Илья Мельников
Материалы для напольных покрытий

Введение

   Строительные материалы являются основой строительства. Для возведения зданий и сооружений требуется большое количество разнообразных строительных материалов, стоимость которых достигает почти 60 % всей стоимости строительно-монтажных работ. Промышленность строительных материалов представляет собой сложный комплекс специализированных отраслей производства, изготовляющих большое количество продукции.
   Качество строительных, в том числе и отделочных работ, зависит от тщательного выполнения их технологии, от того, насколько правильно применены строительные материалы. Знание возможностей и эффективности использования конкретных строительных материалов позволяет проектировать и возводить долговечные сооружения, удовлетворяющие современным техническим требованиям и эстетическим запросам. Виды строительных материалов и технология их изготовления изменялись вместе с развитием производственных сил и сменой производственных отношений в обществе. Простейшие материалы и примитивные технологии заменялись более совершенными, на смену ручному изготовлению пришло машинное.
   За тысячи лет до нашей эры в массовом строительстве использовали кирпич-сырец, в монументальных постройках – горный камень и лишь в конструкциях перекрытий и опор долгое время применяли дефицитное дерево. Так, для строительства в странах Востока в основном использовали, предварительно обработанную и для придания прочности смешанную с рубленой соломой, глину. Такой глиной обмазывали стены, из нее лепили крыши.
   Качество и долговечность сооружения существенно повышало применение высушенных или обожженных глиняных кирпичей. Со временем ассортимент строительных материалов расширялся и видоизменялся. Так, вместо традиционных мелкоштучных тяжелых материалов было организовано массовое производство относительно легких крупноразмерных строительных деталей и конструкций из сборного железобетона, гипса, бетонов с легкими заполнителями, ячеистых бетонов, бесцементных силикатных автоклавных бетонов и др. Широкое развитие получило производство гипсокартонных материалов улучшенного качества, звукопоглощающих и декоративных материалов, гидроизоляционных материалов и изделий. В современном строительстве расширяется использование эффективных видов металлопроката, изделий из древесины, керамических и неметаллических материалов.
   Быстрыми темпами развивается производство и применение в строительстве полимерных материалов различного назначения, пластмасс и смол. Создаются предприятия по выпуску теплоизоляционных материалов и легких заполнителей. Все больше в строительстве используется для наружной и внутренней отделки зданий стекло и изделия из него. Для этих целей изготавливают стекломрамор, цветное стекло, ситаллы, шлакоситаллы, мозаичные стеклянные плитки широкой цветовой гаммы. Растет выпуск и применение керамических облицовочных материалов за счет внедрения новых процессов декорирования, расширения гаммы цветных глазурей, создания рельефных рисунков и орнаментов. Увеличивается производство крупноразмерных плиток.
   Разнообразие конструктивных типов зданий и сооружений требует, чтобы сырье для производства строительных материалов было недорогим и пригодным для изготовления широкого диапазона изделий. Таким требованиям отвечают многие виды нерудного минерального сырья, занимающего по объему запасов значительное место среди полезных ископаемых, например, силикаты, алюмосиликаты и др. Добыча нерудного строительного сырья, залегающего в основном в верхней части осадочного покрова, является технологически несложной. По сравнению с другими обрабатывающими отраслями невысок и уровень затрат на переработку этого сырья из расчета на единицу массы готовой продукции.
   Наиболее эффективным является комплексное использование одного вида добываемого нерудного сырья для производства продукции различного назначения. Это подтверждается, например, внедрением метода переработки нефелинового сырья в глинозем для получения алюминия, содопродуктов и цемента. Значительный эффект дает и комплексная переработка сланцев в бензин, фенолы, цемент и серу. Промышленная отрасль производства строительных материалов является единственной отраслью, которая не множит, а потребляет промышленные отходы, такие как зола, шлаки, древесные и металлические отходы для получения изделий различного назначения. При изготовлении строительных материалов используют также побочные продукты – глину, щебень, песок и др., полученные при добыче руд и угля. Комплексное использование сырья является безотходной технологией. Эта технология позволяет осуществить природоохранные мероприятия и многократно увеличить эффективность производства.
   Постоянно возрастающий объем строительства, все возрастающие требования к его качеству требуют от строителей разных специальностей высококвалифицированного подхода, высокого уровня теоретических знаний и профессиональной подготовки, а также умелого сочетания их в повседневной работе.
   Целью книги является ознакомление специалистов в области строительства с основными строительными материалами, их многогранными свойствами и характеристиками, технологией изготовления, а также опытом использования для применения в практических делах. Материал изложен на базе последних достижений в сфере технологии изготовления строительных материалов и изделий, освещены основные направления их совершенствования.

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

   В настоящее время с возрастанием экономического потенциала страны строительству и строительным материалам уделяется очень много внимания. Современное строительство характеризуется высоким развитием научно-технической базы, обеспечивающей быстрый рост разработки новых эффективных строительных материалов, совершенствования технологии их производства, стремлением перенести значительную часть строительных процессов в условия производства, что позволяет значительно облегчить и улучшить условия труда, сократить его затраты и снизить стоимость продукции. Чем шире ассортимент, выше качество и ниже стоимость строительных материалов, тем успешнее осуществляется строительство. В процессе строительства и эксплуатации зданий и сооружений строительные материалы, изделия и конструкции, из которых они возводятся, подвергаются различным физико-механическим, технологическим и химическим воздействиям. Поэтому от специалиста требуется умение со знанием дела правильно выбирать строительные материалы, изделия или конструкции, обладающие достаточной стойкостью, надежностью и долговечностью в конкретных условиях эксплуатации. Для этого необходимы специальные знания используемых материалов и изделий, перечень контролируемых свойств, их показатели, виды и классификации выпускаемой продукции.
   Чтобы легче разобраться в многообразии материалов, применяемых в строительстве, их классифицируют (разделяют) на группы, обладающие одним общим признаком. В основном применяют классификацию по технологическому признаку. В основу такой классификации положены вид сырья, из которого изготовляют материалы и производственная технология, обеспечивающая получение материала. Строительные материалы классифицируют:
   – по назначению (отделочные, конструкционные, гидроизоляционные, теплоизоляционные, акустические, герметизирующие, антикоррозионные);
   – по виду материала (древесные, каменные, полимерные, металлические, стеклянные, керамические и др.);
   – по способу получения (природные и искусственные).
   Природные строительные материалы добывают в местах их естественного образования (горные породы), или роста (древесина). Состав и свойства этих материалов в основном зависят от происхождения исходных пород и способа их обработки и переработки.
   Искусственные строительные материалы изготавливают из природного минерального и органического сырья (песка, глины, нефти, газа, известняка и т.д.) и промышленных отходов (шлаков, золы и др.) по специальной технологии. Полученные искусственные материалы приобретают новые свойства, отличные от свойств исходного сырья.
   Возможность использования материалов в строительных конструкциях и изделиях в значительной степени определяется его свойствам. Свойства материалов определяются составом и структурой материала. Структуру материала изучают на микроуровне при помощи микроскопов и на макроуровне – визуально.
   Микроструктура зависит от состава и может быть нестабильной, оцениваемой по вязкости и пластичности (лакокрасочные материалы, цементное тесто). Со временем она переходит в более устойчивую структуру: аморфную (стекло), характеризующуюся однородностью и хаотичным расположением молекул, или стабильную – кристаллическую (металлы, камень).
   Кристаллическая структура представляет собой кристаллическую решетку со строго определенным расположением атомов. Одним из основных показателей кристаллических решеток является прочность. На свойства материалов большое влияние оказывают форма, размеры и расположение кристаллов. Мелкокристаллические более однородны и стойки к внешним воздействиям. Крупнокристаллические материалы, например металлы, имеют большую прочность. Слоистое расположение кристаллов, как у сланцев, обеспечивает легкое раскалывание по плоскостям, что используется при получении отделочных плиточных материалов.
   Микроструктуру искусственно полученных материалов можно целенаправленно регулировать в зависимости от задаваемых свойств и назначений изделий.
   Макроструктура материала зависит от технологии получения материала и сырья. Так, стекло обладает плотной макроструктурой, пеносиликат – ячеистой, пластики – слоистой, песок и гравий – рыхлозернистой. Однако, имея одно и то же основное исходное сырье, например, глину, и изменяя технологию, можно получить облицовочные плитки плотной структуры, стеновой мелкопористый кирпич и теплоизоляционный ячеистый материал – керамзит.
   Свойства материалов условно разделяют на физические, механические, химические и технологические.
   Физические свойства характеризуют вещество и структуру материала, а также его способность реагировать на внешние воздействия, не вызывающие изменения химического состава и структуры материала. Основными из них являются:
   – общефизические свойства: плотность (истинная, средняя, насыпная), объемная масса, относительная плотность, пористость (общая, открытая, замкнутая);
   – гидрофизические свойства: влагоотдача, водопоглощение, морозостойкость, воздухостойкость, гигроскопичность, гидрофобность, гидрофильность, межзерновая пустотность, гидрофобность, влажность, водонепроницаемость, водостойкость, фильтрационная способность (водопроницаемость);
   – теплофизические свойства: теплопроводность, теплоемкость, термостойкость, жаростойкость, огнеупорность, огнестойкость;
   – акустические свойства: звукопоглощение, звукоизоляция, виброизоляция, вибропоглощение;
   – механические свойства: предел прочности на сжатие, растяжение, изгиб, твердость, износ, сопротивление удару, упругость, истираемость;
   – химические свойства: коррозионная стойкость, химическая активность, растворимость, кристаллизация;
   – технологические свойства: вязкость, пластичность, ковкость, свариваемость, гвоздимость, набухание и усадка, хрупкость и др.
   Кроме того, физические свойства включают и механические свойства, которые характеризуют поведение материала при действии на него различных нагрузок. К механическим свойствам относятся: сопротивление материала сжатию, растяжению, изгибу, упругость, пластичность, хрупкость и др.

