常用建筑材料 - 图文(6)

有色金属 铝

铝的质量轻，只有铁和钢的三分之一重，它的这一特性被广泛应用到建筑中。 铝材可以被碾压、锯开和钻孔，它们质量轻，易成型，易操作，可以抛光。成型是通过轧制、拉伸变形、冲压、冷拉、锻造和顶锻进行的。铝比钢的韧性高，所以生产挤压部件仅需要非常少的能源。铝只能在无氧条件下焊接，因为在焊接过程中必须避免氧化层的形成。

在建筑领域使用的铝合金通常被简称为铝。这些合金包含大约2%一5%的硅、镁、铜、锰等元素。铝暴露于空气后，立即被腐蚀，但能形成一层永久的保护层，因而耐久性良好。在建筑工地，铝必须被覆层保护起来，或采用相似的方法防止混凝土、石灰、水泥砂浆的侵蚀，因为这些材料中的碱性成分能损害铝的表面。

通过阳极氧化处理可以大大增强铝表面的氧化层。根据在电解槽中浸泡时间的长短，可能出现浅灰、棕灰、青铜色和深棕色等颜色。在铝质结构和铝质立面覆层的连接处和接合处，要考虑到铝的热膨胀系数是钢的两倍。

应用

用于支撑框架、窗户和立柱横梁立面的挤压铝部件是铝在建筑领域最重要的应用形式。而且，大量的挤压铝部件形状几乎可以随心所欲变化，而无需多少工作量。铝的进一步应用还包括用于建筑立面和屋顶的平铝板和异型铝板、穿孔铝板（吸声天花板）、灯体、铸铝制成的小五金等等。此外，铝箔在防水方面的应用也很广泛。

泡沫铝

由铝制成的金属泡沫表现出较低的导热性和良好的隔音性能。它具有很高的抗压强度，而且质量轻，易于处理加工。泡沫铝已在汽车制造领域得到了应用。原则上，其他金属泡沫也是可以制造出来的。

铅

铅是继铝之后在地壳中分布最广的元素之一。它是有色金属，由于密度大，因而被归为重金属一类。

特性

铅的抗拉强度很低，并且温度的改变会引起明显的长度变化。此外，它能够吸收声波、X射线和放射性辐射。铅会被强酸、新砂浆及混凝土所侵蚀，但极具抗腐蚀性，暴露空气后，会形成永久性的氧化层，继而同二氧化碳反应，形成碳酸盐。该氧化层为浅灰色且难溶于水。由于铅非常柔软，因此容易轧制，容易通过锻造、模压成型，也可以焊接或钎焊。铅呈暗灰色。

生产与回收

硫化铅浓缩物是通过几轮所谓的浮选法处理获得的。为了使金属化合物从其他成分中分离出来，要使细磨的矿石充分起泡并气化。随后熔炼干燥的浓缩物，可以加入高比例的辅助原料，例如废铅。这个过程需要大量的能源，并会产生许多有毒粉末灰尘，因此需要用废渣填埋法进行处理。铅的回收比例超过了50％，这可以节省生产所需能源的40%。

应用

薄铅板适用于屋面覆盖层和立面。由于它的抗侵蚀能力强，同样可作为防护套（如电缆防护套）来使用。

铅适合用做核医学的防辐射材料，也可以用做防锈材料（红铅油）。铅是有毒的，应该尽量避免，因为它会在食物链中浓缩。

锌与钛锌合金

工业锌产品出现于1850年左右。锌合金（比如由99.995%的锌加上0.003%的钛制成的钛锌合金）比相对脆弱的锌本身强度更高。钛22锌合金可焊接或钎焊，且比锌的热膨胀系数低。由于这个原因，建筑业几乎只使用钦锌合金。锌能抵御气候的影响，与铅类似，遇到空气时形成一层保护层，因而经常用于保护其他金属，例如钢、铜等。

