Облицовочные изделия из стекла (страница 3 из 4)
Стеклянная мозаика
(ГОСТ 17057-89. Плитки стеклянные облицовочные коврово-мозаичные и ковры из них. Технические условия)
Стеклянная мозаика представляет собой стеклянные коврово-мозаичные облицовочные плитки размерами 21×21×5 мм и 46×46×5 мм, наклеенные на стеклосетку и таким образом собранные в ковры.
| 
|
| а | б |
Рис. 12.19. Стеклянная мозаика:
а – вид ковра; б – пример использования для внутренней облицовки
Применяется для наружной и внутренней облицовки.
Облицовочные изделия из стекла (страница 4 из 4)
Смальта
Смальта представляет собой кусочки глушёного стекла неправильной формы размером до 20 мм. Применяется для отделки фасадов, изготовления мозаичных панно.
| 
|
| а | б |
Рис. 12.20. Смальта:
а – внешний вид; б – пример отделки фасада смальтой
Металлические материалы
Металлические материалы в виде конструкций и изделий из черных и цветных металлов широко применяют в современном строительстве. Это обусловлено их высокой удельной прочностью, надежностью, долговечностью, индустриальностью, простотой монтажа, совместного применения с другими строительными материалами.
Высокая удельная прочность металлов Rуд=R/d, где d=ρm/ρв; R – предел прочности, d – относительная плотность, ρm – средняя плотность материала, ρв – плотность воды при 4°C(Сталь марки Ст 5 – 65, бетон тяжелый – 15, кирпич керамический – 10) обусловливает их универсальность как конструкционных материалов для строительства, самолетостроения, судостроения, машиностроения.
Технологичность и индустриальность металлов – обработка путем проката, ковки, штампования, клёпки, сварки. Металлы пластичны (пластичность обусловлена металлической связью и наличием в металле подвижных дислокаций), что является ценным технологическим и конструкционным свойством (внезапное хрупкое разрушение опасно). Применение с другими строительными материалами: керамическими, теплоизоляционными, лесными, полимерными, цементными (железобетон) материалами.
Однако металлическим материалам присущи и некоторые недостатки: необходимость осуществления защиты от коррозионных и высокотемпературных воздействий.
В строительстве применяют черные и цветные металлы.
Черные металлы – промышленное название железа и его сплавов (чугун с содержанием углерода 2-6,7%, сталь с содержание углерода менее 2,0%, ферросплавы и др.). Черные металлы составляют более 90% всего объёма используемых металлов, из них основную часть составляют различные стали.
Цветные металлы – все остальные металлы (алюминий, магний, медь, титан, никель, цинк, натрий, калий и т.д.). В строительстве их применяют наиболее часто в виде легких сплавов (средняя плотность 2,65-2,85г/см3). Им присущи высокая удельная прочность и коррозионная стойкость.
Производство стали в РФ в 2014 году составило 70,7 млн. тонн . Выпуск металлоконструкций – 2,0млн. тонн.
Основным металлом для изготовления металлических изделий и конструкций является сталь, в которой железо находится преимущественно в двух аллотропических формах α-Fe(кубическая объемно-центрированная кристаллическая решётка) и γ-Fe (кубическая гранецентрированная кристаллическая решётка). (Аллотропия - свойство перестраивать кристаллическую решетку при определенных температурах в процессе нагревания или охлаждения со снижением запаса свободной энергии). В зависимости от содержания углерода и температуры образуются твердые растворы железа с углеродом и карбид железа, имеющие различную структуру и свойства.
Основное представление о строении железоуглеродистых сплавов – сталей и чугунов дает диаграмма состояния железо-углерод (рисунок 13.1).
Диаграмма состояния (комбинация диаграмм простых типов). На ней имеются три горизонтали трехфазных равновесий: перитектического (1496°С), эвтектического (1147°С) и эвтектоидного (727°С). Все линии на диаграмме состояния соответствуют критическим точкам, то есть температурам, при которых происходят фазовые и структурные превращения в железоуглеродистых сплавах. Линия ABCD - линия начала кристаллизации сплава (ликвидус), линия AHJECF - линия конца кристаллизации сплава (солидус). В области диаграммы HJCE находится смесь двух фаз: жидкого раствора и аустенита, а в области CFD - жидкого раствора и цементита. В точке С при содержании 4,3%С и температуре 1130°С происходит одновременная кристаллизация аустенита и цементита и образуется их тонкая механическая смесь - ледебурит. Ледебурит присутствует во всех сплавах, содержащих от 2,0 до 6,67%C(чугуны). Точка Е соответствует предельному насыщению железа углеродом (2,0%С). В области диаграммы AGSF находится аустенит. При охлаждении сплавов аустенит распадается с выделением по линии GS феррита, а по линии SE - вторичного цементита. Линии GS и PS имеют большое практическое значение для установления режимов термической обработки сталей. Линию GS называют линией верхних критических точек, а линию PS -нижних критических точек. В области диаграммы GSP находится смесь двух фаз - феррита и распадающегося аустенита, а в области диаграммы SEE' - смесь вторичного цементита и распадающегося аустенита. В точке S при содержании 0,8%С и при температуре 723°С весь аустенит распадается и одновременно кристаллизуется тонкая механическая смесь феррита и цементита - перлит. Линия PSK соответствует окончательному распаду аустенита и образованию перлита. В области ниже линии PSK никаких изменений структуры не происходит. Структурные превращения в сплавах, находящихся в твердом состоянии, вызваны следующими причинами: изменением растворимости углерода в железе в зависимости от температуры сплава (QP и SE), полиморфизмом железа (PSK) и влиянием содержания растворенного углерода на температуру полиморфных превращений (растворение углерода в железе способствует расширению температурной области существования аустенита и сужению области феррита). Диаграмма стабильного равновесия Fe-С, обозначенная пунктиром, отображает возможность образования высокоуглеродистой фазы - графита - на всех этапах структурообразования в сплавах с повышенным содержанием углерода. Диаграмма состояния стабильной системы железо - графит отличается от метастабильной системы железо-цементит только в той части, где в фазовых равновесиях участвует высокоуглеродистая фаза (графит или цементит).
