Характеристика стройматериалов
- Песок
- Гравий
- Щебень
- Камень
- Бетон
- Цемент
- Известь
- Гипсовые вяжущие
- Глина
- Металлургические и топливные шлаки
Песок
Песок относится к строительным материалам. Он может быть озерным, речным, горным и овражным. По размеру зерен песок бывает мелкозернистым, среднезернистым и крупнозернистым. Кроме того, песок делится на тяжелый (обычный) и легкий (полученный в результате тщательного дробления пемзы и шлака).
Для строительства пригоден только чистый, промытый песок. Содержание различных примесей в нем не должно быть больше 5 %. Песок применяется в качестве заполнителя при изготовлении бетона и растворов, при оборудовании некоторых фундаментов и подвалов, плавающих полов.
Гравий
Гравием называются мелкие камни. Гравий делится на малоокатанный, хорошо окатанный, щебневидный, игловатый и лещадный, а также на мелкий (0,5–2 см), средний (2–4 см), крупный (4–8 см).
Щебень
Щебень – мелкие камни, которые отличаются от гравия тем, что получаются в результате дробления кирпича, пемзы, доменных шлаков или различных горных пород.
Камень
В строительстве применяются различные виды камней, например обожженный камень, необожженный камень, кирпич строительный, газобетонные стеновые блоки, естественные камни.
Обожженный камень существует в виде кирпича, кафеля, черепицы и делается, как правило, из глины.
Строительный кирпич (обожженный) также бывает разных видов: обыкновенный, облицовочный, дорожный, огнеупорный и др. Облегченный пустотелый, продольно-дырчатый (рис. 58 а) и вертикальнодырчатый (рис. 58 б) кирпич используется при возведении легких внутренних стен. Он обладает довольно высокими теплоизоляционными свойствами.
К необожженным камням относится силикатный кирпич. Он может быть светло-серого и белого цветов. Размеры массивного и полого силикатного кирпича ничем не отличаются от размеров обычного обожженного кирпича. Массивный кирпич может иметь сквозные отверстия (рис. 59). Силикатный полый кирпич имеет несквозные отверстия.
Газобетонные стеновые блоки обладают пористой структурой, благодаря которой они наделены прекрасными теплоизоляционными свойствами.
Недостаток этих блоков заключается в том, что они хорошо впитывают влагу и не сразу ее отдают. Поэтому блоки следует тщательно закрывать брезентом, а на зиму убирать в помещение, поскольку под действием сильных морозов они могут разрушиться.
Бетонные плиты широко используются для перекрытия оконных и дверных проемов. Также они могут применяться и в других строительных работах, например при облицовке внутренних и наружных поверхностей.
Естественный камень применяется так же, как и искусственный. Он пригоден для валунной и циклопической кладки стен, облицовки фасадов и стен и т. д.
Керамические кирпичи и камни
Их применяют при кладке наружных и внутренних стен и прочих конструкций, а также для изготовления стеновых панелей и блоков. Допускается также использование этих материалов при устройстве фундаментов и цоколей зданий (табл. 1).
Таблица 1. Применение керамических кирпичей и камней
Кирпичи бывают полнотелыми или пустотелыми (рис. 60), камни – только пустотелыми.
По прочности кирпичи и камни делятся на марки – 75, 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300 (по возрастанию прочности). Они должны быть нормально обожжены, так как недожженный материал (алого цвета) обладает недостаточной прочностью, пониженной водо – и морозостойкостью, а пережженный (темно-бурого цвета) – повышенной плотностью, теплопроводностью и зачастую имеет искаженную форму.
Облицовочные (лицевые) кирпичи и камни
Они имеют правильную форму, четкие грани и однородную окраску. Их поверхность бывает гладкой, рифленой и фактурной (зернистой и т. п.). Облицовочные кирпичи и камни подразделяются на марки по прочности (75, 100, 125, 150) и выпускаются следующих видов и размеров (в мм): кирпич полнотелый и пустотелый обычный – 65 х 120 х 250, утолщенный – 88 х 120 х 250, модульный – 63 х 138 х 288; камень пустотелый обычный – 138 х 120 х 250, укрупненный – 138 х 250 х 250, модульный – 138 х 138 х 288, с горизонтальными пустотами – 80 х 200 х 250.
Силикатные кирпичи и камни
Они изготавливаются из смеси извести, воды и кварцевого песка.
