2. Матеріалознавство та металургія в архітектурних цоколях
Продуктивність будь-якого архітектурного елемента нерозривно пов’язана з його матеріальним складом. На відміну від біологічних матеріалів, таких як деревина, яка реагує на вологість гігроскопічним розширенням і стисненням, або полімерів, таких як ПВХ, які можуть руйнуватися під впливом УФ-випромінювання або виділяти леткі органічні сполуки (ЛОС), архітектурні метали пропонують розмірну стабільність, негорючість і точний контроль допусків. Двома основними сплавами, що використовуються у виробництві металевих плінтусів, є алюміній і нержавіюча сталь. Кожен має чіткі механічні та хімічні характеристики, які визначають їхню придатність для конкретних умов навколишнього середовища та естетичних вимог.
2.1 Алюмінієві сплави: динаміка екструзії та анодування
Алюміній є домінуючим матеріалом для архітектурних плінтусів у загальному комерційному та житловому секторах завдяки його виняткому співвідношенню міцності до ваги та його здатності до екструзії. Щільність алюмінію становить приблизно 2,7 г/см³, приблизно третину щільності сталі, що полегшує обробку, знижує транспортні витрати та зменшує мертве навантаження на будівельні конструкції. Однак чистий алюміній м’який і рідко використовується в будівництві. Натомість його легують для покращення механічних властивостей.
2.1.1 Сплав серії 6000
Галузевим стандартом для архітектурних алюмінієвих екструзій, включаючи алюмінієві підлогові планки та профілі тіньових зазорів, є сплав серії 6000, зокрема 6063-T5 або 6063-T6. Цей сплав містить магній і кремній як основні легувальні елементи.
- Здатність до екструзії: Основна перевага сплаву 6063 полягає в його високій ковкості під час процесу екструзії. Це дозволяє виробникам створювати дуже складні профілі перерізу. Один профіль алюмінієвого плінтуса може інтегрувати такі особливості, як порти для гвинтів для механічного кріплення, вирівнювальні язички для з’єднувачів, заглиблені канали для світлодіодних стрічок і «грязьові ніжки», що дозволяють заштукатурити профіль у стіну. Цю геометричну складність неможливо ефективно досягти з нержавіючою сталлю або деревиною.
- Термічна обробка: Позначення «T5» відноситься до відпуску. Метал охолоджується з підвищеної температури процесу формування, а потім штучно старіє. Це забезпечує винятково гладку поверхню, яка сприйнятлива до анодування, зберігаючи при цьому достатню міцність на розтяг для опору ударам від пилососів і пішохідного руху.
2.1.2 Захист поверхні: анодування проти порошкового покриття
Алюміній природно утворює мікроскопічний оксидний шар, який захищає основу від подальшого окислення. Хоча ця природна пасивація забезпечує помірний захист, архітектурний алюміній майже завжди обробляється для підвищення довговічності та естетики.
- Анодування: Це електролітичний процес пасивації, який потовщує природний оксидний шар, інтегруючи його в металеву поверхню. На відміну від фарби або покриття, які знаходяться поверх основи, анодний шар є частиною самого металу. Це означає, що він не може відлущуватися, відколюватися або лускатися. Анодовані покриття (зазвичай прозорі, шампань або чорні) пропонують чудову твердість (60-70 за шкалою Роквелла C) і стійкість до стирання, що робить їх ідеальними для зон з високою прохідністю, де плінтус діє як бампер. Анодування також зберігає металевий блиск і текстуру алюмінію, привабливу для модерністської естетики.
- Порошкове покриття: Для проєктів, які вимагають специфічного підбору кольору (наприклад, кольори RAL для відповідності фарбі стін або брендингу), порошкове покриття є кращим методом. Суха пудра — зазвичай термопластик або термореактивний полімер — наноситься електростатично, а потім затвердіває під впливом тепла, утворюючи «шкіру». Хоча сучасні порошкові покриття є міцними, вони, по суті, є шаром пластику поверх металу. При сильному ударі порошкове покриття може відколотися, оголюючи сирий алюміній під ним. Однак порошкове покриття пропонує кращу хімічну стійкість у деяких конкретних кислотних або лужних середовищах, де анодний шар може руйнуватися.
2.2 Нержавіюча сталь: гігієна та висока ударна міцність
Нержавіюча сталь обирається, коли застосування вимагає найвищих рівнів стійкості до корозії, ударної міцності або санітарної продуктивності. Це сплав на основі заліза, що містить щонайменше 10,5% хрому. Цей хром реагує з киснем, утворюючи пасивну плівку оксиду хрому, яка є непористою і самовідновлювальною; якщо поверхня подряпана, плівка відновлюється, запобігаючи іржі.
2.2.1 Марка 304: стандартна специфікація
Марка 304 (UNS S30400) є стандартною нержавіючою сталлю «18/8» (18% хрому, 8% нікелю), яка використовується в більшості внутрішніх архітектурних застосувань. Вона пропонує відмінну стійкість до окислювальних кислот і загальної атмосферної корозії. Марка 304 є економічним вибором для офісних лобі, елітних житлових характеристик і загальних комерційних зон, де середовище контролюється, а екстремального хімічного впливу не очікується. Вона забезпечує класичний «нержавіючий» вигляд — зазвичай специфікований у матовій (№ 4) або сатиновій обробці — який передає постійність і гігієну.
2.2.2 Марка 316: стандарт для морського та медичного застосування
Для середовищ, що піддаються більш агресивним умовам, марка 316 (UNS S31600) є обов’язковою специфікацією. Цей сплав містить 16-18% хрому, 10-14% нікелю і, що важливо, 2-3% молібдену. Додавання молібдену різко підвищує стійкість до точкової та щілинної корозії, особливо в середовищах, багатих хлоридами.
- Застосування: Цоколі з нержавіючої сталі марки 316 є необхідними в прибережних об’єктах (де присутнє солоне повітря), зонах басейнів і суворих медичних середовищах. У лікарнях операційні зали та стерильні зони часто очищаються жорсткими дезінфікуючими засобами, що містять хлориди або відбілюючі агенти. Марка 304 може зрештою показувати ознаки точкової корозії при такому режимі, тоді як марка 316 залишається інертною.
2.2.3 Обмеження виготовлення
На відміну від алюмінію, нержавіюча сталь значно твердіша і жорсткіша, з вищим модулем пружності. Хоча це робить її несприйнятливою до вм’ятин від важких візків або каталок — ключова перевага в лікарняних коридорах — це обмежує варіанти виготовлення. Плінтуси з нержавіючої сталі зазвичай формуються гальмовим пресуванням або вальцюванням з листового металу. Це призводить до простіших профілів, зазвичай простих прямокутників або L-подібних форм, без складних внутрішніх геометрій (як порти для гвинтів), що зустрічаються в алюмінієвих екструзіях.
2.3 Порівняльні дані матеріалів
Наступна таблиця синтезує критичні показники продуктивності цих двох матеріалів для керівництва архітектурною специфікацією.
| Характеристика | Алюміній (Анодований 6063-T5) | Нержавіюча сталь (Марка 304/316) |
| Щільність | ~2,7 г/см³ (Легкий) | ~7,9 г/см³ (Важкий) |
| Механізм корозії | Оксидний шар (Анодування посилює) | Пасивна плівка оксиду хрому |
| Стійкість до хлоридів | Низька (якщо не спеціалізоване покриття) | Висока (особливо марка 316) |
| Метод виготовлення | Екструзія (Можливі складні форми) | Гальмове пресування/Вальцювання (Прості форми) |
| Ударна стійкість | Помірна; схильна до вм’ятин | Висока; витримує важкі механічні навантаження |
| Гігієнічні властивості | Добрі; гладка поверхня | Відмінні; непориста, витримує жорсткі хімікати |
| Вартість | Помірна | Висока (20-30% надбавка для 316 над 304) |
| Основні випадки використання | Тіньові зазори, флеш-деталі, офісні оздоблення | Охорона здоров’я, харчова промисловість, лабораторії, коридори з високою прохідністю |