Алюминий сегодня является одним из наиболее популярных металлов: он применяется во многих областях промышленности, сельском хозяйстве и в быту. При этом материал алюминий обычно используется не в чистом виде, а как составная часть многих сплавов.
Общие понятия о металле алюминий
Алюминий сегодня активно используется в автомобиле-, судо- и авиастроении, в холодильной и пищевой промышленности, в производстве бытовых предметов и так далее. Также широко применяется алюминий в строительстве. Это на прямую связано с его выдающимися качествами. Так, металл алюминий обладает относительно небольшим весом, он устойчив к атмосферным воздействиям, на нем не появляется ржавчина и коррозия.
При этом данный материал хорошо поддается обработке и легко принимает требуемую форму. Кроме того, подобные качества позволяют применять изделия из алюминия без специального покрытия, хотя краска на таком материале держится очень прочно. Благодаря своей характеристике, а также развитию химической, термической и механической обработки, металл алюминий сегодня постепенно вытесняет медь и стальной прокат.
Алюминий в строительстве
Алюминий в строительстве применяется так часто, что даже неискушенный в строительном деле человек сможет назвать несколько примеров такого использования. Например, это могут быть следующие изделия из алюминия: окна, двери, торговые киоски и павильоны, ажурные перекрытия зимних садов, фольга, используемая как отражатель на теплоизоляционных изделиях, офисные перегородки, радиаторы, многофункциональные алюминиевые профили и тому подобное.
Области применения алюминия в строительстве
Использование алюминия в строительстве, в первую очередь, обусловлено его высокими антикоррозионными свойствами. При этом металл алюминий применяется не только в сооружениях, эксплуатируемых в условиях особо агрессивных сред, но и в самых обычных условиях, где конструкции испытывают на себе негативное влияние атмосферных осадков.
Давайте чуть более подробно остановимся на наиболее часто встречающихся изделиях из алюминия, применяемых в строительстве.
1. Кровельные настилы
Алюминий сегодня очень распространен при покрытии крыш: кровля из алюминиевых листов обладает рядом преимуществ. Так, на фоне своих хороших несущих, ограждающих и декоративных свойств, такая кровля, как правило, обходится дешевле других видов покрытий кровли.
И, даже, если изначально затраты на нее будут несколько выше, то, практика показывает, что они быстро окупаются, ведь алюминиевая кровля почти не нуждается в профилактическом ремонте и срок ее службы в несколько раз больше, чем у обычных кровель.
При этом кровельные настилы из алюминия сегодня отличаются большим разнообразием сплавом металла и видом применяемых листов. Так, некоторые потребители отдают предпочтение штампованной алюминиевой кровли: в ней алюминий применяется в виде ленты. Материалом для такого листа служит алюминиевый арганцевый сплав. При этом размеры крепежных шипов соответствует гофрировке ленты.
Также в строительной практике используются кровельные настилы из алюминиево-марганцевого сплава, представленные в виде штампованных картин. Крепление таких картин к обрешетке осуществляется с помощью клямер. Но чаще всего алюминий сегодня на кровле представлен в виде волнистых листов небольшой толщины.
Важно и то, что материал алюминий в сплаве с другими металлами с помощью цветного анодирования может в декоративных целях быть окрашенным в любой другой цвет. Например, в последнее время алюминиевые кровли принято искусственно состаривать.
Если же говорить языком цифр, то исследователи подсчитали, что холодное покрытие алюминиевой волнистой кровли на 47% дешевле стального аналога и почти в 3 раза выгоднее рубероидной, положенной по железобетонным плитам.
2. Оконные и фонарные переплеты
Алюминий в строительстве широко применятся в виде оконных и фонарных переплетов. Как известно, переплеты из дерева отличаются рядом недостатков, самыми главными из которых являются их ненадежность и недолговечность. С другой стороны стальные рамы имеют большой вес, быстро подвергаются коррозии и неудобны в открывании. В тоже время переплеты из алюминия сегодня не имеют таких недостатков.
