2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Особенности алюминия его основные преимущества и плюсы

22. Достоинства и недостатки алюминиевых конструкций, области их применения.

Алюминий — самый распространенный на земле ме­талл, он составляет около 8,1 % земной коры. В результате электролиза, т. е. совокупно­сти процессов электрохимического окисления-восстанов­ления, возникающих на поверхности погруженных в электролит электродах при прохождении через них электрического тока, получают чистый алюминий.

Однако из-за невысокой прочности и быстрой окисляемости в технике чистый алюминий не применяется, а используются алюминиевые сплавы, в которых содержа­ние алюминия составляет 90—95 %, а остальное — спе­циальные добавки, повышающие прочность и замедляю­щие окисляемость алюминиевого сплава.

1.Малая плотность при высокой несущей способности( расчетн.сопротивление + 25-200 Мпа)

1.Сравнительно низкий модуль обуславливающий повышенную деформативность и малую огнестойкость

2.простота.прессования профилей, позволяющая создавать любые конструктивные формы.

2. Более высокий температурный коэффициент линейного расширения( в 2 раза больше стальных)

3.Высокая стойкость против корозии( в 10-20 раз выше стальных)

3. Дефицитность и высо­кая стоимость

4. отсутствие искр при ударе.

5. Повышенная стойкость работы при низких температурах (пластичность) и сейсмостойкость

Алюминиевые конструкции могут применяться прак­тически во всех областях строительства наравне со стальными конструкциями в виде несущих сварных кон­струкций— ферм, колонн, прогонов покрытий, простран­ственных решетчатых покрытий, висячих конструкций, сборно-разборных каркасов зданий и т. д. Однако ввиду их высокой стоимости (в 8—15 раз дороже стали), мень­шей, чем у стали, жесткости и низкой огнестойкости их применение в современном строительстве ограничено .Их преимущественно используют в ограждающих конструкциях — оконных и дверных заполнениях, подвесных потолках, перегородках, витражах, кровель­ных и стеновых панелях .

23. Алюминиевые сплавы, применяемые в строительных конструкциях различного назначения. Расчетные характеристики R ,E . Сортамент.

Алюминиевые спалавы, использзуемые в строительстве, содержат 90-95% чистого алюминия и специальные добавки, повышающие прочность материала и замедляющие его окисляемость.

Строительные стали и алюминиевые сплавы должны обладать высокой прочностью , упругостью и пластичностью, свариваемостью, долговечностью при эксплуатации в условиях воздействия неагрессивных и агрессивных сред, высоких и низких температур и др.факторов воздействия.

Для изготовления конструкций применяют профили из деформируемых алюминиевых сплавов, получаемых обработкой давлением — прессованием, вытяжкой, про­каткой и штамповкой.

В зависимости от химического со­става различают пять групп алюминиевых сплавов, при­меняемых в архитектуре и строительстве:

алюминиево-магниевые (АМг2М, АМг21/2Н);

кремнемагниевые (АД31Т, АД31Т1,АД31Т5);

цинкомагниевые (1915, 1915Т, 1925, 1925Т);

медномагниевые (Д1, Д6, Д16, Д18 и т. д.).

Характер обработки алюминиевого сплава фиксиру­ется в обозначении марки сплава введением дополни­тельных букв и цифр:

    Т — зака­ленный и естественно состаренный;

    Т1—закаленный и искусственно состаренный;

    ТН — нагартованный после закалки и искусственного старения.

    А — алюминие­вый сплав,

    31—номер сплава; во- вторых:

    цифра 1 — алюминиевый сплав,

    цифра 9 указы­вает на содержание цинка,

    последние две цифры — но­мер сплава.

    Марки сталей и алюминиевых сплавов по СНиП П-23-81 и СНиП 11-24-74.

    Механические свойства алюминиевых сплавов зави­сят от химического состава и условий их обработки. По абсолютным величинам они близки к сталям обычной и повышенной прочности, однако они более деформативны и обладают менее выраженными пластиче­скими свойствами.