Физические свойства строительных материалов

   Плотность. Плотность может быть истинной, средней, насыпной, относительной. Под истинной плотностью (кг/м куб.) понимают массу единицы объема абсолютно плотного материала без трещин, пор и пустот. Истинная плотность (кг/м куб.) для основных строительных материалов следующая: сталь, чугун 7800…7900; портландцемент 2900…3100; гранит 2700…2800; песок кварцевый 2600…2700; кирпич керамический 2500…2800; стекло 2500…3000; известняк 2400…2600; древесина 1500…1600.
   Средняя плотность – это масса единицы объема материла или изделия в естественном состоянии, то есть с пустотами и порами. Средняя плотность одного и того же материала может быть разной в зависимости от пористости и пустотности. Сыпучие материалы (цемент, щебень, песок и др.) характеризуются насыпной плотностью – отношением массы зернистых и порошкообразных материалов в свободном без уплотнения насыпном состоянии ко всему занимаемому ими объему, включая пространство между частицами.
   От плотности материала в значительной степени зависят его прочность, теплопроводность и другие свойства. Этими данными пользуются при определении толщины ограждающих конструкций отапливаемых зданий, размера строительных конструкций, расчетах транспортных средств и др. Значения средней плотности строительных материалов находятся в широких пределах.
   Средняя плотность (кг/м куб.) для некоторых строительных материалов следующая: сталь – 7800…7850; гранит – 2600…2800; бетон тяжелый – 1800…2500; кирпич керамический – 1600…1800; песок – 1450…1650; вода – 1000; бетон легкий – 500…1800; керамзит – 300…900; сосна – 500…600; минеральная вата – 200…400; поропласты – 20…100.
   Плотность материала зависит от его пористости и влажности. С увеличением влажности плотность материала увеличивается.
   Относительная плотность – это степень заполнения веществом объема материала. Относительную плотность выражают отвлеченным числом или в процентах.
   Пористость. Пористость материала характеризует объем, занимаемый в нем порами – мелкими ячейками, заполненными воздухом. Мелкие поры, заполненные воздухом, придают строительным материалам теплоизоляционные свойства. По величине пористости можно судить о примерной прочности, плотности, водопоглощении, долговечности и др. Для конструкций, от которых требуется высокая прочность или водонепроницаемость, используют плотные материалы, для стен зданий используют материалы со значительной пористостью. Такие материалы обладают хорошими теплоизоляционными и звукопоглощающими свойствами.
   Для рыхлых материалов при расчетах учитывают насыпную объемную массу. Пористость и относительная плотность в значительной степени определяют эксплуатационные качества материалов (прочность, водопоглощение, морозостойкость, теплопроводность). Значение показателя пористости строительных материалов колеблется от 0 (стекло, сталь) до 90 % (минеральная вата).
   Пустотность. Пустотность представляет собой количество пустот, образующихся между зернами рыхлонасыпного материала. Выражается в процентах по отношению ко всему занимаемому объему. Этот показатель важен для керамзита, песка, щебня при изготовлении бетона. В некоторых строительных материалах (кирпич, панели) имеются полости, также образующие пустоты. Пустотность пустотелого кирпича составляет от 15 до 50 %, песка и щебня – 35…45 %.

Гидрофизические свойства материалов

   Гигроскопичность. Гигроскопичность представляет собой свойство материала поглощать водяные пары из воздуха и удерживать их на своей поверхности. Она зависит от вида, количества и размера пор, от природы материала, от температуры воздуха и его относительной влажности. Когда влажность снижается, часть гигроскопичной влаги испаряется. Чем мельче поры, тем больше общая площадь поверхности, и следовательно, выше гигроскопичность. Материалы, притягивающие своей поверхностью воду, называют гидрофильными; материалы, отталкивающие воду называют гидрофобными
   Водопоглощение. Водопоглощение является способностью материала впитывать и удерживать воду. Величина водопоглощения характеризуется разностью между массой образца, насыщенного водой и массой сухого образца. Водопоглощение строительных материалов изменяется в зависимости от объема пор, их размеров и вида. Различают объемное водопоглощение, когда указанная разность отнесена к объему образца, и массовое водопоглощение, когда эта разность отнесена к массе сухого образца.
   Массовое водопоглощение различных материалов колеблется в широких пределах. Так, массовое поглощение обыкновенного кирпича составляет от 8 до 20 %, бетона – 2 – 3 %, торфоплит – 100 % и больше. Вода, попавшая в поры материала, увеличивает его объемную массу и теплопроводность, уменьшает морозостойкость и прочность. Некоторые материалы, в частности, затвердевшие глиняные растворы, разрушаются в воде.
   Водопроницаемость. Водопроницаемость является свойством материала, характеризующим его способность пропускать воду под давлением. Она характеризуется количеством воды, прошедшей в течение 1 ч через 1 м кв. площади испытуемого материала при давлении 1 МПа. Это свойство учитывают при строительстве дамб, мостов, плотин и других гидротехнических сооружений. Сталь, стекло, большинство пластмасс, битум и другие плотные материалы водонепроницаемы.
   Влагоотдача. Влагоотдача представляет собой способность материала отдавать влагу при снижении влажности воздуха. Скорость влагоотдачи зависит от разности между влажностью материала и относительной влажностью воздуха. Чем разность больше, тем интенсивнее происходит высушивание. На влагоотдачу влияют свойства самого материала, характер его пористости, природа вещества. Материалы с крупными порами, а также гидрофобные материалы легче отдают воду, чем гидрофильные и мелкопористые. Влагоотдача строительного материала в естественных условиях характеризуется интенсивностью потери влаги при относительной влажности воздуха 60 % и температуре 20 0С.
   Воздухостойкость. Воздухостойкостью называется способность материала длительно выдерживать многократное увлажнение и высушивание без деформаций и потери механической прочности. Бетон, керамика и другие природные и искусственные каменные материалы, а также надводные части гидросооружений, дорожные покрытия, сжимающиеся при высыхании и расширяющиеся при увлажнении, разрушаются из-за возникновения растягивающих напряжений.

Теплофизические свойства

   Теплопроводность материала. Теплопроводностью называют свойство материала пропускать тепло через свою толщину. Теплопроводность материала принято характеризовать величиной коэффициента теплопроводности. Этот коэффициент показывает количество тепла в в килокалориях, проходящего за 1 ч через 1 м кв. материала толщиной 1 м при разности температур на ее противоположных поверхностях в 1 0С. Как правило, коэффициент теплопроводности выше для плотных материалов и ниже для пористых. Влажность материала резко (до 10 раз) увеличивает его теплопроводность, что объясняется значительной теплопроводностью воды. Когда влажные материалы замерзают, их теплопроводность возрастает еще значительнее.
   Морозостойкость. Под морозостойкостью понимают способность насыщенного водой материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения, то есть не образуя трещин, выкрашивания, расслаивания, не теряя значительно прочности и массы. Вода, находящаяся в порах материала, превратившись в лед, увеличивается в объеме примерно на 10 %. При этом в материале возникают большие внутренние напряжения, которые постепенно его разрушают. Способность материала противостоять морозному разрушению зависит от присутствия в его структуре определенного объема замкнутых пор, в которые под давлением растущих кристаллов льда вода отжимается.
   Морозостойкость материала в строительстве количественно оценивается маркой F – числом циклов попеременного замораживания и оттаивания, которые выдерживают образцы без снижения прочности на 5…25 % и массы на 3…5 % в зависимости от назначения материала. По морозостойкости установлены следующие марки: тяжелый бетон – F50…F500, легкий бетон – F25…F500, стеновые керамические камни, кирпич – F15…F100.
   Морозостойкими являются плотные или с малым водопоглощением (до 0,5 %) материалы. Морозостойкость характеризуется количеством циклов попеременного замораживания материала до температуры – 15 0С и оттаивания его в воде при температуре 20 0С. Прочность материала в результате этого понизиться не должна более чем на 20 %, а потеря массы – превысить 5 %.
   Огнестойкость. Огнестойкость является способностью материала выдерживать, не разрушаясь, воздействие огня и воды в условиях пожара. К строительным материалам (стены, перекрытия, колонны и др.) предъявляют требования по огнестойкости, которые зависят от категории здания по пожаробезопасности. Огнестойкость оценивают по показателю возгораемости. Этот показатель основан на нескольких признаках предельного состояния: потере несущей способности, которая выражается в снижении прочности и увеличении деформаций, а также теплоизолирующих свойств и сплошности.
   Предел огнестойкости материалов и конструкций характеризуется временем, выраженном в часах с начала теплового воздействия и до появления одного из признаков предельного состояния. По степени огнестойкости различают сгораемые, трудносгораемые и несгораемые материалы.
   Сгораемыми называют материалы, которые под действием огня или высокой температуры воспламеняются и продолжают гореть после удаления источника огня (например, древесина, рубероид).
   Трудносгораемыми являются материалы, способные гореть, тлеть и обугливаться только при непосредственном действии на них источника огня или высокой температуры и прекращающие гореть после удаления этого источника (например, фибролит).
   Несгораемыми считаются материалы, которые не воспламеняются под действием огня или высокой температуры, а только разрушаются. К ним относятся бетоны, строительные растворы, кирпич, стеклянные и керамические плитки.
   Огнеупорность является свойством материала противостоять длительному воздействию высоких температур, не деформируясь и не расплавляясь. По степени огнеупорности строительные материалы подразделяют на огнеупорные, тугоплавкие и легкоплавкие. К огнеупорным относятся материалы, выдерживающие продолжительное воздействие температуры от 1580 0С и выше. Тугоплавкие выдерживают температуру 1350 – 1580 0С, огнеупорность легкоплавких материалов ниже 1350 0С.
   Жаростойкость. Жаростойкость – это способность материала выдерживать без разрушений определенное количество резких колебаний температуры – теплосмен. Теплосмены являются единицей измерения этого свойства.