3. Стеновые панели
Изделия из алюминия, применяемые в настоящее время в строительстве, это и стеновые панели, которые представляют собой листы из алюминиевых сплавов для внешней отделки зданий. Для этого могут использоваться простые штампованные листы, а также специальные ограждающие панели: они состоят из наружных алюминиевых листов, внутренней облицовки и утеплителя или герметически замкнутой воздушной прослойки.
Важно, что такие панели в несколько раз меньше пропускают наружу тепла, чем традиционные стены. А при сравнении с кирпичным зданием наружные стены становятся легче в 8 раз, а их стоимость уменьшается почти в 3 раза.
Источник: www.stroy.ru
Алюминий в строительстве
Алюминий является не просто одиночным уникальным материалом, а дает семейство различных групп (серий) алюминиевых сплавов. Механические свойства алюминиевых сплавов очень широко изменяются от одной группы к другой, а также внутри каждой группы. Это разнообразие свойств и характеристик алюминиевых сплавов позволяет подобрать строительный материал, который является оптимальным для конкретного здания или сооружения.
Ниже представлены основные алюминиевые сплавы, которые рекомендуются к применению в строительной промышленности.
Деформируемые сплавы
Ниже представлены деформируемые алюминиевые сплавы, которые европейский стандарт EN 1999 (Еврокод 9) рекомендует к применению в строительных конструкциях в виде:
- листов (EN 485),
- лент (EN 485),
- прессованных труб (EN 755),
- прессованных профилей (EN 755),
- прессованных прутков (стержней) (EN 755),
- холоднотянутых профилей (EN 754),
- поковок (EN 586).
8 серий деформируемых сплавов
Все деформируемые алюминиевые сплавы группируются в восемь серий – восемь групп. Согласно классификации Американской Алюминиевой ассоциации, которая принята во всем мире, обозначение деформируемых алюминиевых сплавов состоит из четырех цифр. Первая из четырех цифр характеризует главный легирующий элемент (иногда – два) этой группы, остальные три цифры носят вспомогательный характер и помогают различать сплавы внутри данной группы.
Еврокод 9 рекомендует к применению в строительных конструкциях алюминиевые сплавы не всех серий, а только серий 3000, 5000, 6000, 7000 и 8000 – по несколько, от 1 до 6, сплавов из каждой серии.
Технический алюминий: серия 1000
Марки алюминия серии 1000 применяют в малонагруженных конструкциях и в основном в виде листов. Электрическая и химическая промышленность применяют марки алюминия этой серии для кабелей и емкостей, так они обеспечивают им высокую коррозионную стойкость, которая характерна для алюминия как металла.
Предел текучести марок алюминия является весьма низким – около 30 Н/мм 2 , однако они обладают очень высокой пластичностью – их относительное удлинение составляет от 30 до 40 %.
Если технический алюминий подвергать холодной пластической деформации – нагартовке, то его предел текучести может достигать 100 Н/мм 2 . Однако, к сожалению, это происходит за счет снижения пластичности – относительное удлинение снижается при этом до 3-4 %.
- В перечне алюминиевых сплавов, которые Еврокод 9 рекомендует для применения в строительстве, марки алюминия из серии 1000 отсутствуют.
Алюминиево-медные сплавы: серия 2000
Эти алюминиевые сплавы производят в основном в виде профилей, листов и труб. В термически упрочненном состоянии они достигают предела текучести до 300 Н/мм2 при сохранении достаточной пластичности с относительным удлинением около 10 %.
Поскольку коррозионная стойкость этих сплавов не слишком высока, их нужно защищать от коррозии, особенно при применении в коррозионных средах. Из-за плохой свариваемости сплавов серии 2000 они редко применяются в строительной индустрии. В основном эти сплавы применяют в самолетостроении с соединением их друг с другом с помощью заклепок.
- В перечне алюминиевых сплавов Еврокода 9 алюминиевых сплавов серии 2000 нет.
