Алюминий как самый прогрессивный строительный материал

Благодаря своим физико-химическим свойствам алюминий очень успешно используется в строительстве. Один из факторов успеха - повышение механической прочности этого металла специальными сплавами, что позволяет изготавливать из него относительно легкие, он прочные конструкции, достаточно востребованные на современном строительном рынке.

Архитекторы впервые применили алюминий в 1884 году. 3-килограмовой верхушкой был увенчан один из мемориалов в Вашингтоне. В начале 20-говека был сооружен первый фасад из алюминия, а в 1930-х годах — первый алюминиевый мост. Настоящий бум в применении алюминия в строительстве произошел после того, как были открыты и исследованы свойства алюминиевых сплавов. Так, в том же начале 20-го века немецкий ученый Вильм выявил способность алюминия лучше проявлять некоторые из своих свойств в некоторых сплавах. Эти сплавы могли уже применяться в конструктивных целях.

Сплавы с содержанием алюминия характеризуются небольшой массой и объемом, высокими прочностными показателями и отличными пластическими свойствами даже при низких температурах. Изделия и конструкции из алюминиевых сплавов при ударе не дают искр, обладают антимагнитными свойствами, огне- и сейсмостойкостью. Их применяют в ограждающих и несущих конструкциях, для окон, дверей, солнцезащитных устройств, при ремонте и модернизации старых зданий и т.д.

Стойкость сплавов к коррозии дает возможность составлять элементы конструкции небольшой толщины, но при этом они будут соответствовать требованиям прочности или устойчивости. Незначительная масса несущих конструкций дает возможность уменьшать размеры и массу колонн и фундаментов, сокращать транспортные расходы, шире применять новые виды подъемно-транспортных средств. Высокая хладостойкость алюминиевых сплавов имеет большое значение для строительства в северных странах.

Алюминиево-магниевые сплавы наиболее популярны и распространены в строительной сфере мирового масштаба. Именно эти сплавы используются для создания систем алюминиевых профилей при производстве окон, дверей и фасадных конструкций.

В западной Европе алюминиевые и деревоалюминиевые окна в последнее время практически догнали по объему продаж традиционные деревянные конструкции, захватив около трети валового рынка. В любом европейском городе имеется большое количество зданий, фасады которых выполнены из алюминиевых конструкций. В торговых центрах большепролетные алюминиевые конструкции создают простор и уют. Красивые в своей простоте, остекленные фасады главных офисов крупных фирм отражают их основательность, эффективную деятельность и благополучие. Множество конструкций из алюминия применяется в частных домах и учреждениях для детей, в магазинах и на автозаправках, в банках и на спортивных объектах — повсюду, где ценят уникальные качества этого уникального строительного материала XXI века.

Алюминиевые оконные блоки изготавливаются из длинных (чаще всего длина равняется 6 метрам) профильных полос, полученных путем горячего прессования в специальных экструдерах. При этом при увеличении жесткости, снижения веса и уменьшения потерь тепла профили изготавливают пустотелыми сложной формы. Обычно сечение алюминиевых профилей меньше, чем пластмассовых и деревянных, благодаря чему вес алюминиевых створок не больше деревянных. В то же время это повышает светопропускание окон и улучшает их внешний вид.

Цельные, собранные профили из алюминия отлично поддаются обработке при помощи резания. По этой причине для сборки окон на основе профилей из алюминия необходим компактный набор пил, фрезерных, сверлильных станков и прессов. Как правило, комплект оборудования для сборки алюминиевых окон обходится дешевле, чем для изготовления деревянных окон. С другой стороны, алюминиевый профиль высокого качества дороже профиля из ПВХ и дерева, поэтому стоимость алюминиевых окон обычно больше пластмассовых и деревянных.

Наиболее сложный элемент в изготовлении алюминиевых окон — выполнение соединений, которое осуществляется механическим способом с применением специальных внутренних вкладышей. В процессе сборки эти вкладыши обжимаются в прессах либо фиксируются крепежными элементами.

