m33170

является сталь широкополосная шириной до 1500 мм при толщине до 50 мм.

Сталь листовую выпускают в виде толстолистовой (толщиной от 4 до 60 мм и шириной от 600 до 3000 мм) и тонколистовой (толщиной от 0,9 до 3,75 мм при ширине 600–1400 мм). К тонколистовой относят сталь кровельную и сталь оцинкованную толщиной 0,38 и 0,82 мм при размерах листов 710х1420 и 1000х2000 мм.

Сталь угловую выпускают равнобокую и неравнобокую; угловая равнобокая сталь имеет ширину полок от 20 до 250 мм; неравнобокая – от 30х20 до 250х160 мм.

Балки двутавровые изготавливают обыкновенного профиля, широкополочные и облегченные. Высота балок обычного профиля – от 100 до 600 мм, широкополосных – от 200 до 1000 мм, облегченных – 160–300 мм.

Швеллеры выпускают обыкновенного профиля – высотой от 50 до 400 мм и облегченные – высотой от 160 до 200 мм.

Трубы стальные изготавливают бесшовные – диаметром от 5 до 430 мм и сварные – диаметром до 1600 мм.

Штампованные профили получают холодной вальцовкой и способом гибки тонкой широкополосной стали толщиной от 1,5 до 5 мм. Материалом служит обычная сталь марки Ст.3.

Арматурная сталь для железобетонных конструкций должна воспринимать растягивающие напряжения. По способу изготовления арматурная сталь подразделяется на горячекатанную стержневую и холоднокатанную проволочную. В зависимости от способа применения различают арматурную сталь для армирования обычных ненапряженных конструкций и ненапрягаемую арматуру напряженных конструкций. Стержневая и проволочная арматура подразделяется в зависимости от профиля на гладкую и рифленую периодического профиля.

При производстве металлических изделий расплавленный металл разливают по изложницам. Остывший металл подвергают дальнейшей обработке, в результате чего получают изделия требуемых форм, размеров и свойств.

Различают несколько способов обработки металлов: дав-

лением в горячем состоянии, давлением в холодном состоянии и литье.

241

В процессе литья из расплавленного металла получают изделия, по форме и размерам соответствующие литейной форме. Формы изготовляют из различных формовочных смесей: земли, измельченного кварцевого песка, огнеупорных масс, металла.

Для строительных целей на заводах отливают преимущественно из чугуна опорные части колонн, трубы, архитектурнохудожественные изделия.

В современных условиях применяют следующие способы обработки металлов давлением: прокатку, ковку, волочение, штамповку и прессование. Все эти виды обработки основаны на высоких пластических свойствах металлов.

Наиболее дешевым и распространенным способом является прокатка. Сущность процесса заключается в обжатии металла между вращающимися валками, при этом заготовка уменьшается в сечении и вытягивается. Металл можно прокатывать как в холодном, так и в горячем состоянии. Холодным способом прокатывают высокопластичные металлы (олово, свинец). Большинство стальных изделий прокатывают в горячем состоянии при температуре 900–1250 °С. Обжатие стального слитка до требуемой формы и размеров производится за несколько последовательных приемов пропускания слитка через ряд валков с последовательно уменьшающимися зазорами. Способом прокатки получают большую часть стальных изделий для строительства: балки, рельсы, листовую и прутковую сталь, арматуру, трубы.

Ковкой называют процесс деформации металла под действием повторяющихся ударов молота. Ковка может быть свободной, когда металл имеет возможность растекаться во все стороны. При ковке в штампах – штамповке – металл, растекаясь под ударами молота, заполняет формы штампов, а избыток его вытекает и отрезается.

Процесс волочения заключается в протягивании металлической заготовки через отверстие сечением, меньшим сечения заготовки. В результате происходит обжатие металла, а профиль его строго соответствует форме отверстия в матрице. В качестве заготовок используют предварительно прокатанный или прессованный пруток или трубу. Волочение производят обычно в холодном состоянии.

242

При изготовлении металлических строительных конструкций (балки, фермы, колонны и т.д.) для соединения элементов используют клепку, сварку, болтовые соединения.

Способы сварки подразделяют на два основных вида: пластическую и сварку плавлением.

При пластической сварке кромки металла нагревают до пластического или жидкого состояния и затем их соединяют обжатием. Способ сварки плавлением основан на расплавлении кромок металла соединяемых деталей и последующем затвердении расплавленного металла в зоне шва.

К пластической сварке относят кузнечную и электрическую сварку. Электрическая сварка основана на тепловом действии тока, проходящего через свариваемые детали (точечная и стыковая сварка арматуры).