Алюминиево-марганцевые сплавы: серия 3000
Эти сплавы не обладают способностью к термическому упрочнению. Они имеют прочность немного выше, чем чистый алюминий и очень высокую пластичность. Высокий уровень пластичности позволяет применять к этим сплавам весьма интенсивные процессы холодной пластической деформации для повышения их прочностных свойств. Они являются коррозионностойкими. Наиболее часто применяются для изготовления панелей и деталей для кровельных систем.
- В перечень алюминиевых сплавов, рекомендуемых Еврокодом 9 для применения в строительстве, внесены сплавы
– 3004,
– 3005 и
– 3103.
Алюминиево-кремниевые сплавы: серия 4000
Свойства этих сплавов аналогичны свойствам сплавов серии 3000. Однако, как конструкционные сплавы они применяются редко. Их основное применение – сварочная проволока.
- В перечне алюминиевых сплавов Еврокода 9 сплавы из серии 4000 отсутствуют.
Алюминиево-магниевые сплавы: серия 5000
Даже хотя эти сплавы не обладают способностью получать термическое упрочнение, их механические свойства могут достигать величин, которые выше, чем у сплавов серий 1000, 3000 и 4000. Прочность этих сплавов повышается в результате нагартовки – холодной пластической деформации – до предела текучести 200 Н/мм2 с сохранением относительно высокой пластичности (относительное удлинение до 10 %). Коррозионная стойкость этих сплавов является очень высокой, особенно в морской среде, при содержании магния не выше 6 %. Эти сплавы часто применяют в сварных конструкциях, так их прочность не так катастрофически снижается, как термически упрочненных сплавах.
- Среди алюминиевых сплавов, рекомендуемых Еврокодом 9 для применения в строительстве, шесть сплавов из серии 5000:
– 5005,
– 5049,
– 5052,
– 5083,
– 5454 и
– 5754.
Алюминиево-магниево-кремниевые сплавы: серия 6000
С помощью термической обработки прочность этих сплавов может достигать по пределу текучести до 250 Н/мм2 с вполне приличной пластичностью до 12 % относительного удлинения. Эти сплавы являются коррозионностойкими. Они особенно хорошо подходят для экструзии профилей и труб, но используются также и для прокатки листов. Сплавы серии 6000 применяют как в сварных конструкциях, так и в конструкциях на болтах и заклепках.
- Из алюминиевых сплавов серии 6000 Еврокод 9 рекомендует к применению в строительстве шесть сплавов:
– 6060,
– 6061,
– 6063,
– 6005А,
– 6082 и
– 6106.
Алюминиево-цинковые сплавы: серия 7000
Из этих сплавов производят алюминиевые как методом экструзии, так и методом прокатки. Они подразделяются на две подсемейства в зависимости от содержания меди как третьего легирующего элемента.
Сплавы AlZnMg
Эти сплавы достигают высокой прочности с пределом текучести выше 250 Н/мм2 при хорошей пластичности (относительное удлинение около 10 %). Кроме того, эти сплав являются коррозионностойкими. Эти сплавы обычно применяют в строительных конструкциях, так они особенно подходят для сварных конструкций, благодаря их способности к самозакалке, что позволяет восстанавливать исходную прочность в зоне термического влияния сварки.
Сплавы AlZnMgCu
Эти сплавы достигают максимальной прочности после в результате термического упрочнения. Они достигают предела текучести 500 Н/мм2. Однако эти сплавы имеют низкую свариваемость и низкую коррозионную стойкость из-за присутствия меди. Поэтому эти сплав требуют коррозионной защиты в виде гальванического покрытия или окраски.
- Только один сплав этой серии включен в перечень сплавов Еврокода 9. Это сплав без легирования медью
– 7020.
Серия 8000: Алюминиево-железо-кремниевые сплавы
Сплавы этой серии применяются в основном для изготовления фольги для упаковки, а также электрических проводов.
Источник: aluminium-guide.com
Использование алюминия: сферы применения чистого металла и его сплавов
Алюминий, как наиболее легкий и пластичный металл, обладает широкой сферой использования. Он отличается устойчивостью к коррозии, имеет высокую электропроводность, а также легко переносит резкие температурные колебания. Еще одной особенностью является при контакте с воздухом появление на его поверхности особой пленки, которая защищает металл.