Кирпичи бывают одинарными полнотелыми или с пористыми заполнителями (65 х 120 х 250), утолщенными пустотелыми или полнотелыми с пористыми заполнителями (88 х 120 х 250), пустотелыми (138 х 120 х 250).
По прочности силикатные материалы делятся на марки – 75, 100, 125, 200, 250.
Сфера применения силикатных кирпичей и камней та же, что и у керамических, однако их не используют для кладки фундаментов и стен в условиях повышенной влажности, а также для кладок, подвергающихся воздействию высоких температур (печи).
Бетонные стеновые камни
Они также относятся к силикатным материалам. По размерам камни делятся на целые (188 х 190 х 390), продольные половины (188 х 90 х 390) и перегородочные (188 х 90 х 590).
По своему назначению бетонные камни подразделяются на следующие виды: для кладки и стен фундаментов, лицевые (для кладки стен и фундаментов), для перегородок.
Стеновые блоки из природного камня
Их получают путем выпиливания из массивов известняка, туфа, доломита, песчаника и т. д. Применяют при кладке наружных и внутренних стен жилых зданий.
Стеновые камни из горных пород
Они делаются из известняка, вулканического туфа, других горных пород. Применяют их для кладки стен, перегородок и других конструкций зданий.
Бутовые камни (бут)
Их получают из плотных осадочных пород (известняк, доломит, песчаник). Применяют при кладке фундаментов малоэтажных зданий.
Бутовый камень бывает в виде плиток, постелистым и рваным.
В строительстве применяется только чистый, без дефектов бут. Удобно работать с камнями, масса которых до 50 кг. При выборе бута обращайте внимание на его качество, что можно определить по звуку удара молотком. Чистый звук – признак хорошего качества камня.
Валуны
Валуны отличаются огромным разнообразием форм и размеров. Удобно работать с валунами небольших размеров. Для этого большие камни раскалываются. Валуны, приготовленные для строительных работ, очищаются от грязи и пыли.
Бетон
Бетон является одним из главных строительных материалов. В его состав входит вяжущее вещество (цемент), заполнитель и вода. Эта смесь легко поддается перемешиванию, она быстро загустевает и застывает, превращаясь в камнеобразную массу. Бетон иногда снабжается стальной арматурой, которая позволяет ему выдерживать большие нагрузки.
В качестве заполнителя могут применяться щебень, гравий, песок, доменный шлак, пемза, ракушечник, керамзит и др. Заполнители должны быть чистыми, то есть без посторонних примесей, например глины, гумуса.
При приготовлении бетона помните о том, что на его качество влияют размер и форма частиц заполнителя. Поэтому лучше всего используйте заполнители, частицы которых имеют угловатую форму.
Для приготовления бетона и раствора необходима вода. Она не должна содержать промышленные отходы и другие нечистоты, потому что это может повлиять на качество бетона. Не лейте слишком много воды в раствор – испаряясь, она оставляет в бетоне нежелательные пустоты и поры.
Как было сказано выше, для крепости и прочности в бетон добавляется арматурная сталь в виде сваренных или связанных простой проволокой стержней.
Цемент
К вяжущим веществам относится цемент. Он придает бетону высокую прочность. Благодаря ему бетон быстро схватывается и меньше находится в опалубке. Как правило, цемент делается из таких веществ, как глинозем или силикат кальция, которые тщательно измельчаются, обжигаются до спекания. В результате обжигания получается цементный клинкер, который хорошо перемалывается. От тонкости помола и состава сырья зависит качество цемента.
Цемент служит для приготовления строительных растворов, бетонных смесей, для изготовления бетонных и железобетонных изделий. Подразделяют цементы по составу, прочности при твердении, скорости твердения и т. п.
Цемент имеет способность хорошо схватываться не только на воздухе, но и в воде, поэтому храните его в сухом месте.
В строительстве чаще всего применяются портландцемент (силикатный цемент), шлакопортландцемент (портландцемент с добавлением в него шлака) и глиноземистый цемент.
Портландцемент
Это гидравлическое вяжущее вещество, продукт тонкого измельчения клинкера с добавлением гипса (от 3 до 5 %), регулирующего сроки схватывания цемента. По составу различают портландцемент без добавок, с минеральными добавками, шлакопортландцемент и др.Начало схватывания портландцемента при температуре воды в растворе 20° С должно наступать не ранее 45 минут с момента приготовления раствора и заканчиваться не позднее чем через 10 часов. Если при изготовлении раствора используется вода с температурой более 40 °C, схватывание может наступить слишком быстро.
