Металл в каркасах и стенах зданий
Вопрос: Что влияет на выбор металла в качестве материала для строительных конструкций?
Ответ: Выбор металлических конструкций определяется их техническими преимуществами: большей точностью изготовления, простотой и точностью сборки на высокопрочных болтах, что делает их более выигрышными по сравнению с железобетонными. Однако недостатком применения стальных несущих конструкций остается необходимость проведения дорогих и трудоемких антикоррозионных и противопожарных мероприятий, работ по утеплению и отделке.
В качестве противопожарных мер применяется напыление или оштукатуривание внутренних несущих конструкций растворами с заполнителем, имеющим малый коэффициент теплопроводности (перлит, вермикулит), их обетонирование или облицовка пустотными керамическими блоками.
Для обеспечения коррозиестойкости наружных несущих элементов применяют специальные лакокрасочные покрытия или выполняют их из устойчивых к атмосферной коррозии сортов стали.
Вопрос: Почему так бурно развивается технология возведения быстровозводимых зданий из легких металлоконструкций?
Ответ: Ее растущая популярность связана в первую очередь с тем, что она решает проблему образования «мостиков холода» в наружных стенах при использовании металлических конструкций (характеризующихся, как известно, высокой теплопроводностью). Разработаны специальные стальные конструкции (так называемые «термопрофили»), имеющие минимальное поперечное сечение и прорезанные в шахматном порядке сквозными канавками для увеличения пути прохождения теплового потока. Это позволяет при уменьшении несущей способности примерно на 10% уменьшить теплопроводность на 80 – 90%, в зависимости от типа профиля. В результате – стеновая конструкция приобретает тепловые характеристики, свойственные аналогичной деревянной.
Помимо «термопрофилей», при строительстве быстровозводимых зданий применяются также внутренние стеновые профили с улучшенными виброакустическими характеристиками, стальная обрешетка, металлические стропила или фермы и т.д. Все стальные элементы конструкции являются оцинкованными, что защищает их от коррозии на длительное время.
Вопрос: Какова практическая выгода от применения быстровозводимых зданий из металлоконструкций?
Ответ: Достоинствами данной технологии являются:
- полная заводская готовность всех элементов системы (сокращение времени строительства);
- комплектность поставки;
- малый вес конструкций (нет необходимости устраивать фундаменты глубокого заложения, для подъема конструкций не требуются тяжелые грузоподъемные механизмы);
- простота монтажа (благодаря легкости каждого элемента и точному размеру сборка каркаса на строительной площадке напоминает сборку конструктора, все элементы соединяются при помощи самосверлящих шурупов);
- исключение мокрых процессов;
- свободная планировка внутреннего пространства здания;
- готовность внутренней поверхности наружных стен под чистовую отделку;
- высокое энергосбережение;
- огнестойкость;
- экологичность;
- долговечность;
- возможность разнообразных решений фасадов.
Вопрос: Много ли металла в стенах быстровозводимых зданий?
Ответ: Конструкция стены при данной системе включает в себя только каркас из стальных перфорированных профилей («термопрофилей»). Ширина профиля определяется толщиной утеплителя, которая подбирается в соответствии с требованиями СНиП по теплоизоляции здания. Для обшивки внутренних поверхностей быстровозводимых зданий используют гипсокартонные или гипсоволокнистые листы, возможно также применение цементно-стружечных плит и других материалов.
Наружный защитно-декоративный слой может быть выполнен из любого материала: облицовочного кирпича; деревянной вагонки; винилового или металлического сайдинга; панелей, имитирующих камень или кирпич; металлических профилированных листов с полимерным покрытием; фасадных кассет и т.д. При этом облицовка крепится по принципу «вентилируемого фасада».
Вопрос: Для чего выполняется армирование кирпичной кладки?
Ответ: Армированные кирпичные конструкции представляют собой кладку, усиленную стальной арматурой, которую укладывают на растворе в швы между кирпичами. Под действием сжимающих сил арматура в швах благодаря силам трения и сцеплению с раствором работает как одно целое с кладкой. Армирование может быть поперечное и продольное.
Вопрос: Как выглядит поперечное армирование?
Ответ: Поперечное армирование выполняют сетками или отдельными стержнями. Стержни воспринимают поперечные растягивающие усилия, возникающие при сжатии кладки, препятствуют разрушению кирпича при изгибе и растяжении и этим увеличивают несущую способность сжатого элемента.
Столбы, стены и простенки армируют поперечной сетчатой арматурой (прямоугольной или зигзагообразной).
Вопрос: Как часто закладываются в кладку арматурные сетки?
Ответ: Арматурные прямоугольные сетки укладывают не реже чем через 5 рядов кладки, а при утолщенном кирпиче – через 4 ряда. Зигзагообразные сетки – попарно в двух смежных рядах, чтобы направление стержней в них было взаимно перпендикулярным. За расстояние между зигзагообразными сетками принимают расстояние между сетками одного направления.
Стержни сеток сваривают или связывают между собой вязальной проволокой. Расстояние между стержнями в сетках должно быть не менее 30 и не более 120 мм. Сетки должны иметь такие размеры, чтобы концы стержней выступали на 2-3 мм за одну из внутренних поверхностей простенка или столба. По этим концам проверяют наличие арматуры в кладке.
Вопрос: Когда применяют продольное и вертикальное армирование кладки?
Ответ: Продольное и вертикальное армирование кладки применяют для восприятия растягивающих усилий в изгибаемых и внецентренно сжатых конструкциях (столбах, тонких стенах и перегородках) для повышения их устойчивости. Сечение стержней и их расположение указывают в проекте.
Основные характеристики металлических кровель
Вопрос: Какие существуют типы металлической кровли?
