Илья Мельников
Строительные керамические материалы и изделия

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 строительних 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.

СТРОИТЕЛЬНЫЕ КЕРАМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

   Искусственные каменные материалы и изделия, получаемые из глиняного сырья в результате обжига при высоких температурах, называют керамическими. Керамические материалы относятся к самым древним строительным изделиям, и в то же время, к самым современным. До ХХ века кирпич был основным строительным материалом во многих странах мира.
   В настоящее время керамический кирпич является одним из основных стеновых материалов в индивидуальном строительстве. Строительные керамические материалы получают в процессе технологической переработки минерального сырья, как правило, глинистого, способного при затворении с водой образовывать пластичное, способное формоваться, тесто, которое в высушенном состоянии обладает небольшой прочностью, а после обжига приобретает свойства камня.
   Обилие глиняного сырья обусловило производство, кроме кирпича, и других обжиговых материалов различного назначения – облицовочных, кровельных, санитарно-технических, огнеупорных, кислостойких, теплоизоляционных.
   Производство керамического материала. Для производства керамического материала основным сырьем служат глинистые минералы, которые представляют собой осадочные, пластовые породы, состоящие из водных алюмосиликатов с различными примесями. Глинистое сырье классифицируют:
   – по пластичности;
   – по связующей способности;
   – по спекаемости;
   – по огнеупорности.
   Пластичность характеризует способность смеси, состоящей из глины и воды, под воздействием внешних нагрузок принимать определенную форму и сохранять ее после снятия нагрузки без трещин и разрушения. Связующая способность определяет сохранение пластичных свойств водоглинистой смеси при дополнительном введении в нее непластичного тонкоизмельченного материала, например, песка.
   По пластичности и связующей способности глину подразделяют на:
   – высокопластичную;
   – среднепластичную;
   – умереннопластичную;
   – малопластичную;
   – непластичную.
   Такое свойство глин, как спекаемость, оценивают по способности при определенной температуре обжига уплотняться с образованием прочного искусственного камня – черепка. В зависимости от температуры спекания глины классифицируют на низкотемпературные (до 1100 0С); среднетемпературные (1100…1300 0С) и высокотемпературные (свыше 1300 0С).
   Показателем свойств огнеупорности глин служит температура, при которой начинается процесс плавления глины:
   – свыше 1580 0С – огнеупорные глины;
   – 1350 …1580 0С – тугоплавкие;
   – до 1350 0С – легкоплавкие.
   Чтобы регулировать свойства формовочной массы и готовых изделий, в глину вводят специальные добавки. Добавки могут быть:
   – отощающие,
   – порообразующие,
   – пластифицирующие,
   – плавни.
   Отощающие добавки. Отощающие добавки – шамот (измельченная обожженная глина), бой кирпича, кварцевый песок, зола ТЭЦ, шлак – вводят в смесь в тонкоизмельченном состоянии при использовании высокопластичных глин, дающих усадку в изделиях при сушке и обжиге. Они предотвращают появление в процессе тепловой обработки трещин и деформаций, а также увеличивают скорость обжига керамических изделий. Наиболее эффективными отощителями являются шлаки химического производства. При вводе этих шлаков в составы плиточных масс снижаются усадка и водопоглощение, повышаются морозостойкость и прочность плиток. Температура обжига облицовочных плиток, в состав которых входят эти шлаки, значительно снижается.
   Порообразующие добавки. Порообразующие добавки обеспечивают повышенную пористость, снижение средней плотности и коэффициента теплопроводности изделий. К ним относятся выгорающие (древесные опилки, отходы угля, торф), газообразующие, разлагающиеся при высокой температуре с выделением газообразных продуктов (известняк), и термостойкие легкие (вспученный перлит) заполнители.
   Пластифицирующие добавки. Пластифицирующие добавки применяют при использовании малопластичных (тощих) глин для улучшения формовочных свойств смесей. В качестве добавок используют высокопластичные бентонитовые глины и органические поверхностно-активные вещества (ПАВ) в количестве 0,1…1 %.
