Навесные фасады. Красивые решения
Навесные фасады. Красивые решения
Европейские стандарты на конкретную алюминиевую продукцию содержат около 150 различных алюминиевых сплавов, в том числе:
EN 755-2 – прессованные прутки, полосы, трубы и профили;
EN 485-2 – листы;
EN 586-2 – поковки;
EN 1706 – отливки.
Многие из этих сплавов применяются только в специальных изделиях и имеют весьма ограниченное применение. Некоторые «новые» сплавы отличаются от исходных сплавов только сужением или расширением содержания вспомогательных элементов в их химическом составе. Часто такой «новый» сплав предназначен для адаптации исходного сплава для специального применения путем оптимизации, например, механических свойств, поведения при упрочнении, вязкости, качества поверхности и т. п.
Далеко не все из этих алюминиевых сплавов пригодны для применения в строительных конструкциях. Например, при выборе алюминиевых сплавов для Еврокода 9 руководствовались следующими соображениями [1]:
ограниченное количество сплавов для удобства их выбора при проектировании;
экономическая доступность сплавов на рынке алюминиевой продукции;
технические аспекты, такие как, свариваемость, эффективная прочность в термической зоне влияния сварки, коррозионная стойкость и т. п.
Европейский стандарт EN 1999-1-1 является частью европейского стандарта Eurocode 9, который устанавливает общие правила применения алюминиевых сплавов в конструкциях зданий. Этот стандарт предписывает к применению в строительстве следующих 17 алюминиевых деформируемых сплавов различных систем легирования. Ниже эти сплавы представлены как в цифровом, так и в химическом обозначении. Химические обозначения сплавов позволяют судить об их химическом составе.
1) Система Al-Mn (серия 3000):
3004 (Al Mn1Mg1);
3005 (Al Mn1Mg0,5);
3103 (Al Mn1).
2) Система Al-Mg (серия 5000):
5005 (Al Mg1);
5049 (Al Mg2Mn0,8);
5052 (Al Mg2,5);
5083 (Al Mg4,5Mn0,7);
5454 (Al Mg3Mn);
5754 (Al Mg3).
3) Система Al-Mg-Si (серия 6000):
6060 (Al MgSi);
6061 (Al Mg1SiCu);
6063 (Al Mg0,7Si);
6005А (Al SiMg);
6082 (Al Si1MgMn);
6106 (Al MgSiMn).
4) Система Al-Zn-Mg (серия 7000):
7020 (Al Zn4,5Mg1).
5) Серия 8000:
8011А (Al FeSi).
Кроме деформируемых сплавов применяются также 6 литейных алюминиевых сплавов: 5 коррозионностойких сплавов системы Al-Si-Mg и 1 высокопрочный сплав системы Al-Mg.
В российском СП 128.13330.2012 (актуализированном СНиП 2.03.06-85) в целом применяется аналогичный подход к выбору строительных алюминиевых сплавов с некоторыми отличиями по химическому их составу (в скобках указаны международные аналоги):
АД1 – алюминий 99,30 %;
АМц (3003) – система Al-Mn;
АМг2 (5251), АМг3 (5754) – система Al-Mg;
АД31 (6060/6063), АД33 (6061), АВ – система Al-Mg-Si;
1915 (7005), 1925 – система Al-Zn-Mg;
В95 (7075) – система Al-Zn-Mg-C.
Из литейных сплавов допускаются к применению два сплава системы Al-Si-Mg с повышенной коррозионной стойкостью и один высокопрочный сплав системы Al-Si-Cu.
Может возникать вопрос, почему Еврокод 9 не включает такие хорошо известные высокопрочные сплавы как 7075 (AlZn5,5MgCu) или 2024 (AlCu4Mg1). Эти сплавы имеют прочность 560 Н/мм2 и 450 Н/мм2 и широко применяются, например, в самолетостроении.
Дело в том, что стандарт 1999 является нормативным документом главным образом для зданий, даже, если он применяется и в других областях. Во многих европейских странах он является частью утвержденных строительных норм и поэтому должен принимать во внимание такие аспекты, как срок службы и то, что не все здания и конструкции подвергаются регулярному осмотру и техническому обслуживанию, как это всегда бывает с самолетами. Повышенная подверженность коррозии высокопрочных алюминиевых сплавов, особенно тех, которые содержат медь в качестве легирующего элемента, является серьезным препятствием для применения их в зданиях общего назначения.
