Файл: Кропотов В.Н. Строительные материалы учеб. для [архитектур.] вузов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 162

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Легированные стали маркируют (обозначают) следующим образом: кремнемарганцевую — 15 ГС, 18 Г2С и 26 Г2С, хромокремнемарганцевую — 14 ХГС, 30 ХГ2С и т. д. Двузначные цифры в начале марки указывают на содержание углерода в сотых долях процентов, а сле­ дующие за ними буквы обозначают легирующий элемент: Г — марга­ нец, X — хром, H — никель, Д — медь, П — фосфор, В — вольфрам,

К — кобальт, Б — алюминий.

Цифры после букв указывают на

содержание легирующего элемента

в целых процентах, а если цифры

не приводятся, то это означает,

что легирующих элементов содержит­

ся не более 1,0—1,5%.

 

 

 

 

 

В зависимости от содержания легирующих

примесей стали подраз­

деляют на следующие: низколегированные с содержанием

примесей

до 2%, среднелегированные, когда

примеси

находятся

в

пределах

2—10%, высоколегированные,

если

примесей

содержится

более* 10%.

Для строительства обычно

применяют низколегированные стали.

По сравнению со сталью марки Ст. 3 эти стали обладают

большей

прочностью при достаточно высокой пластичности и свариваемости. Содержание углерода в этих сталях не превышает 0,2%. Легирующи­ ми элементами в них являются марганец (не более 2%) и хром. Для

повышения стойкости

от атмосферной

коррозии

в состав легирован­

ных строительных

сталей вводят медь.

 

 

 

 

В табл. 55 приведены механические

свойства

низколегированных

сталей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 55

 

 

 

М е х а н и ч е с к и е

свойства

Марки

сталей

предел те­

предел

относи ­

 

 

 

кучести,

прочности, тельное уд­

 

 

 

кг/ммг

 

кГ/мм'

линение! %

Кремнемарганцевые

15

ГС

35

 

50

18

 

18 Г2С

40

 

60

14

 

25 Г2С

40

 

60

14

Хромокремнемарганцевая 30ХП2С

60

 

90

6

Хромокремненикелемедистая 15ХСНД (СХЛ-1,

 

52

18

НЛ-2)

 

 

35

 

Ст. 3

 

 

24

 

38—47

21—23

Арматурная сталь. В строительстве сталь широко применяют для армирования железобетонных конструкций в виде стержней, проволо­ ки, сборных сеток-каркасов. Такая сталь может быть горячекатаной или холоднотянутой. По форме сталь чаще всего бывает круглая, а для улучшения сцепления — периодического профиля. В последние годы для повышения механических свойств сталь обрабатывают наклепом и термическим упрочнением. Классификация и маркировка арматур­ ной стали указаны в табл. 56.

354


 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 56

 

Марки сталей и сортамент стержневой

арматуры

 

 

 

 

К л а сс арма ­

С о р т а м е н т

 

 

ГОСТ или ТУ

 

 

 

 

 

т у р н о й

( д и а м е т р ) ,

Марка

стали

Характеристика

стали

на сталь

 

стали

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А-І

6—40

Ст. 3

380—60 *, 5781—61

Углеродистая

обыкно­

 

 

 

 

 

 

венного

качества

групп

 

 

 

 

 

 

А и В

 

 

 

 

А-ІІ

10—40

ВМСт. 5 пс

ЧМТУ 2—114—70

То же, группы В

 

 

ВКСт.

5 пс

5781—61

 

 

 

 

 

 

 

 

ВМСт. 5 сп,

и 380—60 *

 

 

 

 

 

 

 

 

ВКСт. 5 сп

 

 

 

 

 

 

 

 

40—90

18Г2С

 

5058—65 *

 

Низколегированная

 

10—32/40

10 ГТ

 

5781—61

 

кремнемарганцовая

 

 

ЧМТУ 1—89—67

То же, марганцовистая

 

 

 

 

 

 

с титаном

 

 

A - III

6—40

25Г2С, 35ГС

5058—65 *

 

То' же,

кремнемарган­

 

 

 

 

 

цовая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6—9

18Г2С

5781—61

 

То же

 

 

 

 

A-IV

10—32

20ХГ2Ц

5058—65 *

 

То же,

хромомарган-

 

 

 

 

 

 

цовая с

цирконием

 

10—18

20ХГСТ

ЧМТУ/ЦНИИЧМ

То же,

хромокремне-

 

 

 

 

871—63

 

марганцовая с

титаном

 

10—18

80С

 

5058—65 *

 

То же, кремнистая

 

 

 

 

 

 

(с титаном)

 

 

A-V

10—18

23Х2Г2Ц

ЧМТУ 1—177—67

То же, хромомарганцо-

 

 

 

 

 

 

вая с цирконием

 

 

10—18

23Х2Г2Т(Ф)

То же

 

То же, с титаном (или

 

 

 

 

 

 

с ванадием)

 

 

Ат-IV—Ат-Ѵ

10—40

 

Устанавливается

заводом-изготовителем

 

 

 

по ГОСТ 10884—64*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Атк

6—9

65Г,

60С2

ЧМТУ/ЦНИИЧМ

Низколегированная

 

 

 

 

538—61

 

марганцовая

или крем­

 

 

 

 

 

 

нистая

 

 

 

 

 

 

 

7. Ч У Г У Н Ы

 

 

 

 

 

 

С е р ы й ч у г у н содержит углерода

в связанном

состоянии не

более 0,5%; поскольку остальной углерод находится в виде графита, цвет чугуна серый. Графит образуется в результате термической обра­ ботки

Fe3C--*3Fe + C

13*

355


Маркируют серый чугун следующим образом. В марке Сч 12—28 первые две цифры обозначают предел прочности при растяжении, по­ следующие две цифры — предел прочности при изгибе.

