Мы продолжаем серию публикаций, посвященных облицовочным материалам. В предыдущих номерах мы уже рассказали об облицовочных материалах, изготавливаемых из дерева, цемента, камня, керамогранита и меди.
Мы продолжаем серию публикаций, посвященных облицовочным материалам. В предыдущих номерах мы уже рассказали об облицовочных материалах, изготавливаемых из дерева, цемента, камня, керамогранита и меди. В этом номере речь пойдет о цинк-титановых, стальных и алюминиевых облицовочных материалах
Цинк-титан
Цинк-титан в качестве отделочного материала приобретает все большую популярность среди дизайнеров и архитекторов. На сегодняшний день он широко используется при возведении различных объектов высшего класса. Поскольку имеет презентабельный, эстетически привлекательный вид и прекрасно сочетается с другими материалами – камнем, стеклом.
По химическому составу цинк-титан представляют собой сплав, на 99,98% состоящий из химически чистого цинка, остальные 0,02% приходится на титан, медь и алюминий. Присутствие титана делает материал более прочным, а присутствие меди и алюминия делает более пластичным, что важно при изготовлении нестандартных форм с выгнуто-вогнутыми поверхностями.
Патина
При взаимодействии с воздухом на поверхности цинк-титана образуется слой оксидно-карбонатной пленки предотвращающей коррозию, а через 4–5 лет – слой патины. Цвет патины зависит от количества легирующих добавок в металле и может иметь различные оттенки от белого до темно-серого цвета. Наиболее популярен серо-голубой цвет. Процесс патинизации, как и в случае с медью, сегодня успешно проводят в заводских условиях, предлагая на рынок уже готовый патинированный цинк-титан.
Способы монтажа
Благодаря широкому ассортименту профилей листов цинк-титана облицовка фасада может вестись различными способами: угловой стоячий фальц – соединение листов металла происходит с формированием двойного фальца. Используются листы разного размера. Возможность формировать криволинейные поверхности фасадов; система планок, собираемых на защелках – система горизонтальной или вертикальной укладки, при которой места крепления маскируются накладной планкой; ромбы –панели различного размера. Благодаря фиксации на скобах позволяют изготавливать самые сложные и оригинальные фасады; вставная фальцевая панель – ее преимуществом является возможность выбора ширины листа и ширины шва. Укладка в любых направлениях – горизонтально, вертикально, диагональ; горизонтальная панель подходит для быстрого монтажа простого фасада; волнистый профиль – оригинальные панели, создающие эффектный рисунок благодаря игре светотеней; кассеты –облицовочные панели, имеющие окантовку с 4 сторон – для быстрого и точного монтажа. Панель с отворотом – широко используемый вид профиля в системах вентфасадов из цинк-титана.
Особенности
Работая с цинк-титаном, нужно иметь в виду, что цинк-титан имеет высокий коэффициент линейного расширения —22 мм на 10 м при разнице температур 100°С. Для компенсации линейных расширений применяются скользящие кляммеры и специальные компенсаторы различной конструкции. Их количество и схема расстановки зависят от конкретных условий – от высоты здания, угла наклона, месторасположения. Следует избегать контакта цинк-титана с железом и медью во избежание эффекта электрокоррозии. Крепежные элементы – гвозди, кляммеры и т.д. должны быть оцинкованными.
Сталь
Сталь - это сплав железа с углеродом и другими элементами. Углерод придает сплавам железа прочность и твердость, снижая пластичность и вязкость.
Характеристики
Плотность: 7700–7900 кг/м3;
температура плавления: 1450–1520 °C;
удельная теплота плавления: 84 кДж/кг (20 ккал/кг, 23 Вт•ч/кг);
коэффициент линейного теплового расширения при температуре 20°C: 11,0 •10-6 1/°C.
Облицовочные фасадные кассеты из тонколистовой (1.0 -1.5 мм) оцинкованной стали с полимерными покрытиями – это современный фасадный облицовочный материал, широко применяемый в системах вентилируемых фасадов.
Разнообразие цветового и декоративного покрытия стальных облицовочных фасадных элементов достигается за счет различных полимерных покрытий – полиэстер, пластизоль, РVDF и хамелеон.
Фасадные кассеты производятся методом гнутья на современном оборудовании, позволяющим достигать большой точности и высокого качества углов, поверхностей и контурных форм.
Существуют различные способы крепления кассет, разработанные для конкретных фасадных систем. Это может быть как винтовое крепление, так и простое навешивание.
Фасадные кассеты производятся под заказ, специально для конкретного объекта.
Минимальные размеры кассет – 350 х 350 мм, максимальные размеры – 1100 х 2400 мм.
