6.2. Строительные материалы

181

6.2.1.  Классификация строительных материалов. К строительным материалам относятся раз­
личные природные и искусственные материалы и изделия, применяемые для сооружения, оборудова­
ния и ремонта промышленных, жилых и других видов зданий и сооружений.

Строительные материалы классифицируются по виду исходного сырья, способу производства, назначению и др. признакам.

По природе исходного сырья и способу производства строительные материалы подраз­деляются на неорганические - каменные, минеральные вяжущие, безобжиговые, керамические и др. и органические - лесные, битуминозные, пластмассовые и т.д. Особую группу составляют композицион­ные материалы, образованные объемным сочетанием химически разнородных компонентов с четкой границей раздела между ними. К ним относятся металлокерамические, деревополимерные, металло-полимерные (металлопластиковые), полимерцементные и др. материалы.

По назначению строительные материалы подразделяются:

1.       На конструкционные материалы для  несущих конструкций, включая тепло- и
звукоизоляционные материалы, кровельные, гидро- и пароизоляционные, герметизирующие, мате­
риалы для светопрозрачных ограждений, окон и дверей, для инженерно-технического оборудования
зданий и сооружений.

На конструкционно-отделочные материалы, которые включают материалы для ог­
раждения балконов, для покрытия полов и лестниц, для сборно-разборных перегородок, для дорож­
ных покрытий и др.

На отделочные материалы, которые включают материалы для наружной и внутренней
отделки зданий, для специальных декоративно-защитных покрытий и др.

6.2.2.  Основные свойства строительных материалов

Прочность-свойство материала сопротивляться разрушению под действием напряжений, возникающих от нагрузки. Прочность характеризуется пределом прочности - максимальной нагруз­кой, вызывающей его разрушение, отнесенной к площади поперечного сечения.

182

Плотность - свойство материала, характеризуемое отношением его массы к объему. Плот­ность косвенно характеризует эксплуатационно-технические свойства материалов - прочность, теп­лопроводность, водопоглощение и др.

Пористость - свойство материала, характеризующее степень заполнения его объема пора­ми. Поры - это мелкие ячейки в материале, заполненные воздухом. Они могут быть закрытыми и от­крытыми. Количество и структура пор обусловливают плотность, теплопроводность, модуль упруго­сти, звукопоглощение и звукопроводность, водо- и газопроницаемость и ряд других свойств материа­лов.

Гигроскопичность - способность поглощать влагу из воздуха. Гигроскопичность учитыва­ется при перевозке материалов, хранении и сушке.

Влагоотдача - свойство, характеризующее способность материала отдавать и брать из ок­ружающей среды влагу. Свойство особенно важно для отделочных материалов, так как способствует поддержанию микроклимата в помещении.

Влагостойкость - свойство материалов сопротивляться разрушающему действию влаги при периодическом увлажнении и высыхании. Влагостойкость оценивается отношением предела прочности образца (обычно - на сжатие), подвергнутого увлажнению и высыханию, к первоначально­му пределу прочности. К невлагостойким относятся материалы на основе гипса, извести и др. воз­душных вяжущих; к влагостойким относятся каменные материалы, керамика, цветные металлы, гид­равлические вяжущие (подготовленные на основе цемента) и др.

Водостойкость - способность материалов при насыщении водой сохранять свои свойства. Например, при насыщении водой бетона его прочность не уменьшается.

Морозостойкость -способность материалов в насыщенном водой состоянии выдерживать многократные замораживания и оттаивания и при этом сохранять свои свойства. Например, осенью материал насыщается водой, весной и зимой периодически оттаивает и замерзает. При замерзании вода расширяется и может разрушить поры материала.

183

Теплопроводность - способность материалов проводить тепловой поток через свою тол­щу от одной поверхности к другой. Теплопроводность учитывается при расчете ограждающих конст­рукций зданий - стен, потолков и т.д.

