д.