Для удаления конденсата с внутренней поверхности в нижней части кассеты изготавливают отверстия.
Во избежание повреждении при транспортировке и монтаже кассеты покрываются полиэтиленовой защитной пленкой, которую необходимо снять сразу после закрепления кассет в проектное положение.
Алюминий
Алюминий – это легкий металл, сереб-ристо-белого цвета с плотностью 2,7 г/см3 и температурой плавления 660 °C, удельная теплота плавления – 390 кДж/кг. Металл обладает высокой пластичностью, высокой теплопроводностью (1,24*10-3 Вт/(м•К)), температурный коэффициент линейного расширения 24,58*10-6 К-1 (20–200 °C). По распространенности в природе алюминий самый распространенный среди металлов и находится на третьем месте по распространенности среди всех элементов, уступая только кислороду и кремнию. Основной сложностью при добыче алюминия является его высокая химической активность, из-за которой он встречается почти исключительно в виде соединений. В 1854 году Анри Сент-Клер Девиль разработал метод промышленного производства алюминия, основанный на вытеснении алюминия металлическим натрием из двойного хлорида натрия и алюминия NaCl•AlCl3. В 1886 году практически одновременно с Чарльзом Холлом во Франции и Полем Эру в США был разработан другой, более эффективный метод производства электролизом глинозема ,растворенного в расплавленном криолите. Именно этот метод после различных усовершенствований и используется по сей день. Основными недостатками алюминия считается недостаточная прочность, а в свете пожаробезопасности низкая температура плавления. Именно поэтому в промышленности и строительстве чаще используются алюминиевые сплавы. Фасадные облицовочные материалы изготавливаются из листового алюминия. Сегодня на рынке представлен широкий ассортимент алюминиевых листов. Среди них: закаленные, искусственно состаренные, нагартованные. В фасадном строительстве алюминий, в качестве облицовочного материала, применяется в основном в виде композитных панелей, из которых в свою очередь изготавливаются кассеты. На сегодняшний день алюминиевые композитные панели прочно заняли свою нишу на фасадном рынке. Это обуславливается различными факторами, в том числе экономической ситуацией на рынке, эстетическими свойствами материала, легкостью обработки и монтажа, новыми архитектурными тенденциями. При работе с композитными панелями существуют определенные правила знание, которых облегчит работу и позволит не совершать некоторые широко распространенные ошибки.
Виды облицовочных материалов
Металл, благодаря своим техническим и конструктивным характеристикам, позволяет изготавливать различные фасадные облицовочные материалы. Это могут быть металлические листы, кассеты, композитные панели, сэндвич-панели и т.д.
Листовые продукты
Металлические листы очень широко применяются при облицовке фасадов. Наиболее популярны профилированные листы из оцинкованной стали различной толщины. Такой способ позволяет быстро и качественно возводить бюджетные фасады производственных и других зданий. Все большее распространение в последние годы получают медные фасадные материалы. Листовая и даже рулонная медь позволяет облицовывать фасад с минимальным количеством швов. Облицовка проводится классическим фальцем. Фальц – может быть угловым, вертикальным, горизонтальным. Данный способ облицовки фасадов аналогичен кровельному. В данном случае используются либо большеразмерные листы меди, либо медные ленты. Для крепежа не требуется устройство отверстий, так как процесс соединения кровельных картин между собой осуществляется при помощи фальцевого замка, что обеспечивает полную герметичность поверхности. В случаях, когда необходимо получение бесшовной плоскости фасада, применяют формованные металлические листы – профили. Чаще всего такие профили имеют форму волны или трапеции, однако на практике листы могут изготавливаться произвольной формы, разработанной под определенный проект. Гонтовое облицовка – это крупноформатные облицовочные элементы для крыш и фасадов. Гонтовое покрытие можно укладывать в разных направлениях: вертикально, горизонтально и даже диагонально. Гонтовое покрытие укладывается простым навешиванием. В зонах примыкания, например, к окнам и дверям, для герметичного исполнения края элементов можно отбортовывать, фальцевать и гнуть. Перфорированные решетчатые фасадные элементы (Сеть) – это относительно новый фасадный элемент ,предлагающий нетрадиционные интересные возможности оформления. По сравнению с традиционным перфорированным листом, перфорированные решетчатые листы имеют три важных преимущества: визуальный привлекательный вид, значительно меньший вес и намного более низкую стоимость. Перфорированные решетчатые листы, так же как и плоский материал ,можно подвергать сварке, паять, закруглять, фальцевать, загибать и вырубать. Металлические композитные панели, получившие за последнее десятилетие широкое распространение, представляют собой два листа металла толщиной 0,3–05 мм и полимерную прослойку. Композитные панели, легко монтируются, устойчивы к колебаниям температуры и деформирующим нагрузкам. Монтаж панелей ведется в любом необходимом направлении: вертикально, горизонтально и даже диагонально. Крепление панелей может осуществляться внахлест, либо по принципу шип-паз. Габаритные размеры композитных панелей – длина до 4000 мм, ширина до 1250 мм. Фасадные кассеты – это фасадные элементы, отбортованные по периметру. В силу своей конструкции кассетный фасад обеспечивает большую гибкость в отношении габаритов, исполнения швов и принципа закрепления. Основой сэндвич-панели является сэндвич-профиль. Сэндвич-профиль представляет собой объемную тонколистовую конструкцию, изготовленную холодным формованием из покрытого полимером оцинкованного стального листа. В сэндвич-профиль вставляется утеплитель (минеральная вата или другой), крепится ветрозащитный барьер и, в завершение, производится установка облицовки. В качестве облицовки используется профнастил с полимерным покрытием, а также металлический сайдинг или фасадные кассеты. Монтаж выполняется снизу вверх с обязательным уплотнением стыков. Некачественное выполнение стыков может привести к проникновению в теплоизоляцию влаги изнутри помещения, возникновению мостиков холода, отпотеванию и даже промерзанию внутренней стены по месту стыка.
