Каменные строительные материалы

Рассмотрим их по порядку.
Натуральный камень неправильной формы называется бутовым и подразделяется на плитный (постелистый) и рваный. Отдельные его фрагменты весят от 5 до 40 кг. Они не должны иметь посторонних включений в виде прослоек глины и пр., трещин и т. п. Качественный камень при ударе по нему молотком издает чистый звук и распадается на более мелкие куски, но при этом не рассыпается в виде пыле-подобной массы.
Природный камень измеряется кубическими метрами (м³) по обмеру в штабеле прямоугольной формы (пустоты, неизбежно возникающие между ними, в расчет не принимаются), высота которого составляет 1 м. Он выкладывается на ровной площадке, при этом 1 м³ известняка весит 1300-1400 кг, песчаника — 1600-1800 кг.
Глина относится к натуральным строительным материалам и представляет собой тонкодисперсные связные осадочные породы, которые состоят по большей части из водных силикатов, имеющих слоистую структуру. Если при строительстве не требуется особенно высокой прочности конструкции, то для кладки используются глиняные растворы, различные по соотношению компонентов (глины и песка). Последнее определяется жирностью глины. Если в растворе песок не ощущается на ощупь, а сформированный из смеси жгут длиной 15-20 см и диаметром 1,5-2 см при разрыве дает острые концы, то это жирная глина. В этом случае для раствора глина и песок берутся в пропорции 1:4. Жгут из средней по жирности глины разрывается при диаметре 3-4 мм, поэтому рекомендуется состав из глины и песка в соотношении 1:3. Сформированный из тощей глины, практически не растягивается и при разрыве образует неровные концы, поэтому следует соблюсти пропорцию1: 2,5.
Из глины производятся различные материалы, нашедшие широкое применение в домостроении, в частности обыкновенный глиняный кирпич, о свойствах которого говорилось выше, а также керамзит. Последний является прочным легким материалом с плотностью 250-800 кг/м³, который получается в процессе обжига (при 1200 °С) легкоплавких глин. Он имеет вид гранул размером 5-40 мм. Керамзит используется в качестве теплоизолятора и заполнителя при изготовлении керамзитобетона.

В домашних условиях из глины можно изготовить вполне пригодный для строительства садового или дачного домика материал — кирпич-сырец (саман), рецептов замеса раствора для которого существует много (в каждой местности свой). Ниже приводится один из них.
Для самана используется глина средней пластичности, один из способов проверки которой представлен выше. Если она оказалась жирной, в нее добавляется песок; тощей — жирную глину, получаемую в процессе отмучивания. Для этого положите ее в большую емкость, залейте водой и перемешайте, после чего дайте отстояться. Первым на дно осядет песок, потом чистая глина. Аккуратно слейте воду и снимите глину, стараясь не зачерпнуть песок. Затем ее можно вводить в тощую глину.
Глиняную массу, которая пойдет на изготовление кирпичей, следует очистить от посторонних примесей — камешков, гравия и пр., выбрав их руками, или пропустить сырье через сито, размер ячеек которого составляет не более 5 х 5 мм. Чтобы освободить глину от органических составляющих, ее необходимо заготовить осенью, уложив в виде конусообразной гряды. Для усиления процесса разрушения органики ее желательно периодически поливать.
Для работы необходимо подготовить площадку (ее размер зависит от планируемой выработки: если предполагается производить до 500 кирпичей в день, то вполне достаточно отвести под нее 25-30 м²), которая обязательно должна быть выровненной, чтобы избежать деформации глиняных брусков, и посыпана мелким песком.
Подсохшие кирпичи надо сложить в штабеля (на 1 м погонной длины легко разместится 150-180 шт.), причем нижние должны быть приподняты над землей примерно на 15-20 см, чтобы дождевая вода не размывала их. Но лучше сушить и хранить саман под навесом.
Для изготовления 1000 кирпичей понадобится приблизительно 2 м³ глины. Накануне надо разбить крупные комки, при необходимости ввести песок или жирную глину, перемешать компоненты в сухом состоянии и выложить слоем толщиной около 40 см, слегка приподняв края. После этого глину нужно равномерно проколоть вилами или острой палкой, чтобы при затворении вода равномерно смачивала материал на всю глубину. Количество необходимой жидкости составляет 20-25% от объема исходной смеси. Ее необходимо влить за 12 часов до замешивания раствора.