Механические свойства строительных материалов

   Прочность. Прочность – способность материала сопротивляться разрушению под влиянием внутренних напряжений, возникающих в результате действия на материал внешних нагрузок или других факторов. В построенном здании почти все конструкции испытывают нагрузки (вес частей здания, вес оборудования, вес мебели и др.), вследствие чего в материалах конструкций возникают напряжения, противодействующие внешним силам.
   Основными показателями, характеризующими прочность материала, являются сопротивление сжатию, растяжению, изгибу. Прочность материала при сжатии и растяжении характеризуется его пределом прочности. Предел прочности, или временное сопротивление, – напряжение в материале образца, соответствующее нагрузке, при которой он разрушается.
   Предел прочности различных материалов при сжатии и растяжении меняется в широких пределах – от 0,5 до 1000 МПа и более. Для многих материалов предел прочности при сжатии резко отличается от предела прочности при растяжении. Одинаково хорошо сопротивляются сжатию и растяжению такие материалы, как сталь, древесина. Плохо сопротивляются растяжению каменные материалы: природный камень, кирпич, бетон и т.п.
   Примером прочности конструкции при изгибе может служить мост, доска через канаву, а также балка, на которую опираются плиты перекрытия, стропила крыши.
   Твердость. Твердость – это способность материалов сопротивляться проникновению в него другого более твердого тела. Твердость не всегда соответствует прочности материала. Существуют несколько способов определения твердости. Например, твердость каменных материалов оценивают шкалой Мооса, состоящей из десяти минералов, расположенных по степени возрастания их твердости. Показатель твердости испытуемого материала находится между показателями твердости двух соседних минералов, из которых один чертит, а другой сам чертится этим материалом.

Шкала твердости Мооса

   1 Тальк или мел (легко чертится ногтем).
   2 Гипс или каменная соль (чертится ногтем).
   3 Кальцит или ангидрит (легко чертится стальным ножом).
   4 Плавиковый шпат (чертится стальным ножом под небольшим нажимом).
   5 Апатит (сталь) (чертится стальным ножом под большим нажимом).
   6 Полевой шпат (слегка царапает стекло, стальным ножом не чертится).
   7 Кварц (легко чертит стекло, стальным ножом не чертится).
   8 Топаз.
   9 Корунд.
   10 Алмаз.
   Износ. Износ – это разрушение материала при совместном действии истирания и удара. Прочность при износе оценивается потерей в массе, выраженной в процентах. Износу подвергаются материалы дорожных покрытий, полов промышленных предприятий, аэродромов и др.
   Сопротивление удару. Сопротивление удару имеет большое значение для материалов, применяемых в дорожных покрытиях и полах. Испытание материалов на удар производят на специальном приборе – копре.

Технологические свойства строительных материалов

   Технологические свойства характеризуют способность материала подвергаться тому или иному виду обработки. Так, древесина хорошо обрабатывается инструментами. Технологические свойства некоторых полимерных материалов включают способность сверлиться, обтачиваться, свариваться, склеиваться. Глиняные, бетонные и иные смеси обладают пластичностью, вязкостью, которые обеспечивают заполнение определенного объема.
   Вязкость. Вязкость – это сопротивление жидкости передвижению одного ее слоя относительно другого. Когда какой-либо слой жидкости приводится в движение, то соседние слои также вовлекаются в движение и оказывают ему сопротивление, величина которого зависит от температуры и вещественного состава. Вязкостные свойства важны при использовании органических вяжущих веществ, природных и синтетических полимеров, красочных составов, масел, клеев. При нагревании вязкость этих материалов снижается, при охлаждении – повышается.
   Упругость. Упругость является свойством материала восстанавливать после снятия нагрузки свою первоначальную форму и размеры. Пределом упругости считается напряжение, при котором остаточные деформации впервые достигают некоторой очень малой величины.
   Пластичность – способность материала деформироваться без разрыва сплошности под влиянием внешнего механического воздействия и сохранять полученную форму, когда действие внешней силы закончится. Все материалы делятся на пластичные и хрупкие. К пластичным относят сталь, медь, глиняное тесто, нагретый битум и др.

Акустические свойства строительных материалов

   Акустические свойства проявляются при действии звука на материал. Акустические материалы по назначению могут быть звукопоглощающие, звукоизолирующие, вибропоглощающие и виброизолирующие.
   Звукопоглощающие материалы. Звукопоглощающие материалы предназначены для поглощения шумового звука. Их акустической характеристикой является величина коэффициента звукопоглощения, равная отношению количества поглощенной материалом звуковой энергии к общему количеству звуковой энергии, падающей на поверхность материала в единицу времени. Как правило, такие материалы имеют большую пористость или шероховатую, рельефную поверхность, поглощающую звук. Строительные материалы, у которых коэффициент звукопоглощения выше 0,2, называют звукопоглощающими.
   Звукоизолирующие материалы. Звукоизолирующие материалы применяют для ослабления ударного звука, передающегося через строительные конструкции здания из одного помещения в другое. Звукоизоляционные материалы оценивают по двум показателям: относительной сжимаемости под нагрузкой в процентах и динамическому модулю упругости.
   Вибропоглощающие и виброизолирующие материалы предназначены для предотвращения передачи вибрации от машин и механизмов к строительным конструкциям.
   Ниже приводятся некоторые свойства строительных материалов.

