185

Для облицовки внутренних стен помещений применяют плиты из мрамора, известняков и др. материалов. Полы покрывают полированными или (реже) шлифованными плитами из твердых и износостойких пород – гранита, кварцита, мрамора и др.

Природный камень используется также для дорожного покрытия – бортовой камень,

брусчатка, булыжник и др.

6.2.4. Искусственные керамические и каменные материалы. Керамическими называются материалы, изготовляемые из глиняной массы или из ее смеси с минеральными и органическими добавками путем формовки, сушки и последующего обжига.

В зависимости от области применения ассортимент керамических материалов включает в себя следующие группы: стеновые материалы – керамические кирпичи и камни; материалы для наружной и внутренней облицовки – керамические плиты и плитки для стен и для полов (ковровая керамика); кро-

вельные – черепица; санитарно-технические изделия – раковины, трубы и др.

Основными видами современной керамики по технологии изготовления являются: Терракота – неглазурованная, естественно окрашенная керамика от светло-кремового до

коричневого цвета – кирпич, кровельная черепица и т.д.

Майолика – керамика из цветной обожженной глины крупнопористым черепком, покрытая глазурью – декоративные изделия, изразцы, в том числе плитки для ванн, и т.д. Сырье–глина, каолин (белая глина), песок, мел.

Фаянс – керамический материал. Отличается от фарфора большей пористостью, поэтому покрывается глазурью. Сырье – глина, каолин, кварцевый песок. Изделия – облицовочные плитки, посуда, декоративные изделия.

Фарфор – спеченный керамический материал, водонепроницаемый. Получают высокотемпературным отжигом тонкодисперсной массы из глины, каолина, кварцевого песка и др. добавок и компонентов.

Метлахские плитки – керамические или полученные каменным литьем плитки, используемые для покрытия полов.

186

Керамзит – легкий пористый керамический материал, используется в форме гравия при приготовлении бетона, для теплоизоляционных и звукопоглощающих покрытий.

Основным материалом для кладки стен является керамический (красный) кирпич и камни. Кирпичи подразделяются на обыкновенные (полнотелые) и пустотелые. Пустотелые кирпичи применяют наравне с обыкновенными, за исключением кладки фундаментов, подземных частей зданий, печей и дымовых каналов.

6.2.5. Древесные материалы. Древесные материалы подразделяются на три группы: хвойные (сосна, ель, лиственница, пихта), мягколиственные (осина, ольха, тополь и др.) и твердолиственные (дуб, бук, береза и др.). Наибольшее применение в строительстве имеют хвойные породы; твердолиственные породы используют для изготовления паркета.

Лесоматериалы. Материалы из древесины, сохранившие свою природную структуру и химический состав, называются лесоматериалами. Их подразделяют на обработанные и необработанные. Необработанные (круглые) лесоматериалы являются продукцией лесозаготовительной промышленности и непосредственно в строительстве используются редко. К обработанным круглым лесоматериалам относятся бревна, кряжи (толстые бревна), подтоварник (диаметр в верхнем конце 8 –10 см), жерди (диаметр – до 8 см).

Пиломатериалы (рис. 6.5) получают распилом круглого материала. Они подразделяются на: доски – при ширине более двух толщин, бруски – при ширине менее двух толщин, брусья – при толщине и ширине более 100 мм. Доски подразделяются на обрезные (опиленные с двух сторон),

необрезные и горбыль.

Фанера представляет собой древесный материал, склеенный из 3 и более тонких слоев древесины (шпона). В специальных конструкциях применяют фанеру повышенной водостойкости и прочности – бакелитовую (пропитанную специальными лаками), армированную (между слоями прокладывается металлическая сетка) и др.

187

Древесностружечные плиты – древесные материалы, получаемые горячим прессованием древесной стружки со связующим веществом, например, мочевино- и феноло-формальдегидными смолами.

Древесноволокнистые плиты – листовые древесные материалы, получаемые горячим прессованием древесного шпона, пропитанного термореактивными смолами. Применяются как конструкционные и облицовочные материалы.