Ответ: Их несколько:
- плоские (или с небольшими ребрами жесткости) покрытия из листовой или рулонной стали, выполненные по фальцевой технологии;
- покрытия из профилированного листа и его разновидностей, имитирующих черепицу;
- кровли из цветных металлов.
Вопрос: Какие кровельные материалы наиболее оптимальны по соотношению цена-качество?
Ответ: Металлическая черепица и оцинкованный лист. Эти 2 кровельных материала можно считать оптимальными по соотношению цена/качество.
Вопрос: Применяется ли для устройства кровли обыкновенная сталь?
Ответ: Сталь без покрытия подвержена коррозии, недолговечна и как кровельный материал практически не применяется. Кровельным материалом считается оцинкованная сталь, которая покрывается с обеих сторон слоем цинка.
Вопрос: Что представляют собой металлопластиковые кровельные листы?
Ответ: Технология производства этого покрытия достаточно проста. На цинк с обеих сторон химическим путем нанесен тонкий и рыхлый специальный слой, обеспечивающий устойчивое соединение грунтовки и основы. Поверх грунтовки наносится слой полимера, с обратной стороны – защитная краска. В многослойном материале, каковым является металлопластик, прочность и пластичность оцинкованной стали сочетаются с коррозиостойкостью и красивым внешним видом полимерного покрытия. Кровельные материалы из металлопластика долгое время не нуждаются в покраске, а эксплуатационные затраты практически сведены к нулю.
Вопрос: Чем привлекательны комбинированные покрытия кровельных материалов?
Ответ: Комбинированные покрытия представляют, прежде всего, защитные алюмоцинковые покрытия (гальвалюм). Гальвалюм – это псевдосплав цинка, алюминия и кремния (типовой состав 50% Al, 1% Si, 49% Zn). К достоинствам такого покрытия относится не только повышенная коррозийная стойкость, но и, например, жаростойкость.
Вопрос: Как отличить оцинковку
1-го класса от 2-го класса?
Ответ: По ГОСТ 14918-80 оцинкованный стальной прокат для кровли в листах и рулонах подразделяется на 2 класса в зависимости от толщины цинкового покрытия:
1-й класс – от 18 до 40 мкм;
2-й класс – от 10 до 18 мкм.
Вопрос: Не влияет ли цинк отрицательно на здоровье человека, окружающую среду?
Ответ: Цинк безвреден, что подтверждается использованием его не только в кровельных материалах. Цинковые покрытия применяются в трубах питьевых водопроводов, баках для питьевой воды, ведрах и т. д. Кроме того, он обладает высокой отражающей способностью, что предотвращает перегрев крыши в жаркую летнюю погоду.
Вопрос: Как крепится оцинкованный лист на крыше?
Ответ: Оцинкованный лист крепится к обрешетке с помощью специального кровельного оцинкованного гвоздя с увеличенной шляпкой с пластиковым колпачком (а не обычным гвоздем, который даст ржавчину!). Гвоздь забивается только в гребень волны.
Вопрос: В чем преимущество алюминиевой кровли?
Ответ: Малый вес (около 2 кг/кв.м) позволяет применять ее почти на всех обрешетках крыш. Кровлю отличает долговечность, цветостойкость, стойкость к коррозии. В отличие от других кровельных материалов, которые крепятся к основе с помощью саморезов, нагелей, других приспособлений, пробивающих покрытие, алюминиевая кровля при использовании фальцевания и кляммеров укладывается без единого отверстия в крыше.
Вопрос: Почему в медной кровле нет отверстий?
Ответ: У медной кровли не предполагается наличие крепежных отверстий, собственно, как и у любой высококачественной кровли, будь то черепица, кровельное железо или цинко-титан. Главным видом соединения медных листов является фальц (двойной, одиночный, стоячий, лежачий и т. д.). Также в некоторых случаях можно использовать пайку, а на совсем пологих плоскостях или поверхностях в наше время на всякий случай используют и полимерные уплотнители (герметики), хотя это лишнее. Такой вид соединения исключает возможность проникновения влаги. Крепление осуществляется специальными подвижными кляммерами, которые с одной стороны крепятся к подстилающей поверхности (обрешетке), а верхней частью интегрируются в фальц и обеспечивают возможность движения (коэффициент теплового линейного расширения у меди выше, чем у железа).
Вопрос: Как ремонтируют медные кровли? Например, если образовалась пробоина?
Ответ: Медь эластична, легко поддается ковке. Пробоины заделывают обычно лужением. Чтобы свежие заплатки не бросались в глаза, их покрывают специальным раствором, который искусственно старит новую медь.
Вопрос: Какие недостатки могут быть у металлочерепицы и как быстро они проявляются?
Ответ: Самый распространенный недостаток возникает из-за несоблюдения технологии производства – отсутствие пассивирующего слоя или грунтовки. Это ведет к тому, что основное полимерное покрытие служит только 1 – 3 года, затем крыша покрывается ржавчиной. При покупке нужно убедиться в наличии всех слоев, попросив у продавца вскрытый образец.
Вопрос: На что следует обратить особое внимание при выборе металлочерепицы?
Ответ: На толщину листа. Она должна быть не менее 0,5 мм, иначе при монтаже и эксплуатации деформация кровли неизбежна.
Вопрос: Верно ли утверждение, что металлочерепица является очень легким материалом?
Ответ: Несомненно, что кровля из металлочерепицы действительно относится к разряду легких. Так, для сравнения: 1 кв.м металлочерепицы весит 5 кг, натуральной – 40 кг, битумной – 15 кг, 1 кв.м рулонных кровельных материалов весит 5 – 12 кг. Листы металлочерепицы благодаря профилированию обладают достаточной жесткостью, поэтому для монтажа не требуется сплошной обрешетки.