   Плавни. Плавни представляют собой добавки, которые взаимодействуют во время обжига с основной керамической массой и образуют во время обжига более легкоплавкие смеси. Их вводят в состав смеси с целью снижения температуры спекания глинистой массы. Для этого применяют полевые шпаты, стеклобой, перлит, мел, которые способны образовывать стеклообразные расплавы при более низких температурах, обеспечивая при остывании большую плотность и прочность изделий.
   Для объемного окрашивания при изготовлении керамических материалов в смесь вводят беложгущиеся глины и неорганические пигменты. Чтобы повысить декоративность и стойкость лицевой поверхности, используют глазури и ангобы.
   Глазури представляют собой сложные смеси, включающие легкоплавкие соединения, пигменты и другие компоненты, которые наносят на поверхность облицовочных плиток, лицевых кирпичей, канализационных труб, санитарно-технических изделий до процесса обжига. После высокотемпературной обработки состав, расплавляясь, образует плотное, прочное, блестящее стекловидное покрытие, обеспечивающее декоративность и защиту поверхности изделий, предохраняя его от загрязнения, действия кислот и щелочей, делая его водонепроницаемым. Глазури бывают прозрачные и непрозрачные (глухие), окрашенные и бесцветные. Прозрачные глазури не скрывают цвета и фактуры изделия, тогда как глухая глазурь не просвечивает. При нагревании глазури постепенно размягчаются. Глазурь на изделиях должна быть хорошо сплавлена, прозрачна и иметь хороший блеск.
   Глазурь наносят на свежесформованные высушенные или обожженные изделия. Вода впитывается в массу изделия, а порошок глазури остается на поверхности. При обжиге тонкий слой порошка плавится и соединяется с поверхностью изделия. При охлаждении получается блестящее стекловидное покрытие.
   Ангоб представляет собой декоративный состав, включающий беложгущие глины и пигмент, который наносят на лицевую поверхность необожженных изделий. Для лучшего спекания добавляют полевой шпат, бой стекла и другие компоненты. В процессе обжига происходит совместное спекание покрытия и изделия, что обеспечивает их надежную совместную работу при эксплуатации.

Изготовление строительных керамических изделий

   Изготовление строительных керамических изделий состоит из следующих основных этапов:
   – добыча глины;
   – очистка глины и многостадийное измельчение;
   – подготовка формовочной массы;
   – изготовление изделий;
   – сушка изделий;
   – обжиг изделий.
   Этап подготовки формовочной массы зависит от вида получаемого изделия, качества глин, технической оснащенности производства. Способ подготовки может быть полусухим, пластическим и шликерным (литьевым).
   При полусухом способе подготовка сырьевой массы может проводиться под двум различным технологическим схемам. Первая схема используется для получения облицовочного кирпича и камней. В этом случае исходное сырье грубо измельчают, подсушивают в сушилках и подают в мельницы на совместные помол с добавками. Полученный пресс-порошок влажностью 10…12 % поступает в пресс-формы.
   Вторая схема применяется при производстве отделочных плиток для полов и фасадов. Тонкий совместный помол всех компонентов производят в шаровых мельницах мокрого помола. Полученную суспензию (шликер) влажностью 30…60 % подают в специальные бассейны для корректировки состава и затем насосами перекачивают в башенные распылительные сушилки. Из сушилок тонкодисперсный пресс-порошок направляют в формовочное, прессовое отделение.
   Применение различных технологических схем в подготовке формовочной массы обусловлено требованиями, предъявляемыми к качеству готовых изделий. Лицевой кирпич и керамические камни являются одновременно отделочными и стеновыми материалами, которые должны соответствовать нормируемым показателям по прочности, водопоглощению, плотности, коэффициенту теплопроводности, морозоустойчивости, а также отвечать требованиям по соответствию размеров, четкости граней, углов, отсутствию трещин на плоскостях и однородности окрашивания. Их применяют для кладки наружных и внутренних стен и других конструкций зданий и сооружений, а также для изготовления стеновых блоков и панелей.