Прочность портландцемента характеризуется марками 400, 500, 550 и 600. Для того чтобы приблизить российские стандарты к европейским, цемент разделен на классы – 22,5; 32,5; 42,5; 55,5 МПа.
Быстротвердеющий портландцемент
Это портландцемент с минеральными добавками, отличающийся повышенной прочностью. Он достигает более половины запланированной прочности через 3 суток твердения.
Быстротвердеющий цемент выпускается марками 400 и 500.
Особобыстротвердеющий высокопрочный портландцемент
Применяется в производстве сборных железобетонных конструкций и при зимних бетонных работах.
Выпускается маркой 600.
Шлакопортландцемент
В его состав входят доменный шлак и природный гипс, добавленные для регулирования сроков схватывания раствора.
Выпускается марками 300, 400 и 500.
Быстротвердеющий шлакопортландцемент
Отличается повышенной прочностью уже через 3 суток твердения.Выпускается маркой 400.
Глиноземистый цемент
Включает в свой состав сплав, полученный из сырья известняка и пород, богатых глиноземом. Выпускается марками 400, 500 и 600.
Гипсоглиноземистый цемент
Его получают путем смешивания высокоглиноземистых шлаков и природного гипса. Начало схватывания гипсоглиноземистого цемента должно наступать не раньше чем через 10 минут, конец – не позднее чем через 4 часа после приготовления раствора.
Белый портландцемент
Выпускается двух видов – белый портландцемент и белый портландцемент с минеральными добавками. По степени белизны белые цементы разделяются на три сорта (по убыванию). Начало схватывания белого портландцемента должно наступать не раньше чем через 45 минут, конец – не позднее чем через 12 часов после приготовления раствора.
Цветной портландцемент
Он бывает красного, желтого, зеленого, голубого, коричневого и черного цветов. Применяется для изготовления цветных бетонов и растворов, отделочных смесей и цементных красок.
Выпускается марками 300, 400 и 500.
Известь
Этот материал применяется в основном при работе с камнем и для приготовления штукатурки. Известь бывает трех видов: гидравлическая, высокогидравлическая, воздушная. Различаются они по способу твердения. Воздушная известь затвердевает на воздухе. Ее главный недостаток – неводостойкость. Гидравлическая способна затвердевать на воздухе и в воде, процесс затвердевания у нее проходит быстрее, чем у воздушной, и прочность ее гораздо выше. Высокогидравлическая известь характеризуется высокой прочностью и скоростью затвердевания. При покупке извести необходимо обращать внимание на наличие инструкции по приготовлению и хранению раствора.
Известь гасят путем обработки водой негашеной комовой извести. В зависимости от количества воды, необходимой для гашения, получают гидратную известь (пушонку), известковое тесто и известковое молоко.
Порошковая гидратная известь получается в том случае, если объем воды составляет 60–70 %. В результате гашения объем извести увеличивается в 2–3 раза. Гашеная известь представляет собой белый порошок, состоящий из мельчайших частиц гидрата оксида кальция с плотностью от 400 кгм3 (в рыхлом состоянии) до 500–700 кгм3 (в уплотненном состоянии).
Для получения известкового теста при гашении воды берут в 3–4 раза больше, чем извести. Объем получившегося теста в 2–3 раза превышает объем извести, взятой для его приготовления. Известковое тесто представляет собой пластическую массу белого цвета плотностью до 1400 кгм3.
Известь, которая погасилась хорошо, увеличившись в объеме не менее чем в 3 раза, называется жирной. Увеличившаяся в объеме менее чем в 2,5 раза – тощей.
Воздушная известь
Она подразделяется на негашеную и гашеную (гидратную). Известь без добавок подразделяется на три сорта (1-й, 2-й, 3-й), известь с добавками – на два (1-й, 2-й). Гидратная порошковая известь (пушонка), с добавками и без добавок, бывает двух сортов (1-й, 2-й).
Область применения воздушной извести – приготовление известково-песчаных и смешанных строительных растворов, которые используют в каменной кладке и при оштукатуривании поверхностей, а также для побелки и в производстве силикатных изделий.
Гидравлическая известь
Она подразделяется на слабогидравлическую и сильногидравлическую. Применяется для приготовления кладочных и штукатурных растворов, а также бетонов низких марок, предназначенных для твердения как на воздухе, так и в условиях повышенной влажности.