Фасад из металла
Вопрос: Что собой представляют металлические кассеты для отделки навесного фасада?
Ответ: Так называемые кассеты, или фасадные объемные металлические панели, представляют собой металлическую конструкцию с загнутыми с четырех сторон листами.
Цвет, фактура поверхности кассет могут быть самыми разными. Можно добиваться различных эффектов, сочетая на фасаде кассеты различных цветов, фактур, используя различные способы навески кассет.
Для изготовления металлических кассет подходят любые тонкокатаные металлические листы как с покрытием, так и без него, а также листы из композитного материала.
Кассеты могут навешиваться на подоблицовочную конструкцию:
- с помощью винтовых соединений, которые остаются снаружи (видимое крепление), при этом кассеты крепятся к вертикальной стойке с помощью винтов, которые фиксируют расположенные внахлест крепежные бортики двух соседних панелей, через заранее сделанные отверстия;
- на винтовых скрытых соединениях – верхний край кассеты крепится винтом к стойке, нижний же край защелкивается под нижерасположенной кассетой таким образом, чтобы скрыть место крепления. Подходит для материалов толщиной более 1,0 мм. Ширину шва можно варьировать, минимальная должна быть 5 мм;
- на болтах (навесное крепление), которые вставляются в обращенные наружу U-образные стойки. В месте навески обращенный внутрь кассеты край снабжен резиновой заглушкой, препятствующей скольжению кассеты и появлению стука.
При выборе крепежа необходимо особое внимание уделить предотвращению образования гальванических пар стыкующихся материалов. Как правило, для винтов крепления рекомендуется применять нержавеющую сталь.
При выборе толщины материала кассеты необходимо не только руководствоваться рекомендациями изготовителя, основанными на размерах кассет, но и учитывать возможные механические повреждающие нагрузки. Необходимо отметить, что при усилении данных нагрузок может быть увеличена либо толщина металла, либо обеспечены дополнительные опоры под кассету.
Вопрос: Как устроен применяемый для отделки фасада экран из металлических реек?
Ответ: Это навесная металлическая конструкция, включающая:
- реечные панели длиной 6 м, образующие наружную поверхность фасада;
- несущие профили длиной до 4 м;
- фиксаторы для надежного закрепления панелей на несущих профилях и элементы крепления в форме нарезных шпилек, закрепляемых в несущем слое стены.
Рейки могут изготавливаться из оцинкованной стали или с полимерным покрытием.
Вопрос: Что такое «алюминиевый композит для отделки фасада»?
Ответ: Этот материал представляет собой «пирог», состоящий из двух предварительно окрашенных алюминиевых листов толщиной от 0,2 до 0,5 мм. Между ними – негорючая минеральная или пластиковая (низкоплотный полиэтилен) прослойка.
Химико-механическое соединение придает материалу высокую однородность. Специальное покрытие предохраняет от коррозии, кислотной среды и абразивного износа.
Материал производится в виде непрерывной ленты, позволяющей отрезать листы необходимого размера. Общая толщина листа – от 3 до 6 мм, максимальная ширина – 1600 мм, максимальная длина – 7000 мм (у различных производителей размеры отличаются друг от друга).
Важными свойствами материала являются – жесткость, устойчивость к ударам, механическим повреждениям, давлению. При равной жесткости композитный материал весит в 3,4 раза меньше стального и в 1,6 раз меньше сплошного алюминиевого листа (4,5 – 7,4 кг/кв.м).
Непрерывный процесс ламинирования обеспечивает композитному материалу уникальную плоскость листа. Процесс нанесения лакокрасочного покрытия при рулонной покраске обеспечивает однородное высококачественное покрытие без видимых границ зерен.
Все вышеперечисленные достоинства алюминиевого композита являются, несомненно, очень важными, но главное, что отличает этот тонколистовой материал от других, – это возможность к трансформации плоского листа в любую форму, причем не только в мастерской, но и непосредственно на стройплощадке. Также может быть выполнена любая криволинейная форма – с острыми и закругленными углами. Это дает проектировщику огромные возможности по созданию архитектурной пластики фасада, в т.ч. и с имитацией под натуральный камень. Сложные криволинейные формы, которые невозможно воплотить в камне, с легкостью могут быть выполнены из композитных материалов. Полученные изделия отличают высокая жесткость, а вместе с тем легкость и прямолинейность поверхности.
При применении изделий из композитных материалов для вентилируемых фасадов происходит значительное усиление звукоизоляционных свойств стен. Например, звукоизоляция стены из легкого бетона при облицовке увеличивается в 2 раза. Материал способен также ослаблять вибрацию (вследствие отсутствия резонанса).
В качестве облицовки для вентилируемых фасадов из композитных материалов используются кассеты и панели. Они могут крепиться к подоблицовочной конструкции различными способами: клепочным и клепочным с подгибами; с помощью крепежного профиля; кассетным способом (на болтах, навесное крепление).
Размеры панелей (ширина, высота, толщина) выбираются в зависимости от ветровых нагрузок и количества точек крепления на фасаде.
Вопрос: Каковы плюсы и минусы металлического сайдинга?
Ответ: Металлический сайдинг – это длинные легкие панели шириной 120 – 300 мм. Панели изготавливаются из оцинкованной стали, стали с полимерными покрытиями и алюминия различной цветовой гаммы. В качестве полимерного покрытия ведущие производители рекомендуют полиэстер, PVF и ПУРАЛ. Панели могут быть с гладкой или профилированной поверхностью.