К сварке плавлением относят: электродуговую, основанную на использовании тепла электрической дуги; газовую, при которой соприкасаются кромки металла, расплавленные горячим газом; газодуговую, с использованием тепла электрической дуги в среде защитного газа; термитную, при которой металл нагревается горячим термитом (сварка рельсов).

Для соединения стальных конструкций преимущественно применяют электродуговую сварку, реже – газовую и термитную. Арматуру железобетонных конструкций сваривают в основном при помощи электрической сварки.

В результате взаимодействия металлических конструкций с окружающей средой может происходить разрушение их поверхности – к о р р о з и я. Коррозия возникает в результате химических и электрохимических процессов, а также под действием блуждающих токов, отходящих от подземных кабелей и железнодорожных путей.

Применяют несколько способов защиты металлов от кор-

розии, простейшим из которых является покрытие металла различными красками, лаками, эмалями. Образующаяся при этом пленка изолирует металл от действия газов и влаги.

Применяют также и другие способы: легирование – сплавление металла с легирующими добавками, повышающими его коррозионную стойкость; воронение – получение на поверхности изделий защитного слоя окислов; металлическое покрытие – по-

243

крытие одного металла пленкой из другого, менее подверженного коррозии в данных условиях (цинк, олово, алюминий). Это достигается методами гальваники, путем обрызгивания или погружения в ванну с расплавленным металлом.

11. ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Лакокрасочными составами называют материалы, нано-

симые в жидком виде тонкими слоями на окрашиваемую или лакируемую поверхность и образующие после высыхания твердую пленку, прочно сцепляющуюся с поверхностью. Толщина наносимого слоя может быть от 60 до 500 мкм в зависимости от применяемого материала.

Лакокрасочные материалы состоят из двух основных компонентов – сухого и связующего вещества. В состав сухого вещества входят пигменты и наполнители, а в состав связующего – разнообразные виды связующего вещества и растворители.

11.1. Пигменты и наполнители

Пигментами называют тонко измельченные цветные порошки минерального и органического происхождения, нерастворимые в воде и в органических растворителях (масла, скипидар, спирты), но способные при равномерном смешивании с ними образовывать красочные составы.

Пигменты можно разделить на две основные группы: неорганические (минеральные) природные и искусственные, состоящие в основном из оксидов и солей различных металлов, и органические, изготавливаемые из различных органических соединений (бензола, антрацена, нафталина) и других углеводородных продуктов. В таблице 30 приведена номенклатура наиболее распространенных пигментов.

Наиболее характерным для органических пигментов является насыщенность цвета, низкая атмосферостойкость и долговечность. При сильном нагревании они обугливаются, чернеют. Минеральные пигменты, особенно природного происхождения, отличаются светостойкостью, термической, химической устойчивостью и т.д. Получают минеральные пигменты путем измельчения (дробление, помол камня), отмучивания, отвеивания и пр.

244

Известны способы получения пигмента как попутного продукта при переработке металлических и других руд.

Таблица 30. Номенклатура сухих пигментов

Белила - искусственный пигмент белого цвета, применяемый для изготовления масляных и эмалевых красок. По химическому составу они могут быть цинковыми, титановыми, свинцовыми и литопоновыми.

Цинковые белила (ZnO) представляют собой белый кристаллический порошок, получаемый из металлического цинка или из цинковых руд. Цинковые белила не обладают высокой стойкостью при повышенной влажности. Красочная пленка их в

245

короткое время выветривается и становится хрупкой. Светоустойчивость цинковых белил в условиях интерьера высокая.

Титановые белила по своему составу представляют собой двуокись титана (ТiО2) или смесь двуокиси титана, сернокислого бария и окиси цинка. Содержание двуокиси титана в смесях колеблется от 25 до 65%. Этот вид белил получил широкое распространение в строительстве в связи с высокой кроющей способностью, стойкостью к атмосферным влияниям и светоустойчивостью. Титановые белила безвредны. По некоторым наблюдениям титановые белила под влиянием света желтеют. Они применяются для внутренних и наружных работ с масляными, лаковыми и силикатными связующими, а также в качестве добавок в эмульсионные красочные составы для увеличения их укрывистости.

Свинцовые белила по своему составу представляют собой основной углекислый свинец (2PbCO3.Pb(OH)2). Обладают высокой кроющей способностью. Светостойкость является особым качеством этих белил, но, учитывая химическую вредность, их следует применять лишь для окраски наружных поверхностей сооружений или для первого слоя покраски внутри помещений. Свинцовые белила, обладающие антикоррозийными качествами, следует применять в смеси с медянкой для защиты железных крыш, для окраски металлических и деревянных конструкций.