    Стальные и алюминиевые полуфабрикаты для строи­тельных конструкций делятся на две основные группы :

    Листовые сталь и алюминий в виде гладкого и про­фильного листа, имеющего различную толщину и высо­ту профиля, широко применяются для устройства кро­вель, стен, подвесных потолков, узловых фасонок ре­шетчатых конструкций, сварных двутавровых стержней, а также в виде специальных листовых конструкций обо­лочек, мембран и т. п. Кроме того, листовая сталь и алюминиевые сплавы используются для производства тонкостенных гнутых профилей.

    Алюминиевые деформируемые сплавы, применяемые в несущих и ограждающих конструкциях, выпускаются отечественной промышленностью в виде прокатных лис­тов и лент прессованных профилей большой номенкла­туры, а также различных по профилю гофрированных листов (рис. 16). Форма прессованных и гнутых алюми­ниевых профилей, применяемых для несущих конструк­ций, аналогична стальным прокатным и гнутым профи­лям, но ограничена меньшими размерами, определяемы­ми диаметром матрицы .

    Расчетное сопротивление алюминие­вых сплавов (табл. 4) определяется по формуле:

    где Rn нормальное сопротивление, принимаемое равным минималь­ному значению по пределу текучести R„„, за который условно при­нимается напряжение, которому соответствует относительная оста­точная деформация 0,2 %; ут> 1 — коэффициент безопасности по ма­териалу; Yc^ 1 — коэффициент условий работы, понижающий рас­четное сопротивление при эксплуатации конструкций в тяжелых условиях работы.

    Сортамент — каталог прокатываемых , холодногнутых или прессо­ванных полуфабрикатов и изделий с указа­нием их основных геометрических размеров, формы се­чения, значений допусков н массы единицы длины.

    Читать еще:  Как построить беседку для винограда

    На основе многочисленны исследований были выявлены оптимал.формы основных поперечных сечений стальных и алюминиевых профилей:

    уголки равнополочные и неравнополочные

    круглые и прямоугольные трубы,

    Наибольшее применение в строительных конструкциях получил сортамент прокатной стали.

    Особенности металла алюминия: его свойства, преимущества и характеристики

    Алюминий — это самый распространенный металл в земной коре, который встречается в виде изотопа. Его активная добыча связана с широкой сферой применения. Благодаря низкой теплопроводности, устойчивости к воздействию коррозии, большой тугоплавкости и жароустойчивости без этого металла не обходится ни одна сфера производства.

    Особенности алюминия

    Сам металл обладает белым цветом и химической активностью. Вступая в реакцию с воздухом, на его поверхности образуется оксидная пленка, которая защищает его от воздействия влаги и прочих негативных факторов, выступающих в роли раздражителей. Такая реакция не только выступает преимуществом металла, но и в некотором роде является недостатком, корректируя процесс литья.

    Далее рассмотрены преимущества и недостатки эматалирования, анодированного и других видов алюминия, а также его классификация.

    Данное видео ознакомит вас с особенностями алюминия:

    Преимущества и недостатки

    Благодаря своей структуре и характеристикам, алюминий обладает следующими преимуществами:

    • Небольшая масса;
    • Устойчивость к коррозии;
    • Высокий коэффициент поглощения звука;
    • Экологическая безопасность;
    • Устойчивость к температурным перепадам;
    • Долговечность;
    • Возможность корректировки характеристик благодаря примесям.

    Что касается недостатков, то можно отметить лишь высокую стоимость, по сравнению с другими металлами. Однако преимущества эту особенность делают менее значимой.

    Классификация

    Алюминий достаточно редко используется именно в чистом виде, чтобы получить необходимые функции и технические характеристики, в металл добавляются специальные примеси. Если предел прочности чистого металла составляет 90 МПа, то при добавке легирующих компонентов (магний, цинк и прочее) этот показатель можно увеличить до 700 МПа.

    Такие алюминиевые сплавы можно разделить на две группы:

    1. Деформируемые сплавы. Для их производства металл разливается изначально в специальные слитки, которые затем обрабатываются под высоким давлением одним из методов.
    2. Литейные сплавы. Они отличаются повышенным содержанием кремния и необходимостью литья уже в готовые формы.

    Про температуру плавления и кипения алюминия, иные химические свойства и характеристики металла поговорим ниже.

