Технологииматериалы

Больше металлов: хороших и разных!

В недалеком прошлом в нашей стране металлоконструкции использовались практически только при строительстве промышленных предприятий. Но времена меняются. Сегодня номенклатура зданий и сооружений, при сооружении которых можно использовать металлические конструкции, значительно расширилась – сейчас разрешили перекрывать такие сооружения, как крытые рынки, торговые залы крупных супермаркетов, спортивные залы, театрально-зрелищные центры и другие объекты. В наше время, когда предприниматели редко заключают долгосрочные договоры аренды земли, это немаловажно, так как часто возникают ситуации, в которых продление договора невозможно – или повысятся цены на аренду, или возникнут какие-то проблемы с хозяином земли. Поэтому естественно, что, обосновываясь на какой-то площади, арендатор не стремится возвести для себя здание, которое простоит на этом месте века. Куда удобнее использовать относительно «портативные» металлоконструкции, которые можно легко забрать «с собой». Универсальные металлические конструкции, используемые для перекрытий, ангаров, торговых центров, промышленных зданий и цехов, могут быть отапливаемыми и не отапливаемыми. Они возводятся не только в районах с мягким климатом, но и в северных районах, выдерживают низкие температуры (до –65°С) и сейсмические нагрузки до 9 баллов включительно. Предлагаемые сегодня металлоконструкции для промышленных зданий могут эксплуатироваться с любым крановым оборудованием (кран-балки, тельферы, тали). Монтаж отдельных элементов производится как при помощи болтовых соединений, так и при использовании сварки. Для ускорения сроков строительства и повышения качества возводимых зданий разработаны унифицированные металлические конструкции и узлы соединения, изготовляемые на поточных линиях и поставляемые на стройку комплектно. Легкие металлоконструкции комплексной поставки для строительства общественных зданий по сравнению с аналогичными из сборного железобетона позволяют значительно уменьшить сроки возведения сооружений. В связи с внедрением в строительстве перекрестно-стержневых пространственных конструкций в одноэтажных зданиях появилась возможность устройства антресольного второго этажа, что весьма важно для размещения в нем обслуживающих помещений. Структурные объемно-пространственные плиты покрытий изготавливаются из труб оптимального унифицированного сортамента, имеют прямоугольную форму в плане с опорами по девяти колоннам, установленных с шагом 18х18 метров. Кроме того, плиты могут иметь консольные вылеты от 3 до 7,5 метров, что позволяет перекрывать площади размером до 3 тыс. кв. метров. Кровельные панели изготавливаются из стального листа толщиной 0,8 мм, верхний лист плоский, нижний имеет трапециевидную форму. Гидроизоляция панели выполняется из гидроизола на холодной битумной мастике. Для наружных стен используют трехслойные металлические панели, имеющие вертикальную разрезку, высотой на один этаж. При высоте этажа более 4,8 метра производится раскрепление ригелем в одном промежуточном уровне. Стеновые панели представляют собой конструкцию, состоящую из наружной и внутренней гофрированной алюминиевой облицовки толщиной в 1мм. Между этими листами заливается утеплитель – пенопласт. При увеличении длины фасада здания монтаж осуществляется по принципу листовой сборки. Для этого торцы стеновых панелей соединяют гофрированными алюминиевыми листами с прокладкой между ними эффективного утеплителя в обертке из полиэтиленовой пленки. Расчеты проектных институтов, подтвержденные практикой строительства, показывают, что стоимость объектов, воздвигаемых из легких металлоконструкций комплектной поставки, на 30-40 процентов ниже стоимости аналогичных сооружений из «традиционных» материалов – кирпича и железобетона. Стальные конструкции Благодаря высоким механическим характеристикам и однородности структуры сталь применяют в большепролетных и высотных сооружениях и там, где необходимы высокие напряжения. Механические характеристики и указания по применению различных сталей для стальных конструкций зданий и сооружений в зависимости от вида конструкций даны в СНиП II-23-81. Стальные несущие конструкции используются в одноэтажных промышленных зданиях. К ним относятся: стропильные металлоконструкции с пролетами в 12 метров и более; колонны высотой более 18 метров в бескрановых зданиях; колонны при грузоподъемности мостовых кранов 50 тонн; одноэтажные здания различного назначения (легкие решетчатые несущие конструкции при сетке колонн не менее 18х18 метров); инженерные сооружения (силосы для материалов, хранение которых в железобетонных емкостях не допускается); наземные резервуары для хранения нефтепродуктов и сжиженных газов, мосты, опоры линий электропередач. Облегченные стальные строительные конструкции используют для строительства зданий и сооружений с легкими кровлями и стенами с применением легких утеплителей типа пенопласта, при этом расход стали существенно сокращается. Облегченные