   Облицовочные керамические плитки должны обладать декоративностью и высокой плотностью. В связи с тем, что фасадные плитки защищают стеновые конструкции от внешних атмосферных воздействий, основные требования предъявляются к их высокой морозостойкости и низкому водопоглощению.
   Плитки для полов должны быть водонепронецаемыми и прочными к действию истирающих нагрузок. Поэтому их изготавливают из более мелкодисперсных смесей с меньшим содержанием воды. Этот способ подготовки сырья целесообразно использовать при работе с глиной пониженной пластичности и низкой карьерной влажности.
   Пластический способ применяют при наличии пластичных глин, хорошо размокающих при увлажнении. Глину многократно измельчают до тонкомолотого состояния, перетирают для получения однородной массы и подают совместно с отощающими и другими добавками в специальные глиномешалки, где производят ее дополнительное увлажнение паром до влажности 18…20 %. Этот способ обычно применяют для производства черепицы, стеновой и облицовочной керамики, канализационных и дренажных труб.
   Шликерный метод подготовки массы применяют в случае наличия глин с высокой карьерной влажностью. Шликер представляет собой глинистую суспензию влажностью 30…33 %, которая должна легко заполнять гипсовую форму, не расслаиваться и фильтровать воду при контакте с пористой поверхностью формы. Этот метод подготовки сырья используют при производстве сложного по форме санитарно-технического оборудования – ванн, раковин, моек и т.д. – или облицовочных коврово-мозаичных плиток.
   Так как степень увлажнения глиняной массы различна, применяют следующие способы ее прессования и формовки:
   – полусухой способ прессования под давлением 15…40 МПа;
   – пластический способ формовки с использованием ленточных шнековых прессов, снабженных насадкой разного размера и сечения;
   – метод литья в гипсовые формы или, в случае изготовления тонких (до 2,5 мм, облицовочных плиток, на специальные поддоны.
   После спекания и охлаждения плитки наклеивают на специальные бумажные ковры и используют для отделки наружных стеновых панелей в заводских условиях.
   При изготовлении керамических изделий очень важно следить за правильным режимом сушки и обжига. Основным назначением сушки изделия-сырца является снижение его влажности, приобретение прочности, достаточной для транспортирования в печь и бездефектного обжига. В процессе сушки наблюдается воздушная усадка изделий, которая может привести к появлению трещин. Трещиностойкость повышают путем введения опилок, отощающих добавок и подбором температурного режима.
   Завершает изготовление керамических изделий процесс обжига. Его разделяют на три периода:
   – нагрев до максимальной температуры 950…1300 градусов, зависящей от состава сырья и заданных свойств получаемых изделий;
   – выдержка;
   – постепенное охлаждение изделий до температуры окружающего воздуха.
   Для изготовления качественной продукции очень важны максимально допустимые скорости нагрева и охлаждения, которые определяют расчетным путем в каждом конкретном случае. При обжиге изделий происходит спекание керамической массы за счет частичного образования стеклорасплава, соединяющего при охлаждении все кристаллические включения, что обеспечивает плотность, прочность и водостойкость изделий. Процесс обжига сопровождается незначительными усадочными деформациями, которые называют огневой усадкой. Готовые материалы и изделия проверяют в лаборатории на соответствие ГОСТу, а затем отправляют на склад готовой продукции или потребителям.
   Обжиговые каменные материалы и изделия. Из глинистого сырья путем высокотемпературной обработки получают следующие материалы строительной керамики:
   – конструкционные;
   – облицовочные;
   – санитарно-технические;
   – кислотостойкие;
   – теплоизоляционные;
   – огнеупорные.
   К конструкционным керамическим материалам относятся:
   – кирпичи и камни, которые применяют для возведения стен и сооружений;
   – кровельная черепица;
   – водопроводные, канализационные и дренажные трубы.
   В процессе эксплуатации эти материалы подвергаются действию различных видов нагрузок: растягивающих, изгибающих, сжимающих, ударных, истирающих. Наибольший объем выпуска приходится на стеновые материалы – разной модификации кирпич и керамический камень.