Химические свойства строительных материалов

   Химические свойства характеризуют способность материалов реагировать на внешние воздействия, ведущие к изменению химической структуры, а также воздействовать в этом отношении на другие материалы. Основные химические свойства: растворимость и стойкость к коррозии (кислотостойкость, щелочестойкость, газостойкость).
   Растворимость. Растворимость – это способность материала растворяться в жидких растворителях: воде, керосине, бензине, масле и других, образовывая новые растворы. Растворимость зависит от химического состава веществ, давления и температуры. Показателем растворимости является произведение растворимости, представляющее собой предельное содержание растворенного вещества в граммах на 100 мл раствора при нормальном давлении и заданной температуре.
   Стойкость к коррозии. Стойкость к коррозии является свойством материала сохранять свои качества в условиях агрессивной среды. Такой средой могут быть вода, газы, растворы солей, щелочей, кислот, органические растворители, а также биологические организмы (бактерии, водоросли и т.п.). Древесина, пластмассы, битумы и некоторые другие органические материалы при обычных температурах относительно стойки к действию кислот и щелочей средней и слабой концентрации.
   Адгезия. Адгезия представляет собой соединение, сцепление твердых и жидких материалов по поверхности. Это свойство обусловлено межмолекулярным взаимодействием. Адгезионные силы сцепления очень важны при получении строительных материалов, состоящих из многих компонентов, например железобетон.
   Кристаллизация. Кристаллизия представляет собой процесс образования кристаллов из паров, растворов, расплавов при электролизе и химических реакциях, который сопровождается выделением тепла.
   Долговечность. Долговечность представляет собой способность материала сопротивляться комплексному действию атмосферных и других факторов в условиях эксплуатации. Старение – это процесс постепенного изменения, ухудшения свойств материалов в условиях эксплуатации.
   Знание этих и других свойств позволяет сравнивать материалы между собой и определять область их применения с учетом технико-экономической целесообразности. Так, в условиях эксплуатации гидротехнических сооружений строительные материалы, изделия и конструкции, из которых они построены, подвергаются периодическому или постоянному воздействию воды и агрессивных сред, поэтому к ним предъявляются повышенные требования по водостойкости, морозостойкости, водонепроницаемости, корроизонной стойкости и др.
   Многие материалы под влиянием водопоглощения ярко проявляют повышенные пластические свойства. Практика строительства показывает, что выбор технически целесообразного материала обосновывают не только его прочностные характеристики, но стойкость к воздействию внешней среды, в которой работает конструкция. Обычно эта стойкость материала во времени (долговечность) неразрывно связана с его химическими и физико-химическими свойствами. Физико-химические в свою очередь тесно связаны со структурой материала и зависят от ее изменения под влиянием внешних и внутренних факторов.
   Вследствие проникновения химических реагентов из внешней среды внутренние химические реакции с образованием новых соединений могут значительным образом отразиться на структуре. Изменение структуры (микроструктуры и макроструктуры) в первый период может привести к псевдоупрочнению, а в дальнейшем – к сокращению долговечности материала. Применяемый в строительстве материал обычно подвергают технологической обработке. Cпособность поддаваться такой обработке является порой решающим показателем при выборе материала. Так, при массовой заготовке щебня для бетонных работ учитывается способность горной породы дробиться без образования плоских щебенок, поэтому при выборе материалов всегда учитывают его способность реагировать на отдельные или взятые в совокупности следующие факторы: физические, механические, внешнюю среду, температуру и ее колебания, химические реагенты, технологические операции и т.д. Эта способность материала реагировать на указанные факторы определяется его свойствами.
   Оценить технические свойства и сравнить материалы между собой возможно по показателям, которые получают при испытании материалов в полевых, производственных или лабораторных условиях. Полученные знания основных технических свойств строительных материалов и изделий дают возможность рационально их использовать в строительстве. Например, по известным значениям истинной и средней плотности строительных материалов можно рассчитать, какой плотностью (или пористостью) обладают эти материалы, и составить достаточно полное представление о прочности, теплопроводности, водопоглощении и других важных характеристиках строительных материалов, чтобы в дальнейшем на этом основании решать вопрос об их применении в тех или иных сооружениях и конструкциях.
   Для расчета нагрузок при определении массы сооружений для транспортных расчетов и выбора емкости складских помещений необходимо знать величину средней плотности строительных материалов. Без данных о прочности применяемых материалов невозможны расчеты прочности и устойчивости сооружений и конструкций. Прогноз их долговечности невозможен без знания таких свойств материала, как отношение к влаге, воздействию окружающей среды, смене температур и др.
   Свойства материалов не остаются постоянными, а изменяются во времени в результате механических, физико-химических и биохимических воздействий среды, в которой эксплуатируется строительная конструкция или изделие. Эти изменения могут протекать и медленно (разрушение горных пород), и быстро (вымывание из бетона растворимых веществ). Следовательно, каждый материал должен обладать не только свойствами, позволяющими применять его по назначению, но и определенной стойкостью, обеспечивающей долговечную эксплуатацию изделия или конструкции.
   Знание основных свойств строительных материалов необходимо также для выполнения расчетов, позволяющих оценить их качество, соответствие техническим требованиям, возможность применения в конкретных условиях эксплуатации.
   Употребляемые в строительстве материалы должны удовлетворять определенным требованиям, которые устанавливаются государственными стандартами (ГОСТами). В строительстве соответствие поступающих материалов требованиям ГОСТа проверяют специальные лаборатории.
   Любой вид продукции обладает определенными свойствами, представляющими интерес для потребителей. Для строительных материалов важны такие качества, как прочность, плотность, теплопроводность, морозостойкость, стойкость по отношению к действию воды, агрессивных сред и др. Качеством называется сумма свойств, определяющих пригодность материала и изделия для использования по назначению. Так, для кровельных материалов оценка их качества производится по сумме таких свойств, как водостойкость, водонепроницаемость, термостойкость, прочность на изгиб, атмосферостойкость и др.
   Контроль качества строительных материалов и изделий проводят по разработанным нормам, требованиям и правилам. В зависимости от контролируемого производственного этапа различают контроль входной, технологический и приемочный.
   Входной контроль включает проверку соответствия поступающих материалов и изделий установленным требованиям. Например, на предприятиях сборного железобетона проверяют качество поступающих исходных материалов: заполнителей и цемента для бетона, арматурной стали, закладных деталей, отделочных и других материалов.
   Технологический контроль состоит в проверке соответствия установленным требованиям температуры, давления, времени выдерживания, тщательности перемешивания и других показателей технологического процесса.
   Приемочный контроль заключается в проверке соответствия готовых изделий требованиям стандартов или технических условий.
   Все материалы и изделия выпускают по государственным и межгосударственным стандартам – ГОСТ, СТ СЭВ, ИСО, СТБ, СНБ. Деятельность стандартизации существует для повышения качества продукции, безопасности ее получения и безопасности. Методы испытаний также стандартизированы. Кроме этого, в строительстве существуют «Строительные нормы» и «Технические нормативные правовые акты», представляющие собой объединенные нормативные документы по проектированию, строительству и строительным материалам.