    Свойства и характеристики

    Физические свойства данного металла зависят напрямую от его чистоты. Если состав алюминия максимально приближен к единице, то в результате достигаются максимально возможные свойства. Именно поэтому он идеально подходит для ковки, штамповки и другим методам обработки.

    Отличительной чертой алюминия является возможность применения разных типов сварки. Кроме этого металл обладает следующими характеристиками:

    • Низкий коэффициент плотности, который составляет 2,7 г/см³. От этого показателя зависит также его прочность, которая также невелика. Именно по этой причине алюминий в чистом виде не используется в конструкционных целях.
    • Высокий коэффициент теплопроводности. Чистый металл при температуре 200°C обладает теплопроводностью в 209 Вт/(м*К).
    • Температура плавления у алюминия технического типа составляет 657 °C, а у чистого — 660 °C.
    • Удельная теплоемкость составляет 880 Дж/кг·K.
    • Температура кипения — 2500 °C.

    Далее рассмотрены структура и химический состав алюминия.

    Структура и состав

    Структура алюминия представлена кубической решеткой из кристаллов. Минимальное расстояние между двумя атомами составляет от 2,863Å. Кристаллическая решетка имеет стабильность при температурных условиях от 4К до непосредственной температуры плавления. Наличие примесей практически не влияет на структуру алюминия.

    Помимо чистого алюминия в состав могут входить примеси из цинка, кремния, магния и других металлов. Далее мы рассмотрим получение и применение алюминия на основе его химических и физических свойств.

    О том, как правильно расплавить алюминий при помощи газовой плиты, расскажет видеоролик ниже:

    Процесс производства

    Технологический процесс получения данного металла включает в себя три этапа:

    1. Получение глинозема из первичного сырья (содержащие алюминий руды).
    2. Создание из получившегося глинозема технического алюминия.
    3. Процесс максимальной очистки металла.

    Получение оксида алюминия происходит из глинозема под действием электролиза. Соединение должно быть максимально чистым, поскольку на этом этапе его получения весьма проблематично избавиться от ненужных примесей.

    Чтобы получить алюминий с чистотой приближенной к единице, необходимо организовать несколько цехов для его обработки, каждый из которых будет отвечать за определенный этап производства. Именно поэтому чистый металл имеет достаточно высокую цену, которая достигает до 1700 долларов за 1 т (1000 кг алюминия).

    Читать еще:  Порядок действий при затоплении

    Области применения

    Технические характеристики и возможность подвергать алюминий различным обработкам обусловили его широкое распространение. В частности металл активно используется в следующих областях:

    • Авиастроение;
    • Автомобилестроение;
    • Ракетостроение;
    • Производство посуды;
    • Пищевая промышленность;
    • Судостроение;
    • Микроэлектроника;
    • Энергетика и многое другое.

    Нередко в процессе использования алюминия применяют в симбиозе с другими металлами, например, железом, титаном, никелем, бронзой, медью и т.п. Особенности алюминия, его технические характеристики и широкое распространение сделали этот металл крайне востребованным. Ни она современная область промышленности не обходится без его применения.

    Как паять алюминий без специального флюса, поведает этот видеосюжет:

    Теплый алюминиевый профиль — особенности и преимущества

    Конструкция и характеристики теплых алюминиевых окон.

    Алюминиевое окно состоит из профильной системы, стеклопакета и фурнитуры. Дополнительно используют различные декоративные вставки, они отвечают за внешний вид изделия. Теплый профиль алюминиевого окна отличается от холодного вставкой из теплоразрыва.

    Именно эта вставка не пропускает холод и уменьшает теплопроводность. Ее ширина варьируется от 18 мм до 100 мм. От ширины зависит степень энергосбережения.

    Делают теплоразрыв чаще из полиамида. Это прочный материал, который отвечает за водопоглощение при взаимодействии с окружающей средой. Его утяжеляют стекловолокном. Все вместе позволяет окну выдерживать максимально высокие и низкие температуры.

    Конструкция утепленной рамы состоит из двух металлических профилей. Между ними вставляют утеплитель.

    Каждую деталь окна производят отдельно, а потом собирают в цельную конструкцию. Гидропресс штампует детали из металла, а затем к ним присоединяют теплую прослойку. Далее соединяют пазы и обжимают стыки. Получается готовый многокамерный профиль с несколькими полостями. Чем больше полостей – тем окно будет теплее.