Литопон - продукт осаждения из растворов смеси сернистого цинка и сернокислого бария, обладает слабой свето- и атмосферостойкостью, может быть рекомендован главным образом для разбела цветных колеров, а также для отгрунтовки при масляных покрасках в светлые тона. Применяют его также в эмалевых и эмульсионных красочных составах.

Охра - природный пигмент желтого цвета (глина, окрашенная оксидами железа), содержание которого составляет от 10 до 25%. Имеет высокие технические свойства: атмосферостойкость, светостойкость и пр. Охра применяется для всех видов малярных работ и штукатурок.

Сурик железный - природный минеральный пигмент ко- ричневато-красного цвета. Получается путем измельчения железных руд, содержащих от 75 до 85% оксида железа. Пигмент светостойкий и атмосферостойкий, широко применяется в производстве масляных и других красящих составов.

246

Кроны свинцовые лимонного, оранжевого, желтого цвета; по составу представляют собой основной хромовокислый свинец. Весьма распространены в малярном деле, они обладают высокой укрывистостью, красящей способностью и антикоррозийными качествами, что позволяет применять их в масляной и лаковой окраске по металлу и дереву. Светоустойчивость их недостаточна. Кроны свинцовые вредны как соединения, содержащие свинец.

Кроны цинковые представляют собой двойное соединение хроматов цинка с хромовокислым калием или натрием, содержащих небольшое количество основных сернокислых или хлористых солей цинка. Цвет этих кронов от лимонно-желтого до свет- ло-желтого. По сравнению со свинцовыми они более светопрочны, не чернеют от сероводорода и сернистых соединений, обладают средней красящей и кроющей способностью. Они также обладают антикоррозийными свойствами, а потому хороши для покрытия металлических конструкций. Применяются в виде добавок к другим пигментам при покрасках по металлу.

Сиена - природный пигмент темно-желтого цвета с оранжевым оттенком. Жженая сиена имеет каштановый цвет. По химическому составу представляет собой алюмосиликат, содержащий от 45 до 70% оксидов железа. Широко используется для приготовления клеевых и минеральных красок.

Умбра - природный пигмент коричневого цвета с зеленоватым оттенком. Производится из глины и представляет собой алюмосиликат, содержащий до 50% оксида железа и от 7 до 14% оксида марганца. Применяется для приготовления минеральных, клеевых красок.

Ультрамарин - искусственный минеральный пигмент синего, голубого, лазурно-синего цвета. Получается путем обжига смеси калина, кварца, соды, серы и угля. Он обладает высокой светостойкостью, химической стойкостью (к щелочам), средней красящей способностью. Разрушается под влиянием сернистых газов. Применяется для приготовления масляных и клеевых красящих составов.

Окись хрома - искусственный минеральный пигмент зеленого, темно-зеленого цвета. По химическому составу представляет собой безводный оксид хрома. Пигмент обладает высокой

247

стойкостью против воздействия кислот, щелочей, сероводорода и сернистых газов, высокой светостойкостью и температуростойкостью. Широко применяется для производства лакокрасочных материалов. Разновидность пигмента: водный оксид хрома (зелень изумрудная) и смесь свинцового крона с лазурью и наполнителем (зелень свинцовая).

Мумия - природный минеральный пигмент красного цвета с коричневым оттенком. По химическому составу представляет собой алюмосиликат, окрашенный оксидами железа. Пигмент свето- и атмосферостоек, применяется для изготовления красок со всеми связующими.

Алюминиевая пудра – пигмент, представляющий собой алюминиевый порошок серовато-белого цвета (серебристый). Имеет чешуйчатое строение и отличается очень большой укрывистостью, антикоррозийными и теплотехническими свойствами. Применяется в производстве эмалей и полимерных красящих покрытий. Рекомендуется использование для окраски металлической поверхности, радиаторов отопительной системы зданий и др.

В строительстве применяют главным образом минеральные пигменты, обладающие большей стойкостью к атмосферным, химическим, световым воздействиям, что особенно важно при окраске наружных поверхностей и санитарно-технических помещений и устройств. Для внутренней и в меньшей степени для наружной окрасок применяют и органические пигменты, обладающие достаточной светостойкостью, то есть не выгорающие и не меняющие цвета под воздействием солнечных лучей.