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ НАПОЛЬНЫХ ПОКРЫТИЙ

   Полы являются основой внутреннего убранства жилых и общественных помещений и их надежности. Поэтому напольное покрытие должно быть прочным, удобным, безопасным, долговечным и эстетичным. Полы в зависимости от расположения (на перекрытии или грунте) состоят из следующих основных конструктивных элементов:
   – подстилающий слой;
   – выравнивающий слой (стяжка);
   – теплоизоляционный, гидроизоляционный, звукоизоляционный слой;
   – прослойка;
   – покрытие.
   Подстилающий слой. Подстилающий слой для полов на грунте изготавливают из бетона толщиной 100…150 мм. Если в грунтовых водах имеются минеральные кислоты, применяют кислотостойкий бетон на жидком стекле. При наличии в водах растворов сульфатов используют сульфатостойкий бетон на шлакопортландцементе или сульфатостойком портландцементе. Подстилающим слоем в междуэтажных перекрытиях является несущая железобетонная плита или иной элемент перекрытия.
   Выравнивающий слой. Выравнивающий слой (стяжка) служит для выравнивания подстилающего слоя, создания определенного технологического уклона или для обеспечения жесткости. Стяжки могут быть сплошными – наливными из цементно-песчаного раствора, легкого бетона, асфальтобетона, сборными. Для сборных стяжек используют бетонные плиты, твердые плиты ДВП и некоторые другие материалы. Минимальная прочность материала на изгиб должна быть не мене 2,5…3 МПа.
   После выравнивающего слоя располагают материалы специального назначения: антикоррозийную гидроизоляцию, теплоизоляцию, звукоизоляцию. В качестве гидроизоляции используют рубероид на битумной мастике, изол, гидроизол, армированную пленку на синтетическом клее и др. В качестве утепляющего слоя используют сыпучие материалы (керамзит, шлак, аглопорит), а также плиты и блоки из ячеистого и легкого бетона на пористых заполнителях. Звукоизоляционный слой при устройстве пола на междуэтажном перекрытии. Здесь можно использовать песок, шлак, перлит, минераловатные плиты и маты, а также ковровые изделия и двухслойный звукоизоляционный линолеум, используемый для верхнего покрытия.
   Прослойка. Назначением прослойки из цементно-песчаного раствора или раствора на жидком стекле или иных материалов под напольное покрытие является обеспечение совместной работы покрытия с нижележащими слоями. Она служит для закрепления рулонных и мелкоштучных материалов.
   Покрытие. Покрытие – это верхний, лицевой элемент пола, который непосредственно подвергается эксплуатационному воздействию.
   Типы и виды напольных покрытий. По типу укладки полы бывают из штучных, рулонных и плиточных материалов. Вид (название) пола определяется материалом, из которого полы сделаны:
   – дощатый;
   – из древесноволокнистых плит;
   – паркетный – штучный, паркетная доска, щитковый, наборный (мозаичный или художественный) и массивная доска;
   – ламинированное покрытие;
   – линолеум;
   – пробка;
   – ковровое покрытие (ковролин);
   – природные каменные материалы – гранит, мрамор, сланец, песчаник;
   – мозаичная плитка;
   – гипсокартон и др.
   В зависимости от материала полы подразделяются на теплые и холодные. Теплые полы делают из материалов с небольшой сравнительной плотностью и малым коэффициентом теплоусвоения. Теплыми полами являются полы дощатые и паркетные. Как правило, их устраивают в помещениях с долговременным пребыванием людей (жилые комнаты, классы в школах, служебные помещения и др.). Кроме дощатых и паркетных полов, в жилых и общественных помещениях устраивают полы, где в качестве напольных покрытий используют линолеум, ДСП, сверхтвердую ДВП, рулонные материалы на основе химических волокон и др.
   Холодные полы делают в производственных помещениях и с кратким пребыванием людей (ванные, санузлы, вестибюли, вокзалы и др.) – бетонные, цементные, из керамической плитки, плиты из природного камня и т.д.
   Дощатые полы. Деревянные полы бывают дощатые, паркетные и торцовые. Дощатые полы настилают из строганых досок толщиной не менее 37 мм, шириной 120…150 мм. Материалом дощатых полов служит древесина сосны, ели, лиственницы и других пород с влажностью при укладке не более 12 %.
   Полы первого этажа можно укладывать по лагам, размещенным на кирпичных столбиках через 0,8…1 м. На кирпичные столбики укладывают слой толя или другого материала и антисептированные деревянные подкладки. Лаги выверяют по уровню и не доводят на 30…50 мм до стен. Лаги изготовляют в виде пластин из распиленных пополам бревен диаметром 140 …160 мм. В местах укладки на опорах круглую часть лаги подтесывают. Дощатые полы в узких помещениях настилают по длине помещения. Их сплачивают скобами и сжимающими клиньями.
   Гвоздями сначала прибивают только каждую четвертую или пятую доску, через год эксплуатации (усыхания досок) полы вновь сплачивают с прибивкой каждой доски. Вдоль стен прибивают плинтусы.
   На междуэтажных перекрытиях полы настилают по лагам, которые укладывают поперек балок, ребер плит или другим опорам. По гладким поверхностям железобетонных конструкций лаги укладываются на уравнительных подкладках из досок. Доски прибивают к лагам гвоздями длиной в 2…2,5 раза больше толщины досок, утапливая шляпки в древесину. Неровности дощатых полов устраняют простружкой электрорубанком.
   Зазоры между полом и стеной закрывают плинтусами или галтелями, для проветривания подполья устанавливают специальные плинтусы или вентиляционные решетки.
   После прострожки полы покрывают горячей олифой, а окраску полов делают по окончании всех работ в помещении.
   Полы из древесноволокнистых плит. В жилых и административных зданиях устраивают полы из древесноволокнистых сверхтвердых плит. Покрытие из сверхтвердых плит бесшумно при ходьбе, легко моется, устойчиво на истирание, не пылиться, имеет хороший внешний вид.
   При устройстве полов по панелям с пустотами насыпают слой песка толщиной 50…60 мм, являющийся звукоизолятором. По засыпке делают цементно-песчаную стяжку и после высыхания ее очищают, обеспыливают и покрывают битумной грунтовкой. Через 40…48 часов, когда грунтовка подсохнет, на стяжку наносят горячую битумную мастику температурой 160 – 165 0С и укладывают твердые древесноволокнистые плиты толщиной 4 мм, после чего наклеивают сверхтвердые древесноволокнистые плиты толщиной 4…5 мм. Так как горячая мастика быстро остывает, ее наносят только под один лист плиты.
   При устройстве полов на сплошных железобетонных панелях сначала наклеивают на горячей мастике слой из мягких древесноволокнистых плит толщиной 12 мм, а затем слой твердых древесноволокнистых плит толщиной 4 мм, а сверху него покрытие из сверхтвердых древесноволокнистых плит толщиной 4…5 мм. Плиты укладывают от стены, перегородки на расстоянии 5…10 мм. Стыки плит должны располагаться со швами вразбежку и не совпадать со стыками нижележащих твердых древесноволокнистых плит. Зазор в стыках не должен быть более 0,3 мм. Стыки шпатлюют водостойкими шпатлевками и после высыхания зачищают шкуркой и обеспыливают пылесосом. Все покрытие покрывают водостойкими красками или эмалями, а затем светлым лаком. Окрашивают пол за 2 раза, просушивая каждый ранее нанесенный слой.
   Паркетные полы. Паркетные полы изготовляют из планок (паркета) древесины лиственных пород – дуба, ясеня, бука, граба, вяза, груши, клена, грецкого ореха, маньжурского ореха, березы, бамбука и др. Характеристика и эстетические свойства паркетны полов определяются качеством и сортом древесины. Важнейшим качеством исходного материала является твердость, которая зависит от породы, условий роста и влажности древесины. Древесина лиственных пород отличается более высокой твердостью и износостойкостью по сравнению с хвойными породами. По географической принадлежности древесина делится на местную (дуб, бук, ясень, клен, граб) и экзотическую – махагон, мербау, сайма, тик, венге, камбала, дуссие, ирокко, че, кемпас, ярра, ятоба, бамбук, зебрано, инченцо, олива, лапаччо и др.
   Каждой породе древесины, помимо особенностей ее микроструктуры, степени устойчивости к внешним воздействиям, присущ свой естественный цвет. Такие породы, как клен, бук, черешня, груша, меняют оттенок цвета в зависимости от угла падения света. У бука, ясеня, березы, сосны, клена, лиственницы светлый цвет древесины. У ореха, красного и черного дерева – темный. У дуба, граба, груши, вишни, тика, оливкового дерева цвет промежуточный.
   Виды паркетных полов и массивная доска. Настилка полов производится наборным паркетом или щитовым паркетом. Деревянные изделия для паркетных покрытий подразделяются на штучный паркет, паркетные доски, паркетные щиты и мозаичный паркет.
   Изготовляют паркет с пазами, закрепляют вкладными шипами и гвоздями или мастикой.
   Штучный паркет имеет размеры:
   – толщина – 15 (18) мм;
   – ширина – 30…90 мм с градацией через 5 мм;
   – длина – 150…500 мм через 50 мм.
   Паркетные доски изготовляют размерами:
   – длина – 1200, 1800, 2400, 3000мм;
   – ширина – 137, 145, 155, 200 мм;
   – толщина – 15, 18, 23, 25, 27 мм.
   Натуральная паркетная доска изготавливается из трех слоев древесины и отличается от штучного паркета большей подготовленностью к укладке, что позволяет осуществить настил качественного деревянного пола за несколько дней.
   Паркетные щиты представляют собой изделия, состоящие из основания, на которое наклеено лицевое покрытие из паркетных планок или квадров шпона квадратами, расположенными в шахматном порядке. Пазы в кромках щитов служат для соединения их между собой с помощью шпонок или гребней.
   Паркетные щиты изготовляют размерами 400 х 400 мм; 500 х 500 мм; 600 х 600 мм; 800 х 800 мм при толщине 22, 25, 28, 32, 40 мм.
   Паркетные планки делают длиной 100…400 мм, шириной 20…50 мм, толщиной 4, 6, 8 мм.
   Квадраты шпона изготовляют длиной и шириной 100…400 мм, толщиной не менее 4 мм.
   Наборный паркет укладывают на гвоздях, на битумной мастике.
   Мозаичный (наборный) паркет представляет собой карты из мелкой планки, наклеенной на бумагу. Наборный паркет представляет собой сочетание фрагментов разной формы, обычно выполненных из различных пород дерева, образующих на полу оригинальные мозаичные композиции.
   Мозаичные паркетные карты приклеивают к основаниям на холодных или горячих мастиках. Настилку начинают с укладки мячного ряда из карт в центре помещения по шнуру, натянутому согласно размещению рисунка паркетного покрытия в помещении. Слой мастики под карты из планок наносят толщиной 1…1,5 мм, осаживая карты легкими ударами киянки. Через сутки после затвердения мастики швы между планками или картами заполняют ксилолитовой массой при помощи деревянного шпателя.
   Щитовой паркет изготовляют массивным, листовым, щитовым на листовом материале, из паркетных досок. Щитовой паркет выпускается в готовом виде, с лаковым покрытием. Так же, как и мозаичный, щитовой паркет укладывают по твердым основаниям на битумных мастиках, лучше на резинобитумной.
   Приготовление резинобитумной мастики. Для приготовления резинобитумной мастики необходимо взять битума БН 70/30 – 61 % (по массе), бензина – 26,5 %, каучука – 0,5 %, каолина – 12 %.
   Приготовляется мастика в заводских условиях следующим способом: в разогретый до температуры 160…180 0С битум вводят каолин и охлаждают смесь до 90…100 0С, затем в нее вливают резиновый коллоидный раствор (каучук в бензине) и всю массу перемешивают и охлаждают до нормальной температуры. Во время работы загустевшую мастику можно разжижать, добавив немного бензина. Намазывают мастику зубчатым шпателем тонким слоем за два–три приема на площади 2…3 м кв. и последнему слою дают просохнуть 20…30 минут.
   Настилка паркетных досок производится по лагам из брусков толщиной 40…60 мм на звукоизоляционных подкладках из древесноволокнистых плит через 40…50 см одна от другой. Если лаги опираются на железобетонные плиты или твердые стяжки, их изготовляют толщиной 25 мм. Паркетные доски соединяют между собой в шпунт и к лагам прикрепляют гвоздями длиной 60…70 мм. Забивают их в паз.
   Окончательную отделку паркетного пола (острожка, циклевка, шлифовка) выполняют после завершения малярных работ. После настилки всего паркетного покрытия производят его циклевку и шлифование специальными машинами. Отшлифованную поверхность паркетного покрытия покрывают двумя слоями лака или натирают восковой мастикой.
   Торцовые полы изготовляют из деревянных шашек высотой 60…80 мм прямоугольной или шестигранной формы из хвойных и лиственных пород древесины (за исключением пихты, березы, бука и дуба). Перед укладкой шашки антисептируют. Торцовые полы устраивают в производственных помещениях с ударными нагрузками с основаниями на грунте, иногда по железобетонным междуэтажным перекрытиям.
   Укладывают шашки под шнур и правило на слой сухого песка толщиной 10…20 мм или на горячие битумные мастики слоем 2…3 мм. При укладке на горячих мастиках каждую шашку погружают в горячую мастику (кроме верхнего торца), устанавливают на место и осаживают легкими ударами киянки или молотка на деревянной прокладке. Швы между шашками должны быть не более 2 мм.
   Массивная доска. Ранее массивную доску в качестве напольных покрытий, как правило, использовали при строительстве самых простых сооружений. Массивная доска представляет собой цельную доску из массива дерева. Благодаря большим размерам плашек, массивная доска позволяет максимально увидеть красоту дерева.
   Паркетные полы обладают следующими преимуществами:
   – низкая теплопроводность и звукопроводность;
   – разнообразие древесных пород и красивая гамма цветов;
   – естественность и красота материала;
   – ударопрочность;
   – разнообразие способов укладки: «елочка одинарная», «елочка двойная», «палуба», «квадрат полный», «квадрат неполный», укладка по диагонали и т.д.;
