Текст книги "Металлические строительные материалы и изделия"

В строительном производстве все шире изготовляют конструкции из алюминиевых сплавов, которые служат в качестве ограждающих и несущих при соответствующем технико-экономическом обосновании, а также при необходимости значительного снижения массы ограждающих и несущих конструкций зданий и сооружений, с целью обеспечения повышенных архитектурных требований к конструкциям зданий и сооружений, при необходимости обеспечения надежности эксплуатации конструкций за счет повышения коррозионной стойкости, сохранения прочностных характеристик при низких температурах, отсутствия магнитных свойств и искрообразования.

Для строительства и реконструкции зданий и сооружений производители изготавливают следующие виды строительных конструкций из алюминиевых сплавов:

– несущие конструкции из алюминиевых сплавов для промышленных зданий с агрессивными средами, строящихся в районах с высокой сейсмичностью и других районах. Уменьшение собственной массы конструкции значительно сокращает сейсмические нагрузки на здание в целом и исключают возможность разрушения расположенных ниже несущих конструкций, выполненных из более тяжелых материалов;

– кровельные панели следующих размеров: 1,5 м х 12,0 м; 3,0 м х 12, 0 м; 3,0 м х 6,0 м; 1,5 м х 6,0 м;

– стеновые панели 1,2 м х 12 м; 1,8 м х 12 м; 1,2 х 6 м; 1,8 м х 6 м, состоящие из двух щитов, соединенных с помощью решетки. Каждый щит состоит из каркаса и прикрепленной к нему точечной сваркой обшивки толщиной 1 мм (верхняя обшивка) и 0,8 мм (нижняя обшивка). Между стенками и уголками ставятся прокладки из прессованного картона, обе стороны которых смазывают эпоксидным клеем. В качестве утеплителя используют стекловатные маты;

– панели для покрытия ангаров 3 м х 12 м, состоящие из стального каркаса, усиленного шпренгелем, и алюминиевой мембраны из листа толщиной 0,8 мм, которая поперечными элементами разбивается на четыре ячейки размером 3 м х 3 м. Соединением мембраны с каркасом осуществляется при помощи алюминиевых заклепок. Утеплитель используют в виде плит ПСБ толщиной 40 мм;

– покрытия большепролетных гражданских и промышленных зданий, выполняющие несущие и ограждающие функции, в виде листовых оболочек;

покрытия в виде пространственной решетчатой конструкции. В зависимости и от назначения покрытия из алюминиевых сплавов могут быть плоскими, скатными, купольными, в виде сводов решетчатой пространственной конструкции. Их эффективность определяется облегчением, а следовательно, удешевлением остальных несущих конструкций, уменьшением затрат за счет исключения работ по устройству рубероидного покрытия на битумной мастике, уменьшением эксплуатационных расходов за счет исключения частых ремонтов кровли, использованием покрытий на предприятиях с агрессивными средами, способностью отражать лучи, а также высокой индустриальностью изготовления и монтажа;

– изделия для жилых, общественных, производственных и пространственных зданий: окна, витражи, витрины, балконные двери для устройства каркасно-филенчатых конструкций стеновых ограждений. Окна, витражи, витрины, балконные двери классифицируются по назначению, конструкции, виду филенок, заполняющих каркас и створные элементы.

По назначению различают изделия для жилых, гражданских и пространственных зданий. По конструкции каркаса – на одинарные, одинарные из комбинированных профилей, спаренные и раздельные. Комбинированный профиль состоит из двух наружных алюминиевых профилей и находящегося между ними вкладыша из материала малой теплопроводности. По виду филенок, заполняющих каркас и створные элементы, изделия подразделяются на светопрозрачные (одно, двухслойные, трехслойные), несветопрозрачные, комбинированные (включающие сочетание светопрозрачных и несветопрозрачных филенок). По степени готовности изделия бывают рамные, рамно-линейные и линейные. Створные элементы окон, витражей, витрин и балконных дверей (фрамуги, створки, дверные полотна) по системе открывания подразделяются на неоткрываемые, распашные, верхнеподвесные, нижнеподвесные, комбинированные, среднеподвесные, среднеповоротные, складывающиеся, раздвижные, подъемно-опускные.

Для комбинированных профилей вкладыши изготовляют из материалов, обеспечивающих прочность, долговечность и теплоизоляционные свойства каркасов. Из всего многообразия конструктивных решений систем подвижных элементов оконных переплетов наибольшее распространение получили открывающиеся переплеты со средним импостом и без него, среднеподвижные, повородные на средней вертикальной оси, с опрокидывающимися, открытыми и с параллельно выдвижными на фасад створками. Все соединения переплетов выполняют в основном с помощью контактной сварки.

Очень экономичны алюминиевые профили. Сечения их меньше, чем деревянных, что повышает светопропускную способность и улучшает внешний вид окна. Алюминиевые детали пустотелые и имеют небольшое сечение. Масса их створок не больше чем у деревянных. Зазоры и щели небольшие, так как алюминий не разбухает и не коробится подобно древесине, поэтому воздухопроницаемость их в два раза меньше, а срок службы в два раза больше. Анодированные алюминиевые блоки не окрашивают.

Оконные алюминиевые блоки дороже деревянных, однако благодаря более длительному сроку службы и уменьшению расходов на окраску, стоимость их эксплуатации в два раза меньше, чем деревянных. Поэтому даже при довольно высокой стоимости алюминия изготовленные из него оконные блоки в конечном счете обходятся дешевле, чем деревянные. Ажурные тщательное отделанные переплеты придают окнам красивый вид.