Обработка композитного материала
Распил
Для распила композитных панелей (КП) наилучшим образом подходят циркулярные пилы. Режущие диски должны быть твердосплавными, из карбида, предназначенные для резания алюминия, металлов, цветных металлов, в зависимости от металла, используемого при производстве панелей. Важно, чтобы при распиле панель была закреплена, а диск пилы имел возможность свободно перемещаться. Такой порядок позволяет избежать появления царапин на материале. Рекомендуемые характеристики циркулярной пилы для алюминиевых панелей: материал: карбид; скорость вращения: 5500 об/мин (макс.); скорость подачи: 0,4 м/с (макс.); зубья: круговые зубья; угол среза: 5 – 15°; угол зазора: 10 –30°; шаг зубьев: 4 – 25 мм (предпочтительно использовать пилы с мелким шагом). Фрезеровка для изгибов малого радиуса производится U-образной фрезой в тех случаях, когда необходимы не острые грани, а малые радиусы изгиба. Обычно для этих целей используется деревообрабатывающий фасоннофрезерный станок, либо ручной вертикальный фрезер в комплекте с шиной-направляющей (линейкой). Характеристики U-образной циркулярной фрезы: число зубьев: 2 – 4; скорость вращения: 20 000 – 30 000 об/мин; скорость подачи: 3 – 5 м/мин; материал:карбид; ширина фрезы b = 6,5 мм. Фрезеровка V-образной фрезой применяется для обработки небольших партий. Для выполнения работ на строительной площадке можно использовать фасоннофрезерный станок и обрезной станок. Для производства большого количества листов лучше использовать циркулярную фрезу с V-образной фрезой. Характеристики V-образной фрезы: материал: карбид; наружный диаметр: 305 мм; число зубьев: 24; скорость вращения: 3000 – 5000 об/мин (двигатель с переменной скоростью вращения); скорость подачи: 5 м/мин. Главным требованием к обрабатывающему оборудованию, является возможность обеспечения остаточного присутствия 0,8 мм толщины слоя заполнителя на слое металла. Если фреза задевает нижний слой алюминия, то панель считается бракованной. Чтобы не допускать такого брака следует использовать соответствующие копиры на циркулярных фрезах и тщательно выставлять глубину фрезеровки микрометрическим винтом на пальчиковых фрезах.
Гибка
При фрезеровании только с одной стороны панели можно сгибать вверх или вниз, образуя внутренние или наружные углы. Возможный угол V-образного паза – 90–110°. Необходимо учесть, что при сгибании образуется искривление небольшого радиуса и поэтому готовое изделие после сгибания будет на 2–4 мм больше, чем расстояние между осями фрезеровок на листе. Эта величина определяется профилем резца, используемого для фрезерования. Перед началом работ необходимо провести пробное резание, чтобы определить необходимость коррекции размеров. В зависимости от формы отфрезерованных канавок (U-образная или V-образная) угол панели после сгиба может быть двух типов. При V-образной форме фрезеровки получается угол панели с очень малым радиусом закругления и, наоборот, при U-образной форме фрезеровки получается угол панели с большим радиусом закругления, что предпочтительнее, т.к. местные напряжения по линии сгиба будут меньше. Для сгибания отфрезерованных панелей рекомендуется использовать гибочный станок или стол с ровной поверхностью. Во избежание образования трещин на защитном покрытии рекомендуется сгибать материал при температуре не ниже 10 °С.