Качество кирпича во многом зависит от того, насколько тщательно будет перемешано сырье. Это необходимо делать до тех пор, пока раствор не станет однородным. После этого желательно оставить его еще примерно на 12 часов, прикрыв мешковиной, чтобы он «созрел». При соблюдении этой технологии сырец хорошо формуется, равномерно просушивается, сохраняет гладкую поверхность и ровные края, не прилипает к стенкам емкости. Удобнее всего пользоваться двойной формой.

Формы, в том числе и без дна (так называемые пролетки), сбиваются из строганой доски толщиной 20 мм для 1, 2 или 4 кирпичей. Размер их зависит от степени сжимаемости глины, что устанавливается опытным путем.

Процесс изготовления самана состоит в следующем:

• для работы приготовьте стол или другую ровную и чистую поверхность;
• смочите форму водой и обсыпьте соломенной сечкой или песком;
• возьмите порцию глины и с силой бросьте ее в форму, чтобы она оказалась заполненной (для этого сырье должно быть правильно приготовлено и взято с запасом). Если глины не хватило, лучше все переделать, поскольку добавленная часть затем отвалится;
• уплотните массу, срежьте излишек глины;
• перенесите форму на площадку, аккуратно опрокиньте, чтобы кирпич лег плашмя. Если вы пользуетесь пролеткой, то просто вытряхните из нее заготовки;
• через 3-4 дня (в зависимости от погоды) переверните каждый брусок на ребро.

Чтобы во время сушки кирпич не трескался, его следует периодически переворачивать. При этом нужно избегать ускорения этого процесса, для чего необходимо следить, чтобы расстояние между отдельными кирпичами не было слишком большим, иначе саман деформируется и растрескается. Через 8-10 дней сушки на открытой площадке сложите саман в штабеля высотой не более 8 рядов и оставьте еще на 10-20 дней (чем пластичнее было сырье, тем интенсивнее протекает процесс).
Чтобы проверить, насколько хорошо кирпич просох, разломите его: по цвету на изломе это сразу станет понятно. Кроме того, «правильный» саман значительно теряет в весе и при падении с высоты 2 м не разрушается, не раскисает после 2 суток пребывания в воде, хорошо удерживает вбитый гвоздь и отесывается топориком. Строительные растворы (кладочные, бетон) приготавливаются с применением заполнителя, в качестве которого используется песок. По происхождению он представляет собой смесь каменных зерен разной величины — 0,05-5 мм.

В зависимости от размера пески подразделяются на мелкие (размер зерна — до 1 мм), средние (1-2 мм) и крупные (2-5 мм). Для кладки следует использовать фракцию не более 2,5 мм, для штукатурных работ — не более 1,2 мм.
Для получения песка той или иной фракции его необходимо просеять через сито с ячейками нужного размера.
Различается овражный, речной, морской, озерный и горный песок. Наиболее чистым является речной, у которого округлые зерна среднего и крупного размера. Он более других подходит для кладочных и штукатурных растворов и бетона. Горный и овражный песок отличается мелкими угловатыми зернами с шероховатой поверхностью, благодаря чему усиливается его адгезия с вяжущими материалами. Но поскольку такой материал обычно загрязнен глиной, то находит применение в глиняных растворах, пригодных для кладки печей и каминов. Для других целей (в штукатурных и кладочных растворах) их можно использовать, предварительно промыв. Морской и озерный песок содержит округлые зерна с гладкой поверхностью, а также примеси солей, которые плохо сказываются на качестве вяжущих материалов, прежде всего цемента. Поэтому перед применением он тоже должен быть промыт.