2 3

7

8 9

188

Рис. 6.5. Основные виды применяемых пиломатериалов:

1 – пластина; 2 – четвертина; 3,4 – брусья; 5 – шпала; 6 – брусок; 7 – обрезная доска; 8 – необрезная доска; 9

– горбыль

Фибролит (от лат. Fibra – волокно и греч. Lithos – камень) – плитный материал, получаемый в результате затвердевания спрессованной массы из древесной тонкой стружки и цементного теста. Низкая водостойкость, морозостоек, не гниет. Не поражается грызунами.

Арболит (от лат. arbor – дерево и греч. Lithos – камень)– строительный материал, изготавливаемый на основе портландцемента и дробленых отходов древесины. Огнестоек, небольшая плотность, хорошие теплоизоляционные свойства.

Строительные конструкции, блоки и детали из древесины изготавливают на деревообрабатывающих предприятиях и доставляют на строительство в готовом виде, не требующем их подгонки на месте производства работ. К ним относят: комплекты для сборных деревянных домов, детали и элементы деревянных конструкций зданий (балки, фермы), различные столярные изделия, в т.ч. дверные и оконные блоки, и т.д. В зависимости от характера работы и условий эксплуатации соединение составных частей элементов деревянных строительных конструкций осуществляется на болтах, скобах, шпонках, нагелях (стержнях) или на синтетических клеях. Для повышения долговечности пиломатериалы и деревянные конструкции подвергают сушке, обработке антисептиками, а для защиты от огня и влаги они могут покрываться специальными защитными составами.

6.2.6. Минеральные вяжущие материалы. Минеральными вяжущими материалами называются порошкообразные материалы, которые при смешивании с водой образуют пластическую массу

– тесто и при застывании создают искусственный камень. В зависимости от применяемого сырья вяжущие материалы подразделяются на минеральные – цемент, гипс, известь (сырьем для их производства служат горные породы) и органические – битумы, дегти, растительные и животные клеи, синтетические смолы и т.д. (сырьем для производства служат органические вещества расти-

189

тельного и животного происхождения). В строительстве преимущественно применяют вяжущие материалы минерального происхождения.

По способности сохранять прочность в различных средах вяжущие материалы разделяют на два вида: воздушные – застывающие и сохраняющие свои свойства только на воздухе и гидравлические – продолжающие застывать, увеличивать и сохранять свои свойства во влажной среде и воде. К воздушным вяжущим материалам относятся воздушная известь, гипс, магнезиальные вя-

жущие и растворимое (жидкое) стекло, к гидравлическим вяжущим – гидравлическая известь и большинство цементов.

Гидравлические вяжущие применяются в надземных и подземных частях зданий и сооружений при любой влажности и в гидротехнических сооружениях.

Воздушные вяжущие. Технологический процесс получения воздушной извести состоит из добычи известняка, его дробления, сортировки и обжига. Полученная после обжига окись кальция или комовая негашеная известь подвергается помолу с получением порошкообразной известикипелки (СаО) либо гасится водой. При гашении (соединении с водой) она превращается в гашеную известь. При этом, в зависимости от количества воды, получается либо порошок – пушонка, либо

известковое тесто, либо известковое молоко.

Из воздушной извести приготавливают строительные кладочные растворы, используемые в сухих условиях, растворы для штукатурных растворов и побелки, а также ее используют в производстве силикатных автоклавных изделий, в том числе силикатных кирпичей (белый кирпич). Их изготавливают из смеси кварцевого песка и воздушной извести (8%) под давлением в автоклавах.

Гипсовые вяжущие материалы представляют собой продукт обжига гипсового камня. В зависимости от обжига получается формовочный строительный гипс (алебастр) или ангидридовый цемент.

Растворимое (жидкое) стекло представляет собой воздушное вяжущее, получаемое при сплавлении в стекловаренных печах чистого кварцевого песка с содой Na2CO3 или поташом К2СОз с последующим растворением полученного расплава паром до консистенции вязкого раствора. По со-

190

ставу оно бывает натриевое и калиевое. Из натриевого жидкого стекла приготавливают жароупорные бетоны и растворы, огнезащитные обмазки, а из калиевого жидкого стекла – силикатные краски, кислотостойкие бетоны и растворы.