   – возможность сочетания фрагментов разной формы и разных пород дерева, образующих на полу оригинальные мозаичные композиции (художественный паркет);
   – долговечность;
   – износостойкость.
   Долговечность паркета зависит от его покрытия, технологии изготовления, укладки, качества материала и т.д. Лакированный паркет может прослужить 10 лет до первого ремонта. Покрытия маслом или воском нужно обновлять ежегодно. Штучный паркет может прослужить тридцать лет, если установлен с помощью мастики и лаги на полы из шпунтованной обрезной доски. Паркет на клеевой основе, который укладывается на мастику с подкладкой из ДВП, простоит 10 – 20 лет. Паркетная доска – 5 лет. Недостатками паркета являются его чувствительность к температурному режиму и влажности. Оптимальная для него температура – от 18 до 23 градусов, сырость и влажность паркет разрушают.
   Ламинированное покрытие. Ламинат – это не материал. Ламинирование представляет собой нанесение на основу пластиковой пленки, имитирующей какой-либо натуральный материал. Основой может служить бумага, картон, ДСП, МДФ, стальные листы. Высококачественные ламинированные покрытия в настоящее время производят многие известные мировые компании.
   Ламинат представляет собой тонкие (7 – 11мм) листы длиной 1000 – 1400 мм и шириной 190 – 200 мм, которые по краям снабжены шипами и пазами для стыковки друг с другом (как у паркета). Новейшие технологии производства и современный дизайн поверхности ламината максимально приближает его к паркету, и визуально ламинат довольно сложно отличить от натурального материала. Ламинированные панели точно передают внешний вид и фактуру не только дерева, но и камня, пробки. Они не отличаются от натуральных материалов ни цветом, ни наглядной структурой.
   Ламинированные полы делятся на следующие классы износоустойчивости: 21, 22, 23, 31, 32, 33. Ламинат отличается следующими свойствами: устойчивостью к воздействию ультрафиолетового излучения, выцветанию (светостойкость); абразивной устойчивостью (сопротивление к истиранию); антистатичностью; простотой укладки; пригодностью для монтажа системы отопления в полу (как правило, водяного и только для бесклеевых систем); гигиеничностью; твердостью и прочностью; любые загрязнения (краска, жир и др.) легко удаляются с поверхности ламината водой, моющими средствами или растворителями, не влияя на декоративные качества пола; ламинат не боится острых предметов – царапины на нем заделать очень легко.
   Основными недостатками ламината является его одноразовость (срок службы 5 – 8 лет, после чего его уже невозможно восстановить) и недостаточная влагостойкость. У ламинированного пола среднего качества от длительного соприкосновения с водой может немного нарушиться геометрия планок. Для ежедневного ухода рекомендуется использовать влажную ткань или пылесос. Моющие средства могут оставить белесые пятна.
   Полы из пробки. Полы из натуральной пробки обладают высокой декоративностью, теплоизоляционными и звукоизоляционными свойствами. В качестве напольного покрытия служит листовой материал толщиной 3,2…6,4 мм, который получают путем смешивания дробленой натуральной пробки со специальным клеевым водостойким связующим материалом и высокотемпературного прессования изделия. С поверхности листы отделывают тонкими срезами пробкового дерева по клеевой основе и защищают виниловой прозрачной пленкой.
   Плиточные материалы. Плиточные полы из керамических и камневидных плиток (гранитных, мраморных, брекчиевых, литого камня, бетонных, цементно-песчаных, металлоцементных и т.п.), асфальто– и дегтебетонных укладываются по бетонному подстилающему слою, по железобетонным покрытиям, цементным, бетонным и асфальтобетонным стяжкам.
   Плиты из природного камня используют для устройства полов в общественных и иных зданиях, где к ним предъявляют повышенные эстетические и гигиенические требования.
   Керамические плитки для полов изготовляют нескольких типов: основные, доборные и фигурные. Основные плитки могут быть квадратными, прямоугольными, шестигранными и восьмигранными. Доборные плитки изготавливают квадратными, треугольными, четырехгранными и пятигранными. Фигурные плитки отличаются большим разнообразием формы и размеров. Полы из керамических плиток гигиеничны, водостойки, их используют для облицовки ступеней и площадок лестничных клеток, а также широко применяют в санитарно–технических помещениях. Основанием полов из керамических плиток служат монолитный бетон, железобетонные панели перекрытий или цементно-песочная стяжка.
   Полимерные материалы для напольного покрытия. Из полимерных рулонных и плиточных материалов для напольного покрытия используют: линолеум, пластикат, релин, ковры из синтетического ворсового материала (ковролин) и др. Полы из полимерных материалов устойчивы к истиранию, не набухают при увлажнении, достаточно тверды и прочны. Их настилают по деревянному или бетонному основанию на мастики или с использованием водорастворимых клеев. Конструкции оснований для полов из полимерных покрытий должны быть прочными, сухими, без трещин.
   Бетонные, цементно-песчаные и мозаичные покрытия. Бетонные, цементно-песчаные, мозаичные и асфальтобетонные покрытия используют в производственных зданиях, где они подвергаются механическим воздействиям, нагреванию до температуры не более 100 0С, воздействию воды и растворов нейтральной реакции, минеральных масел и эмульсий из них. Все бетонные покрытия выполняют по грунтовым основаниям, подстилающим бетонным слоям, железобетонным плитам перекрытий и по цементно-песчаной стяжке марки не ниже 150 при температуре не ниже 5 градусов.
   Для мозаичных полов выпускают специальную мраморную крошку нескольких марок с крупными, средними и мелкими зернами. Для приготовления мозаичной смеси применяют крупную и мелкую мраморные крошки в соотношении 3 : 1. Для придания мозаичным покрытиям различного цвета цемент перемешивают с сухими минеральными краскам в количестве не более 15 % веса цемента. При устройстве многоцветных мозаичных полов в нижнем подстилающем цементно-песчаном слое можно делать прорези и вставлять жилки из стекла толщиной 3…5 мм, латуни или полимерных материалов толщиной 1…2 мм, разделяющих площадь пола на отдельные участки различных цветов.
   Наряду с расстановкой жилок ведут укладку верхнего слоя мозаичного покрытия, который на следующий день покрывается влажными опилками или специальной влажной тканью. Примерно через неделю, после того, как мозаичная смесь приобрела прочность, поверхность пола очищают от влажных опилок и шлифуют специальной машиной, периодически смачивая пол водой. После шлифовки и промывки водой поверхность мозаичного пола посыпают тонким слоем полирующего порошка и производят окончательную отделку быстровращающимися войлочными дисками.
   Асфальтобетонные покрытия полов устраивают в промышленных зданиях, где технологический процесс сопровождается возможными проливами агрессивных жидкостей. Наибольшую опасность для железобетонных конструкций представляют органические и минеральные кислоты. Асфальтобетонные покрытия устраивают по бетонным подстилающим слоям на грунте и цементным или асфальтобетонным стяжкам. Покрытия делают однослойными толщиной 25 мм, укладывая горячую смесь (130 – 140 0С) по маячным рейкам полосами шириной около двух метров. Асфальтобетон прокатывают катками и, если необходимо, уплотняют дополнительно вибрацией с электроподогревом.
   В производственных помещениях, где возможно передвижение транспорта на гусеничном ходу, тележек на металлических шинах и т.п., устраивают полы с металлоцементным покрытием. Покрытие состоит из двух слоев – нижнего и верхнего. Нижний слой изготавливают из цементно-песчаного раствора, верхний – из смеси стальной стружки размером от 1 до 5 мм, цемента в отношении по объему 1 : 1 и воды, слоем 20 мм. Стальную стружку предварительно необходимо обезжирить.
   Для улучшения адгезии с цементным камнем в смесь в процессе ее приготовления вводят 25 %-ный раствор специальной смолы в количестве 5 % массы цемента, что позволяет почти на 35 % увеличить прочность металлоцементного покрытия на растяжение. После окончания работ покрытие шлифуют.
   В кузнечных, литейных, сталеплавильных, прокатных и иных горячих цехах покрытие полов в зоне нагрева до 200 0С изготовляют из жаростойкого бетона, который укладывают по теплоизоляционному слою, толщина и материал которого зависят от максимальной температуры прогрева. В местах нагрева пола свыше 400 0С для снижения растягивающих усилий, возникающих при резких колебаниях температуры, в покрытие укладывают стальную сетку. При температуре до 600 градусов в состав жаростойкого бетона входит шлакопортландцемент, базальт, доменный шлак и андезит. При температуре до 1400 градусов Цельсия используют специальные чугунные плиты с опорными выступами для обеспечения несущей способности в отношении статических и динамических нагрузок. Укладывают их на песчаную прослойку. Плиты обладают большим сроком эксплуатации и малой изнашиваемостью.
   Полы из гипсокартона. Гипсоволокнистый лист представляет собой экологически чистый, гомогенный строительный материал, который изготавливают путем полусухого прессования из смеси гипсового вяжущего вещества и распушенной целлюлозной макулатуры. Гипсоволокнистый лист обладает высокими показателями прочности, твердости и высокими пожарно-техническими характеристиками. Его довольно часто используют при устройстве сборного основания пола. В зависимости от свойств и области применения листы подразделяются на обычные гипсоволокнистые (ГВЛ) и влагостойкие листы (ГВЛВ). Гипсоволокнистые листы используются в жилых, гражданских и промышленных зданиях с сухим и нормальным температурно-влажностным режимом. Влагостойкие гипсоволокнистые листы обрабатывают специальной гидрофобной пропиткой, и поэтому могут использоваться в помещениях с повышенной влажностью.
   Гипсоволокнистые листы имеют прямоугольную форму. С лицевой стороны они отшлифованы и пропитаны специальным составом, который выполняет также функцию грунтовки.
   Гипсоволокнистые листы обладают следующими характеристиками:
   – низким коэффициентом теплоусвоения;
   – способностью поддерживать в помещении оптимальную влажность воздуха за счет поглощения излишней влаги, а при недостатке влаги – за счет выделения ее в окружающую среду;
   – высокими показателями по пожарной безопасности.
   Конструкции сборных оснований полов с использованием гипсоволокнистых листов применяют при железобетонных и деревянных покрытиях. Такие конструкции подходят для любого типа современных чистовых покрытий – линолеума, керамической плитки, паркета и др.
   Сборные основания полов с применением гипсоволокнистых листов имеют много преимуществ и позволяют: снизить трудоемкость и сократить сроки отделочных работ; избежать «мокрых» процессов и тем самым сократить технологические перерывы; повысить теплоизоляционные и звукоизоляционые параметры пола; использовать их в помещениях со сложной конфигурацией; сэкономить средства за счет минимальных отходов при монтаже; избежать увеличения статических нагрузок вследствие малого веса конструкции.
   Для сухих полов выпускают малоформатные гипсоволокнистые листы размерами 1,5 х 1 м и толщиной 10 мм, которые делятся на невлагостойкие и влагостойкие. Влагостойкие пропитаны специальным влагоотталкивающим раствором. При раскрое прежде всего учитывают реальные размеры помещения и зазор на кромочную ленту – полоску толщиной 10 мм и шириной 10 мм, вырезанную из минеральной ваты и уложенную по периметру помещения. Она поглощает шум и служит компенсационным швом, не позволяя плитам трескаться.
   При укладке гипсокартоннного пола первый слой необходимо тщательно покрыть клеящим составом. Он соединит листы первого и второго слоев ГВЛ. Кроме того, каждый лист второго слоя гипсоволокнистых листов крепят к первому саморезами с антикоррозионным покрытием длиной 19 и 22 мм.
   Сборные комбинированные полы устроены следующим образом: к двум плитам гипсоволокнитого листа толщиной 10 мм, смещенным относительно друг друга, прикрепляют теплоизолирующий слой из пенополистирола.
   Элементы пола представляют собой листы гипсоволокна размером 1500 х 500 х 20 мм. Склеивают их в заводских условиях в виде панелей с выступом (фальцем) и углублением. При сборке фальц одной плиты входит в углубление другой. Укладка полов выполняется значительно быстрее. Элемент пола укладывают на предварительно выровненный пол на песчаную или специальную подсыпку, которая позволяет выровнять нагрузку по площади. На этот звукоизолирующий и теплоизолирующий слоя укладывают паркет или линолеум, ковролин, паркетную доску и др.
   «Теплый пол». Так называемые «теплые полы» являются безопасным, своеобразным и очень удобным отопительным прибором. Лидером по производству кабельного отопления, вмонтированного в пол, являются датские фирмы. Чаще всего «теплые полы» устанавливают в ванной комнате. Эти полы не боятся воды и больших перепадов температуры. Кабельный пол монтируют также в бассейнах и искусственных водоемах. Максимум температуры при таком отоплении находится около пола, а не под потолком. Температура на уровне груди – 18 – 20 0С, около пола – 22 – 24 градуса. Воздушное пространство нагревается равномерно.
   Состоит «теплый пол» из следующих элементов: электрического кабеля (источник тепла). Для жилых помещений используется двужильный экранированный кабель, а также кабельная сетка. Еще состоит из терморегулятора, снабженного датчиком, который контролирует температуру в помещении, по его сигналу в определенное время включается и выключается нагрев; монтажной металлической ленты для крепления кабеля к полу. Кабельные полы кладут на все виды покрытий.

ВЛИЯНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА ЗАЩИТНЫЕ И ДЕКОРАТИВНЫЕ ПОКРЫТИЯ

   В настоящее время главными факторами, отрицательно влияющими на защитные и декоративные покрытия зданий и сооружений, являются солнечная радиация, резкие колебания температуры окружающей среды, влажность, коррозионно-активные соединения (сернистые газы, окислы азота, хлор и его производные, пылевидные частицы и т.п.), попадающие в атмосферу. Интенсивное загрязнение атмосферы вредными и коррозионно-активными веществами разрушающим образом влияет на защитные и декоративные покрытия зданий и сооружений.
   Особенно много выделяется в атмосферу вредных веществ вблизи тепловых электростанций, металлургических предприятий, предприятий химической промышленности, а также предприятий по производству удобрений, кислот, цемента. В сельских районах агрессивность окружающей среды может усиливаться пылевидными удобрениями при неправильном их транспортировании, использовании или хранении, газообразными выделениями работающих сельскохозяйственных машин и т.д.
   В районах, расположенных вблизи морей, рек, озер, искусственных морей, агрессивность окружающей среды обуловлена повышенной влажностью воздуха, содержащего различные соли. Быстрое развитие всех видов автомобильного транспорта (общественного, грузового, индивидуального) сопровождается повышением содержания в воздухе окислов азота, соединений углерода, мелкой пыли. Газообразные загрязнения, растворяясь в осадках, превращаются в слабые растворы кислот и щелочей. Так как окружающий воздух постоянно находится в движении, коррозионно-активные и вредные соединения перемещаются на значительные расстояния. Попадая на поверхность, нагретую солнечными лучами, осадки легко проникают в защитные покрытия зданий и сооружений, вызывая их быстрое разрушение.
   Особенно интенсивно разрушаются неокрашенные кровли, трубы, подоконники и т.п. из оцинкованного железа, грунтовки и покрытия, содержащие металлические порошки (алюминий, цинковый и др.), защитные покрытия, не обладающие химической стойкостью, конструкции из бетона, каркасы и оборудование, находящееся на открытом воздухе.
   Современные мероприятия по борьбе с загрязнением атмосферы промышленностью, транспортом и электрическими станциями сводятся к следующему:
   – увеличение высоты труб на электростанциях и металлургических производствах с целью обеспечения нормы выбросов для сернистых отходов и рассеяния окислов азота до требуемых норм;
   – применение ротоклонов, электрофильтров и механических золоуловителей, обеспечивающих улавливание до 99 – 99,5 %;
   – удаление оксидов серы из дымовых газов;
   – улучшение сжигания топлива;
   – переход на малосернистое топливо;
   – переход в городах на централизованное теплоснабжение, чтобы избегать загрязнения от мелких котельных;
   – переход в больших городах на электрификацию быта, включая отопление;
   – внедрение безотходных технологий в промышленности и транспорте;
   – строгое соблюдение санитарных норм для всех источников, загрязняющих атмосферу. Охрана воды, почвы и ландшафта также является важным звеном комплексной проблемы охраны окружающей среды.
   Различные условия эксплуатации поверхностей и покрытий зданий, сооружений, строительных конструкций и изделий обусловливают необходимость применения комплексных мероприятий для их эффективной защиты. Так, для уменьшения загрязнения окрестностей ТЭС твердыми отходами предпринимаются меры к поставке на электростанции топлива с меньшим содержанием породы, а также всемерно увеличиваются масштабы использования золы и шлака для строительства.