Для строительных целей используется песок, который не содержит посторонних примесей (глины, пыли, ила и пр.), по крайней мере, их количество не должно составлять более 5%. При наличии в песке 3-10% глины он называется глинистым, если количество примесей доходит до 10-15% — супесок.
Существует простой способ определения степени загрязнения песка: наполните им стакан наполовину, залейте водой, перемешайте и дайте отстояться. Через некоторое время вы увидите, что песок осел на дно. Если в нем есть примеси, то они в виде слоя лягут поверх него. Его толщина укажет на количество посторонних веществ в песке.
Песок измеряется кубическими метрами (м³) по обмеру штабеля, имеющего коническую форму (говоря проще, кучи). Для этого измерьте рулеткой объем кучи, перекинув через нее ленту, возведите полученное число в куб и разделите на 20. Если, например, число составило 2,5 м, то: (2,5 х 2,5 х 2,5)/20 * 0,78 м³.

Сухой песок более легкий, нежели влажный. Вес 1 м³ того и другого составит 1500-1700 и 1800-1900 кг соответственно.
Гравий представляет собой каменную породу, размер частиц которой составляет более 3 мм. Он имеет окатанную, гладкую поверхность. По этому признаку гравий подразделяется на мелкий (5-20 мм), средний (20-40 мм), крупный (40-80 мм) и очень крупный (80-150 мм).
В отличие от гравия частицы щебня имеют угловатую форму и шероховатую поверхность, благодаря которой хорошо сцепляются с вяжущими материалами, и разную степень крупности (5-70 мм). Гравий и щебень входят в состав бетонов, из которых традиционно выполняется фундамент домов и печей.

Песок, гравий и щебень используются в качестве заполнителей (в этой роли могут также выступать шлак, пемза, соломенная сечка), в задачу которых входит наполнение раствора или бетонной смеси, т. е. они должны занять основную часть их объема. От заполнителя зависит, будет ли бетон легким или тяжелым. В первом случае применяются песок и гравий, во втором — песок и щебень. Такие легкие заполнители, как шлак, керамзит и опилки, существенно повышают теплоизоляционные свойства бетона, из которого изготавливаются шлакоблоки, керамзито- и опилкобетонные блоки. В индивидуальном строительстве нередко используются глиносодержащие растворы, заполнителями в которых являются соломенная сечка или опилки. На их основе изготавливаются саманные блоки и кирпич-сырец.
Самым распространенным из искусственных строительных материалов является кирпич, который представлен 2 видами — обыкновенным глиняным (красным) и силикатным (белым).

Стандартный кирпич (и глиняный, и силикатный) имеет следующие размеры: длина — 250 мм; ширина — 120 мм и толщина — 65 мм.
Силикатный кирпич при тех же длине и ширине выпускается различным по толщине. Если она составляет 88 мм, то он называется полуторным, если 103 мм — двойным. Соответственно и масса кирпича бывает разной: одинарный весит 3,5-4 кг (в зависимости от влажности и способа изготовления), полуторный — 5 кг, двойной — 5,7 кг.
Качественный кирпич по форме представляет собой параллелепипед, имеет ровные поверхности и прямые ребра. Как правило, он транспортируется на поддонах, на которых помещается 275 шт. при размере 250 х 120 х 65 мм. Не разрешается перевозить кирпич навалом и сбрасывать его при разгрузке.
Обыкновенный глиняный кирпич окрашен в красный цвет и при ударе по нему молотком издает чистый высокий звук. Если в процессе производства его недожгли, то он отличается желтоватым оттенком и глухим звуком при ударе. Пережженный кирпич имеет бурый цвет и повышенную прочность, за что называется железняком и может применяться при закладке фундамента.
Помимо обыкновенного глиняного кирпича выпускаются другие разновидности этого строительного материала размером 250 * 120 х 88 мм и весом на 20-30% меньше:

• пористый;
• пустотелый;
• пористо-пустотелый.

