Строительные стали применяются в конструкциях мостов, опор, матч, транспортных галерей, подкрановых балок, мостовых кранов, шпунтовых свай, для армирования железобетонных конструкций и других изделий. Строительные стали подразделяются по степени раскисления на спокойную часть стали (сп.), полуспокойную (пс.) и кипящую (кп.).
Основные свойства строительных низкоуглеродистых, низколегированных сталей, а также назначение конструкционных сталей, чугунов, цветных сплавов и пластмасс даны в приложении.
Стоимость этих сталей в основном определяются видом полуфабриката. В свою очередь, стали группы В поставляются с гарантированным химическим составом и механическими свойствами.
Эти стали применяются в тех случаях, когда сталь нужно подвергать термической обработке или сварке. Поэтому стоимость этих марок сталей несколько выше. Качественная углеродистая сталь имеет более высокую стоимость, так как выплавка этой стали более ответственна. Стоимость легированной стали зависит от химического состава, типа полуфабриката и его размеров. Так низколегированные стали, содержащие небольшое количество недефицитных и недорогих легирующих элементов (марганец, кремний), стоят относительно недорого. Стали, содержащие дорогие элементы (никель, хром, ванадий и т. д.),имеют более высокую цену.
Уясните назначение, классификацию и маркировку легированных сталей, а также влияние легирующих элементов на структуру и свойства стали. Обратите внимание на показатели, от которых зависит стандартизация легированной стали. При применении более дорогих легированных марок стали в строительстве следует представить экономическое обоснование. Изучите, из каких показателей слагается экономическое обоснование. Уясните, что применение легированной стали в строительстве является серьёзной народнохозяйственной проблемой. Из за дефицита некоторых легирующих элементов возникают сложности выплавки и обработки стали.
Вопросы для самопроверки.
1.Из чего складывается стоимость углеродистых марок стали обыкновенного качества и высококачественных?
2.Изложите основной принципы маркировки легированных сталей?
3.Как классифицируются легированные стали по структуре?
4.Что такое низколегированная сталь?
5.Укажите основные области применения легированных сталей в строительстве.
6.Из каких показателей складывается стоимость легированной стали?
7.В чем заключается экономическое обоснование применения легированных сталей?
8.Изложите основные достоинства и недостатки легированной стали по сравнению с углеродистой.
9.Почему применение легированной стали в строительстве является серьёзной народнохозяйственной проблемой?
Раздел VI. ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ
Алюминий и его сплавы. Алюминиевые сплавы широко используют для изготовления проката в виде разнообразных профилей, применяемых в строительной индустрии. Поэтому ознакомьтесь с основными физико-химическими свойствами алюминия, с классификацией алюминиевых сплавов. Изучите технологию термической обработки алюминиевых сплавов. Обратите внимание, на то что закалка алюминиевых сплавов заключается в нагреве сплавов до температуры, при которой интерметаллидные фазы растворяются в алюминии, выдержке при этой температуре и быстром охлаждении до комнатной температуры. После закалки следует старение. Ознакомьтесь с видами старения и процессами, происходящими в сплаве во время старения и процессами, происходящими в сплаве во время старения. Обратите внимание на то, что алюминиевые сплавы подразделяются на литые и деформируемые, последние в свою очередь подразделяются на упрочняемые термической обработкой и неупрочняемые.
Медь и её сплавы. В строительной промышленности медь в основном используется в виде сплавов латуни и бронзы. Латунь- это сплав меди с цинком,а бронза — сплав меди с другими элементами, в числе которых может быть и цинк. Установите область применения этих сплавов в городском хозяйстве. Изучите классификацию латуней и бронз, их структуру и физико- механические свойств зависимости от химического состава.
Вопросы для самопроверки.
1.Где и для каких целей используются алюминиевые сплавы в строительстве?
2.Перечислите основные физико-механические свойства алюминия и его сплавов.
3.Для каких целей производится закалка алюминиевых сплавов?
4.Для чего закаленные сплавы подвергаются старению?
5.Чем отличаются деформированные сплавы от литых?
6.Что такое латунь и бронза?
7.Укажите области применения медных сплавов в городском хозяйстве.
8.Как подразделяются латуни по технологическому признаку?
9.Перечислите основные виды бронз.
10.Как влияют легирующие элементы на механические свойства бронз?