   Керамические обжиговые стеновые материалы и изделия из глиняного сырья используют для кладки каменных и армокаменных (кирпичная кладка, упроченная по вертикальным и горизонтальным швам арматурой) наружных и внутренних стен и других конструкций и сооружений, а также для изготовления стеновых блоков и панелей. Эти искусственные каменные материалы классифицируют следующим образом:
   – по способу формования – на изделия, полученные способом экструзии из пластичных масс и способом полусухого формования;
   – по назначению в конструкциях – на конституционные для рядовой кладки под штукатурку или облицовку и лицевые с расшивкой швов, совмещающие функции конституционного и облицовочного материала;
   – по размерам – на кирпичи (полнотелые и пустотелые) и пустотелые укрупненные камни. Сквозные и несквозные, вертикальные и горизонтальные пустоты могут иметь форму щелевидную или цилиндрическую;
   – по средней плотности (кг/м куб. – на особо легкие (до 600), легкие (600…300), облегченные (1300…1600), тяжелые (1600…2200);
   – по прочности (кгс/см кв.) на марки 75, 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300 (изделия с вертикально расположенными пустотами) и марки (25, 35, 50, 100 (с горизонтальными);
   – по морозостойкости – на марки F15, F25, F35, F50, F75 (рядовые изделия) и марки F35, F50, F75, F100 (лицевые). При использовании лицевых изделий для внутренней облицовки марка по морозостойкости должна быть не менее F15.
   Водопоглощение для полнотелого рядового и лицевого кирпича – не менее 8 %, для рядовых и лицевых пустотелых изделий – не менее 6 %.
   Основными видами стеновых керамических изделий являются следующие.
   Кирпич (полнотелый или пустотелый): одинарный длиной 250 мм, шириной 120 мм, толщиной 65 мм; утолщенный длиной 250 мм, шириной 120 мм, толщиной 88 мм; модульных размеров одинарный – 288 мм, 138 мм, 65 мм соответственно; утолщенный с горизонтальным расположением пустот – 250 мм, 120 мм, 98 мм.
   Стеновой камень: модульных размеров укрупненный – длиной 288 мм, шириной 288 мм, толщиной 88 мм; укрупненный – длиной 250 мм, шириной 250 мм, 188 мм; укрупненный – длиной 250 мм, шириной 250 мм, толщиной 138; укрупненный с горизонтальным расположением пустот – длиной 250 мм, шириной 250 мм, толщиной 120 мм, а также длиной 250 мм, шириной 200 мм, шириной 80 мм и длиной 250 мм, шириной 250 мм, толщиной 88 мм.
   Керамические кирпичи и камни по плотности и теплотехническим свойствам в высушенном до постоянной массы состоянии разделяют на следующие группы:
   – эффективные, пустотелые плотностью не более 1400 кг/м куб. (кирпич) и 1450 кг/м куб. (камни), улучшающие теплотехнические свойства стен и позволяющие уменьшить их толщину по сравнению со стенами из полнотелого кирпича;
   – условно эффективные, малопустотелые плотностью более 1400 кг/м куб. (кирпич) и 1450 кг/м куб. (камни), улучшающие теплотехнические свойства ограждающих конструкций без снижения толщины;
   – обыкновенный кирпич плотностью свыше 1600 кг/м куб.
   Условное обозначение керамических изделий должно состоять из названия, вида, назначения, марки по прочности, морозостойкости и обозначения настоящего стандарта. Например, обозначение кирпич КРО (КЛО) – 100/35 СТБ 1160-99 означает: кирпич керамический рядовой (лицевой) полнотелый одинарный, марки по прочности 100 и морозостойкости F35.
   Обыкновенный керамический кирпич применяют для кладки столбчатых фундаментов в малоэтажных жилых и гражданских зданиях, стен подвалов и подпорных стен. Кирпич и керамические камни применяют для заводского изготовления стеновых блоков и панелей.