Огнестойкость - способность материалов сохранять физико-механические свойства при воздействии огня и высоких температур. По огнестойкости материалы подразделяются на сгораемые - продолжающие гореть после удаления огня (дерево, рубероид, пластмассы и др.), трудносгорае­мые - прекращают гореть после удаления источника воспламенения (стеклопластики, фибролит и др. материалы), и несгораемые (бетон, кирпич, металл и др.).

Огнеупорность - свойство материалов выдерживать длительное воздействие высоких температур, не расплавляясь и не деформируясь. По огнеупорности материалы подразделяются на огнеупорные (выдерживают температуры более 1580°, тугоплавкие (1350°-1380°, шамотный кирпич) и легкоплавкие с огнеупорностью менее 1380° (кирпич). Кроме перечисленных свойств материалы могут подразделяться и по другим физическим и механическим свойствам - хрупкости, пластичности и т.д.

6.2.3. Природные каменные материалы. Природные каменные материалы состоят из изде­лий, полученных из горных пород путем различного вида их механической обработки - дроблением, раскалыванием, распиливанием и т.д. Технические требования к природным каменным материалам устанавливаются ГОСТами и ТУ. Все виды природных строительных материалов называются неруд­ными.

Природные каменные материалы классифицируются по плотности на тяжелые - плотностью более 1800 кг/м3 и легкие — плотностью менее 1800 кг/м3.

Они подразделяются по назначению: для кладки - бутовый камень и стеновые блоки, для наружной и внутренней отделки - облицовочные плитки и профильные изделия, для кровли - кро­вельные плитки, для дорожных покрытий - булыжник, брусчатка, бортовой камень, щебень, песок и

ДР-

184

В зависимости от степени обработки различают грубообработанные каменные материа­лы, штучные изделия и профилированные детали. К грубообработанным относятся песок, гравий, щебень, бутовый камень.

Песок - минеральные зерна размером 0,14-5 мм, получаемые при просеивании мелких рыхлых пород (природные пески) или дроблением с последующим просевом отходов обработки камня (искусст­венные пески). Пески подразделяются по плотности на тяжелые и легкие (плотность более и менее 1200 кг/м3), а также по прочности исходного материала (марки 400 и 800).

Гравий - окатанные зерна горных пород размером 5-150 мм, получаемые просеиванием на соответствующих ситах, более крупные называются галечником.

Щебень - куски камня неправильной формы, размером 5-150 мм, получаемые дроблением гор­ных пород (иногда используется природный щебень). Щебень не должен содержать глины, суглинков и других примесей, так как это ухудшает качество бетона.

Бутовый камень (бут) - крупные куски камня неправильной формы, получаемые взрывным методом из осадочных горных пород (известняков, доломитов); постелистый бут - плиты непра­вильной формы, получаемые из слоистых горных пород. Бутовый камень - экономичный строитель­ный материал, применяемый для кладки фундаментов1, стен вспомогательных помещений (склады и т.п.), массивных частей гидротехнических сооружений. Большая часть камня из-за сложности кладки дробится и идет для приготовления бетона.

Выпиливанием из массивов пористых известняков, вулканических туфов и других горных по­род получают стеновые камни и блоки, которые используют как местный строительный материал. Их применение ограничивается строительными требованиями и стоимостью перевозки.

Для наружной облицовки используются атмосферостойкие горные породы - граниты, сиениты, мрамор и др.

1 Например, из бутовых плит сложен фундамент основного здания СПбГУЭФ.

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); кро­вельные - 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 твердолист-венные (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.

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 вя­
жущие материалы подразделяются на минеральные - цемент, гипс, известь (сырьем для их про­
изводства 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 вя­жущие 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 извести-кипелки (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 несколь­ко 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 за-творения и заканчивается не позднее 12 часов.

Пластифицированный портландцемент получается путем введения поверхностно-активных 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 пус­тоты.