Основные характеристики металлического сайдинга:
- долговечность (срок службы без изменения своих свойств – 50 лет);
- негорючесть;
- повышенная устойчивость к воздействию атмосферных осадков, ультрафиолетовому излучению, выхлопным газам и агрессивным средам (щелочь, кислота, растворители);
- температурный диапазон применения – от –50 до +80 °С;
- стойкость к механическим воздействиям;
- простота, удобство и надежность монтажа (короткие сроки, возможность монтажа круглый год);
- экологическая безопасность и эстетичность.
Все панели алюминиевого и стального сайдинга имеют удлиненные отверстия в кромке панелей для компенсации воздействия теплового расширения. На торцах панелей расположены выемки для совмещения соседних панелей внахлест. На нижних замках панелей – отверстия для отвода конденсата.
Особых требований к монтажу алюминиевого и стального сайдинга нет, потому что эти материалы не реагируют столь значительно на температурные колебания воздуха, как виниловый сайдинг. Но, в то же время, они не имеют такой гибкости, как пластик. Например, если алюминиевую панель согнуть, то она уже не сможет восстановить свою прежнюю форму и ее придется менять.
По цене стальные и алюминиевые панели практически не отличаются: разница составляет не более 7%. Однако, по сравнению с пластиковым, металлический сайдинг дороже в 2-2,5 раза.
При выборе металлического сайдинга необходимо обращать внимание на стабильность геометрических параметров, а также на форму верхнего и нижнего замков (у каждой фирмы-производителя она своя), служащих для соединения панелей и во многом определяющих надежность крепления (замок должен плотно защелкиваться).
Двери и окна из металла
Вопрос: Какая дверь предпочтительнее: с одним или двумя металлическими листами?
Ответ: Наличие у двери лишь одного внешнего листа металла имеет свой плюс – такая дверь имеет меньший вес. Однако двери, которые оснащены 2 металлическими листами, обладают значительно большей взломостойкостью. Не будем забывать, что взлом может осуществляться не только путем вскрытия замков, но и силовыми методами – выбиванием, разрезанием полотна двери. Взломщик всегда использует в двери слабые места. Например, он может вырезать в двери отверстие, через которое он проникнет внутрь помещения. Это быстрее сделать в двери, имеющей только один металлический лист. Представим другой вариант – преступник проник в квартиру через окно. Ему будет намного легче вскрыть замки изнутри помещения у двери, не имеющей внутреннего листа металла и где защита замковой части не обеспечена.
Кроме того, дверь, имеющая 2 листа металла, испытывает меньшие деформации при нагрузке.
Вопрос: Каковы конструктивные решения дверей из металла?
Ответ: Можно выделить 4 основных элемента конструкции стальной двери: несущая конструкция (база), система запирания, элементы тепло– и звукоизоляции, декоративные панели и другие элементы отделки, дополнительные сервисные устройства (опции). Наиболее совершенные металлические двери представляют собой конструкцию, состоящую из:
- контрорамы (черновой рамы), которая крепится к стене с помощью специальных закладных элементов, входящих в стену на 10 – 15 см;
- рамы (коробки), которая прикрепляется к контрораме с помощью винтов. Винты позволяют корректировать положение рамы относительно контрорамы. Рама и контрорама изготавливаются из профилей различных конфигураций и толщин (1,5-2,5 мм), выполненных из высокопрочного металла. Рама может быть как одинарной, так и комбинированной (состоящей из нескольких прокатных профилей);
- корпуса двери (металлической базы). Корпус двери состоит из одного или двух листов оцинковки и элементов жесткости в виде балок и ребер.
Для внутренней обшивки створки обычно используются цельные листы металла толщиной от 1,5 до 3 мм, для лобовой обшивки – листы толщиной от 1,5 до 5 мм.
Листы металла скрепляются между собой и с балками (ребрами) с помощью сварки.
Вопрос: Какой металл используется для изготовления оконных блоков?
Ответ: Как материал для изготовления оконных блоков обычно применяется алюминий. Примеры использования других материалов встречаются очень редко.
Современные окна из алюминия весьма разнообразны по стилю и дизайну. Их конструкция позволяет применять металлические окна в любом типе строений – в производственных и общественных зданиях, в коттеджах и городских квартирах. При реставрации старых построек металл позволяет имитировать стили давно ушедших эпох. Сочетание металла с другими материалами, например алюминиевый профиль + декоративные деревянные панели со стороны помещения, расширяют области применения алюминиевых окон и позволяют им легко вписываться в любой интерьер.
Преимуществами алюминиевых окон являются:
- длительный срок службы;
- устойчивость против коррозии, деформации и других вредных воздействий окружающей среды;
- не реагируют на воздействие кислот, масел, газов, ультрафиолетового излучения;
- не требуют особого ухода;
- сохраняют свои экологически благоприятные свойства в течение всего срока эксплуатации;
- возможность производства окон очень больших размеров, любых форм и с различными способами открывания.
Вопрос: Как алюминиевая рама фиксируется в стене?
Ответ: Только с помощью монтажной пены. Раствор совершенно непригоден, поскольку при малейшем колебании почвы или естественной осадке здания металлическая рама может деформироваться, отчего не только нарушится герметичность стеклопакетов, но и сами стекла потрескаются. Более того, при установке алюминиевых рам не рекомендуется использовать не только бетон и цемент. Нельзя даже оставлять деревянные клинья, применявшиеся в качестве временной распорки при монтаже.
Вопрос: В каком сочетании применяются при изготовлении оконных рам дерево и алюминий?