Гидравлические вяжущие материалы. К гидравлическим вяжущим материалам относят: гидравлическую известь, цементы, битуминозные материалы (для гидроизоляционных обмазок, устройства температурных швов) и некоторые другие.

Гидравлическая известь – продукт обжига мергелистых (содержащих глинистые примеси) известняков. При обжиге окись кальция вступает в реакцию с оксидами алюминия (главный компонент глины), железа, кремния.

Гидравлическая известь, затворенная водой, после предварительного отвердевания на воздухе, продолжает твердеть в воде. Гидравлическую известь применяют в тонко измельченном виде для приготовления строительных растворов, предназначенных для сухой и влажной среды, бетонов низких марок и т.д.

Цементы (нем. Zement, от лат. caementum – щебень, битый камень) – собирательное название группы важнейших строительных материалов. По своему составу он подразделяется на несколь-

ко видов: портландцемент и его разновидности, шлаковые и пуццолановые цементы, глиноземистый цемент, расширяющийся цемент и др. специальные цементы.

Портландцемент (от англ. Portland – полуостров на юге Англии) – порошкообразный гидравлический вяжущий материал, твердеющий на воздухе и продолжающий твердеть в воде. Он является наиболее используемым гидравлическим вяжущим материалом. По производству и применению занимает первое место среди всех других вяжущих материалов. Технологический процесс изготовления портландцемента состоит из операций: добычи известняка и глины, подготовки сырьевых материалов и добавок, приготовления из них однородной смеси, обжига смеси и измельчения полученного после спекания полуфабриката – клинкера в тонкий порошок совместно с гипсом и другими добавками. От качества смеси зависят важнейшие свойства цемента: прочность и скорость ее нарас-

191

тания, долговечность, стойкость в различных эксплуатационных условиях. Гипс добавляется для регулирования сроков схватывания цемента.

Согласно ГОСТу, прочность цемента характеризуется пределом прочности при сжатии и изгибе через 28 суток после смешивания с водой. Важным свойством является скорость схватывания (начала затвердевания). У обычных цементов схватывание начинается не ранее 45 минут после затворения и заканчивается не позднее 12 часов.

Пластифицированный портландцемент получается путем введения поверхностноактивных добавок, повышающих пластичность цементов и удобоукладываемость смеси.

Быстротвердеющий портландцемент – отличается повышенной твердостью через 3 суток твердения, обычно применяется при укладке на морозе, для изготовления сборных конструкций с повышенной прочностью.

Пуццолановый цемент – марки М400 и МЗ00 получается введением активных минеральных добавок – застывшей вулканической лавы, туфа, пемзы, золы ТЭЦ и др. веществ. Он отличается более высокими гидравлическими свойствами и применяется для гидротехнического строительства, подземных и подводных сооружений.

Шлаковый портландцемент изготавливают совместным помолом клинкера, доменных шлаков и гипса, более водостоек. Его недостаток – более низкая морозостойкость.

Белый портландцемент получают из белых каолиновых глин и чистых известняков или мела. На его основе приготавливают различные цветные цементы, используемые на отделочных работах.

Бетоны. Бетон – искусственный каменный материал, получаемый в результате формирования и твердения рационально подобранной смеси вяжущего материала, воды и заполнителей – песка, щебня или гравия. Смесь этих материалов до затвердевания называют бетонной смесью.

Песок и щебень образуют каменную основу бетона, а цемент их связывает и заполняет пус-

тоты.

Бетоны классифицируются:

по виду вяжущего – на цементные, гипсовые, известковые бетоны, полимербетоны;

192

по прочности – пределом прочности на сжатие и определяются соответствующим классом; по плотности – особо тяжелый (2500 кг/м3), тяжелый – (от 2500), облегченный (от 1800) и

легкий (от 500 кг/м3 и ниже).

Кроме перечисленных факторов бетон может классифицироваться по долговечности, виду заполнителя, по назначению.

Приготовление бетонной смеси состоит из двух операций – дозировки исходных продуктов и их перемешивания. Бетонную смесь в бетоносмесителях приготавливают или непосредственно на объекте, или на бетонных заводах, откуда она транспортируется спецтранспортом к месту укладки.