Покрытие - это один из важных элементов алюминиевых конструкций. Существует две основные технологии окраски алюминиевых профилей:

- нанесение покрытия гальваническим способом;

- нанесение лакокрасочного покрытия.

При использовании первого способа алюминий обрабатывается электрохимическим способом, приобретая оксидное пленочное покрытие. Это покрытие оберегает металл от внешнего влияния, а цвет ее может изменяться от естественного светлого до очень темного, почти черного. Толщина такого защитного покрытия достигает 25 мкм. К достоинствам гальванического способа можно отнести меньшую себестоимость, а к недостаткам - ограниченные возможности получения нужной цветовой гаммы и экологическую небезопасность производства.

Лакокрасочное покрытие используют как раз для получения уникальных цветовых оттенков. Это порошковое покрытие, не требующее токсичных растворителей и не являющееся вредным производством. Краска представляет собой сухой порошок разных цветов. Алюминиевый профиль предварительно избавляется от жира, чистится, затем его помещают в камеру с электическим электрический потенциал. Затем в камере специальное порошковидное вещество наносится методом распыления на поверхность, после чего профиль помещается в термокамеру, в которой при температуре приблизительно 200 ?С . Краска полемизируется, образуя прочное покрытие с высокой адгезией.

Иногда используется комбинация покраски и прозрачного защитного слоя, в результате чего возникает дополнительная защита не только алюминия, но и краски. Толщина покрытия при однослойной системе достигает 70 мкм, при двухслойной — 90 мкм и более.

Основная проблема алюминиевых окон - высокая теплопроводность алюминия - 220 Вт/м ?С, что более чем в 1000 раз выше теплопроводности дерева и пластмассы. Поэтому для алюминиевых окон вопросы теплозащиты стоят довольно остро, особенно в регионах с холодным климатом с продолжительной зимой и низкими температурами. Нельзя обойтись только многокамерностью профилей, как в пластмассовых окнах.

В этом случае как внутренняя, так и внешняя сторона окна нуждается в разрыве алюминиевой конструкции. Современные конструкции лишены этой проблемы за счет использования специальных вставочных термомостов — элементов соединения, которые выполняют функцию необходимого разрыва. Вставочные элементы со термоустойчивыми свойствами позволяют повысить качество теплозащиты в полученном таким образом комбинированном профиле. Профиль с термоизолирующимся вставочным элементом применяется при изготовлении окон и дверей для теплых помещений. От него отличаеотся профиль для неотапливаемых помещений (тот, который не умеет вставочного элемента). Наибольшее распространение в Европе получили термоизолирующие вставки из армированного стекловолокном полиамида. Их ширина колеблется от 18 до 34 мм в зависимости от фирмы-изготовителя, но она должна быть не менее 20 мм.

Иногда профильные камеры, обладающие вставочными элементами теплоизоляции наполняются в заводских условиях специальными смесями, приводящими их в «пенное» состояние с невысокими свойствами теплопроводности или жесткими заполнителями камер. Это делается для уменьшения конвективного теплообмена внутри профиля. С этой же целью иногда вместо вышеперечисленных мер устанавливают внутри камер перемычки с поперечными отбойными флажками.

В конструкции алюминиевых профилей обычно применяется несколько контуров уплотнения - два уплотнения по притвору и так называемое среднее уплотнение, которое наделяет высокими показателями ветро-, звуко- и водонепроницаемости. В качестве уплотнителей используются в основном смесь этилена, пропилена и диенаэтилпропиленодимономера. Современная фурнитура обеспечивает окнам из алюминия любой тип открывания и надежное запирание, в том числе противовзломное, а тщательно отделанные ажурные переплеты придают окнам эстетический вид.

Алюминий предоставляет очень большую свободу архитектору и проектировщику. Буквально все, о чем мечтается, может быть реализовано - от футуристических проектов общественных зданий до привлекательных фасадов жилья. Исходя из этого, очень активно применяются в строительстве различные конструкции из алюминия.