Ответ: «Дерево – алюминий». В этом случае на готовую деревянную раму делается алюминиевая накладка с внешней стороны. Крепится она паз в паз, который учитывается на этапе вытачивания профиля и фиксируется специальными пластиковыми клипсами или клеем. Накладку устанавливают по всему внешнему периметру окна или только по нижнему краю рамы. Понятно, что больше всего деревянная рама может пострадать от снега и дождя. А вода, как известно, стекает вниз. Так вот, алюминиевая накладка предохраняет дерево от застоявшейся воды.
«Алюминий – дерево». Этот тип стоит рассматривать, скорее, как алюминиевую раму с внутренней деревянной отделкой. Такие окна долговечны, прочны, не реагируют на воздействие кислот, масел и газов. Но есть и свои сложности: у дерева и металла разная теплопроводность. В том месте, где алюминий соприкасается с деревом, возникает так называемый «мостик холода», который мешает правильной теплоизоляции. Чтобы этого избежать, разработан еще более совершенный тип деревоалюминиевых рам.
«Дерево – разрыв – алюминий». «Разрыв» – это специальный соединительный элемент между деревом и алюминием, сделанный из особого рода пластика – полиамида. Полиамид – материал очень слабой теплопроводности и большой прочности. Он убирает механическое напряжение, возникающее между разными по характеристикам материалами, и создает дополнительную теплоизоляцию.
Такие разные трубы
Вопрос: Какие металлы применяются при производстве труб?
Ответ: Чаще других для изготовления труб используются сталь, чугун и медь. Чугунные трубы в локальных сетях используются практически только для канализации. Для водопроводов и теплоснабжения применяют стальные и медные трубы.
Вопрос: Из какого металла производятся водогазопроводные трубы?
Ответ: Их получают загибом стального листа соответствующей ширины с последующей сваркой – это так называемые шовные трубы. Диаметр таких труб («условный проход») от 8 до 150 мм. Чаще других применяются трубы с диаметром условного прохода 15, 20 и 25 мм. Толщина стенки у этих труб – 2,8 мм. Объясняется столь большая толщина стенки не желанием обеспечить высокую прочность, а совсем другими причинами. Во-первых, стальные трубы соединяют на резьбе или сваркой, что требует определенной толщины металла, и, во-вторых, стальная труба быстро корродирует и для обеспечения ее долговечности нужна большая толщина.
Вопрос: Каковы достоинства и недостатки стальных труб?
Ответ: Положительным свойством стальных труб является низкий температурный коэффициент линейного расширения (0,012 мм/м•К). Это значит, что при повышении температуры на один градус каждый метр трубы удлиняется на 0,012 мм.
Стальные трубы имеют довольно большой вес, что объясняется высокой плотностью стали (р=7,85 г/кв.см) и большой толщиной стенки.
У стальных труб высокая теплопроводность – 74 Вт/м К. Это хорошо, когда они используются в отопительной системе, но при транспортировке холодной воды становится недостатком: трубы «отпотевают», корродируют снаружи, намокает и разрушается прилегающая к ним стена. Чтобы избежать этого, можно воспользоваться трубками из вспененного полиэтилена или каучука, надеваемыми на трубу.
Еще один мелкий, но порой весьма досадный недостаток: стальные трубы «поют», хотя источником шума служат неисправности в арматуре (кранах, сифонах и т.п.), а трубы только передают и усиливают этот звук.
Пропускная способность стальных труб при равном внутреннем диаметре ниже, чем у медных и полимерных. Ведь внутренняя поверхность у них шероховатая, что и вызывает завихрения в потоке жидкости и затрудняет ее продвижение. Со временем, когда трубы обрастают продуктами коррозии и другими отложениями (как старый чайник – накипью), их пропускная способность снижается очень существенно. Это может быть одной из причин замены еще целых на вид труб.
Срок службы стальных труб, используемых для водоснабжения и отопления, около 30 – 40 лет.
Монтаж системы из стальных труб – довольно трудоемкое дело. Стальные трубы соединяют на резьбе с помощью муфт, сгонов, угольников и другой фасонины или сварки. Декоративностью стальные системы не блещут и поэтому нуждаются в окраске, маскирующей их присутствие в помещении.
Вопрос: Как защитить стальные трубы от коррозии?
Ответ: Действительно, коррозия стальных труб – их основной недостаток. Для ее задержки используют цинковое покрытие («оцинкованные трубы»), что замедляет, но не предотвращает коррозию.
Вопрос: Почему не рекомендуется сваривать оцинкованные трубы?
Ответ: В месте проведения сварки защитное цинковое покрытие полностью исчезает, потому что цинк при нагреве до 900 °С (а температура сварки значительно выше) испаряется и сгорает. Сварной стык становится самым уязвимым для коррозии участком. При монтаже систем цинковое покрытие может быть восстановлено.
Вопрос: Что собой представляют трубы из чугуна?
Ответ: Чугунные трубы – толстостенные, относительно большого диаметра (50 – 500 мм), но более короткие, чем стальные. Их получают отливкой из серого чугуна. Чугунные трубы за счет большей толщины стенки и большей коррозионной устойчивости самого материала обладают высокой долговечностью и надежностью, но вес их в несколько раз выше, чем стальных того же диаметра.
Соединяют чугунные трубы с помощью раструбов, уплотняемых чеканкой просмоленным канатом, расширяющимся цементом. Есть еще такой старинный и очень надежный прием – свинцом. Разработаны и более надежные методы крепления. Для труб с раструбами – натяжные болты. Для труб, не имеющих раструбов и соединяемых встык, разработана и с успехом используется система SMU (Франция) с резиновой герметизирующей манжетой и фиксирующим хомутом из нержавеющей стали.