конструкции, как правило, изготавливаются на автоматических поточных линиях заводов металлоконструкций, поэтому трудоемкость их изготовления достаточно низкая. Они поставляются на стройку в полном комплекте (несущие и ограждающие элементы) и быстро монтируются крупными блоками. Главным недостатком стальных конструкций является подверженность коррозии, которая, впрочем, легко устраняется эмалевым или полимерным покрытием. Алюминиевые конструкции Конструкции из алюминиевых сплавов обладают общими для металлических конструкций достоинствами. Но они легче стальных. Отношение расчетного сопротивления к плотности при одинаковой прочности сопоставляемых материалов у алюминиевого сплава примерно в три раза выше, чем у стали. Снижение собственного веса конструкции, в свою очередь: - уменьшает усилия в элементах конструкций, особенно большепролетных, а также подвергающихся сейсмическим воздействиям; - снижает транспортные расходы, объемы и сроки монтажа; - сокращает расход энергии при эксплуатации подвижных конструкций. Благодаря значительной антикоррозийной стойкости алюминия, которая к тому же может быть повышена оксидированием, эмалированием и другими способами, снижаются эксплуатационные расходы и возрастает долговечность конструкций. Алюминиевые конструкции имеют и ряд недостатков. Стоимость алюминиевых конструкций в несколько раз выше стоимости стальных. Модуль упругости алюминиевых сплавов приблизительно в три раза меньше, чем у стали, поэтому прогибы стальных балок и ферм при прочих равных условиях в три раза больше, чем прогибы стальных, а критическая сила для сжатых элементов меньше; коэффициент линейного расширения почти в два раза больше, чем у стали, поэтому необходимо частое устройство температурных швов. Плюс к этому, в местах контакта алюминиевых сплавов с другими материалами легко возникает электрохимическая коррозия, из-за этого поверхности, соприкасающиеся со сталью или бетоном, обязательно нужно изолировать окраской или с помощью прокладок из пластмассы или других материалов. Конструкции из алюминиевых сплавов в настоящее время применяются для кровельных панелей большепролетных зданий, где особенно важно уменьшение собственной массы кровли; для конструкций, работающих в агрессивной среде; при строительстве в отдаленных горных и труднодоступных районах, а также при устройстве витражей, оконных переплетов и других архитектурных деталей, где наиболее полно используется возможность легкого получения из алюминиевых сплавов сложных профилей и их высокая стойкость против коррозии. Защита для металла Каждый, кому приходилось заниматься вопросом защиты металла от коррозии, сталкивался с рядом проблем. Ассортимент антикоррозийных лакокрасочных покрытий огромен, однако при ближайшем рассмотрении практически все материалы имеют ограничения по применению или эксплуатации. К тому же стоимость высококачественных красок и грунтовок немалая, а с учетом того, что на подготовительные работы уходит до 70-80 процентов общей стоимости окраски, то приходится выбирать, красить «на века» или «освежать» каждый сезон. Однако металлоконструкции – не штакетник на садовом участке, который легко подкрасить. Перед каждым новым покрытием необходимо очистить поверхность, иногда и зашлифовать, затем обезжирить, высушить, загрунтовать и, наконец, нанести новую краску. Процесс трудоемкий и долгий. К тому же строительство может продолжаться практически круглый год, а вот красить приходится только в теплый сезон и желательно в сухую погоду. Высокая стоимость работ, необходимость соблюдения температурного и технологического режимов – лишь малая часть проблемы. Антикоррозийное покрытие должно обладать высокими защитными свойствами, среди которых важнейшими являются химстойкость, устойчивость к воздействию атмосферной среды, термостойкость, высокая адгезия, способность противостоять механическим повреждениям (истиранию, ударам и т.п.). И, наконец, существует ряд таких характеристик как, например, время высыхания, расход материала, внешний вид изделия. На первый взгляд, эти качества не имеют принципиального значения, но для потребителя они находятся на первом месте. Несомненно, что материал, способный совместить в себе, например, систему из обезжиривателя, грунтовки и финишного слоя, мог бы значительно облегчить процесс окраски металлоконструкций. Такая краска существует, и ее производят на многих лакокрасочных предприятиях России. Это так называемая серия грунт-эмалей СБЭ-111 «Унипол» на каучукосмоляной модифицированной основе. Серия состоит из пяти модификаций грунт-эмалей: Марка «А» предназначена для защиты от коррозии металлоконструкций и оборудования, работающих в атмосфере промышленной среды, при температуре не выше 100°С. Эмаль может использоваться для антикоррозионной защиты углеродистых сталей, конструкций из нержавеющей стали, а также алюминия и его сплавов. Марка «Б» предназначена для защиты от коррозии металлоконструкций и оборудования, работающих при температуре не выше 100°С в условиях