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.

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.

195

6.2.7.  Асбестоцементные изделия. Асбестоцементные материалы - это искусственные ка­
менные материалы, представляющие собой затвердевшую смесь портландцемента и асбеста. Ас­
бест (греч. asbestos - неугасимый, неослабевающий) - минерал волокнистого строения, обладаю­
щий способностью расщепляться на гибкие и тонкие волокна, имеющие высокую прочность при рас­
тяжении (выше прочности стали). При смешивании с цементом асбест выполняет роль арматуры,
значительно увеличивая его прочность и упругость.

Асбестоцементные изделия отличаются высокой прочностью, морозостойкостью и малой во­допроницаемостью. Они теплостойки и сравнительно легко обрабатываются резанием. Под влияни­ем влаги они не коррозируют, со временем их прочность несколько увеличивается. Недостаток асбе-стоцементных изделий - малое сопротивление удару и коробление.

Асбест и цемент применяют для изготовления асбестоцементных кровельных и обшивочных профилированных листов, асбестоцементных кровельных плит, навесных стеновых панелей, труб и фасонных частей к ним.

Профилированные волнистые листы, известные как шифер, имеют форму прямоугольника с шестью волнами, направление гребней которых совпадает с направлением большой стороны прямо­угольника, и применяются для покрытия кровель.

6.2.8.  Органические вяжущие материалы и изделия на их основе. Органические вяжущие
материалы применяют в строительстве преимущественно для гидроизоляции. Они представляют со­
бой сложные смеси высокомолекулярных соединений углеводородов и их неметаллических произ­
водных и подразделяются на битумные и дегтевые.

Наиболее распространены в строительстве нефтяные битумы, получаемые при пере­работке нефти и ее смолистых остатков. Нефтяные битумы водонепроницаемы, стойки против дей­ствия кислот, щелочей, агрессивных жидкостей и газов, прочно сцепляются с деревом, металлом, каменными материалами. К основным недостаткам следует отнести горючесть, хрупкость при пони­жении температуры и старение. Из твердых и полутвердых нефтяных битумов изготавливают ас-

196

фальтовые дорожные мастики и бетоны, также применяют при изготовлении кровельных и гидроизо­ляционных рулонных материалов, жидкие битумы используют для дорожных покрытий.

Дегтевые вяжущие получают из бурого угля, торфа и древесины посредством их сухой пере­гонки. К дегтевым материалам относится пек - твердое вещество, получаемое путем отгонки масляни­стых фракций из дегтя. Дегтевые вяжущие применяют при приготовлении асфальтовых растворов, для производства кровельного материала (толь), идущего на покрытие кровель временных сооружений, и приготовления приклеивающих мастик.

Асфальтовый раствор - смесь органических вяжущих веществ (битумного или дегтевого) и песка. Он используется для гидроизоляции, покрытия асфальтовых полов в промышленных здани­ях, для подготовки поверхности под полы в жилых и гражданских зданиях, а также для дорожных по­крытий.

Асфальтовый бетон представляет собой материал, состоящий из смеси органического вя­жущего, песка и крупного заполнителя (щебня или гравия). Асфальтобетоны применяют, главным образом, для дорожных покрытий, а также для устройства полов в промышленных цехах.

Рулонные кровельные материалы. В строительстве широко применяют рулонные битумные и дегтевые материалы. Они подразделяются на кровельные - рубероид, пергамин, толь и гидроизоля­ционные - изол, бризол, гидроизол, стеклоизол и др.

Рулонные кровельные материалы изготовляют из специального картона путем его пропитки органическими вяжущими веществами. Наибольшее применение нашли рубероид, пергамин и толь.