Раздел VII. НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
Полимерные материалы и изделия. Изучая данный раздел, уясните, что в основе конструкционных материалов из пластических масс лежат полимеры. Свойства этих материалов определяются физико-химическими показателями полимеров, из которых они получены, а также структурой. В свою очередь, свойства полимера определяются структурой макромолекул и строением элементарных звеньев или текстурой элементарных звеньев, составляющих макромолекулу. Являясь высокопрочными веществами, полимеры способны к большим обратимым деформациям, обладают высокой стойкостью к действию влаги, растворов солей, кислот, щелочей, высокими диэлектрическими свойствами.
Надо знать, что полимеры с линейной структурой макромолекул характеризуются термопластичностью, т. е. способностью многократно сохранять первоначальные свойства при повышенной температуре (например, формуемость) и при пониженных температурах (например, эластичность или упругость.). Структура макромолекул в стадии пластичности полимера не нарушается.
Полимер с пространственной структурой не переходит в пластическое состояние, не обладает формуемостью при высоких температурах. При изучении полимеров следует остановиться на двух процессах их образования-полимеризации и поликонденсации, четко выяснить различие между ними. Далее следует кратко ознакомиться с данными об основных разновидностях полимеров, полученных в процессах полимеризации и поликонденсации. В конденсационных процессах обратить внимание на формальдегидные полимеры, полиамиды, эпоксидные и кремний-органические соединения.
Рассматривая пластические массы, следует понять, что они представляют собой сложную смесь компонентов, основным из которых является полимер. Возможно изготовление изделий и из чистого полимера (понятие пластической массы и полимера в этих случаях становятся тождественными). В качестве других компонентов пластмасс используют наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, отвердители и некоторые другие вещества.
В качестве конструкционного материала, обладающего высокими прочностными показателями, применяют главным образом слоистые пластики. Например СВАМ (стекловолокнистый анизотропный материал), стеклотекстолит, текстолит и др. Связующими для получения слоистых пластиков служат полиэфиры, формальдегидные, мочевиноформальдегидные и эпоксидные полимеры.
Вопросы для самопроверки.
1.Основные свойства пластических масс, применяемых в машиностроении.
2.Что представляют собой термопласты и реактопласты ? Объясните их применение.
3. Структура, свойства и применение слоистых пластиков.
4.Структура, свойства и применение волокнитов.
5.Какими свойствами обладают поропласты? Объяснить их применение.
6.Пластмассы с порошковыми наполнителями. Их свойства и применение.
7.Для чего вводят в пластмассы отвердители?
8.В чем преимущество пластмасс по сравнению с металлическими материалами?Каковы их недостатки?
Композиционные материалы. Обратите внимание на принципы производства композиционных материалов. Разберитесь в том,как применяются свойства композиционных материалов в зависимости от вида матрицы, а также формы, размеров взаимного положения упрочняющих элементов по отношению к действующей нагрузке. Разберитесь в структуре и составляющих карбоволокнита, бороволокнита и др. Уясните области их применения,
Вопросы для самопроверки.
1.Что такое композиционный материал?
2.Что такое матрица и упрочнитель?
3.Из каких материалов изготавливаются матрица и упрочнители?
4.Как изменяются свойства композиционных материалов в зависимости от формы, размеров и взаимного расположения упрочняющих элементов?
5.Объясните экономическую эффективность применения композиционных материалов в строительстве.
Раздел VIII. ПРИМЕНЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ В СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ. МАТЕРИАЛОСБЕРЕГАЮЩИЕ И БЕЗОТХОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Под экономической эффективностью понимают экономию, которая может быть получена от замены более дорогого материала более дешевым, применения той или иной упрочняющей обработки или снижения себестоимости при использовании новых видов оборудования и т.п. Поэтому при изучении этого раздела необходимо хорошо уяснить понятие «эффективность материала»,уяснить основные критерии, определяющие стоимость элементов конструкции. Изучите связь между физико-химическими свойствами, массой данного элемента и трудоемкость его изготовления. Помните, что удельная трудоемкость и удельная стоимость являются основными критериями эффективности конструкционного материала. При выборе материала обратите особое внимание на экономическую целесообразность применения данного вида материала. При этом целесообразно привести стоимостную оценку по формуле
Сэ ≈Сн ЧКср Чtн Кср +CmЧmm+Cпр [руб]
Где Сн-тарифная ставка основных производственных работников;
Кср-коэфицент,учитывающий долю затрат,калькулируемых в % от основной заработной платы производственных работников;