Жестяные работы. Материалы, используемые для жестяных работ
Квалифицированное исполнение и сохранение жестяных
конструкций, покрывающих внешние поверхности и детали и главным
образом поверхности крыш, имеют первостепенное значение для
долговечности зданий. Хорошо выполненные из соответствующих
назначению качественных материалов жестяные конструкции одинаково
необходимы в зданиях, построенных как по традиционным, так и по
современным технологиям.
Дефекты жестяных конструкций способствуют разрушению зданий. Часть
дефектов обусловлена недостаточными знаниями о возможностях
применения материалов. В процессе жестяных работ необходимо
принимать во внимание не только характерные свойства материалов
(главным образом металлов), но и химические взаимодействия между
ними. Материалы, используемые для жестяных работ, значительно
отличаются линейным расширением (см. таблицу ниже). Так, тепловое
расширение желоба из цинкового листа при разности температур 40
°С (20 °С летом и - 20
°С зимой) составляют 10 ·
40 · 0,00009 = 0,011 м = 11 мм. При тех же
условиях тепловое расширение желоба из стального оцинкованного листа
составляет 4,8 мм, т. е. почти в 2,5 раза меньше. Этот пример не
отражает экстремальной ситуации, так как разность температур по
летнему и зимнему максимуму иногда достигает 60 - 80
°С. Для того чтобы обеспечить возможность перемещения при
тепловом расширении настилаемых металлических листов или конструкций
из них, необходимо быть очень осмотрительными. Нельзя закреплять их
жестко к основанию. Следует предусматривать возможность свободного
перемещения, поскольку периодически возникающие в материале
внутренние напряжения вызывают деформации, ведущие к разрушению
(трещины) и делающие конструкции непригодными.
Необходимо также учитывать теплопроводную способность материалов для
жестяных работ. Из используемых материалов наибольшей теплопроводной
способностью обладает медь, затем идут алюминий, цинк, сталь и
свинец (см. таблицу ниже):
Важнейшие физические характеристики материалов, используемых для жестяных работ
Очень важным фактором является загрязнение воздуха. Цинк, например, более стоек к атмосферной коррозии, чем железо, но в сильно задымленном воздухе быстро теряет свои свойства и становится хуже железа. Способствует атмосферной коррозии и время года, в какое монтировали металлическую конструкцию. Возникающий летом оксидный слой более стоек, чем зимний, так как из-за отопления зимой в воздухе много двуокиси серы. При изготовлении конструкций из нескольких металлов необходимо учитывать, что при увлажнении они работают как гальванический элемент. Под действием осадков или росы в месте соединения металлов образуется гальванический элемент, возникает электрохимическая коррозия, которая разрушает менее "благородный" металл и рано или поздно приводит его в негодность.
Для противодействия электрохимической коррозии между двумя металлами помещают изоляционный материал, например битуминизированный листовой или обмазочный материал (см. таблицу ниже):
Совместимость металлов, используемых для жестяных работ (кровельный материал - алюминий или цинк)
Листовой металл для кровельных работ может быть разделен на три группы:
- твердые листы (черные, оцинкованные или из луженой стали), которые трудны в обработке и плохо плавятся;
- полутвердые (медь, бронза и т. д.), которые обрабатываются и плавятся легче;
- мягкие (алюминий, цинк, свинец, олово и т. д.), которые легко обрабатываются и плавятся.
Стальной и оцинкованный стальной листы. В качестве защитного антикоррозионного слоя раньше для стального листа применяли краски масляные или анилиновые, которые, однако, не обеспечивали надежного покрытия, поскольку обновить его можно было только в доступных наружных местах. Под действием осадков ржавчина образуется на внутренних поверхностях, и постепенно металл разрушается снизу вверх (покрытие красками может быть только вынужденным решением). Стальной оцинкованный лист более стоек, хорошо противостоит погодным условиям, имеет небольшое тепловое расширение и при возобновляемой раз в 5 лет покраске может прослужить десятилетия. Эмалированная сталь или сталь с полимерным покрытием очень стойка даже против химических воздействий, отличается улучшенными показателями теплопроводности.
Цинковый лист - из всех кровельных материалов наиболее распространен и в современной строительной практике. При его использовании нельзя, однако, забывать о некоторых его недостатках. Цинковый лист жесток и хрупок, чувствителен к веществам, загрязняющим воздух, к газам, а также к электрохимическим воздействиям. Обладает значительным тепловым расширением, что следует принимать во внимание при проектировании и строительстве. Работа с ним требует осторожности - в холодное время он жесток и хрупок, поэтому трудно поддается обработке. Иногда из-за этого листы приходится разогревать, однако их ни в коем случае нельзя нагревать выше 150 °С, так как при перекаливании они становятся еще более хрупкими (при 200 °С цинк так хрупок, что рассыпается в пыль).
Цинк чувствителен к неровностям основы, например его могут повредить сучковатые доски. При соприкосновении с другими металлами, например с медью, возникает сильная коррозия, которая ведет к разрушению цинка. Например, цинковые желоба очень быстро приходят в негодность, если по ним стекает вода с медной крыши. Цинк нельзя применять совместно со сталью, в этом случае обязательно использование оцинкованных соединительных элементов. Воздух, сильно загрязненный сажей, разрушителен для цинка,. поэтому часто применяют красочные покрытия. Стойкость покрытий может быть повышена, если их выполнять после того, как на поверхности уже образовалась оксидная пленка (примерно через полгода - год). Надо всегда принимать во внимание сильное тепловое расширение во время выполнения работ. Наносимый на лист слой краски только тогда будет стойким, когда тепловые расширения совпадают по величине (например, силикатные покрытия) или если под покраску готовят выравнивающий слой (например, свинцовый сурик). Покраску цинковых листов повторяют при необходимости через 3 - 4 года. Цинковые конструкции при пожаре легко расплавляются, расплав стекает с кровли и может привести к несчастным случаям.
Медный лист раньше лишь изредка применяли в качестве кровельного материала, в настоящее время используется чаще. Под действием содержащейся в воздухе двуокиси углерода на поверхности меди образуется слой окиси меди зеленого цвета - так называемая патина, или зелень. Она препятствует дальнейшему окислению и защищает материал, поэтому другого покрытия не требуется (на старых зданиях можно видеть различные оттенки цветов, которые возникли из-за сгорания различных по составу видов топлива).
Алюминиевый лист все чаще применяется в качестве кровельного материала. Алюминий высокой степени чистоты (обычно 99,5 %) очень хорошо противостоит действиям природных факторов, а также обладает высокой коррозионной способностью в промышленных зонах. На поверхности алюминиевых листов через короткое время тоже образуется вязкая пленка оксида алюминия, которая обеспечивает эффективную защиту. К другим преимуществам алюминиевых конструкций относится их чрезвычайная стойкость; они практически не нуждаются в уходе. Алюминий легко обрабатывается, хорошо изгибается. При применении для кровли преимуществом является небольшая объемная масса алюминия. Следовательно, можно использовать более легкие и простые несущие конструкции, являющиеся и более дешевыми. Алюминий нельзя паять, чтобы выполнить соединения - необходимо применять клепку, а для обеспечения водонепроницаемости - уплотнения. Особенно следует предотвращать возможность соприкосновения алюминия со сталью.
К сожалению, на практике встречается множество дефектов из-за неправильного подбора материалов или из-за их неправильной замены. Ошибки такого характера во многих случаях вызывают преждевременное разрушение кровли, даже если жестяные работы были выполнены квалифицированно. Поэтому данные по долговечности (см. таблицу ниже) следует принимать как ориентировочные.
Долговечность жестяных конструкций