Рубероид представляет собой рулонный материал, изготовленный из пропитанного кро­вельным нефтяным битумом картона. Чтобы под воздействием солнца битум не стекал с руберои­да, его с двух сторон по слою битума присыпают тонким слоем талька или слюды. Рубероид выпус­кают двух видов: подкладочный с мелкозернистой минеральной посыпкой - для нижних слоев рулон­ных кровель и кровельный с крупнозернистой минеральной посыпкой - для верхнего слоя рулонных кровель.

197

Пергамин отличается от рубероида тем, что не имеет минеральной посыпки по слою биту­ма. Применяют для нижних слоев рубероидных кровель, а также в качестве гидроизоляции -при по­крытии деревянных домов вагонкой, и пароизоляции.

Толь представляет собой рулонный материал, изготовленный из пропитанного дегтевыми вяжущими картона. Одна или обе его поверхности, как и у рубероида, могут быть посыпаны круп­нозернистой слюдой или песком. Применяют для покрытия верхнего слоя рулонных кровель из дег­тевых материалов, а также в качестве гидроизоляционного слоя.

6.2.9. Стекло и изделия из стекла. Стеклом называют прозрачный материал, который полу­чают из переохлажденных жидких минеральных расплавов кремнезема, сульфата натрия и других компонентов. Для повышения прочности и химической стойкости в состав расплавов вводят оксид алюминия, для повышения термостойкости - оксид бора. Стекло характеризуется высокой прочно­стью на сжатие (600 - 1200 МПа), но малой прочностью при ударе и изгибе - является хрупким ма­териалом. Оно обладает высокой светопрозрачностью (до 90%), но не пропускает ультрафиолетовые лучи, низкой теплопроводностью и высокой химической стойкостью. Стекло и изделия из него приме­няют для остекления помещений, в качестве конструкционного, декоративно-отделочного материала, а также тепло- и звукоизоляционного материала. Стеклоизделия в виде пустотелых блоков, облицо­вочных плиток и архитектурных деталей обладают высокими художественно-декоративными качест­вами. Из стекла можно получать изделия любой формы, фактуры и цвета. В качестве красителей ис­пользуются оксиды меди, хрома, железа, кобальта и других металлов.

Качество материалов из стекла зависит от химического состава, а также от наличия дефек­тов, которые могут образоваться в процессе его производства - пузыри, инородные включения, ца­рапины и т.д. Дефекты понижают прочность, термостойкость, прозрачность стекла и ухудшают его внешний вид.

Рассмотрим основные виды применяемых стекломатериалов.

Оконное стекло - прозрачные листы стекла толщиной 2-6 мм, с максимальным размером листа 1,6х2,2 м и светопроницаемостью 85-90%. Оно хорошо пропускает лучи видимой части спектра

ddddd198

и практически не пропускает ультрафиолетовые лучи. Оконное стекло предназначено для остекле­ния окон, внутренних дверей, фонарей1 промышленных зданий, а также для изготовления стеклопа-кетов и остекления наружных дверей и витрин.

Витринное     стекло  отличается       большей          толщиной

(6,5 мм и выше) и большими размерами (до 4,5 х 3,5 м). Его применяют для остекления витрин и све­товых проемов общественных зданий, перегородок, для изготовления стеклопакетов, а также для зеркал, мебели и т.д.

Закаленное стекло имеет в 3-5 раз более высокую, чем обычное стекло, механическую прочность и термостойкость, что достигается его соответствующей термообработкой (нагрев до 700-900º и резкое равномерное охлаждение). Закаленное стекло применяется для остекления витрин и светопроемов общественных зданий, сплошных стеклянных дверей, перегородок и других ограж­дающих конструкций, требующих повышенной стойкости к ударным воздействиям.

Армированное стекло - листовое стекло, в толщу которого впрессована металлическая про­волочная сетка. Как и закаленное стекло, это стекло безопасно, так как при разрушении его осколки удерживаются сеткой. Применяют армированное стекло для заполнения световых проемов и дверей (при повышенных требованиях к безопасности и огнестойкости остекления), фонарей верхнего света, для ограждения балконов, лоджий, лестниц, лифтовых шахт, устройства перегородок и светопро-зрачных кровель.

