Алюминиевые сплавы, их применение в строительстве (плюсы и минусы по сравнению со сталью)

6. Алюминиевые сплавы, их применение в строительстве (плюсы и минусы по сравнению со сталью)

Из группы цветных металлов наибольшее распространение получили алюминий и его сплавы. Как и железо, он является металлом, добываемым из недр земли в виде соответствующих руд, поступающих на переработку. Алюминий – серебристо-белый металл с температурой плавления 660,4⁰С, плотностью 2,7 г/см³, пределом прочности 127 МПа, твердостью 245 МПа. По распространенности в земной коре он занимает первое место среди металлов и третье (после кислорода и кремния) среди всех элементов, а именно – содержание алюминия в земной коре составляет 8,45% мас., тогда как содержание железа 4,85% мас. Он химически весьма активен и поэтому всегда в природе находится только в виде соединений. Свыше 200 минералов в земной коре содержат в своем составе алюминий. Почти половина из них – алюмосиликаты, в особенности полевые шпаты, на долю которых приходится более половины массы земной коры, а также нефелин, цеолиты, слюды и другие минералы. Кроме того, алюмосиликаты содержатся во вторичных породах, образовавшихся вследствие выветривания первичных с переходом их в каолинит Al₂O₃∙2SiO₂∙2H₂O, боксит Al₂O₃∙2H₂O. одной из важных алюминиевых руд является алунит. Важнейшие соединения алюминиевых руд: криолит Na₃AlF₆, боксит и латерит.

Получают алюминий из чистого оксида алюминия, выделяемого из обезвоженных прокаливанием бокситов и других руд. Для этого оксид алюминия (иногда называемый глиноземом) подвергают электролизу в расплавленном состоянии и при высокой температуре (около 1000⁰С) и большой силе тока. Для понижения температуры плавления добавляют минерал криолит и получают криолитоглиноземный расплав. В результате: 2Al₂O₃ = 4Al (на катоде) + 3O₂ (на аноде).

Алюминиевые сплавы применяют в различных отраслях промышленности, а также в промышленном и гражданском строительстве, в том числе при возведении подъемно-транспортных сооружений, мостов, сборных домов, труб, профилей любого сечения, для изготовления оконных и дверных алюминиевых блоков, фасадов зданий, витражей, защитных рольставень, карнизов и т.д.

Прочность стали выше чем у алюминия.

Плотность стали высока, 7,8 г/см³.

Не коррозионно стойкие, за исключением лигированных.

Низкая удельная прочность.

7. Различия между водопоглощающими и водопроницающими материалами. Для каких материалов по условиям эксплуатации данные свойства являются определяющими

Отношение материала к статическим или циклическим воздействиям воды или пара характеризуется величинами водопоглощаемости, гигроскопичности, водопроницаемости, паропроницаемости, водостойкости. Эти важные физические свойства учитывают при работе материалов в условиях воздействия водно-паровой среды.

Водопоглощаемость – способность материала впитывать и удерживать воду. Процесс впитывания воды в поры называется водопоглощением и в лабораторных условиях проходит при нормальном атмосферном давлении. Образец постепенно погружают в воду или полного водопоглощения достигают кипячением его в воде, если температура 100⁰С не влияет на состав и структура материала. Выдерживают образцы в оде в течение определенного срока или до постоянной массы.

Величина водопоглощаемости определяется по массе: B=(М₂-М₁)∙100/М₁, %, или по объему: В₀=(М₂-М₁)∙100/υ, где М₁ – масса до водопоглощения; М₂ – масса после водопоглощения; υ – объем образца. Водопоглощаемость меньше пористости, так как не все поры заполняются водой и удерживают ее.

Сходная величина водонасыщаемости определяется после насыщения материала (образца) водой под давлением 0,2–0,3 МПа или 0,1 МПа при условии, что в порах был предварительно создан вакуум с помощью специального вакуум-насоса. Водонасыщаемость всегда больше водопоглощаемости, так как при принудительном пропитывании под давлением заполняются не только крупные, но и тонкие поры и капилляры, недоступные воде при обычном процессе водопоглощения.

Водопроницаемость – способность материала пропускать через себя воду под давлением. Характеристикой водопроницаемости служит количество воды, прошедшее в течении 1 ч через 1 см² поверхности материала при заданном давлении воды. Иногда она также характеризуется периодом времени, по истечении которого появляются первые признаки просачивания воды под определенным давлением через образец испытуемого материала.

Абсолютно плотные материалы, т.е. такие, у которых значения объемной массы и плотности совпадают, например стекло, битум, сталь, водонепроницаемы. Достаточно плотные материалы, отличающиеся мелкий пористость, в толстых слоях практически тоже водонепроницаемы вследствие крайне медленной диффузии воды (например, бетон при специально подобранном его составе).

Список использованной литературы

1. И.А. Рыбьев. / «Строительные материалы» / Москва «Высшая школа» 2003 г.

2. В.Ф. Завадский, А.Ф. Косач, П.П. Дерябин. / «Стеновые материалы и изделия», учебное пособие. / Омск, Издательство СибАДИ 2005 г.

3. Г.И. Горчаков. / «Строительные материалы» / Москва «Высшая школа» 1982 г.

4. А.А. Ивлиев, А.А. Кальгин, О.М. Скок. / «Отделочные строительные работы», учебник. / Москва 1999 г.

5. В.Г. Микульский. / «Строительные материалы»

Похожие работы

Воздействие строительных материалов на человека

Скачать

27068

1

0

... нормирования и стандартизации ограничений к применению строительных материалов, имеющих худшие показатели. 2 Воздействие строительных материалов Техногенное загрязнение природы, появление на рынке новых, плохо изученных с точки зрения воздействия на человека, строительных материалов, нарушение технологических процессов при строительстве, использование в быту и для промышленных целей ...

Строительные материалы (лекции за 2-й курс)

Скачать

77801

0

1

... получают путём пропитки кровельного картона каменноугольными или сланцевыми дегтёвыми материалами и последующей посыпки его одной или двух сторон минеральным порошком. Используют его при устройстве кровель.   ЛЕКЦИЯ №13 Древесные строительные материалы и изделия.   Общие сведения. Благодаря хорошим строительным свойствам древесина давно нашла широкое применение в строительстве. Она имеет ...

Классификация строительных материалов

Скачать

166283

1

4

... породу - гипсовый камень. Ангидрит - CaSО4 - имеет среднюю плотность 2,9-3 г/см3, твердость - 3-3,5, строение - кристаллическое. При насыщении водой переходит в гипс. 7.  Классификация горных пород по происхождению Каменные строительные материалы включают широкую номенклатуру изделий, получаемых из горных пород: рваный камень в виде кусков неправильной формы (бут, щебень и др.), изделия ...

Стекло и строительные материалы на основе органических вяжущих

Скачать

60794

32

0

... (1580—1770°С), жароупорные (ниже 1580°С). Жаростойкие бетоны применяют для сооружения тепловых агрегатов, фундаментов промышленных печей и др. конструкций, подверженных длительному нагреванию. Бетоны на органических вяжущих: 1)асфальтобетоны - строительный материал в виде уплотнённой смеси щебня, песка, минерального порошка и битума. Перед смешением составные части высушивают и нагревают до ...