    Основные плюсы теплых профилей из алюминия:

    • Качественное окно прослужит 70 лет. Производители указывают разные цифры, минимально пишут 40 лет эксплуатации.
    • Профиль легкий, исключает дополнительные укрепления, его можно установить почти на любое сооружение.
    • Прочность конструкции позволяет создавать окна любых размеров и форм. Алюминий способен повторить самые сложные фигуры, при этом не деформироваться.
    • Погода не помеха такому окну: оно не боится влаги, не ржавеет, не подвержено гниению и появлению плесени. Алюминиевая рама не горит и не выцветает.

    • Материал экологичный. Он не выделяет вредные вещества, а значит, не загрязняет окружающую среду и не причиняет вред здоровью. Его можно вторично переработать.
    • Легко ремонтировать и демонтировать.
    • Профиль оформляют в зависимости от желаний клиента. Существует множество стилей и цветов.
    • Алюминиевую раму можно перекрашивать самостоятельно обычной порошковой краской.
    • Эстетичный вид – алюминиевую раму делают более тонкой, чем из дерева или пластика.
    • Можно установить любой механизм открывания. В маленьких помещениях удобен раздвижной способ.
    • Прикручивается москитная сетка.
    • Просты в использовании, не требуют особенного ухода. Достаточно делать регулярную влажную уборку.


    !

    Недостатки

    Как и любой другой, теплый алюминиевый профиль имеет свои минусы. Недостатков гораздо меньше, но они могут стать решающими при выборе окна.

    • Если использовать алюминиевый профиль без утеплителя, то он будет значительно холоднее, чем аналоги из других материалов.
    • Алюминиевые профили с утеплением менее доступны. Не все фирмы продают такие окна. Часто встречается, что компания предлагает только стандартные формы и размеры.
    • Из всех систем остеклений алюминиевые окна с утеплением самые дорогие на рынке.

    Теплый алюминий для окон – хорошее решение. Помещение для них может быть любым: ветхое жилье, новое здание или дача. Эти легкие профили не дадут замерзнуть и буду радовать своей красотой. Плюсы теплых алюминиевых профилей значительно перевешивают минусы, поэтому использовать их можно. Но важно учитывать стоимость, чтобы не переплачивать за неиспользуемые функции.

    Посуда из литого алюминия — плюсы и минусы

    Литой алюминий является более качественным и дорогим материалом. Основные отличия — технология производства и технические характеристики. Изделие стало активно использоваться для изготовления посуды.

    Характеристика

    При производстве, посуду отливают из алюминия, как гипсовые фигуры. Металл плавят и заливают в подготовленную форму.

    У качественного изделия толщина составляет 5-10 мм. Такой посудой можно пользоваться ежедневно. После готовки необходимо переложить пищу в контейнер для хранения.

    Из литого алюминия производят:

    1. Кастрюли разного объема.
    2. Любые типы сковородок (ковш, блинница и пр.).
    3. Жаровни.

    Большинство сковородок имеет антипригарное покрытие. При эксплуатации, допустимо использование любого типа плиты.

    Рекомендации по уходу:

    1. Перед использованием нового изделия желательно, промыть поверхность теплой водой и моющим средством.
    2. Если образовался темный налет, посуду необходимо обработать уксусом, или 10 минут прокипятить в ней раствор (на 1 л воды добавить 0,5 ч.л. лимонной кислоты).
    3. Запрещено хранить различные соленья: капуста, огурцы, грибы и пр.
    4. При чистке нельзя использовать химию с высоким содержанием щелочей.
    Читать еще:  Применение трубы в нескольких основных сферах строительства