   Панели в зависимости от назначения выпускают однослойными, двухслойными и трехслойными. В многослойных панелях для наружных стен один из слоев для снижения теплопроводности выполняют из плитных теплоизоляционных материалов.
   Для отделки фасадных поверхностей панелей применяют лицевые кирпичи и камни или штукатурные растворы на белом или цветном портландцементе с добавками дробленых горных пород.
   В настоящее время проводятся меры по ужесточению требований к величине нормативного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций, которые связаны с экономией энергоресурсов, в связи с чем совершенствуется технология производства стеновой керамики. Так, полнотелый кирпич уступил место пустотелому, затем была разработана технология получения поризованного кирпича (ГОСТ 530, ТУ 5741-017-03984362-98, DIN 105).
   Ячеистая структура материала, образованная за счет введения предусмотренных минеральных и органических порообразующих добавок, позволяет значительно увеличить размеры изделия, в связи с чем возможен переход от многорядной кладки к однорядной, в которой длина кирпича соответствует толщине несущей стены. Применение укрупненных камней, имеющих на боковых гранях пазы и гребни, исключает необходимость выполнения вертикальных швов.
   Чтобы обеспечить максимальный теплотехнический эффект, рекомендуется в качестве кладочного использовать раствор на легких заполнителях – перлите и керамзите, обладающих пониженной теплопроводностью. Для исключения попадания раствора в пустоты, его укладывают на пластиковую или стеклосетку. Такой тип кладки не только исключает так называемые мостики холода, но и экономит расход кладочного раствора.
   Для повышения теплозащитных свойств и качества стен является также использование шлифованных крупнозернистых поризованных пустотелых камней, укладываемых на специальный клеевой состав толщиной слоя 1 мм. Эти камни размером 200 х 249 х 500 мм и 375 х 249 х 250 мм имеют соответственно вес 18,2 и 17, 3 кг, термическое сопротивление 0,76 и 3,06 м кв. . К/Вт, прочность на сжатие 12 и 8 МПа и звукоизолирующую способность 44 и 51 дБ. Их используют при плотности 600…1400 кг/м куб. для кладки несущих однослойных наружных стен. Высокие эксплуатационные свойства изделий обеспечивает ввод в формовочную массу отощающих и поризующих добавок. В качестве отощающих добавок используют шлифованную пыль, полученную после обработки обожженных изделий, в качестве поризующих добавок применяют смесь опилок и гранулированных бумажных отходов.
   Глиняная черепица. Черепицу из глины применяют для устройства кровель и малоэтажном жилом строительстве. Получают черепицу путем пластического формования из высокопластичных и среднепластичных высокачественных глин. В зависимости от формы и назначения изготовляют пазовую штампованную, пазовую ленточную, плоскую ленточную и коньковую черепицу.
   Черепица должна иметь ровные края без отбитостей, гладкие поверхности без трещин и известковых включений. Правильно обожженная черепица при легком постукивании металлическим предметом издает чистый звук. Это долговечный материал, обладающий огнестойкостью, высокой плотностью, маркой по морозостойкости F25 и прочностью на излом от 7 до 10 МПа. Однако черепица обладает большой массой (до 65 кг/м кв.), хрупкостью, ее применение возможно только в кровле с уклоном не менее 30%. С целью снижения веса и облегчения кровли в некоторых странах ленточную черепицу формуют пустотелой.
   Производство этого строительного материала связано с жесткими требованиями к качеству сырья, что в значительной степени ограничивает его производство. В настоящее время внедрено получение черепицы методом полусухого прессования со специальной обработкой поверхности, повышающей водонепроницаемость и морозостойкость кровельного материала из глинистых сланцев, малопластичной глины, лессовидных суглинок.
   Керамические трубы. Канализационные керамические трубы представляют собой длинномерные пустотелые изделия с плотным спекшимся черепком, полученным из огнеупорных и тугоплавких глин, покрытые снаружи и внутри кислотостойкой глазурью и имеющие на одном конце раструб. В настоящее время развивается производство более экономичных безраструбных труб, которые соединяются муфтами-кольцами.
