Владимир Онищенко - Справочник строительных материалов, а также изделий и оборудования для строительства и ремонта квартиры

При волочении в металле появляется так называемый наклеп – упрочнение металла в результате пластической деформации. Наклеп повышает твердость стали, но снижает пластичность и вязкость. Явление наклепа вызывает старение стали – структурные изменения, повышающие ее хрупкость. Старение стали особенно опасно в конструкциях, подвергающихся ударной нагрузке (в железнодорожных мостах, рельсах, подкрановых балках). Однако явление наклепа широко используют на практике при механическом упрочнении арматурной стали для повышения предела текучести.

Холодное профилирование металла — процесс деформирования листовой или круглой стали на прокатных станах. Из листовой стали получают гнутые профили с различной конфигурацией в поперечнике, они экономичнее профилей горячей прокатки – за счет сокращения толщины профиля до 2 мм.

Арматуру, как уже упоминалось ранее, располагают главным образом в тех местах конструкции, которые подвергаются растягивающим усилиям (при изгибе, растяжении, внецентренном сжатии). Арматура является важнейшей составной частью железобетона; она должна надежно работать совместно с бетоном на всех стадиях службы изделия. С целью более рационального использования в качестве арматуры для железобетона применяют высокопрочные низколегированные стали или арматурную сталь подвергают механическому упрочнению или термической обработке.

Механическое упрочнение стали осуществляют путем волочения или скручивания. При волочении стержень проходит через коническое отверстие и обжимается. Вытяжку арматуры производят усилиями, превышающими предел текучести стали, при этом арматура несколько вытягивается. Способ упрочнения арматуры путем скручивания ее в холодном состоянии вокруг продольной оси имеет преимущества как в техническом, так и в экономическом отношении по сравнению с другими способами упрочнения арматуры. Механическое упрочнение изменяет структуру металла и способствует повышению предела текучести стали, который после упрочнения повышается почти на 30 %. Настолько же можно увеличить напряжение в арматуре железобетона или сэкономить металл, применив стержни меньшего сечения. Повышают качество арматурной стали также методом термической обработки : закалкой токами высокой частоты, изотермической закалкой, закалкой после нагрева электротоком и последующим отпуском и закалкой после нагрева в печи с отпуском.

Стержневая арматура бывает горячекатаной, термически упрочненной и упрочненной вытяжкой – подвергнутой после прокатки упрочнению вытяжкой в холодном состоянии.

Проволочная арматура подразделяется на арматурную проволоку и арматурные проволочные изделия. Арматурную проволоку различают двух классов: холоднотянутую класса В-I (низкоуглеродистую), предназначенную для ненапрягаемой арматуры, и класса В-II (углеродистую), предназначенную для напрягаемой арматуры (высокопрочная арматурная проволока), а также Вр-I и Вр-II (буква «р» обозначает наличие периодического профиля).

Арматурные проволочные изделия бывают: а) нераскручивающиеся стальные арматурные пряди класса П (3, 7 и 19-проволочные), предназначенные для напрягаемой арматуры; количество проволок в прядях обозначается соответствующей цифрой, например П-7 (7-проволочная арматурная прядь); б) стальные арматурные канаты двух– и многопрядные класса К, предназначенные для напрягаемой арматуры; для обозначения типа арматурного каната к индексу К добавляют две цифры: первая из них соответствует количеству прядей, а вторая – количеству проволок в прядях, например, К219 – двухпрядный арматурный канат, каждая прядь которого состоит из 19 проволок; в) сварные арматурные сетки для ненапрягаемой арматуры; г) тканые или сварные проволочные сетки для армирования армоцементных конструкций. Проволочную арматуру выпускают диаметром 3–8 мм с пределом прочности от 1400 (для диаметра 8 мм) до 1900 МПа (для диаметра 3 мм), с пределом текучести соответственно 1120 и 1520 МПа.

Для получения строительных изделий высоких технических свойств широко применяют сплавы цветных металлов: алюминиевые, титановые, магниевые и др.

Алюминиевые сплавы , применяемые в строительстве, приближаясь по прочности к основным маркам строительных сталей, имеют небольшую плотность (2,7–2,9 т/м 3) и высокую стойкость к коррозии. Алюминиевые сплавы широко используют для изготовления проката в виде профилей: уголков, швеллеров, двутавров, труб круглого и прямоугольного сечений. Они также применяются при изготовлении заклепок, болтов. Изделия из алюминиевых сплавов отличаются простотой технологии изготовления, хорошим внешним видом, сейсмостойкостью, хладостойкостью, огнестойкостью, антимагнитностью и долговечностью, что позволяет им успешно конкурировать со сталью и другими строительными материалами.

Алюминий в чистом виде обладает многими высокими техническими свойствами: хорошей сопротивляемостью коррозионным воздействиям среды, высокой электропроводностью, он пластичен, что позволяет легко изготовлять из него детали самого разнообразного и весьма сложного профиля. Недостатком алюминия является незначительная прочность – всего 70—100 МПа, что не позволяет его использовать для несущих строительных конструкций.

При этом алюминий резко повышает свои механические показатели при добавке к нему других металлов – меди, марганца, магния. В настоящее время расширяется сфера применения алюминиевых конструкций и полуфабрикатов путем создания новых конструктивно-облицовочных материалов с разнообразными защитно-декоративными полимерными, лакокрасочными, эмалевыми и электротехническими покрытиями.

В многоэтажных общественных, административных и промышленных зданиях с высотой этажа до 5 м и шагом колонн каркаса 6 м применяют стеновые панели П-1А размером 1880x162x4125 мм. Каркас панели состоит из двух рам, соединенных болтами через текстолитовые прокладки. Рама заполняется двумя слоями асбестоцементных листов с внутренним утепляющим слоем. На одной стороне наклеен алюминиевый лист (пароизоляция). Наружную декоративную вставку изготовляют из шпунтовых профилей или штампованного листа. Панели производят размером 3500x750x62 мм, массой 35 кг.

Для покрытий отапливаемых производственных общественных и гражданских зданий применяют панели покрытия с предварительно напряженными обшивками из рулонных алюминиевых листов. Панель позволяет перекрывать пролеты до 30 м и более непосредственно от стены до стены здания без устройства несущих элементов шатра. Такие панели выпускают размером 30000x3000x1750 мм, массой 2000 кг, расход алюминиевых сплавов на 1 м 2панели составляет 12 кг.