КАЧЕСТВО СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

   В строительном деле важно знать, как практически, не прибегая порой к лабораторным проверкам, определить качество строительных материалов. Знание простых приемов ведет к экономии строительных материалов, улучшает качество строительства и, как следствие удешевляет его.
   Лесоматериалы. Качество древесины можно определить внешним осмотром и простукиванием. Трещины и торцовые расколы свидетельствуют о снижении прочности бревен. При простукивании обухом топора глухой звук является признаком внутренней гнили или поражения древоточцами.
   Влажность древесины проверяется на ощупь. Сухая на ощупь древесина имеет влажность до 25 %.
   Кирпич. Бледно–розовый или коричневый цвет кирпича свидетельствует о недожоге, такой кирпич непрочен, сильно впитывает воду, пачкает руки, при ударе издает глухой звук. Он применяется там, где не подвержен атмосферным осадкам.
   Красный кирпич – нормально обожженный, твердый и прочный, мало впитывает воду, при ударе издает чистый звук. Такой кирпич хорошо тешется, на изломе имеет однородное строение без пустот, камешков, извести. Используется для кладки стен, печей и каминов.
   Темно-бурый цвет говорит о том, что кирпич пережженный, так называемый железняк. Поверхность пережженного кирпича стекловидная, с глубокими трещинами. Кирпич-железняк очень твердый, почти не впитывает воду, поэтому плохо вяжется с раствором. Хорошо сопротивляется сырости и морозу, употребляется для кладки фундаментов.
   Качество кирпича можно определить пробой на удар. Кирпич низких марок (до 75) от одного удара молотком весом 1 кг разбивается в щебень. Кирпич марки 100 разрушается на более мелкие куски от нескольких ударов. Кирпич марки свыше 100 при скользящих ударах молотка искрит и отбивается мелкими кусками.
   Известен и такой простой способ определения качества: кирпич низких марок при падении с высоты 1,2 – 1,5 метра на твердое каменное основание разбивается на мелкие кусочки. Если кирпич разобьется на 2 – 3 крупных куска, он считается хорошего качества.
   Камень бутовый. Качество бутового камня определяется ударом молотка: звонкий звук издает бут хорошего качества, глухой – при наличии примесей глины и других пород. Бутовый камень низких марок от одного удара молотком весом в 1 кг разбивается в щебень. Качество камня можно определить и другим способом: если куски после насыщения их водой разбиваются на части, то камень считается непригодным для кладки.
   Глина. Качество глины зависит от ее жирности. Жирность проверяется на ощупь растиранием между пальцами. В жирной глине песок не ощущается. Кроме того, жирность глины можно определить следующими методами.
   1 метод. Глина раскатывается в руке жгутиком толщиной 1,5 – 2 см и длиной 15 – 20 см и вытягивается за оба конца. Жгутик из тощей глины (суглинка) мало растягивается и дает неровный разрыв. Глина средней пластичности вытягивается плавно и обрывается, когда толщина в месте разрыва достигает 15 – 20 % от первоначального диаметра. Жгутик из пластичной глины вытягивается плавно, постепенно утончается, образуя в месте разрыва острые концы.
   2 метод. Глины разных сортов скатываются в шарики диаметром 4 – 5 см и высушиваются в одинаковых условиях. Максимальное количество трещин на поверхности шарика указывает на наиболее жирную глину.
   3 метод. Широко распространен способ определения жирности глины отмучиванием. Он основан на разном весе частиц (песок тяжелее глины). В пол-литровую стеклянную банку кладут 200 г глины, наливают воду, чтобы она покрывала глину на 4 – 5 см, тщательно все перемешивают и дают отстояться. Песок осаживается на дно, сверху – глина. Примерное количество (процент) песка в глине определяется на глаз.
   Цемент. Цемент считается качественным, если не имеет признаков окомкования. Если хороший цемент взять в руку и сжать ее, то он сразу просыплется между пальцами. Если в ладони останутся мелкие кусочки, величиной с горошину и больше, это свидетельствует о том, что в нем начался процесс окомкования. Такой цемент имеет пониженную активность и соответственно прочность материалов на его основе. Во время хранения цемента его активность как связующего вещества падает примерно на 5 % в месяц. Так, при хранении в течение 3 месяцев активность уменьшается до 15 – 20 %, в течение 6 месяцев – до 25 – 50 %, в течение 1 года – до 30 – 40 %, в течение 2 лет – до 40 – 50 %.
   Цементное основание. Цементное основание (стяжка) под линолиум считается пригодной, если имеет влажность не более 8 %. Проверка влажности основания производится с помощью промокательной бумаги. Ее кладут на основание, а сверху плотно прикрывают полиэтиленовой пленкой с нахлестом по 10 см каждую сторону (с грузом по всему периметру или с проклейкой резиновым клеем). Через 16 часов промокательную бумагу проверяют. Если она влажная, то основание для настилки линолеума еще непригодно.
   Кровельный асбестоцементный шифер. Кровельный шифер проверяется внешним осмотром. Листы не должны иметь продольных трещин. Шифер, долгое время хранившийся под открытым небом, под воздействием влаги приобретает темный цвет, что говорит о пониженной прочности.
   Для проверки отбирают из стопы третий лист сверху. Сухой лист волнистого шифера, уложенный на ровное основание, выдерживает вес вставшего на него человека и не разрушается.
   Кровельная сталь. Качество листов кровельной стали проверяется осмотром. Особое внимание обращается на следы ржавчины. Ржавчину можно снять 5 – 10 % раствором технической соляной кислоты с последующей тщательной промывкой водой и просушкой. Для работы с кислотой следует использовать шерстяную тряпку, руки необходимо защитить резиновыми перчатками.
   Песок. Песок должен быть чистым, без примесей глины, земли и пыли. Чистый песок не пачкает руки. Мелкий песок имеет зерна менее 1,5 мм, песок средней крупности – от 2 до 2,5 мм, крупный – более 2,5 мм.
   Шлак топливный, котельный. Топливный шлак считается пригодным для теплоизоляционной засыпки и устройства шлакоблочных стен, если он пролежал не менее года в отвале. Если он пролежал дольше, это лучше, так как из шлака будут вымыты и выветрены вредные примеси. Лучшим считается шлак из котельных. Для затопления каркасно–засыпных стен следует применять просеянный шлак, без примесей золы, земли, камней и другого мусора. Влажность шлака должна быть не более 10 %.
   Гипсовые вяжущие материалы. Свежеизготовленный гипс не должен иметь комков. Даже при хранении в сухих условиях он быстро скомковывается и теряет свою активность примерно на 10 % в месяц. По наружному виду гипсовое вяжущее вещество похоже на мел. Чтобы отличить гипс от мела, нужно растереть его между пальцами. Мел кажется мягким, а гипс – зернистым. Быстрое схватывание (твердение) также может служить признаком принадлежности материала к гипсу.
   Стекло. Оконное стекло считается хорошего качества, если оно имеет голубоватый или зеленоватый оттенок. Желтый оттенок говорит о плохом качестве – такое стекло плохо сварено. Цвет стекла определяют, наложив три листа на белую бумагу.
   Битумные материалы. Прежде всего необходимо выяснить, к какому виду они относятся – к битумному или дегтевому. Это необходимо для того, чтобы соблюсти принцип «подобное с подобным». Дегтевые материалы обладают резким запахом фенола (карболки), а нефтяные битумы обладают запахом минерального масла. Иногда нефтяные битумы вообще не имеют запаха. При подогревании запах всегда усиливается. Дегти и битумы отличаются истинной плотностью – соответственно 1 и 1,25 г/см. куб.
   Для твердых битумных материалов (пеков и битумов) характерным признаком является также цвет. У каменноугольных пеков цвет иссиня–черный, у нефтяных битумов – черный с коричневым оттенком. Кроме этого, у пеков более блестящая поверхность, чем у битумов, и они значительно жестче, что особенно заметно при низких температурах. В изломе каменноугольные пеки имеют роговистую глянцевую поверхность.
   Марки битумов ориентировочно можно определить по внешним признакам, температуре размягчения. Если битум марки БН–90/10 при комнатной температуре разбить молотком, то образуются осколки с блестящей поверхностью. Битум марки БН-70/30 при ударе молотком разбивается на крупные куски без осколков. Битумы марки БН-50/50 при ударе сминаются.
   Битум следует хранить под навесом в плотной таре. В этом случае битум трех–четырехлетней давности годен к применению.

Как определить марку бетона

   Марку бетона (затвердевшего) можно определить с помощью зубила и молотка весом 300 – 400 г. Если лезвие погружается на глубину 5 мм, то марка бетона 70 – 100. Отделяющиеся от поверхности тонкие листочки свидетельствуют о том, что его марка 100 – 200. Неглубокий след зубило оставляет на бетоне марки свыше 200.
   Масляная краска. При хорошем качестве краски ее слой высыхает за одни сутки, при удовлетворительном – за двое суток. Если нажать пальцем на слой в течение 5 секунд и палец не испачкается, краска считается высохшей.
   Олифа.Хорошая олифа прозрачна, после суточного отстоя может иметь небольшой осадок (не более 10 %). Наиболее надежным способом определения качества олифы является проба на высыхание: полное высыхание слоя должно наступать не позже 24 часов. Качественная олифа соскабливается со стекла ножом эластичной полоской и не крошится под ножом.
   Столярный клей. Качественный клей, сожженный на огне спички, рассыпается в мелкую золу. Это мездровый клей. Клей более низкого качества спекается в темный шлак. Это так называемый костный клей, приготовленный из костей, рогов и копыт.
   Замазка. Замазка должна быть пластичной и не прилипать к рукам.

Илья Мельников Материалы для напольных покрытий