промышленной атмосферы умеренного климата, в атмосфере тропического морского климата и в агрессивных средах. Марка «В» предназначена для защиты от коррозии металлоконструкций и оборудования, работающих при температуре не выше 100°С в сильно агрессивных средах, а также противокоррозионных покрытий внутренних поверхностей оборудования, трубопроводов и строительных конструкций тепловых электростанций. Марка «Г» предназначена для защиты от коррозии цистерн, металлоконструкций и оборудования, работающих в контакте с нефтепродуктами, при температуре не выше 120°С и при периодическом воздействии сухого перегретого пара высокого давления. Безусловно, существует еще масса красок и иных материалов, позволяющих надежно защитить металлоконструкции от коррозии. Но о них мы расскажем в одном из наших следующих номеров. Дом за две недели Жилье, строящееся из традиционных для европейских потребителей материалов, в настоящий момент не всегда по карману даже далеко не бедному нашему «среднему классу». Новые технологии, в частности, строительство из пенобетона и газобетона, хотя и несколько удешевляют квадратные метры, все же не снимают многих сопутствующих организационных строительных проблем и не приближают тот вожделенный миг, когда становится возможным растянуться к собственной теплой комнате на собственном уютном диване. И в итоге принципиальных различий все равно не получается: все так же долго и так же дорого. Уже много лет в Европе и Америке используется технология строительства, которая позволяет возводить здания высотой до 4 метров с максимальным пролетом перекрытий до 10 метров за очень короткий срок – от 15 до 90 рабочих дней. Речь идет о так называемом быстром каркасном строительстве, суть которого проста: каркас плюс обшивка, а преимущества более чем заманчивы, о чем – подробнее. Основным элементом технологии является холоднокатаный швеллер из стального оцинкованного листа, который используется как для сборки цельного каркаса здания, так и для монтажа отдельных элементов в строящихся или реконструируемых домах. В последнем случае это могут быть и перегородки из гипсокартона, и мансарды, и крыши, и балконы, и лоджии, и многие другие элементы дома. Благодаря цинковому покрытию каркас здания не требует ремонта как минимум полвека. Стальной каркас будущего помещения не подвержен «усадке» и «усушке», которые характерны для кирпичных, деревянных и бетонных зданий, а трещины в углах, стеши, заклинившие двери и окна просто исключаются. Сборка элементов металлоконструкций каркаса производится без применения электросварки – для этого используются самонарезающие шурупы из высокопрочной стали, после чего уже собранный металлический каркас заполняется эффективным утеплителем, а затем обшивается высокопрочными цементно-стружечными плитами (ЦСП). Данная технология, помимо использования электрической сварки, также не нуждается в применении водных растворов, что не только удешевляет строительство, ускоряет возведение постройки, избавляет от неудобного строительного мусора и куч застывшего раствора на территории стройки, но и расширяет сезонные границы строительства: возводить жилье, дачи, склады, магазины и офисы можно практически круглый год. В качестве утеплителя используется пенополистирол, – материал, сочетающий в себе качества и пенопласта, и минеральной ваты. После монтирования пеноизола коробка здания обшивается ЦСП – трудно сгораемым, экологически чистым материалом с повышенной водостойкостью, который по своей прочности не уступает обычному бетону, а по весу на порядок легче него. В обработке цементно-стружечные плиты тоже гораздо удобнее бетона, и поэтому из них можно изготавливать не только полы, заменяющие цементную стяжку, кровли, несъемную опалубку, ограждения балконов и лоджии, обшивку каркасного жилья и влагостойкие перегородки, но и облицовочные детали, плинтуса и даже подоконники. При данной технологии стены дома толщиной в 15 сантиметров по своим теплопроводным свойствам эквивалентны кирпичной кладке толщиной 1 метр. Такие высокие теплоизоляционные свойства позволяют использовать технологию быстрого каркасного строительства в районах с разными климатическими условиями. Применение дерева в качестве наполнителя ДСП и легкого, но эффективного пеноизола позволяет снизить вес конструкции дома более чем в три раза. Благодаря этому снижаются затраты на устройство фундамента, а сам дом собирается без грузоподъемных механизмов даже в самых труднодоступных местах – например на скалах. Эти конструкции способны выдерживать ветровую нагрузку до 150 км/ч, а землетрясения – до 9 баллов по шкале Рихтера. Разве не фантастика – взять и построить за две недели дом площадью 110 кв. метров, отвечающий самым строгим современным строительным требованиям, да и по цене, конкурирующий с самыми выгодными предложениями жилья?! Не стоит забывать и о том, что быстрое строительство позволяет в минимальные сроки вернуть затраченные деньги благодаря налоговым льготам. А время, как известно, – деньги. Игорь МОКЕРОВ