Известесодержащие гидравлические вещества
Подразделяются на известково-шлаковые с добавлением гранулированных шлаков, известково-пуццолановые с добавлением осадочных или вулканических активных пород, известково-зольные с добавлением зол некоторых видов топлива. Известесодержащие вещества участвуют в приготовлении низких марок бетонов и растворов, которые применяются в подземных сооружениях.
Известесодержащие гидравлические вещества выпускаются марками 50, 100, 150, 200.
Гипсовые вяжущие
Получаются путем обжига и помола из осадочной горной породы, в состав которой входит двуводный гипс. Гипсовые вяжущие обладают способностью быстро схватываться и затвердевать.
В зависимости от температуры тепловой обработки сырья выделяют две группы гипсовых вяжущих – низкообжиговые (формовочный строительный и высокопрочный гипс) и высокообжиговые (ангидритовый цемент, экстрих гипс).
По прочности на сжатие различают 12 марок гипсовых вяжущих – от низкопрочного Г-2 до высокопрочного Г-25. По срокам схватывания их разделяют на быстротвердеющие (А), нормальнотвердеющие (Б) и низкотвердеющие (В). В табл. 2 приведены сроки схватывания вяжущих по группам.
Таблица 2. Сроки схватывания вяжущих материалов
Марки от Г-2 до Г-7 (группы А, Б, В и I, II, III) применяют для изготовления разнообразных гипсовых строительных изделий. Марки от Г-2 до Г-7 (группы А, Б и II, III) применяют для изготовления тонкостенных строительных изделий и декоративных деталей. Марки от Г-2 до Г-25 (Б, В и II, III) применяют в штукатурных работах, для заделки швов и в специальных целях.
Для повышения прочности и ускорения сроков схватывания гипсовые вяжущие добавляют в известково-песчаные растворы. Они также придают большую гладкость и белизну штукатурному слою, их применяют в качестве основного вещества в мастиках.
Глина
Глина подразделяется на жирную, полужирную (средней жирности) и тощую (суглинки). Это деление обусловлено степенью содержания в глине песка.
Глину используют в качестве вяжущего материала при изготовлении печных и штукатурных растворов, добавляют в цементные растворы, предназначенные для кладки конструкций в условиях нормальной влажности воздуха.
Плотная глина, не содержащая примесей, – прекрасный материал для строительства. Как правило, из нее делают кирпичи.
Если вы хотите при строительстве дома использовать глину, то вы сами можете проверить ее качество. Для этого в ведро положите 1 кг материала и залейте его 4 л воды, хорошо все перемешайте и оставьте на 24 часа. Благодаря воде глина станет мягкой, а песок отделится от суглинка. Затем содержимое ведра снова тщательно перемешайте и слейте воду с содержащимся в ней пылеватым суглинком так, чтобы на дне ведра оказались только глина и песок. Взвесьте глину и песок и из 1 кг вычтите их массу – так вы узнаете, сколько суглинка было в исследуемом вами материале.
Пылеватый суглинок вы можете добавлять в глинобетон, чтобы увеличить его прочность и способность сохранять нужную форму после высыхания.
Металлургические и топливные шлаки
Металлургические и топливные шлаки считаются ценными строительными материалами. Они отличаются высокой прочностью, высокими звуко – и теплоизоляционными свойствами. Кроме того, это легкий строительный материал. Шлак может использоваться в качестве заполнителя при изготовлении легких бетонов и в качестве утеплителя для потолков и полов.
Топливный шлак получается в результате сжигания бурого угля, каменного угля или кокса. Качество шлака зависит от качества топлива. В новом, свежем шлаке содержатся различные вредные примеси, которые могут привести к разрушению шлакоблоков во влажной среде.
Поэтому от примесей вам следует избавиться: дать шлаку отлежаться до тех пор, пока он не станет темно-серого цвета. Содержание несгоревшего угля в шлаке можете определить по его цвету – шлак тем темнее, чем больше в нем несгоревшего угля. Изделия из шлака с большим содержанием несгоревшего угля не обладают огнестойкостью и нуждаются в большом количестве вяжущего материала. Кроме того, куски несгоревшего угля, набухая, вызывают разрушение изделия.
Шлак также следует освободить от примесей серы и извести. Для этого хорошо промойте его водой, поливая в течение месяца и проветривая. В результате очистки получится легкий шлак, который придаст бетону высокую прочность.
При приготовлении тяжелых бетонов обычно используется тяжелый шлак.
Л.А.Бурлуцкая