Чугунные трубы, применяемые для прокладки внутриквартальных водопроводных сетей и для канализации, выпускаются в комплекте с фасонными деталями. Сети из них работают долгие годы без ремонта и замены. Например, в центре Москвы есть сети из чугунных труб, проложенные еще в конце XIX века.
Вопрос: Каковы сильные и слабые стороны медных труб?
Ответ: Для изготовления труб используют медь очень высокой чистоты (99,9%), то есть количество примесей в ней не превышает 0,1%. Такая медь отличается особенно высокой коррозионной стойкостью и пластичностью, при этом не теряя пластичности и при отрицательных температурах (до -100°С). Если в медной трубе замерзла вода, то она не потрескается, а лишь немного расширится и после оттаивания будет вновь готова к работе.
При механической обработке (вытягивании, штамповке и т.п.) медь частично теряет пластичность и становится более жесткой и прочной. Это явление в металловедении называют «наклеп». Медь можно вернуть в исходное пластичное состояние «отжигом», то есть нагревом до 600 – 700°С и последующим медленным охлаждением. Для сравнения приведем две цифры: неотожженная медь имеет прочность 280 – 300 МПа и удлинение при разрыве 10 – 15%, а отожженная, соответственно, – 210 – 220 МПа и 50 – 60%.
О декоративных качествах меди и говорить не стоит.
Медные трубы выпускаются стандартных размеров: диаметр от 10 до 28 мм при толщине стенки 1 мм (!) и диаметром от 35 до 54 мм при толщине стенки 1,5 мм (выпускают трубы и большего диаметра). Нужно заметить, что, по сравнению со стальными, медные трубы имеют очень маленькую толщину стенки и соответственно увеличенный внутренний диаметр. Так, медная труба с внутренним диаметром 20 мм имеет стенки толщиной 1 мм и вес одного метра трубы всего 0,59 кг, то есть почти в 3 раза легче стальной. При столь малой толщине стенки медные трубы рассчитаны на более высокое, чем у стальных, рабочее давление.
Медные трубы имеют очень гладкие стенки. Их шероховатость в 100 раз ниже, чем у стальных, и в 4-5 раз ниже, чем у полимерных. С учетом гладкости поверхности медных труб их пропускная способность будет намного выше, чем у стальных, и остается постоянно высокой весь срок ее эксплуатации (не корродирует и не «обрастает»).
Прочностные параметры и долговечность медных труб практически не зависят от давления и температуры транспортируемой жидкости (разрешенный интервал температур от +250 до –100 °С). Это одно из существенных преимуществ медных труб перед полимерными, у которых долговечность зависит от параметров (температуры и давления) транспортируемой жидкости. Кроме того, проблемы защиты от УФ-излучения и проникновения кислорода через стенку трубы для медных труб в отличие от полимерных просто нет.
Вопрос: Что собой представляют медные трубы с наружным покрытием из полимеров?
Ответ: При производстве таких труб в основном применяются покрытия из поливинилхлорида (ПВХ) и полиэтилена (в том числе и вспененного). Такие покрытия выполняют защитно-декоративные функции:
- придают трубам желаемый цвет;
- уменьшают потери тепла при транспортировке горячей воды;
- препятствуют образованию конденсата при транспортировке холодной воды;
- снижают «шумность» труб;
- защищают трубы от абразивного износа (царапины, задиры) и коррозии при прокладке их в земле и в стенах.
Вопрос: Когда применяются медные трубы?
Ответ: Медные трубы могут быть рекомендованы для систем отопления (здесь положительную роль играет высокая теплопроводность меди), водоснабжения, кондиционирования воздуха и газоснабжения.
В хорошо спроектированных и правильно изготовленных установках центрального отопления из медных труб опасность коррозии практически отсутствует. Особенно в малых системах центрального отопления (коттеджах или малоквартирных домах), где кислород, необходимый для возникновения коррозии, уже в начальный период эксплуатации частично термически вытесняется вследствие деаэрации воды, а частично расходуется в химической реакции с медью, вследствие чего на внутренней поверхности трубопроводов образуется тонкий окисный защитный слой. Восполняющая вода доставляет столь незначительное количество кислорода, что он не может вызвать коррозию.
Вопрос: Почему не рекомендуется совместное применение медных и стальных оцинкованных труб?
Ответ: Во всех случаях транспортировки воды следует придерживаться правила: не ставить в систему вниз по течению воды после медных труб стальные оцинкованные. В этом случае пойдет интенсивное разрушение цинкового покрытия.
Вопрос: Как монтируются медные трубы?
Ответ: Монтаж медных труб производится очень быстро. Медные трубы легко режутся и гнутся. Система монтируется с помощью фитингов пайкой или запрессовкой с уплотнительными кольцами.
Для соединения медных труб используют 2 вида пайки: высоко– и низкотемпературную. Трубы диаметром 10 – 28 мм удобно соединять специальным электрическим паяльником, охватывающим место соединения с обеих сторон. Он имеет мощность 440 Вт и равномерно нагревает металл до 800 °С. Можно применять низкотемпературный индукционный паяльник. Он прогревает место соединения с помощью специальных угольных электродов. В отличие от других способов такой вид нагрева не образует на поверхности трубы окалины. Паяльник с индукционным нагревом можно применять в деревянных домах, где нельзя работать с открытым огнем или высокотемпературными аппаратами.
Чтобы минимизировать количество мест пайки, используют другие виды инструментов: трубогибы, расширители, отбортовщики, держатели, обжимные клещи.