Все строительные алюминиевые сплавы, деформируемые и литейные, подразделяются в порядке снижения коррозионной стойкости на три класса А, В и С. Коррозионный класс сплавов определяет степень защиты от коррозии алюминиевых конструкций в тех или иных условиях эксплуатации.
Литейные алюминиевые сплавы имеют рейтинг А или В.
Деформируемые алюминиевые сплавы имеют классы коррозионной стойкости А, В и С:
самый высший класс А имеют сплавы серий 3000 (Al-Mn) и 5000 (Al-Mg).
сплавы серии 6000 (Al-Mg-Si), в том числе сплавы 6060 и 6063 (аналоги сплава АД31), имеют средний класс В.
сплав 7020 (аналог сплава 1915), имеет самый низкий класс С.
Смотрите подробнее: Защита строительного алюминия от коррозии по Еврокоду 9
Наиболее часто в конструкции здания применяют следующие деформируемые алюминиевые сплавы:
6060 и 6063 – для конструкций и компонентов из профилей;
6082, 6061 и 7020 (реже) – для конструкций и компонентов из листов и профилей;
5083 и 5754 – для конструкций из листов.
Сплав 6060 и его аналог сплав 6063 являются типичными сплавами для изготовления прессованных профилей. Листы из этих сплавов не производятся. Эти сплавы имеют средние прочностные свойства и хорошо анодируются для декоративных целей. Преимущество их по сравнению с другими алюминиевыми сплавами заключается в том, что из них можно прессовать очень сложные профили с мелкими функциональными деталями. Кроме того, профили из этих сплавов имеют умеренную стоимость, так как их можно прессовать с большой скоростью и подвергать закалке воздухом непосредственно на выходе из пресса.
Сплав 6106 принадлежит к тому же типу сплавов, но имеет более высокую прочность сварного шва. Вместе с тем, при анодировании этого сплава нельзя гарантировать высокие декоративные свойства.
Сплавы 6082 и 6061 являются классическими алюминиевыми сплавами, которые по своим прочностным характеристикам близки к обыкновенной углеродистой стали. Полуфабрикаты из этих сплавов стандартизированы в виде как профилей, так и листов. Сплав 6082 чаще применяют в Европе, сплав 6061 является популярным в Северной Америке. Сплав 6061 содержит больше меди, что может создавать определенные проблемы с качеством поверхности и свариваемостью в зависимости от фактического содержания меди в партии профилей или листов.
Из сплава 7020 также изготавливают и листы, и профили. Этот сплав имеет самые высокие прочностные характеристики из всех алюминиевых сплавов, которые перечислены в стандарте EN 1999-1-1. Поскольку этот сплав не требует для закалки высоких скоростей охлаждения, то он сохраняет после сварки высокие прочностные характеристики после естественного старения. Этот сплав часто применяют для изготовления армейских мостов, а также крановых конструкций и лестниц. Является приблизительным аналогом отечественного сплава 1915.
Сплавы 5083 и 5754 предназначены для изготовления строительных листовых конструкций. Профили из этих сплавов также стандартизированы, но их очень мало на рынке. Высокое сопротивление горячей деформации этих сплавов позволяет изготавливать только очень простые профили с большой толщиной стенки, но не полые профили с применением камерных матриц («портхол»). Вместе с тем, из этих сплавов возможно изготовление бесшовных труб.
Эти сплавы реже других применяются в строительных конструкциях. Обычно их применяют для специальных компонентов с заданными свойствами. Три сплава серии 5000 обладают наряду с повышенной прочностью хорошей коррозионной стойкостью. Сплав 6005А обладает как высокой прочностью, так и хорошей прессуемостью. По этой причине его часто применяют в конструкциях железнодорожных вагонов.
Сплавы 3004, 3005, 3103, 5005 и 8011 являются типичными сплавами для листовых материалов, которые применяются для устройства кровель и облицовки стен. Эти материалы имеют малую толщину и поставляются в виде рулонов, в том числе окрашенных или анодированных.
Источники:
1. F. Gitter – Design of Aluminium Structures: Selection of Structural Alloys, 2008
2. F.M. Mazzolani – Design of Aluminium Structures, 2008
Ваше сообщение успешно отправлено
Ваше сообщение успешно отправлено
Ваше сообщение успешно отправлено