Производятся также керамические блоки размером 250 х 120 х х 250 мм и более.
О прочности кирпича судят по его марке (М100, М125 и т.д.). Цифра указывает, какое давление, осуществляемое на 1 см² поверхности, способен выдержать кирпич. Чем выше марка, тем он прочнее и тяжелее.
Важна характеристика кирпича и с точки зрения водопоглощения, которое выражается в процентах. Это особенно существенно для наружных стен, для которых предпочтительно приобретать кирпич с низким значением данного показателя. Со способностью впитывать воду непосредственно связана и морозостойкость кирпича, единицей измерения которой является цикл. Он обозначается буквой F (F25, F50 и т.д.).

Плотность и структура кирпича определяют также его коэффициент теплопроводности (чем выше эта величина, тем толще должна быть стена, чтобы препятствовать теплопотерям), который для лицевого керамического равен 0,36-0,5 Вт/(м • К), для поризованных керамических блоков — 0,09-0,18 Вт/(м • К).
Для ручной кладки применяются и более крупные изделия — мелкие блоки, которые называются камнями. Они всегда производятся с пустотами и имеют следующие размеры: длину — 250-290 мм, ширину — 120-250 мм, толщину — 138-288 мм.
Поризованные керамические блоки изготавливаются из смеси глины и песка с древесными опилками, которая при обжиге, осуществляющемся при температуре 1000 °С, выгорает и образует в структуре материала закрытые поры. Их количество может достигать 50% объема всего блока.

Размеры керамических блоков различны, но наиболее распространенными являются следующие:

• 250 х 250 х 188 мм (вес — 11,5 кг, прочность — М75, морозостойкость — F25);
• 380 х 250 х 219 мм (вес — 16 кг, прочность — М75, морозостойкость — F35);
• 510 х 250 х 219 мм (вес 22 кг, прочность — М75, морозостойкость — F35).

Из них возводятся стены в «кирпич», в «полтора» и «два кирпича» соответственно. Блоки из «теплой» керамики отличаются не только большим размером, но и конструкцией — наличием паза и гребня.
К искусственным строительным материалам относятся и так называемые ячеистые бетоны, которые представлены пено- и газобетоном. Пенобетон производится из цементного раствора, в который добавлены соответствующие поверхностно-активные вещества. Благодаря последним происходит вспенивание, т. е. в бетонной смеси образуются пузырьки воздуха, что придает материалу ячеистую структуру. При этом каждая ячейка замкнута и наполнена воздухом. По этой причине полученный материал отличается легкостью и высокими звуко- и теплоизоляционными свойствами. В зависимости от соотношения компонентов производится пенобетон разной плотности — 400-1800 кг/м³, что способствует возрастанию прочности материала, хотя и за счет снижения сопротивления теплопередачи.
Пенобетон выпускается в виде камней светло-серого цвета различного размера — 600 х 300 х 250 и 600 х 300 х 200 мм.
По свойствам от пенобетона практически не отличается газобетон (автоклавный газосиликатный бетон), который получается в результате вспенивания бетона посредством осуществления химической реакции, протекающей при высокой температуре, между его составляющими — известью, песком и алюминиевой пудрой.
Размер газобетонных блоков — 600 х 300 х 200 мм (заменяет 16 кирпичей). Так, для возведения 1 м³ стены потребуется 27 блоков (для сравнения: для кирпичной такого же размера нужно 380 шт.).
Блоки из ячеистого бетона характеризуются следующими свойствами: морозостойкость — F20-35, коэффициент теплопроводности — 0,1-0,4 Вт/(м • К).
SIP-панели (сэндвич-панели) — еще один материал, из которого в настоящее время возводят стены в малоэтажном строительстве. По особенности строения их можно отнести к композитным материалам, поскольку они представляют собой 2 плиты, между которыми помещен утеплитель.

В качестве, обшивки используются металлические, цементно-стружечные, фибролитовые и ориентированные стружечные плиты, а также стекломагниевые листы, в роли утеплителя применяются пенополиуретан, пенопласт, экструдированный пенополистирол, минераловатные плиты. Для перегородок применяются панели из гипсокартонных листов с утеплителем между ними, которые являются хорошим тепло- и шумоизолятором.
В индивидуальном строительстве в качестве наиболее гигиеничного материала чаще применяются SIP-панели, состоящие из утеплителя, заключенного между ориентированными стружечными плитами.