Качество всех пигментов характеризуется их красящей способностью, укрывистостью, тонкостью помола, светостойкостью, атмосферостойкостью, огнестойкостью, стойкостью против химического воздействия, антикоррозионной стойкостью и маслоемкостью.

Красящая способность (интенсивность) пигмента – это его свойство передавать свой цвет при смешивании с пигментами других цветов. Примером высокоинтенсивного пигмента может служить синий пигмент - лазурь, который даже в минимальных дозах (0,1%) способен придавать мелу или белилам голубой оттенок.

248

Укрывистость (кроющая способность) – это расход пиг-

мента на 1 м2 окрашиваемой поверхности. Кроющая способность пигментов колеблется в пределах от 10 до 200 г/м2. Укрывистость определяют путем нанесения краски на стеклянную пластинку, положенную на лист белой бумаги. На оборотной стороне пластинки имеются контрольные полосы. Когда краска полностью закроет эти полосы в отраженном свете, то по разности массы стеклянной пластинки до и после испытания определяют расход краски.

Тонкость помола оказывает сильное влияние на интенсивность и укрывистость пигмента. Ее определяют просеиванием мокрого и сухого пигмента через сито, номера которых установлены для каждого вида пигмента соответствующим стандартом. Интенсивность и укрывистость пигмента тем выше, чем меньше его частицы, однако чрезмерная тонкость помола пигмента может снижать его красящую способность.

Светостойкость пигмента – способность сохранять свой цвет под воздействием света. К светостойким пигментам относят природные минеральные пигменты: сурик, охру, мумию. Некоторые органические пигменты быстро выцветают и изменяют свой тон (литопоновые белила желтеют, свинцовые кроны темнеют).

Атмосферостойкость пигмента – способность сопротив-

ляться совместному действию изменений температуры, влаги, углекислоты воздуха и др. Высокой атмосферостойкостью обладают металлосодержащие пигменты: сурик свинцовый и железный, свинцовые белила, хромовая зелень.

Огнестойкость пигмента – способность выдерживать действие высоких температур без изменения цвета и разрушения. Пигменты обладают различной степенью огнестойкости: органические полностью лишены огнестойкости, минеральные пигменты более огнестойки. Органические пигменты теряют цвет и разрушаются даже под воздействием невысоких температур. Минеральные пигменты по-разному реагируют на действие высоких температур: ультрамарин и хромовая зелень почти не изменяют цвета, а лазурь полностью разрушается.

Стойкость пигмента против химических воздействий –

способность противостоять действию кислотной и щелочной сред без видимых разрушений и изменений цвета. Для различных кра-

249

сок в зависимости от условий эксплуатации подбирают кислотостойкие или щелочестойкие пигменты. Нельзя применять пигменты, не обладающие достаточной стойкостью против щелочей при окраске свежей известковой штукатурки или свежего бетона, так как в них всегда содержится свободная известь, которая может привести к полной порче красочного состава. Для окраски ванных комнат необходимо подбирать пигменты, стойкие к действию соды, едкого натра и т.д.

Антикоррозионная стойкость – способность пигмента в сочетании со связующим образовывать красочный состав, защищающий металлы от окисления. Пигменты для этих составов не должны содержать веществ, вызывающих коррозию черных металлов. Высокими антикоррозионными свойствами обладают свинцовосодержащие пигменты: белила и сурик, цинковый крон и зелень, алюминиевая пудра.

Маслоемкость пигмента характеризуется количеством масла, которое необходимо добавить к пигменту для получения красочной пасты. Маслоемкость пигментов различна: для одних пигментов масла нужно очень немного (свинцовые белила), для других – много (сажа). Чем меньше масла требуется для получения красочной пасты, тем больше стойкость покрытия, так как красочный слой повреждается главным образом вследствие разрушения масляной пленки.

Наполнителями называют нерастворимые минеральные вещества, добавляемые в красочные составы для экономии пигментов, а также для придания составам повышенной прочности, огнестойкости, кислотостойкости и т.д. Наполнители в отличие от пигментов не обладают укрывистостью. При выборе наполнителя учитывают цвет красочного состава и применяемое связующее. Для клеевых красок светлых тонов рекомендуется применять тонкодисперсный каолин. Для повышения огнестойкости красочных составов в качестве наполнителя применяют асбестовую пыль. В краски на извести в качестве наполнителя вводят тонкомолотый диатомит, обладающий повышенной щелочестойкостью. Качество клеевых красок улучшает молотая слюда.

Для уменьшения и устранения блеска в лакокрасочные составы вводят матирующие добавки. С этой целью применяют стеараты цинка, кальция или алюминия. Применение талька так-

250