   Керамические трубы используют при строительстве безопорных сетей для транспортировки агрессивных отходов химических производств, а также водопроводных сетей, проходящих в агрессивных грунтовых водах. Они более коррозиостойкие, чем чугунные, бетонные и железобетонные. Производят канализационные трубы диаметром 150…600 мм с длиной ствола 800…1200 мм и толщиной стенки 19…41 мм. Водопоглощение труб – не более 8 %, кислотостойкость – не менее 93 %. Трубы должны выдерживать внутреннее гидравлическое давление не менее 0,15 МПа в течение 5 минут и внешнюю нагрузку на 1 м длины 20…30 кН в зависимости от диаметра труб.
   Дренажные трубы представляют собой керамические неглазурованные изделия с гладкой поверхностью и сквозными канавками или прорезями для повышения водопроницаемости. Такие трубы предназначены для сбора и отвода грунтовых вод с целью понижения их уровня и осушения почвы. Их выпускают без раструбов внутренним диаметром от 40 мм до 200 мм и длиной от 33 мм до 500 мм. Трубы должны выдерживать внутреннее гидравлическое давление не менее 0,05 МПа и иметь морозостойкость не ниже F15.

Облицовочные материалы и изделия

   Керамические облицовочные материалы и изделия применяют для вертикальной и горизонтальной отделки поверхностей с целью защиты их от увлажнения, механического повреждения, воздействия огня, химических веществ, обеспечения требуемых гигиенических норм, удобства уборки, придания облицовочным поверхностям декоративности.
   Различают наружную облицовку и внутреннюю. Для облицовки фасадов применяют следующие облицовочные изделия:
   – кирпич лицевой сплошной,
   – кирпич лицевой пустотелый,
   – пустотелые лицевые камни,
   – керамические плитки,
   – фасонные детали для устройства сливов, карнизов.
   Керамические лицевые кирпичи и камни. В современном строительстве лицевой кирпич применяют для отделки внутренних стен лестничных клеток, вестибюлей, переходов, отдельных архитектурных элементов зданий, интерьеров.
   Кирпич. Керамические лицевые кирпич и камни от обыкновенных отличаются большей точностью формы и размеров, однородностью цвета и оттенка в данной партии. Эти изделия сочетают в себе свойства конструкционных и отделочных материалов. Подбирая исходное сырье, вводя пигменты и регулируя время и температуру обжига, получают кирпич разных оттенков от белого до коричневого.
   Чтобы придать кирпичу большую декоративность, лицевую поверхность отделывают ангобом или глазурью. Ангобированный кирпич получают путем нанесения декоративного керамического покрытия (ангоба) толщиной 0,2 мм. Сырьевым материалом для получения ангобов служат беложгущиеся глины и стеклобой, а также мел, каолин и кварцевый песок. Чтобы получить цветное покрытие в состав ангоба, вводят 7 % минеральных красителей. Ангобы наносят на отформованные изделия в виде керамической суспензии средней плотности.
   Глазурованный кирпич получают путем нанесения глазурного покрытия на обожженный кирпич способом двукратного обжига. После первого обжига кирпич зачищают карборундовым камнем или шлифуют, удаляют с поверхности пыль, увлажняют и пульверизатором наносят глазурное покрытие. После сушки глазурного покрытия кирпич обжигают вторично.
   Разработана также технология получения двухслойного кирпича с лицевым слоем из цветной или белой глины с красителями. Кроме изделий, имеющих строго геометрическую форму, выпускают камни и кирпичи лицевые профильные, форма и размер которых оговариваются заказчиком.
   Для зданий, возводимых из кирпича, лицевой кирпич является наиболее экономичным видом облицовки фасадов зданий. Применение лицевого кирпича по сравнению с мокрой штукатуркой снижает стоимость 1 кв. м стены почти на 20 %, уменьшает трудовые затраты на 25 % и сводит до минимума эксплуатационные затраты на содержание здания.