Навесные стены со сплошным остеклением называют витражами. Витражи позволяют создавать хорошие интерьеры и улучшают внешний вид здания, упрощают решение вопросов, связанных с эксплуатацией ограждающих конструкций и ограждающих ими помещений. Витражи с подвесным каркасом и двухслойным остеклением имеют наименьший расход алюминия на единицу площади.

Раздвижные конструкции с окатными стеклопакетами неэффективны из-за перерасхода алюминия. Увеличение высоты витражей приводит к повышению расхода алюминиевых сплавов по причине высокой деформативности конструкций.

В настоящее время из рулонных алюминиевых листов с предварительно напряженными обшивками серийно изготавливают специальные панели для покрытия отапливаемых производственных и гражданский зданий. Панели состоят из двух ферм, соединенных между собой верхнему и нижнему поясам поперечинами, по которым располагаются обшивки. Нижний напрягаемый лист включается в работу растянутого пояса и обеспечивает общую устойчивость конструкции в процессе сборки и эксплуатации. Чтобы включить в работу сжатого пояса верхнюю обшивку, ее прикрепляют к каркасу после предварительного растяжения. Это обеспечивает жесткость и устойчивость тонкого листа при работе на сжатие. Верхняя обшивка служит одновременно гидроизолирующим слоем, а нижняя – выполняет функции подвесного потолка.

Выполняется панель из наиболее дешевых рулонных листов и прессованных уголков, позволяя перекрывать пролеты более 30 метров без устройства несущих элементов шатра. Предварительное натяжение обшивок позволяет значительно увеличить жесткость панели, снизить расход алюминия, максимально используя прочносные свойства материала, повысить надежность конструкций, упростить и ускорить монтаж покрытия.

Изготавливаемые из алюминиевых сплавов подвесные потолки хорошо защищают работников в цехах точных производств. В общественных зданиях они выполняют роль декоративных, акустических и эстетических конструкций. Такие конструкции позволяют скрыть за ними сантехнические и электротехнические коммуникации и светильники. Они придают помещению красивый вид и снижают затраты на ремонт.

Для несущего каркаса используют гнутые реечные или прессованные профили из алюминиевых сплавов или стали, защищенной антикоррозионным покрытием. Лицевые элементы, которые обеспечивают потолку декоративность и акустические свойства, представляют собой листовую сталь или листы из алюминиевых сплавов, которые могут быть плоскими, объемными, гладкими, гофрированными, с перфорацией и без перфорации. Подвесной потолок выполняют из горизонтального несущего каркаса, подвешенного на специальных регулируемых тяжах к строительным или междуэтажным конструкциям здания. Конструктивную решетку выполняют из алюминиевого сплава в виде профилей таврового сечения. Конструкция тяжей дает возможность регулировать высоту каркаса, выверять горизонтальность потолка, а также устраивать проходной подвесной потолок. Основной несущий каркас изготавливают из прессованных алюминиевых профилей, литые крестовины изготавливают из алюминиевого сплава.

Для повышения износостойкости полов в помещениях, где поверхность полов подвергается механическим воздействиям транспорта, верхнее покрытие выполняют из металлоцементного состава, содержащего цемент, воду и дробленую стальную обезжиренную стружку. В помещениях, где полы выдерживают большие ударные нагрузки, для покрытия используют гладкие и рифленые чугунные дырчатые и стальные штапмованные плиты. Чугунные плиты с опорными выступами предназначены также для горячих цехов – кузнечных, прокатных, сталеплавильных литейных, где их применяют в зонах нагрева пола до 1000…1400 градусов.

Для наружной отделки фасадов довольно часто применяют двухслойные и трехслойные панели и блоки, лицевая отделка которых выполнена из стального листа, защищенного антикоррозионной краской, оцинкованной сталью с пластиковым покрытием или листов профильного алюминия. Применение этих крупноразмерных материалов улучшает внешний вид зданий, повышает их долговечность, обеспечивает надежную теплоизоляцию, так как их внутренний слой представляет собой пористый полимерный материал.

Для ограждающих конструкций (наружных стеновых панелей, плит покрытия) применяют двухслойные и трехслойные панели, в которых внутренние и наружные слои выполнены из листов оцинкованной стали или алюминиевых сплавов, между которыми расположен плитный утеплитель.

Для выполнения кровли часто применяют тонколистовую кровельную, оцинкованную сталь и металлочерепицу, а также профилированный стальной оцинкованный настил.

Металлочерепица представляет собой гофрированные стальные листы, реже – алюминиевые, толщиной около 0,5 мм с защитно-декоративным полимерным покрытием (полиэстер, пластилоль и др.). В зависимости от геометрии профиля выпускают изделия различного цвета с торговыми названиями «Монтерей», «Каскад» и другими площадью 8…10 м кв. или в виде мелкоштучных изделий площадью 0,5 м кв.

Для устройства монтируемой гидроизоляции подземных конструкций используют листовую низколегированную нержавеющую сталь.

Алюминиевую фольгу используют при изготовлении таких рулонных кровельных материалов, как фольгоизол, фольгобитеп, фольгорубероид, которые обладают повышенной прочностью и огнестойкостью. Рулонную алюминиевую фольгу в сочетании с плитным или рулонным высокопористым материалом применяют для теплоизоляции строительных конструкций, трубопроводов технологического оборудования.

В качестве пигмента для получения серебряной краски часто используют алюминиевую пудру и как газообразующую добавку при производстве ячеистого бетона.