Из серого чугуна отливают элементы конструкций, хорошо рабо­ тающие на сжатие (колонны, опорные подушки, тюбинги, трубы и др.).

К о в к и й ч у г у н получают длительным отжигом белого чу­ гуна. В отличие от серых, ковкие чугуны являются более прочными и пластичными — они легче обрабатываются. В марке ковкого чугуна Кч 37—12 первые две цифры означают предел прочности при растяже­ нии, а две последующие — относительное удлинение. Буквы Кч озна­

чают ковкий чугун.

 

 

В ы с о к о п р о ч н ы й

( м о д и ф и ц и р о в а н н ы й )

с е р ы й

ч у г у н получают путем

введения в жидкий сплав серого чугуна

модификаторов (ферросилиция совместно с алюминием).

Прочность

модифицированных чугунов повышается благодаря получению сорбит-

ной структуры с

равномерным расположением мелких графитных

включений.

 

 

 

 

 

Механические

свойства чугунов

указаны

в табл. 57.

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 57

 

П р е д е л прочности,

П р е д е л

О т н о с и ­

 

 

кГ/мм2

Твердость

Ч у г у н

 

 

текуче ­

т е л ь н о е

 

 

сти,

у д л и н е н и е ,

по

 

р а с т я ж е ­

 

Б р и н е л л ю

 

изгиб

кГ/мм2

%

 

ние

 

 

 

 

 

 

 

 

Серый

12—38

28—60

 

 

143—269

 

30—37

 

 

10—18

 

 

40—60

 

30—42

1,5—10

187—269

8. Ц В Е Т Н Ы Е М Е Т А Л Л Ы И С П Л А В Ы

Цветные металлы и сплавы весьма разнообразны по своему составу и свойствам. Принцип получения цветных сплавов основан на свойстве многих металлов образовывать в расплавленном состоянии однородные смеси. К числу цветных металлов, широко применяемых в промыш­ ленности, относятся медь, алюминий и их сплавы.

Медь металл красноватого цвета, мягкий, тягучий в холодном состоянии. Она отличается, как и ее сплавы, высокой теплопровод­ ностью, электропроводностью, пластичностью и коррозионной стой­ костью, образуя на своей поверхности красивую темную пленку углекислых соединений меди, называемую патиной.

Медь встречается главным образом в рудах (в виде сернистых соединений) в количестве до 3%, содержащих в своем составе также цинк, серу, железо и другие металлы. Медные руды предварительно обогащают отделением ценной части от пустой породы методом флота­ ции. Полученный концентрат содержит от 15 до 30% меди.

356


Из сплавов меди основными являются: бронзы — сплавы меди с оловом, кремнием, алюминием, марганцем и др. (бронзы оловянистые, алюминиевые, свинцовистые); латунь — сплав меди с цинком; мельхиор, константан — сплав меди с никелем.

Свинец металл синевато-серого цвета, плохой проводник тепла и электричества, один из лучших материалов для защиты от радио­ активных излучений. Добывают свинец путем восстановления свинцо­ вых соединений. К рудам, содержащим свинец, относятся свинцовый блеск, сульфит свинца и углекислый свинец. На свинцовые заводы поступают обогащенные руды — свинцовые концентраты с содержа­ нием 40—70% свинца.

Цинк металл синевато-белого цвета. Цинковые руды представ­ ляют собой окисленные и сернистые соединения. Основной минерал, содержащий до 60% цинка,— цинковая обманка.

Цинк используют как материал для кровельных покрытий, для производства скобяных изделий, в лакокрасочной промышленности. Цинк обладает антикоррозионными качествами.

Антифрикционные сплавы (баббиты). Из баббитов — легкоплавких

сплавов распространенными являются оловянистые и свинцовистые.

Баббиты состоят из мягких и пластичных металлов

олова и свинца

с добавками меди, сурьмы (реже кадмия и никеля) и др. Эти сплавы

обладают высоким сопротивлением износу и малым

коэффициентом

трения. Применяют их для заливки подшипников.

Алюминий является самым распространенным металлом в природе. Если в земной коре железа содержится 4,5%, то алюминия — 7;5%.

Алюминий в природе находится в химически

связанном состоянии

в виде алюмосиликатов и окиси алюминия А12 03

— глинозема, который

является основным сырьем для промышленного получения алюминия. Глинозем содержится в таких породах, как бокситы, нефелины,

алуниты, каолины и др.

Алюминий — легкий металл серебристо-белого цвета. Он хорошо поддается прокатке, прессовке, ковке, волочению, штамповке, обла­ дает высокой тепло- и электропроводностью.

Для строительных целей чистый алюминий малопригоден, так как он имеет низкую механическую прочность; в основном его применяют в виде сплавов с другими металлами (магний, марганец, медь, цинк и др.) и кремнием или в виде тонких листов для кровли. При этом получаются высококачественные конструкционные материалы, обла­ дающие высокой механической прочностью (до 70 кГ/мм2) и стойкостью против коррозии.

Для производства алюминия используют бокситовую руду, в состав которой входят глинозем (50—57%), примеси кремнезема, окиси железа и других соединений.

Процесс получения алюминия состоит из следующих двух опера­ ций: выделения из руды чистой окиси алюминия — глинозема и вос­ становления электролизом расплавленного глинозема в чистый алю­ миний.

Удельный вес алюминия равен 2,7, объемный вес — 2,7—2,8 т/м3, температура плавления 660°, температура кипения 1800° . На воздухе

357