   Керамическая плитка. В современном строительстве керамические плитки, как правило, применяют в качестве отделочного материала для внешней и внутренней облицовки. Керамические плитки обладают высокой архитектурной выразительностью, хорошими физико-механическими свойствами, сравнительно невысокой стоимостью, недефицитностью исходного сырья. Применение новой технологии изготовления керамических плиток, основанной на полусухом прессовании и скоростном обжиге в специальных печах, дает им возможность занять ведущее положение среди строительных отделочных материалов.
   При производстве плиток для облицовки фасадов применяют беложгущиеся легкоплавкие глины с добавлением отощающих добавок и плавней.
   Их производят методом прессования из порошкообразных масс толщиной от 4 мм до 9 мм и методом литья из керамических суспензий, толщиной до 3 мм. Изготовление керамических плиток состоит из нескольких этапов:
   – приготовление пресс-порошка в башенных распылительных сушилах,
   – прессования,
   – сушки,
   – глазурования,
   – обжига.
   Чтобы разрушить природную структуру глины, удалить или измельчить крупные включения, придать пластические свойства, глину измельчают в мельницах, а затем увлажняют для получения однородной массы (шликера). Далее в распылительных сушилах, где совмещаются процессы обезвоживания, дробления и сепарации, получают пресс-порошок. Использование распылительных сушил позволяет сократить потери массы и добиться получения пресс-порошка стабильного гранулометрического состава и постоянной влажности. Затем на специальных весах осуществляется прессование плиток. Сушат плитки в конвейерно-поточных щелевых сушилах или на поточно-конвейерных линиях со щелевыми печами.
   В основном керамические плитки производят трех видов: для облицовки стен, полов, фасадов. В зависимости от области применения к ним предъявляют различные требования по внешнему виду и физико-механическим свойствам.
   Плитки могут быть квадратными и прямоугольными, размером от 21 х 21 мм до 250 х 140 мм. Лицевая поверхность фасадных плиток может быть с естественно светлоокрашенным черепком и глазурованной. По фактуре она может быть гладкой или рифленой, матовой или блестящей. Обратную сторону плиток делают рифленой для более прочного сцепления с раствором. Фасадные изделия должны иметь водопоглощение от 16 до 14 % и морозостойкость не ниже F25. В зависимости от рельефа лицевой поверхности выпускают также цветные архитектурные плитки типа «робм», «лепесток», «шары», «волна», «диагональные» и др.
   Используют плитки также для облицовки наружных поверхностей железобетонных стеновых панелей, цоколей зданий, подземных пешеходных переходов и проездов транспорта. В современном строительстве успешно применяют новые технологии керамической отделки фасадных поверхностей бетонных панелей, например, прямое глазурование керамическими глазурями бетонной поверхности с последующим расплавлением глазури в течении 4 минут при температуре 900 0С в электрической экранной печи.
   Не рекомендуют применять керамические плитки для облицовки стен из кирпича и ячеистого бетона из-за разной структуры материалов, возможного скопления влаги на границе раздела и, как следствие, отслоения облицовки.
   Для внутренней облицовки используют керамические глазурованные и неглазурованные плитки квадратной, прямоугольной и фигурной формы различных размеров, цветов и рисунков. Плитки всех сортов должны быть одного оттенка без трещин и волнистостей. Водопоглощение плиток не должно превышать 16 %, средний предел прочности при изгибе – не менее 12 МПа. Плитки должны выдерживать без появления дефектов перепады температур от 125 до 20 0С. Их используют для облицовки внутренних стен лечебных и торговых помещений, столовых и кухонь, санитарных узлов, бытовых помещений, плавательных бассейнов и др.
   Для отделки полов, к которым предъявляют требования по чистоте, износостойкости, химической стойкости и декоративности, выпускают керамические одноцветные и многоцветные плитки, квадратные, прямоугольные, шестигранные, пятигранные с длиной грани 50…100 мм, толщиной 10…13 мм, а также ковры из мелкоразмерных плиток определенного рисунка, плитки типа «паркет» с тисненым рисунком, имитирующим ценные породы дерева, рельефные плитки с глазурным покрытием, керамические плиты универсального назначения длиной до 1,5 м, шириной 0,5 м и др.