生产与回收

锌矿石（闪锌矿、菱锌矿和氧化锌）与铅类似，用泡沫浮选法对其进行预备处理。为了提炼锌，既可以使用所谓的干处理法（即在副产品炼焦炉中用煤还原氧化锌），也可用湿处理法（用电解方法还原氧化锌）。在采矿场直接对矿石进行预备处理是节省能源的一种尝试。世界上大约30%的锌产品都是通过辅助材料（废料）获得的。

应用

钛锌合金板也适合用于立面、屋顶排水沟及管道。锌可以被十分精确地铸造，制成精密的模件。许多锌合金都在建筑业应用，例如制作小五金的压铸锌、黄铜、镍银铜合金及钎焊的焊料。

锌的一个重要应用是用于防止钢构件腐蚀。锌抗腐蚀能力强，是由于它能形成永久性的保护层。有很多方法可以把保护层应用到钢构件外部：热浸镀锌法、电镀锌法、喷镀锌法等。锌保护层的耐久性取决于周围空气中CO2的含量。

铜

铜具有闪亮的红颜色，而且十分耐磨。它易于操作，容易成型，易于焊接与钎焊，但是难以铸造。铜具有良好的导电胜和导热性。柔软的纯铜难以发挥作用，但是铜合金的形式可以大大提高它的强度。

铜绿

铜能够抵御石膏、石灰和水泥的侵蚀，在与空气接触后形成一层密实的绿色铜盐。在正常都市环境下，铜绿的形成需要八年。形成过程中颜色从红棕、深棕、灰色到标准的绿色。这一过程可以在安装之前用化学方法实现(预生铜绿)。

结晶铜绿是铜盐的另一种形式，以醋酸的形式出现，经常被误认为是铜绿。与铜绿相比，结晶铜绿是有毒的，且溶于水。

生产与回收

与铅、锌一样，黄铜矿石和辉铜矿石也是使用泡沫浮选法进行预备处理的，并在转换器中还原。但应用于电机工程的铜，是采用电解方法提取的（电解铜），大约占铜产品的60%。超过50%的铜的生产使用了回收材料，这样可以节约86%的初级能源。

加工与应用

传统的金属加工技术同样适用于铜和铜合金的生产。但是铜材料的导热性高，因此很难被焊接，不过使用私合剂可以很容易地将其钎焊和黏结。

薄铜板适用于建筑立面和屋顶 ，可以用于防水，因为它可以与沥青黏结。铜还可以用来生产管道，如供暖设备，同时也广泛地应用于电机工程。

铜锡合金：青铜

青铜是在1000℃的熔炉中冶炼出来的。其中锡的比例占10%一20%。青铜具有极高的耐久性和耐候性。它比黄铜和铜都坚硬，并具有很强强的抗腐蚀性

和耐磨损性。这就是为什么青铜常被用来做耐用轴承衬套的原因。

青铜表面呈黑色，很容易被打磨成闪亮的金色。这一点很容易从公共场所的青铜雕塑和艺术品上得到验证—崇拜者和过路人经常触摸的部分通常变得闪亮光滑。

青铜常用来生产套管接头、小五金、煤气管接头、水管接头和蒸汽管接头。除此以外，青铜还用来铸造大钟和艺术品。由于它持久耐用，在许多历史建筑中，甚至是著名的当代建筑中，经常被用来制作窗框和大门。

铜锌合金：黄铜等

这种合金包含至少50%的铜。目前，我们将变形铜合金（被称为黄铜）与炮铜、镍银铜合金严格区分开来。变形铜合金含有55%一85%铜和锌。炮铜是铜、锌、锡的合金（每种元素占1%一10%）。镍银铜合金含有50%一60%的铜、10%一25%的镍和锌。

铜合金与纯铜相比，容易成型，易于加工，也可以铸造。

黄铜具有较高的耐腐蚀性，打磨抛光后呈闪亮的金色。但过一段时间，表面就会失去光泽，变得暗淡。

铜合金有多种用途。比如，黄铜可以制作电力终端设备、螺丝钉和螺丝帽、管道配件和小五金。

使用黄铜制成的编织金属网的经典建筑案例就是德累斯顿犹太教堂。 镍银铜合金适用于电机工程的接触表面，也可以制作小五金或管道配件。

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