Феррит – твердый раствор углерода в α-Fe (содержание углерода: при 20°C – 0,006%, при 723°C – 0,02%). Феррит по свойства близок к железу, пластичен, мягок, HB=60-80.
Рис. 13.1. Диаграмма состояния железо-углерод
Цементит – карбид железа Fe3C, содержание углерода – 6,67%, тверд (HB=800), хрупок.
Перлит – эвтектоидная смесь(0,83% углерода) феррита и цементита, различают зернистый и пластинчатый.
Аустенит – твердый раствор внедрения углерода в γ-Fe. Предельная растворимость углерода в γ-Fe 2,14%. Аустенит обладает высокой пластичностью, низкими пределами текучести и прочности. Твердость аустенита 160...200 НВ.
Строительные стали в основном доэвтектоидные (с концентрацией углерода до 0,83%), поэтому для них характерны ферритная, феррито-цементитная и феррито-перлитная структуры.
С увеличением содержания углерода изменяется структура железоуглеродистых сплавов. Увеличивается количество цементита и уменьшается количество феррита, что сопровождается возрастанием прочности и твердости, снижением пластичности и ударной прочности сплавов, ухудшением способности к загибу (рисунок 13.2).
Рис. 13.2. Зависимости временного сопротивления разрыву σв, предела текучести σт, относительного удлинения δ стали от содержания в ней углерода
В зависимости от содержания в стали углерода, марганца и кремния углеродистую сталь обыкновенного качества изготовляют следующих марок: Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, Ст6пс, Ст6сп. Буквы "Ст" обозначают "Сталь", цифры - условный номер марки в зависимости от химического состава, буква "Г" - марганец при его массовой доле в стали 0,80% и более, буквы "кп", "пс", "сп" - степень раскисления стали: "кп" - кипящая, "пс" - полуспокойная, "сп" - спокойная. Зависимость свойств некоторых марок сталей от содержания в них углерода приведена на рисунке 13.3.
Рис. 13.3. Зависимости временного сопротивления разрыву σв, предела текучести σт, относительного удлинения δ стали от ее марки
Качество стали зависит и от других примесей. Например, присутствие фосфора вызывает хладноломкость (склонность металлов значительному возрастанию) хрупкости при понижении температуры, серы – красноломкость (свойство стали давать трещины при горячей обработке ковкой, штамповкой, прокатом в области температур красного или жёлтого каления (850—1150°С). Содержание кислорода обычно не превышает 0,03%. При повышении его содержания снижается ударная прочность, проявляется хладноломкость.
Углеродистая сталь обыкновенного качества в зависимости от гарантируемых свойств поставляется 3-х групп А, Б, В.
Стали группы А поставляют с гарантируемыми механическими свойствами, химсостав не указывается. Эти стали используют в горячекатаном состоянии, изготовление изделий из них не сопровождается горячей обработкой.
Стали группы Б поставляют с гарантированным химсоставом, механические свойства не гарантируются. Перед маркой стали обязательно указывают букву Б (обозначение группы). Применяют для изделий, изготавливаемых с термической обработкой (сваркой). Стали марок БСт1 – БСт5 широко используют для изготовления сварных строительных конструкций. Химсостав определяет режимы термической обработки.
Стали группы В поставляют с гарантированными механическими свойствами и химсоставом. Перед маркой стали обязательно указывают букву В (обозначение группы). Например, ВСт2, ВСт3, Вст4.
Степень раскисления (в зависимости содержание кремния) стали обозначается следующими индексами: СП (не менее 0,12%) - спокойная сталь получена при полном раскислении и застывании металла без выделения газа; ПС (0,07-0,12 %) – полуспокойная сталь; КП (не более 0,07 %) – кипящая сталь.
Качественные конструкционные углеродистые стали поставляются с гарантированными механическими свойствами и химсоставом следующих марок 05кп, 08кп, 08сп, 08пс …85. Цифры обозначают содержание углерода в сотых долях процента. Эти стали отличаются от углеродистых сталей обыкновенного качества более низким содержанием вредных примесей. Их применение допускает термическую обработку.