    Преимущества посуды из литого алюминия

    • Прочность. Алюминий является одним из самых прочных материалов. Изделие сохраняет технические характеристики спустя годы использования. При качественном уходе, сковороды и кастрюли прослужат несколько лет. Для большей надежности, корпус утолщается. Так, посуда выдерживает длительную эксплуатацию, перегрев и падения.
    • Теплопроводность. Посуда быстро нагревается при готовке. Тепло равномерно распределяется по всей конструкции. Пища не пригорает, все стороны одинаково разогреты. Приготовленное блюдо надолго остается горячим.
    • Легкость. Большинство изделий имеет слишком высокий вес, что неэффективно при эксплуатации. Алюминий широко применяется на крупных производствах, благодаря легкости изготовленных изделий. Посуду легко перемещать по кухне. Полки не прогибаются и не ломаются, как это часто бывает со стальными моделями.
    • Универсальность. Готовить блюда в алюминиевой посуде можно на любом типе варочной поверхности (газовая, электрическая, стеклокерамическая и пр.). Если приобретается модель для использования на стеклокерамике, толщина дна должна быть более 4-6 мм.
    • Готовка. Модели с толстыми стенками и дном, большего всего, подходят для: прожарки мяса и рыбы, тушения овощей и различных гарниров, запекания курицы и индейки. Продукты не жарятся, а томятся внутри посуды. Такой метод дает приятный аромат и вкус.
    • Нагрев. Максимальная температура — 400 градусов. Данный параметр зависит от качества производства, материалов и покрытия. При сравнении с другими моделями, посуда из литого алюминия выдерживает наибольшие температурные нагрузки.
    • Коррозия. При контакте с воздухом, алюминиевая поверхность покрывается оксидной пленкой. Это обеспечивает качественную защиту от образования ржавчины.
    • Разнообразие моделей. Индустрия предлагает широкий выбор посуды. Опытная хозяйка знает, какая модель ей необходима. Можно приобрести комплект посуды, который включает сразу несколько изделий. Это даст значительную экономию, в отличие от покупки отдельных моделей.
    • Стоимость. Посуда из литого алюминия стоит гораздо дешевле чугунных аналогов. За цену 1 изделия можно приобрести 2-3 алюминиевые модели. При этом, технические характеристики не зависят от стоимости. Однако нельзя выбирать самые дешевые изделия. Важно грамотно сопоставить стоимость и технические характеристики.
    • Чистка. Качественное изделие не имеет пор. Загрязнения не проникают в структуру посуды. Это значительно облегчает уборку. Достаточно использовать бытовые средства и теплую воду. Модели с титановым или алмазным покрытием легко чистятся в посудомоечной машинке. Тефлон необходимо мыть вручную.

    Недостатки моделей из литого алюминия

    • Хранение блюд. После приготовления, пища не должна длительное время находиться внутри алюминиевой посуды. Металл вступает в реакцию с органическими кислотами. Алюминий попадает в блюда, а далее — в организм человека, что приводит к серьезному отравлению.
    • Химическая реакция. Из-за особенностей материала в посуде нельзя готовить слишком острую и кислую пищу. Алюминиевая модель не подходит для приготовления маринада и варенья. В процессе, мелкие частицы оседают на продуктах.
    • Постоянный контроль. Несмотря на современные методы нанесения покрытий и обработок, пища может пригореть. Необходимо постоянно контролировать процесс приготовления. Передержанное блюдо потеряет изысканный вкус, а в худшем случае — подгорит и испортится.
    • Абразивные элементы. При уборке запрещено использовать средства с абразивными веществами. Они могут испортить поверхность посуды. Изделие придет в непригодность.
    • Повреждения. Механическое воздействие может испортить посуду. Модель не получится отреставрировать. Придется покупать новое изделие.
    • Вред. Специалисты утверждают, что при эксплуатации алюминиевой посуды, в организм человека попадает чрезмерная доза металла. Его высокая концентрация может вызывать пищевое отравление и развитие различных заболеваний. Изучение данного вопроса еще не завершилось. Точно сказать о вреде алюминиевых моделей нельзя. Если придерживаться правил эксплуатации, изделие не представляет опасности для здоровья человека.

    Стоит ли приобретать посуду из литого алюминия?

    Для профессиональной кулинарии, алюминиевая посуда — наилучший вариант. Она позволяет готовить разнообразные блюда, не меняя набор. Все значительные недостатки можно устранить, если грамотно использовать изделие. При должном уходе, высокое качество и технические характеристики сохранятся на несколько лет.

    Для приготовления солений и варений понадобится модель из другого материала, чтобы избежать химических реакций. Важно помнить, что нельзя хранить пищу длительное время в алюминиевой посуде.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector