Что такое медь

Ремонт медных кровель

Благодаря тому что медь очень легко сваривается, при необходимости такое покрытие очень легко ремонтировать. Для производства ремонтных работ используется медь специальных марок, имеющая в своем составе примеси олова. Очень часто при ремонтах используется проверенный временем метод лужения и паяния. При появлении на поверхности механических повреждений замена цельных листов не требуется, для этого достаточно наложить на поврежденный слой заплатку из меди и заварить или запаять ее по контуру. Спустя некоторое время такая заплатка покроется слоем оксида и заметить ее будет очень трудно. Заказать медные листы по хорошей цене вы можете на сайте https://spb.specstali.ru/catalog/Mednyy-prokat/Mednye_listy/.

Отличие от других элементов

Химически чистый металл характеризуется тремя особенностями — индивидуальным цветом (с каким медь встречается в быту), пластичностью и стойкостью к коррозии. Последнее свойство формируется благодаря образованию тонкой оксидной плёнки. Этот слой дополняет тёмно-красным оттенком цвет розовой меди, а также придаёт металлу химическую инертность в неагрессивной среде.

Для идентифицирования меди применяется спектральный анализ, требующий специального дорогостоящего приспособления — анализатора металлов, тогда как при самостоятельном анализировании потребуется набор определённых приёмов:

1. Визуальное отличие медного лома от других цветных металлов. При естественном освещении чистый элемент Cu имеет красно-розовый цвет. Искусственное освещение меняет цвет меди, бывает ближе к жёлто-зелёному тону.
2. Устранение поверхностной оксидной плёнки. Для этого нужно нарушить верхний слой при помощи напильника.

При возрастании количества цинка в сплаве происходит смещение от красного тона к жёлтому. Следовательно высокомедную латунь с 10% содержанием примесей зрительно можно принять за чистую медь. Однако есть три варианта, благодаря которым можно сделать различие:

1. Определение по звуку. При ударе по металлу мягкая медь будет издавать приглушённый звук, а латунь звонкий. Такой метод результативно работает для крупногабаритных изделий, например, труб.
2. По сгибу. Её можно легко согнуть, тогда как более жёсткая латунь менее податлива.
3. По весу. Плотность Cu 9 г/куб. см. Это выше, чем у цинка (7,1). Латунь характеризуется величиной в среднем 8,6 г/куб. см.

Идентифицировать медь можно также по металлической стружке: медная имеет форму спирали, латунная прямую, игольчатую. Можно использовать химические вещества, например, соляную кислоту. Медь не будет реагировать, находясь в растворе, а поверхность латуни покроется белым налётом, называющимся хлоридом цинка, — результат реакции.

https://youtube.com/watch?v=1DEfqGfjPlc

Кровли из профилированного листа

Листы профнастила благодаря специальной прокатке приобретают оригинальную рельефную структуру (волнистую или трапециевидную), за счет чего улучшаются эстетические свойства кровельного покрытия, а также увеличивается устойчивость к внешним нагрузкам.

Профилированные листы изготавливают из горячеоцинкованной холоднокатаной стали с полимерным покрытием или без него. Профилированные листы выпускают также из алюминия и меди.

Основные критерии — высота и тип профиля (симметричный и асимметричный), толщина и габаритные размеры листов. Профнастил, в качестве кровельного покрытия, сопоставим с металлочерепицей. У них много общего, но немало и различий. Одним из основных является то, что монтаж металлочерепицы предусматривает наклон крыши не меньше 14 градусов, а при помощи профнастила можно покрывать практически горизонтальные кровли.

Также имеются небольшие различия при монтаже. Как и при монтаже металлочерепицы, между листами профнастила и подкровельным пространством или утеплителем должен находиться слой гидроизоляции, который не позволяет конденсату с внутренней стороны профнастила попадать внутрь помещения или на утеплитель.

Гидроизоляцию укладывают на стропила параллельно карнизу, ее кромки выводят из-под настила в водосточную трубу. Для кровельного покрытия применяют профнастил с высотой профиля не менее 35 мм, он способен выдержать большие снеговые нагрузки. Длину профлиста обычно заказывают равную длине ската крыши, если она не превышает 12 м.

При составном скате несколько профилированных листов соединяют внахлест в 200 мм. Для крыши с уклоном от 6 до 11 градусов следует предусмотреть герметизацию стыков.

Основными преимуществами профнастила являются:

• срок службы материала;
• конкурирующая цена с остальными видами кровельных материалов;
• вес материала;
• простота и экономия времени при монтаже, а также демонтаже;
• устойчивость при перепадах температуры;
• размеры, позволяющие свести к минимуму количество стыковых швов;
• обширная цветовая палитра; ‒ высокий класс пожаробезопасности;
• высокая прочность материала.

Недостатком кровли из профнастила является низкий уровень шумопоглощения, из-за которого значительно ухудшается звукоизоляция. Самым главным недостатком профнастила является возможность коррозии.

При укладке материала могут появиться мелкие царапины. Поэтому после завершения монтажных работ проверяют всю поверхность кровли и подкрашивают в тех местах, где появились повреждения поверхности.

Почему медная кровля — особенная?

Как у любого аристократа, у меди есть свой характер и тяга к смене стиля с возрастом. Юношеский игривый розово-золотой цвет через пару лет сменяют солидные бронзово-коричневые оттенки, а еще через год-два крыша приобретает зрелый темно-коричневый цвет удивительной глубины. Дальше на смену окислам приходит патина — благородный признак возраста, который сначала покрывает медные листы кровли неравномерно, очагами, но со временем разрастается все больше и, наконец, к двадцатому году со дня постройки дома полностью захватывает всю площадь крыши. Но и это еще не все: с годами патина будет упрочнять свои позиции, и зеленовато-травяные оттенки начнут все больше вытесняться изумрудно-голубыми до тех пор, пока медная крыша не «созреет» окончательно.

Голубовато-зеленый медный купол Берлинского кафедрального собора

Такое изменение цвета называют старением меди и именно в этой изменчивости ее уникальная красота. Впрочем, все стадии по отдельности тоже выглядят потрясающе: живописно, необычно, нарядно и даже торжественно, но без свойственной другим престижным материалам помпезности. Собственно, только этого достаточно, чтобы признать медь одним из лучших кровельных покрытий. А ведь это далеко не единственное достоинство медной крыши. Из более приземленных характеристик стоит отметить:

1. Огромный срок службы: 100-150 лет, а при большой толщине металла — от 200 лет.
2. Простота ремонта: если протекла крыша, медные листы в месте течи просто запаивают или накладывают заплатку, при этом не нужен демонтаж всего кровельного покрытия.
3. Легкость: квадратный метр самого кровельного покрытия толщиной 0,6 мм весит примерно 5,4 кг, со всеми фасонными элементами его вес увеличивается до 6,5-7,5 кг в зависимости от сложности крыши.
4. Мягкость. Медную черепицу или лист можно гнуть как угодно — это очень мягкий металл. Поэтому уложить медь можно на кровлю любой формы: хоть на простую двускатную крышу, хоть на сложную кровлю с башенками и множеством щипцов, хоть на купол.
5. Температурная устойчивость. Хотя медная кровля мягкая, она легко выдерживает нагрев до +150 °C и охлаждение до -70 °C, поэтому медью можно перекрывать крыши в районах с экстремальными климатическими условиями.
6. Стойкость к коррозии. Слой зеленой патины дарит медной кровле не только красоту, но и защиту: она не дает металлу взаимодействовать с агрессивными химическими соединениями, сохраняя его в целости.
7. Экологичность. Медь добывают уже около 10 тысяч лет, и для ее производства не нужны сложные химические реакции. Она безопасна и для человека, и для окружающей среды.
8. Антибактериальные свойства. Многие микроорганизмы и грибок «не любят» медь, поэтому они не задерживаются на медной кровле и, тем более, не размножаются на ней.
9. Пожаробезопасность. Медь не горит, а ее температура плавления 1085 °C.

Медная крыша — гордость владельца дома. Она смотрится изысканно и эффектно, при этом оставаясь одним из лучших, если не самым лучшим, материалом для кровли с практической точки зрения.

Способы получения меди

В природе медь существует в соединениях и в виде самородков. Соединения представлены оксидами, гидрокарбонатами, сернистыми и углекислыми комплексами, а также сульфидными рудами. Самые распространённые руды — это медный колчедан и медный блеск. Содержание меди в них составляет 1-2%. 90% первичной меди добывают пирометаллургическим способом и 10% гидрометаллургическим.

1. Пирометаллургический способ включает в себя такие процессы: обогащение и обжиг, плавка на штейн, продувка в конвертере, электролитическое рафинирование. Обогащают медные руды методом флотации и окислительного обжига. Сущность метода флотации заключается в следующем: частицы меди, взвешенные в водной среде, прилипают к поверхности пузырьков воздуха и поднимаются на поверхность. Метод позволяет получить медный порошкообразный концентрат, который содержит 10-35% меди.

Окислительному обжигу подлежат медные руды и концентраты со значительным содержанием серы. При нагреве в присутствии кислорода происходит окисление сульфидов, и количество серы снижается почти в два раза. Обжигу подвергаются бедные концентраты, в которых содержится 8-25% меди. Богатые концентраты, содержащие 25-35% меди, плавят, не прибегая к обжигу.

Следующий этап пирометаллургического способа получения меди – это плавка на штейн. Если в качестве сырья используется кусковая медная руда с большим количеством серы, то плавку проводят в шахтных печах. А для порошкообразного флотационного концентрата применяют отражательные печи. Плавка происходит при температуре 1450 °С.

В горизонтальных конвертерах с боковым дутьём медный штейн продувается сжатым воздухом для того, чтобы произошли процессы окисления сульфидов и феррума. Далее образовавшиеся окислы переводят в шлак, а серу в оксид. В конвертере образуется черновая медь, которая содержит 98,4-99,4% меди, железо, серу, а также незначительное количество никеля, олова, серебра и золота.

Черновая медь подлежит огневому, а далее электролитическому рафинированию. Примеси удаляют с газами и переводят в шлак. В результате огневого рафинирования образуется медь с чистотой до 99,5%. А после электролитического рафинирования чистота составляет 99,95%.

2. Гидрометаллургический способ заключается в выщелачивании меди слабым раствором серной кислоты, а затем выделении металлической меди непосредственно из раствора. Такой способ применяется для переработки бедных руд и не допускает попутного извлечения драгоценных металлов вместе с медью.

Ее использование в строительстве

Высокие показатели электро- и теплопроводности обусловили для меди активное использование, как в строительстве, так и в автомобиле- и приборостроении. Сам же материал устойчив к негативному воздействию коррозии и ультрафиолетовых лучей, также без деформации и нарушения структуры переносит резкие температурные перепады.

Благодаря таким особенностям, позволяет производить детали и прочие конструкции, которые рассчитаны на длительное воздействие влаги.

Провода

Наибольший спрос медь получила именно в электротехнической области, в частности для производства проводов. С этой целью используется максимально чистый металл, поскольку второстепенные компоненты существенно снижают его токопроводимость. Если в готовом материале присутствует более 0,02% алюминия, то его способность проводить ток снижается на 10%.

Существенно возрастание сопротивления происходит в результате присутствия в сырье примесей неметаллического характера. Сам же металл относится крайне низким сопротивлением, которое уступает лишь серебру. Такая особенность металла также послужила его использованию в силовых трансформаторах и энергосберегающих приводах.

Проволока

Высокий уровень вязкости и пластичности обусловили активное использование меди для производства изделий с различными узорами. Проволока, которая была изготовлена из красной меди, после обжига становится максимально пластичной и мягкой. В таком состоянии она позволяет создавать узоры и орнаменты любой сложности.

Такая проволока активно используется в следующих отраслях:

• Электротехника;
• Электроэнергетика;
• Автомобилестроение;
• Судостроение;
• Производство кабеля и проводов.

Водо- и теплоснабжение

Благодаря своей высокой теплопроводности медь используется в различных теплообменниках и теплоотводных приборах. Иными словами, из нее изготавливают кулера для системных блоков, радиаторы отопления, трубы, кондиционеры и прочие приборы.

Медные трубы обладают абсолютно уникальными характеристиками, которые и обусловили их широкое распространение не смотря на высокую стоимость самого сырья. Такие изделия не бояться ультрафиолетового излучения, устойчивы к возникновению коррозии и температурным перепадам. Эти свойства позволяют производить монтаж медных труб даже при низких температурах воздуха.

Высокий показатель механической прочности, а также возможность механической обработки материала позволяют создавать бесшовные медные трубы, обладающие круглым сечением. Они рассчитаны на транспортировку жидких веществ или газов в системах газо- и водоснабжения, кондиционирования и отопления.

О роли медных труб в водоснабжении расскажет данное видео:

Кровля

Одним из первых материалов, используемых в качестве кровельного покрытия, является медь. Такая кровля отличается длительным сроком службы (до 200 лет), который происходит благодаря ее уникальным особенностям. Кровля из меди спустя некоторое время претерпевает процесс окисления, который заключается в образовании патины.

Этот своего рода защитный слой уберегает поверхность меди от негативного влияния ультрафиолета, низких температур, влаги и прочих погодных явлений.

Таким образом, медная кровля сразу после своего монтажа имеет золотистый оттенок, но уже через 10 лет становится более темной, в некоторых случаях практически черного цвета. Этот процесс образования патины при желании можно искусственно ускорить.

Про иные сфера применения меди читайте ниже.

Прочие сферы использования

• Помимо вышеперечисленных областей, медные сплавы могут использоваться в сочетании с золотом. Это необходимо для придания ювелирным изделиям большей прочности и устойчивости к истиранию.
• Широкое распространение металл получил и в области архитектурного строительства. Кровля, фасады, различные декоративные элементы – все это можно изготовить абсолютно любой формы и уровня сложности.
• Среди новой сферы использования является применение меди в качестве бактерицидной поверхности в лечебных заведениях: перила, ручки, двери, столешницы и многое другое.

Преимущества данного металла послужили не только его широкому распространению, но и расширению сфер применения.

Сегодня применение разных марок меди в промышленности, в быту, в электротехнике и строительстве, медицине считается весьма выгодным и перспективным.

О том, как переделать медь в «золото», расскажет данное видео:

Крепление с помощью клеммных зажимов

Удобный, надежный и распространенный метод соединения. Провод зачищается с краев до 10- 15 мм и устанавливается в специальные отверстия изолированного с наружи зажима, с разных сторон. Далее производится затяжка контактов винтами. Зажимы выпускаются различных размеров под провода разного диаметра.

Основными достоинствами таких зажимов являются:

• небольшая стоимость;
• быстрый монтаж, безопасность эксплуатации;
• высокое качество соединения.

К недостаткам можно отнести:

• существует возможность пережатия контакта и как следствие обрыва провода;
• возможность повреждения резьбы зажимного винта (зажим приходит в негодность)
• ограниченное количество соединяемых проводов (не более двух).

Основные преимущества и недостатки меди как кровельного материала

Главными достоинствами медной кровли являются:

• Долговечность. Хотя для кровли из меди установлен эксплуатационный срок в диапазоне от 150 до 200 лет, старинные здания с таким типом покрытия являются свидетельством того, что длительность жизни медной кровли значительно больше.
• Экономичность. Нельзя сказать, что медь является дешевым материалом – наоборот, по сравнению с другими покрытиями ее стоимость достаточно высока. Период ее окупаемости составляет примерно 30 лет. В результате кровля из меди обходится дешевле, чем крыши на основе дешевых материалов. Медные кровли не требуют больших расходов на эксплуатацию, ремонт и обслуживание, которые неизбежны при использовании дешевых покрытий.
• Красивый внешний вид. Медные кровли не только не теряют своих эстетических характеристик, но с годами начинают смотреться все более респектабельно, являясь свидетельством престижного статуса своего владельца.
• Экологичность. Медь является совершенно безопасным и чистым материалом. Она не выделяет вредных веществ и используется для изготовления предметов быта, кухонной утвари, емкостей для хранения воды, труб.
• Пластичность. Благодаря этому качеству медь прекрасно поддается любым изгибам, глубокой вытяжке и может применяться для устройства кровель сложных конфигураций и изготовления декоративных деталей для украшения кровли. Минимальный радиус загиба полутвердого листа меди составляет примерно 0,3 толщины листа.
• Ремонтные работы проводят без демонтажа кровли или ее поврежденной части. При возникновении в поверхности отверстия его можно залудить непосредственно на месте, после чего нанести слой эмали или особую пропитку, создающую эффект старения материала, благодаря которому отремонтированный участок не будет отличаться по цвету от остальной кровельной поверхности.
• Легкость материала позволяет существенно сэкономить на всем строительстве, поскольку отпадает необходимость закладывания усиленного фундамента и устройства стен высокой прочности. Фундамент можно делать значительно меньше по размеру. Также можно выбирать арматуру с меньшим диаметром и строить не очень толстые стены.
• Легкость проведения монтажа.
• Устойчивость к воздействию влаги.
• Пожароустойчивость.
• Что касается недостатков кровельной меди, то единственным существенным минусом является высокая цена, которая окупается благодаря длительному сроку службы и отсутствию необходимости в ремонте или замене кровельного покрытия.

Основные свойства меди

Соединения меди

Чаще всего в природе встречается медный купорос, сульфат меди. Дачники и огородники хорошо знают этот синий порошок. Его применяют для дезинфекции растений от насекомых.

Ацетат меди — фунгицид, компонент краски для керамики.

Парижская (швейнфуртская) зелень, ацетат-арсенид меди. До сих пор используют в окраске наружных частей морских судов (чтобы они не обрастали моллюсками и прочей морской живностью). Фунгицит, инсектицид.

Оксиды используют в окраске стекла и эмалей.

Нитраты применяют для патинирования медных изделий.

Со временем на них образуется естественная патина — зеленоватая оксидно-карбонатная пленка. Иногда патину наращивают искусственно, для состаривания, придания антикварного вида изделию.

1. Физические свойства.

На воздухе медь приобретает яркий желтовато-красный оттенок за счёт образования оксидной плёнки. Тонкие же пластинки при просвечивании зеленовато-голубого цвета. В чистом виде медь достаточно мягкая, тягучая и легко прокатывается и вытягивается. Примеси способны повысить её твёрдость.

Высокую электропроводность меди можно назвать главным свойством, определяющим её преимущественное использование. Также медь обладает очень высокой теплопроводностью. Такие примеси как железо, фосфор, олово, сурьма и мышьяк влияют на базовые свойства и уменьшают электропроводность и теплопроводность. По данным показателям медь уступает лишь серебру.

Медь обладает высокими значениями плотности, температуры плавления и температуры кипения. Важным свойством также является хорошая стойкость по отношению к коррозии. К примеру, при высокой влажности железо окисляется значительно быстрее.

Медь хорошо поддаётся обработке: прокатывается в медный лист и медный пруток, протягивается в медную проволоку с толщиной, доведённой до тысячных долей миллиметра. Этот металл является диамагнетиком, то есть намагничивается против направления внешнего магнитного поля.

2. Химические свойства.

Медь является сравнительно малоактивным металлом. В нормальных условиях на сухом воздухе её окисления не происходит. Она легко реагирует с галогенами, селеном и серой. Кислоты без окислительных свойств не оказывают воздействия на медь. С водородом, углеродом и азотом химических реакций нет. На влажном воздухе происходит окисление с образованием карбоната меди (II) – верхнего слоя платины. Медь обладает амфотерностью, то есть в земной коре образует катионы и анионы. В зависимости от условий, соединения меди проявляют кислотные или основные свойства.

Примеси в медных сплавах

Примеси, содержащиеся в меди (и, естественно, взаимодействующие с ней), подразделяют на три группы.

Образующие с медью твердые растворы

К таким примесям относятся алюминий, сурьма, никель, железо, олово, цинк и др. Данные добавки существенно снижают электро- и теплопроводность. К маркам, которые преимущественно используются для производства токопроводящих элементов, относятся М0 и М1. Если в составе медного сплава содержится сурьма, то значительно затрудняется его горячая обработка давлением.

Не растворяющиеся в меди примеси

Сюда относятся свинец, висмут и др. Не влияющие на электропроводность основного металла, такие примеси затрудняют возможность его обработки давлением.

Примеси, образующие с медью хрупкие химические соединения

К этой группе относятся сера и кислород, который снижает электропроводность и прочность основного металла. Содержание серы в медном сплаве значительно облегчает его обрабатываемость при помощи резания.

Марки меди и их применение

Области применения кабеля из меди

Применение медных кабелей воздушных линиях электропередач

Широко используется на промышленных предприятиях, где есть опасность возникновения пожара или взрыва. Также выполняется монтаж внутренней проводки жилых и производственных помещений, общественных зданий. Кабельно-проводниковая продукция по применению распределяется следующим образом:

• стационарная прокладка под землей;
• подвижное подключение;
• воздушные линии электропередач;
• в сетях сигнализации и управления со слабыми токами;
• монтаж бытовой электропроводки;
• специальные условия с использованием термостойких и огнестойких проводников.

Правила выбора медной посуды

 

 

Выбирая медную посуду, нужно обращать внимание не только на ее цену и внешний вид. Есть еще несколько важных моментов, соблюдение которых позволит рассчитывать на совершение удачной покупки:

 

1. Дольше всего прослужат чеканные или кованные изделия.
2. Медь заметно тяжелее по весу, чем сталь и алюминий. Если при покупке предметы кажутся легкими, скорее всего они просто покрыты медным напылением.
3. Лучшей считается медная посуда ручной работы, изготовленная в Иране или Индии.
4. Если хочется получить максимальное удовольствие от работы с медью, лучше отказаться от вариантов с защитным покрытием. Пускай это ограничит возможность совершения каких-либо действий, зато доступные манипуляции будут проходить без каких-либо сложностей.
5. Когда все же хочется приобрести продукцию с покрытием, выбирать ее нужно с учетом назначения утвари. Для жарки больше подойдут никель и сталь. Для варки сгодится и более дешевое олово.

Не стоит покупать медную посуду через Интернет или заказывать через каталоги. Ее нужно обязательно осмотреть, пощупать, опробовать в руке. Некоторым хозяйкам она может показаться слишком тяжелой или неудобной. Правда, большинство поваров уже через несколько дней работы с изделиями не могут от них отказаться.