Приготовленная бетонная смесь укладывается в опалубку (форму) и начинается ее уплотнение. В зависимости от удобоукладываемости смеси используют различные способы уплотнения – вибрирование, виброштамповку, вакуумирование и др. Наиболее распространенным является вибрирование. Укладка и уплотнение бетонной смеси являются важнейшими процессами, обеспечивающими качественное заполнение смесью всех промежутков между арматурой и опалубкой. При вибрировании жесткая бетонная смесь как бы превращается в тяжелую жидкость и заполняет все части опалубки, а воздух, содержащийся в бетонной смеси, поднимается вверх и уходит. Уход за бетонной смесью состоит в обеспечении водного режима – периодического увлажнения, укрытия теплозащитными щитами, увлажненной мешковиной, покрытия пленкообразующими составами и т.д. Твердение бетонной смеси состоит не в высыхании влаги, а в протекании ряда сложных химических и физических процессов, в которых каждый из минералов при затворении водой реагирует с ней и дает различные химические новообразования.

Кроме обычных бетонов могут применяться различные специальные бетоны, что достигается использованием различных добавок. Например, теплоизоляционные газобетоны получают добавлением алюминиевой пудры, которая при реакции с кальцием выделяет водород и образует поры. Пенобетоны получаются при смешении бетона с пенообразующими добавками.

Железобетон. Железобетон представляет собой строительный материал, в котором соединены в единое целое совместно работающие затвердевший бетон и стальная арматура. В основе совместной работы бетона и стальной арматуры лежит сочетание и совместное использование свойств этих

193

материалов: при изгибе конструкции бетон хорошо сопротивляется сжатию, а арматура обладает значительной прочностью на растяжение (рис. 6.6). Арматура – это различного профиля прокат, стальные стержни, проволока, канаты, сетка и т.д. (рис. 6.6), закладываемые в бетон для получения железобетонных конструкций.

арматура

а

б

Рис. 6.6. Схема действия приложенных сил в железобетонной конструкции (а) и виды арматуры, используемой при производстве стройматериалов

Бетон при твердении прочно сцепляется со стальной арматурой, и оба материала деформируются совместно. Плотный бетон защищает арматуру от коррозии и предохраняет ее от непосредственного действия огня. В комплекс железобетонных работ входит заготовка и установка опалубки

194

(формы), установка в ней арматуры, приготовление и укладка смеси, уплотнение смеси, уход за твердеющим бетоном.

Строительные растворы. Строительным раствором называют затвердевшую или свежеприготовленную смесь вяжущего материала, мелкого заполнителя и воды. В качестве заполнителя применяют песок. По виду вяжущего материала растворы подразделяют на цементные, гипсовые, известковые и смешанные, по назначению – на кладочные (для кладки стен), отделочные или штукатурные и специальные (акустические, рентгенозащитные и т.д.).

Марка раствора определяется испытанием на сжатие образцов, изготовленных из раствора в виде кубиков со стороной 7,07 см, твердеющих в расчетный срок согласно стандарту. Марки растворов приняты следующие: 1; 4; 10; 25; 50; 75; 100; 200; 300. Низкие марки растворов применяют для штукатурных и кладочных растворов в малоэтажном строительстве, в многоэтажном строительстве кладку осуществляют на растворах марок 25, 50, 75 и 100. Для особенно ответственных конструкций применяют более высокие марки растворов. Кладочные растворы различают по виду вяжущего материала и по применению.

Для кладки стен используют цементно-известковые и цементно-глинистые растворы.

Прочность, монолитность и долговечность каменной кладки в значительной мере зависят от качества примененного раствора. Марки, вид и составы растворов для различных видов каменных и монтажных работ устанавливаются с учетом требований прочности, характера конструкций и условий их эксплуатации. В современном гражданском и промышленном строительстве чаще всего применяют строительные растворы марок 25; 50; 75 и 100. Для каменной кладки наружных стен зданий используют преимущественно смешанные цементно-известковые и цементно-глиняные растворы с минимальными марками от 25 до 50 в зависимости от вида используемого материала и требуемой степени долговечности конструкций.

Отделочные растворы подразделяются на штукатурные и декоративные. Их приготавливают на цементной, цементно-известковой, известковой и на известково-гипсовой основе.