Трехслойное стекло - триплекс (от лат. triplex-тройной) состоит из двух стеклянных лис­тов, склеенных между собой полимерной пленкой. При ударе такое стекло только растрескивается и не разлетается на осколки. Оно используется для остекления транспортных средств.

Кроме перечисленных, широко применяемых стекол на практике используются имеющие рельефный рисунок узорчатые стекла (применяют для остекления дверей), обработанные пескост-

1 Фонарь (греч. Phanarion - светоч, факел) промышленного здания - часть покрытия здания в виде надстройки над крышей, предназначенная для его естественного освещения и воздухообмена.

199

руйкой матовые стекла (применяют для светорассеивающего остекления), пропускающие ультра­фиолетовые лучи увиолевые стекла, солнцезащитные и др. виды стекол.

Большое применение находят в строительстве различные виды облицовочных стекол, вклю­чая листовые и плиточные материалы из цветного и окрашенного стекла, ковровую мозаику, зеркала, акустические материалы из пеностекла и стекловолокна, стеклоткани и неткановолокнистые мате­риалы.

Особую группу номенклатуры строительного стекла составляют конструкционные материалы - стеклопакеты, стеклоблоки и др.

Стеклопакеты - изделия, состоящие из двух или трех листовых стекол, соединенных с за­зором 15-20 мм так, чтобы между ними образовывались либо герметичные полости, либо полости, соединенные с внешней средой осушительными устройствами (рис. 6.7).

Стекла устанавливают на эластичном клее в рамки из цветного металла или пластмассы, по­лости между ними заполняются сухим воздухом.

Стеклопакеты отличаются пониженной теплопроводностью, хорошей звукоизолирующей спо­собностью, не замерзают и не запотевают при температуре наружного воздуха -20°С (и ниже - для двухкамерных). Применяют стеклопакеты для остекления светопроемов, витрин, блоков наблюдения (спецпакеты) и т.п.

Стеклоблоки - пустотелые стеклянные изделия, изготавливаемые сваркой двух отпрессо­ванных полублоков. В процессе герметической сварки в блоке создается разрежение воздуха, повы­шающее его теплоизоляционные свойства.

Рис. 6.7. Стеклопакеты: 1 - стекло; 2 - клей; 3 - пластмассовый или деревянный профиль; 4 - металлический профиль

Обычно блоки имеют форму параллелепипедов (194 х 194 х 98 мм и др.), но могут изготав­ливаться и другой формы. Блоки изготавливают из бесцветного и цветного (часто - зеленого) стекла, светопрозрачными, светорассеивающими и светонаправляющими, для чего на внутренней поверх­ности каждого полублока создается соответствующий рельеф поверхности. Применяют стеклобло­ки для кладки наружных ограждений, светопрозрачных перегородок, лестничных клеток и т.д.

В последние годы в строительстве и в промышленности широкое распространение получили стекловолокнистые материалы. Они изготавливаются из стекловолокна - волокна различного профильного сечения, изготавливаемого из расплавленного стекла диаметром 3-100 мкм. Стеклово­локнистые материалы отличаются высокой теплостойкостью, хорошими диэлектрическими свойства­ми, низкой теплопроводностью, высокой механической прочностью, химической стойкостью. Они применяются в виде жгутов, крученых нитей, нетканых материалов и т.д. для армирования кон­струкционных и изоляционных материалов (стеклопластиков, стеклотекстолита, стеклобетона, стек-

201

лорубероида и т.д.). К нетканым материалам из стекловолокна относят также вату, маты, полосы и плиты из стеклянных волокон, применяемые как эффективные теплозвукоизоляционные материалы.

Кроме рассмотренных материалов, в строительстве широко применяются различные виды металлоизделий, о чем мы уже рассказывали в главе "Металлургический комплекс".