Расширитель позволяет работать с трубами диаметром до 42 мм. Он обеспечивает вставку «трубы в трубу», а в некоторых случаях позволяет сочленять трубы разного диаметра. При ремонте или модернизации существующих трубопроводов часто бывает необходим отбортовщик, позволяющий осуществлять врезку труб диаметром от 10 до 22 мм. Использовать этот инструмент удобно, так как он избавляет от необходимости точно вымерять и вычислять устройство дополнительных стояков и отводов для радиаторов отопления.
В ходе монтажа систем из медных труб, независимо от способа их прокладки, необходимо помнить о компенсации тепловых удлинений и правильности крепления труб в неподвижных и подвижных захватах (клипсах). После прокладки отопительных трубопроводов, но еще до фиксации их, необходимо провести испытание герметичности трубопроводов.
Крепежные изделия
Вопрос: По каким признакам можно сориентироваться в широком ассортименте металлических крепежных изделий?
Ответ: Различают одноразовые крепежные изделия – гвозди (за исключением двухголовочных опалубных), заклепки и изделия, которые можно использовать несколько раз.
К деталям с внешней рабочей поверхностью следует отнести гвозди, шурупы, винты, болты, шпильки, заклепки. Внутренней рабочей поверхностью, которая определяет их функциональность, обладают гайки. Анкеры имеют как наружную, так и внутреннюю рабочие поверхности.
Вопрос: Из каких металлов изготавливаются крепежные изделия?
Ответ: В большинстве случаев они изготавливаются из стали, в том числе из нержавеющей или кислотоупорной. Но, как правило, имеют специальные покрытия, которые могут быть защитными или декоративными. Защитные покрытия предохраняют деталь от коррозионного воздействия внешней среды. Декоративные покрытия придают внешнему виду изделия надлежащие эстетические качества. Для защитных покрытий используются в основном цинк и хром. Для декоративных покрытий применяются медь, никель и хром.
Вопрос: Как выполняются наиболее часто применяемые виды покрытий металлического крепежа?
Ответ: Прежде всего, это цинковое защитное покрытие, которое встречается в двух вариантах. Горячеоцинкованное покрытие получается путем погружения изделия в расплавленный цинк (температура 450 – 480 градусов). Слой такого покрытия колеблется в пределах 50 – 150 мкм. Электрооцинкованное покрытие (толщина 5 – 35 мкм) образуется гальванизацией. Антикоррозийная устойчивость цинкового покрытия может быть увеличена с помощью пассирования изделия в растворе хромовой кислоты, в результате чего на поверхности детали образуется хроматная пленка (соединение цинка с хромом). На защитные свойства этой пленки не влияют даже царапины. Изделия с таким покрытием называются желтопассированными.
Если предполагается дальнейшая окраска или лакирование, то целесообразно применить фосфатированные крепежные изделия. Такое покрытие обладает хорошими антикоррозийными качествами и повышает адгезию лакокрасочных материалов.
Вопрос: Что новенького в привычной конструкции гвоздя?
Ответ: Этот класс крепежных изделий не требует детального описания, поскольку хорошо знаком каждому. Но заслуживает более подробного рассказа одно исключение. Это гвоздеобразный шуруп для гвоздевого дюбеля – гвоздь с резьбой, который работает в комплексе с пластмассовым дюбелем. Подобное изделие при монтаже забивают как гвоздь, а при необходимости разборки вывинчивают как шуруп. Используется для установки плинтусов и крепежа легких деревянных конструкций.
Вопрос: Каковы отличительные признаки болтовых крепежных изделий?
Ответ: Болт – это крепежное изделие в форме стержня с наружной резьбой на одном конце и с головкой на другом, образующее соединение при помощи гайки. Болт может иметь резьбу по всему стержню (полная резьба) или на хвостовой части (неполная резьба). Как правило, болт имеет шестигранную головку, реже внутренний шестигранник под ключ. Существуют болты с Т-образной, полукруглой и потайной головками, а также откидные, костыльковые и анкерные болты. Некоторые болты имеют шип или ус на опорной поверхности головки, которые служат для предотвращения проворачивания. Используются для болтового соединения, то есть при отсутствии внутренней резьбы в соединяемых деталях и необходимости неоднократной сборки и разборки.
Вопрос: Какие возможности предоставляет использование винтового крепежа?
Ответ: Винт – это крепежное изделие для образования соединения или фиксации, выполненное в форме стержня с наружной резьбой на одном конце и конструктивным элементом для передачи крутящего момента на другом. Конструктивный элемент для передачи крутящего момента имеет несколько разновидностей. Самый распространенный из них – шлиц. Шлиц – это углубление специальной формы в торце головки болта, винта или шурупа. Самый простой шлиц имеет форму прямой сквозной или несквозной прорези. Кроме того, распространен крестообразный шлиц. Существует шестиконечный шлиц. Внутренний шестигранник также по определению является шлицем.
Кроме того, винт может быть оборудован шестигранной головкой. Головка винта бывает по форме цилиндрической, цилиндрической скругленной, полукруглой, потайной, полупотайной или линзообразной. Существуют самонарезающие винты (с острым или плоским концом), которые в процессе завинчивания выполняют резьбу в соединяемом материале. Винт с внутренним шестигранником под ключ незаменим в случаях, когда необходимо произвести крепление в углублении цилиндрической формы. Винтовые соединения применяются при наличии внутренней резьбы в соединяемых материалах без использования гайки и не предполагают частой сборки и разборки. С эстетической точки зрения винтовые соединения (особенно при использовании деталей с потайной головкой) выгодно отличаются от соединений болтовых.
Вопрос: Когда применяются соединения шпилькой?
Ответ: Шпилька – крепежное изделие в форме цилиндрического стержня с наружной резьбой на обоих концах или на всей длине стержня. Шпилечное соединение применяется при наличии резьбы в одном из соединяемых материалов. Фиксация производится с помощью гайки (при необходимости добавляется шайба). Следует заметить, что использование шпилек не украшает внешний вид соединения.