Качественные конструкционные углеродистые стали находят многостороннее применение, так как в зависимости от содержания углерода и термической обработки обладают разнообразными механическими свойствами. Пластичные стали (05, 08, 10) применяют для изделий, изготовляемых холодной штамповкой и сваркой. Стали более высоких марок используют для изготовления крепежных деталей, изделий и конструкций, подвергающихся циклическим нагрузкам.
Легированные стали содержат легирующие (улучшающие качество стали) элементы, специально вводимые в определенных количествах для повышения прочности, твердости, коррозионной стойкости, жаропрочности, ударной прочности и придания специальных свойств. Большинство легирующих элементов «измельчают зерно», что способствует повышению работы развития трещин и снижению порога хладноломкости. Блокирование дислокаций легирующим элементом повышает временное сопротивление разрыву и предел текучести, хотя при этом снижается пластичность. Комплексное легирование дает значительно больший эффект (таблица 13.1).
Таблица 13.1.
| Марка стали | Временное сопротивление разрыву σв, МПа | Предел текучести σт, МПа | Относительное удлинение δ, % |
| Углеродистую сталь обыкновенного качества Ст6сп | 600 | 300 | 12 |
| Легированная сталь 35ХГСА | 1650 | 1300 | 9 |
Легирующие элементы (кремний, марганец, никель), растворяясь в феррите упрочняют его. Введение 1% никеля значительно повышает порог хладноломкости и сопротивление распространению трещин.
Марки легированных сталей состоит из сочетания букв и цифр, обозначающих ее химсостав. Приняты следующие обозначения: хром – Х, марганец – Г, кремний – С, никель – Н, титан – Т, алюминий – Ю и т.д. Например, легированная сталь марки 25ХГ2С, используемая при изготовлении арматуры предварительно напряженных железобетонных конструкций, содержит 0,25% углерода, 1% хрома, 2% марганца, 1% кремния.
Пример легированных сталей со специальными свойствами – коррозионностойкие стали (хромистые нержавеющие марок Х13, Х17, хромоникелевая марки Х18Н9). Они стойки в атмосфере и промышленных средах.
В зависимости от способа обработки выпускают следующие группы стальных изделий:
1. Изделия горячего проката – уголки, швеллеры, двутавры, тавры и т.п. (рисунок 13.4).
2. Изделия холодной вытяжки – холоднотянутая проволока обыкновенного качества и высокопрочная гладкого и периодического профиля (рисунок 13.5).
3. Изделия комбинированной обработки – гнутые профили (рисунок 13.6).
В строительстве используют главным образом низкоуглеродистые (углерода до 0,3%) и низколегированные стали (суммарное содержание легирующих элементов до 5%). Их применяют для изготовления металлоконструкций и арматуры железобетонных конструкций.
| 
| 
| 
| 
|
| а) | б) | в) | г) | д) |
Рис. 13.4. Сортамент металлопроката:
а - уголки равнополочные; б - уголки неравнополочные; в – швеллеры; г - двутавры; д – тавры.
Применяют стержневую и проволочную арматурную сталь. Стержневая арматура подразделяется на горячекатаную, не подвергаемую после проката упрочняющей обработке, и упрочненную термической обработкой или вытяжкой в холодном состоянии.
Класс стержневой арматуры определяется следующими механическими характеристиками: временным сопротивлением при разрыве, пределом текучести, относительным удлинением при разрыве, углом загиба в холодном состоянии. Обозначения классов стержневой (А) дополняют индексами: Ат – термически упрочненная, Ас – предназначенная для северных регионов, Ат-IVК и Ат-VIК с повышенной стойкостью против коррозионного растрескивания под напряжением, Ат-IIIС и Ат-IVС – термически обработанная, свариваемая.
| 
|
| а) | б) |
Рис. 13.5. Сортамент арматурной стали:
а – арматурная сталь периодического профиля; б – проволока из низкоуглеродистой стали холоднотянутая.
Рис. 13.6. Сортамент профилей стальных гнутых замкнутых сварных
Совмещенная диаграмма растяжения арматурных сталей позволяет сравнить характеристики основных классов арматуры (рисунок 13.7).
Рис. 13.7. Совмещенная диаграмма растяжения арматурных сталей разных классов.
Арматуру классов А-I, А-II изготавливают из стали марок СТ3 и Ст5 с относительно низким пределом текучести. Арматуру классов А-III … А-VII – из легированных сталей. При повышении класса арматуры возрастает временное сопротивление разрыву и предел текучести, при этом относительное удлинение снижается.
Арматурную проволоку изготавливают гладкой и периодического профиля диаметром 3-8 мм. Её делят на классы В-I, В-II (гладкая) и Вр-I и Вр-II (периодического профиля). Арматурные канаты К-7, К-19 соответственно семи и девятнадцатипрядевые.
Для напрягаемой арматуры применяют высокопрочную сталь с высоким пределом текучести А-V, А-VI, высокопрочную рифленую проволоку Вр-II, арматурные канаты К-7, К-19, что позволяет снизить расход стали.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 360; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!