Все эти, а также другие особенности послужили его активному использованию. Итак, давайте узнаем подробнее, каковы области применения алюминия.
Основные области применения алюминия и его сплавов
Данный конструкционный металл имеет широкое распространение. В частности именно с его использования начали свою работу авиастроение, ракетостроение, пищевая промышленность и изготовление посуды. Благодаря своим особенностям алюминий позволяет улучшить маневренность судов за счет меньшей массы.
Отдельно стоит упомянуть способность металла проводить ток. Такая особенность позволила сделать его главным конкурентом меди. Он активно применяется при производстве микросхем и в целом в области микроэлектроники.
Наиболее популярными сферами использования можно назвать:
- Авиастроение: насосы, двигатели, корпуса и прочие элементы;
- Ракетостроение: как горючий компонент для ракетного топлива;
- Судостроение: корпуса и палубные надстройки;
- Электроника: провода, кабели, выпрямители;
- Оборонное производство: автоматы, танки, самолеты, различные установки;
- Строительство: лестницы, рамы, отделка;
- Область ЖД: цистерны для нефтепродуктов, детали, рамы для вагонов;
- Автомобилестроение: бампера, радиаторы;
- Быт: фольга, посуда, зеркала, мелкие приборы;
Широкое распространение объясняется преимуществами металла, однако есть у него и существенный недостаток – это невысокая прочность. Чтобы минимизировать его, в металл добавляется медь и магний.
Как вы уже поняли, основное свое применение получили алюминий и его соединения в электротехнике (и просто технике), быту, промышленности, машиностроении, авиации. Теперь же мы поговорим о применении металла алюминия в строительстве.
О применении алюминия и его сплавах расскажет это видео:
Использование в строительстве
Использование алюминия человеком в области строительства обуславливается его устойчивостью к коррозии. Это дает возможность изготавливать из него конструкции, которые планируется использовать в агрессивных средах, а также на открытом воздухе.
Кровельные материалы
Алюминий активно используется для производства кровли. Этот листовой материал помимо хороших декоративных, несущих и ограждающих особенностей, отличается и доступной стоимостью по сравнению с остальными кровельными материалами. При этом такая кровля не требует профилактического осмотра или ремонта, а срок ее службы превышает многие существующие материалы.
При добавлении в чистый алюминий других металлов можно получить абсолютно любые декоративные особенности. Такая кровля позволяет иметь широкую цветовую гамму, которая идеально впишется в общий стиль.
Оконные переплеты
Можно встретить алюминий среди фонарных и оконных переплетов. Если с аналогичной целью использовать древесину, то она проявит себя как ненадежный и недолговечный материал.
Сталь же быстро покроется коррозией, будет иметь большой вес переплета и неудобства в его открытии. В свою очередь алюминиевые конструкции такими недостатками не обладают.
О свойствах и использовании алюминия расскажет видеоролик ниже:
Стеновые панели
Алюминиевые панели производятся из сплавов этого металла и используются для внешней отделки домов. Они могут иметь вид обычных штампованных листов или готовых ограждающих панелей, состоящих из листов, утеплителя и облицовки. В любом случае они максимально сдерживают тепло внутри дома и, обладая небольшим весом, не несут нагрузку на фундамент.
Отдельной характеристики заслуживает применение сплава алюминия разных марок.
Соединения металла
Сплавы получается в результате искусственного добавления к алюминию других металлов с целью получения необходимых свойств. И на сегодняшний момент существует нескончаемое количество составов таких сплавов, имеющих самое широкое применение.
- Наиболее известной сферой их применения является авиастроение. Для производства самолетов используются сплавы, состоящие из алюминия, цинка и магния, что в результате позволяет получить сверхпрочный и надежный материал.
- Также нередко используются сплавы алюминия с железом, титаном, никелем.
Если вы захотите самостоятельно изготовить что-либо из алюминия, то следующее видео расскажет вам о его расплавке в домашних условиях:
Источник: stroyres.net