Вопрос: Почему шуруп является наиболее часто применяемым в строительных и отделочных работах крепежным изделием?
Ответ: Все дело в том, что шуруп – крепежное изделие в форме стержня со специальной наружной резьбой, резьбовым коническим концом и головкой на другом конце, образующее резьбу в отверстии соединяемого деревянного или пластмассового изделия.
Шуруп просто незаменим при монтаже гипсокартонных листов на металлический (саморез с частой резьбой) или деревянный (саморез с редкой резьбой) каркас.
Различные виды шурупов применяются при выполнении кровельных, фасадных работ, при соединении металлических листов. Кровельный шуруп имеет шестигранную головку и оборудован обыкновенной шайбой и уплотнительной шайбой из атмосферостойкой нестареющей резины. Выпускается окрашенным (до 18 цветов), и поэтому его применение способствует созданию эстетически достойного внешнего вида здания. Строение шлицев и головок шурупов не отличается от аналогичных элементов винтов.
Сантехнические шурупы имеют шестигранную головку.
Вопрос: В каких соединениях используется гайка?
Ответ: Гайка – это крепежное изделие с резьбовым отверстием и конструктивным элементом для передачи крутящего момента. Применяется в болтовых и шпилечных соединениях, часто в сочетании с шайбой.
Кроме обыкновенной, используется несколько особых разновидностей гаек. Колпачковая гайка (элемент со сферической и плоской торцевыми поверхностями и глухим резьбовым отверстием) применяется в качестве декоративной. Гайка-барашек имеет плоские выступающие элементы для передачи крутящего момента и затягивается вручную. Самоконтрящаяся гайка имеет нейлоновый вкладыш, который предохраняет от самопроизвольного отвинчивания. Подобная деталь применяется при повышенных вибронагрузках. Также следует упомянуть гайку с фланцем, корончатую, удлиненную, прорезную и приварную гайки.
Вопрос: Какую функцию в креплении выполняет шайба?
Ответ: Шайба – это крепежное изделие с отверстием, подкладываемое под гайку или головку болта либо винта для увеличения опорной поверхности и (или) предотвращения их самоотвинчивания. Различается несколько видов шайб. Плоская шайба имеет плоскую опорную поверхность. Шайба, служащая для предотвращения самоотвинчивания крепежных изделий при помощи конструктивных элементов, называется стопорной. Пружинная шайба (также называемая гровером) – это разрезная круглая шайба, концы которой расположены в разных плоскостях, служащая для предотвращения самоотвинчивания крепежных изделий посредством ее упругой деформации под нагрузкой. Изготавливается из пружинной стали, как и контрящая шайба (по виду напоминает гровер, но не имеет разреза).
Вопрос: Какие соединения создаются с помощью заклепок?
Ответ: Заклепка – это крепежное изделие в форме гладкого цилиндрического стержня с головкой на одном конце, служащее для получения неразъемного соединения за счет образования головки на другом конце стержня пластической деформацией. В настоящее время для работ с применением гипсокартонных или металлических листов используются тяговые заклепки. Как правило, ножка тяговой заклепки выполняется из стали. Устанавливается с помощью специального аппарата.
Вопрос: Как работают анкерные крепления?
Ответ: Основной принцип, на котором основана работа анкеров, можно продемонстрировать на простом примере. В бетонной стене высверливается отверстие, в него помещается деревянная пробка, в которую вбивается гвоздь. Именно необходимостью надежного крепления в твердых основаниях вызвано появление анкеров. Анкерное крепление состоит из двух элементов. Во-первых, это гильза, которая устанавливается в предварительно высверленное отверстие. Между гильзой и материалом основания возникает сила трения. Это происходит за счет механического расширения гильзы в отверстии – что может достигаться разными способами. В гильзу вставляется крепежная деталь – болт, винт, шпилька, шуруп, специальный гвоздь. Кроме этого, анкеровка может происходить за счет внешнего или внутреннего упора.
Отделочные материалы из металла
Вопрос: Что собой представляют металлизированные обои?
Ответ: Металлизированные обои изготавливаются путем покрытия бумажной основы тонким металлическим слоем (искусственно оксидированная или окрашенная алюминиевая фольга). Затем на поверхность обоев наносится тиснение или рисунок. Металлизированные обои износоустойчивы, светостойки, хорошо моются. Металлический блеск не тускнеет со временем. Покрытия выполняются под золото, серебро, чуть покрытую патиной бронзу.
Данные обои особенно требовательны к качеству подготовки основания из-за их гладкой отражающей поверхности: основа должна быть сухой, очень ровной, оптимально влаговпитывающей. Способность основания впитывать влагу для металлизированных обоев имеет принципиальное значение, так как обойный клей не может испаряться через фольгированную поверхность обоев.
Вопрос: Что представляют собой алюминиевые подвесные потолки?
Ответ: Такие потолки состоят из направляющих (оцинкованная тонколистовая сталь), соединительных деталей, подвески и основных элементов. Потолки выпускаются трех видов: панельные, реечные и с декоративной решеткой. Панели и рейки потолков изготавливаются как перфорированные, так и без перфорации. Защитно-декоративное покрытие алюминиевых элементов – анодно-оксидное или лакокрасочное с применением порошковых красителей на основе полиэфирных смол. Стальные детали подвески и крепежные изделия имеют цинковое покрытие. Конструкции потолков самонесущие и не предусмотрены на дополнительные нагрузки, установка светильников осуществляется на самостоятельные несущие элементы.
Материал подготовил Л. РУДНИЦКИЙ
|
|