Изготовление криволинейных панелей
Изготовление криволинейных панелей можно выполнять двумя способами: с помощью трехвальцовой гибочной машины и с помощью пресса. Для изготовления панелей с большим радиусом кривизны можно использовать гибочную машину с тремя роликами. Для предотвращения появления царапин на материале ролики должны иметь полиуретановое покрытие. При проектировании криволинейных панелей необходимо на концах панели предусмотреть прямолинейные участки длиной 125 мм. До процесса вальцовки необходимо отфрезеровать границы криволинейной части. При изготовлении криволинейных панелей с помощью пресса необходимо следить, чтобы на матрице была установлена полиуретановая прокладка. Это позволит избежать появления царапин на декоративном внешнем покрытии. Защитную пленку с материала рекомендуется снимать после работ на прессе.
Сверление
При сверлении установочных отверстий в панелях, закрепляемых на подвесной системе клепочным методом, рекомендуется использовать сверла специальной конструкции с ограничителем – это позволит получить установочное отверстие с компенсационным зазором на тепловое расширение за одну рабочую операцию без смены сверла.
Выборка углов при раскрое панелей
Существует два способа выборки прямых углов при раскрое панели. В зависимости от того, какой способ выбран стык бортов панели будет расположен либо на вершине угла между бортами, либо на одном из бортов панели. С точки зрения общей прочности и жесткости панели второй способ предпочтительнее. Для выборки углов обычно используется фрезерный станок или ручные ножницы по металлу. При больших объемах работ пробивать углы рекомендуется на прессе. В качестве соединительных элементов можно использовать как полосы и уголки соответствующего размера, так и отходы материала.
Схемы усиления панелей
Если значение максимального прогиба панели больше допустимого, то ее следует усилить дополнительными элементами жесткости. В качестве элементов дополнительной жесткости лучше всего использовать замкнутый прямоугольный профиль. Размеры этого профиля и шаг ребер жесткости определяются расчетом суммарной жесткости усиленной панели.
Способы крепления
Обычно для крепления панелей к подвесной системе из различных материалов используются заклепки, болты и саморезы. Следует учитывать возможное образование электрохимической коррозии на контактах соединяемых конструкций, поэтому к выбору комплектующих нужно подходить с осторожностью. Для соединения алюминиевых композитных панелей можно использовать термическую сварку. Рекомендуется использовать присадочный пруток, состав которого соответствует сердечнику панелей. Условия сварки струей горячего воздуха: температура сварки: 230–240 °C; давление воздушного компрессора: 0,3–0,4 кг/см2»; давление сжатия: 1,0–1,5 кг; скорость сварки: 1 м/мин. Чтобы добиться оптимальных характеристик сварного шва необходимо, чтобы материал присадочного прутка точно соответствовал материалу заполнителя панели. Для приготовления присадочного прутка надо вырезать из отходов панели полоску материала шириной 3-5 мм, снять с нее металлические слои и заострить конец прутка под углом 45°. Затем положить панель на горизонтальную поверхность и отфрезеровать край панели, предназначенный для сварки с помощью фрезерного станка под углом 45°. Соединить кромки на ровном основании, приложить присадочный пруток к стыку двух панелей так, чтобы он согнулся примерно под углом 45° и выполнить сварку стыка. Особое внимание следует уделять термическому режиму сварки. Несоблюдение может привести либо к недостаточной прочности сварного стыка, либо к изменению цвета декоративного внешнего PVDF покрытия в зоне сварного шва.
Хранение композитных панелей
Распаковывать упаковку с панелями необходимо непосредственно перед их использованием. Не использованные в работе листы следует сложить обратно в ящик в горизонтальном положении таким образом, как они были уложены первоначально. Листы должны оставаться плоскими, не должны быть покоробленными и изогнутыми. Следует также обращать внимание на размер листов. Не нужно штабелировать листы разных размеров, поскольку края панелей могут вызвать образование царапин или вмятин на поверхности других панелей. Необходимо оградить материал от воздействия влаги. Особое внимание следует уделить при штабелировании. Панели должны быть сухими. Если панель влажная, следует протереть ее насухо мягкой тряпкой. Не допускается класть панели непосредственно на пол. Следует отказаться от использования в своей работе лент из ПВХ, поскольку пластификатор, который входит в состав ленты, может проникнуть через защитную пленку и вызвать изменение блеска покрытия. Не стоит ставить друг на друга более четырех паллет с КП по высоте. В каждой паллете не должно быть более 500 листов. На сегодняшний день существуют различные покрытия, защищающие фасады от внешних факторов, например, от граффити