   Полы из керамических плиток водонепроницаемы, хорошо сопротивляются истирающим усилиям, легко моются, долговечны, кислотостойки и щелочестойки. Такие полы устраивают в помещениях, подверженных систематическому увлажнению – в банях, санитарных узлах, прачечных, вестибюлях, школах, торговых залах, на лестничных площадках жилых и общественных зданий, а также в производственных помещениях некоторых предприятий. Водопоглощение плиток должно быть не более 4 %, число твердости – 7…8 по шкале Мооса, кислотостойкость – 92…98 %, прочность на сжатие – 180…250 МПа.
   Чтобы повысить ударную прочность, стойкость к истирающим нагрузкам и морозостойкости, в состав жесткой формовочной массы вводят каменные высевки горных пород. Так, каменные высевки гранита позволяют получить изделия с гладким или рельефным рисунком лицевой поверхности под природный камень различных оттенков, полированный и неполированный. Такие плитки могут быть использованы для внутренней и наружной облицовки ступеней и полов.
   В качестве фильтрующих материалов (труб, плит, фильтров), а также для диффузионных и аэрационных процессов применяют керамические пористые изделия. Такие изделия с успехом применяют для аэрации сточных вод, очистки никелевых пульп от углекислоты, аэрации порошков, тонкой очистки бензина, аэрации оборудования гидрогеологических и водозаборных скважин, аэрации при очистке промышленных и бытовых вод, фильтрации аммиака и аммиачно-воздушной смеси от посторонних примесей и др.
   Керамические пористые изделия характеризуются высокой химической и механической стойкостью, долговечностью, огнестойкостью и компактностью. В строительстве чаще всего применяют песчано-силикатные, шамотно-силикатные и фаянсовые многошамотные изделия. Важнейшим показателем пористой керамики является размер пор.
   Изготовляют керамические пористые изделия в виде свечей, стаканов, труб, плит, дисков и др.
   К материалам и изделиям специального назначения относятся санитарно-технические: умывальники, раковины лабораторные, мойки, ванны и т.д. В качестве основного сырья для их производства используют беложгущиеся каолиновые глины, полевые шпаты для снижения температуры обжига, бой обожженных изделий (отощающие добавки).
   В зависимости от соотношения в формовочной смеси глины и пород полевого шпата, придающих за счет стеклообразования при обжиге повышенную плотность и прочность керамическому черепку, методом литья получают фаянсовые, полуфарфоровые и фарфоровые изделия.
   Фаянсом называют белый пористый черепок водопоглощением 9…12 %, прочностью до 100 МПа. Все фаянсовые изделия глазуруют для придания им водонепроницаемости и улучшения внешнего вида.
   Фарфор – это плотноспекшийся черепок прочностью 500 МПа, водопоглощением 0,2…0,5 %, теплостойкий, химически стойкий. Он просвечивается в проходящем свете.
   Полуфарфор занимает промежуточное положение по составу массы и свойствам. Он обладает повышенными санитарно-гигиеническими и механическими свойствами. Прочность на сжатие изделий из него составляет 150…200 МПа, водопоглощение – от 2 до 5 %.
   Кислотоупорные изделия. Кислотоупорные изделия применяют для футеровки башен и резервуаров на химических предприятиях, для устройства полов и защиты стен в цехах с агрессивными средами. Такие изделия, как кислотоупорный кирпич, кислотоупорная и термокислотоупорная плитка, фасонные детали должны быть химически стойкими, обладать прочностью и термической устойчивостью. Эти свойства изделиям обеспечивает целенаправленный подбор сырья, основу которого составляют чистые кислотоупорные, тугоплавкие и огнеупорные глины, спекающиеся при температуре 1100…1200 градусов.
   Кислотоупорный кирпич изготавливают трех классов – А, Б и В. Качество изделий оцениваю по кислотостойкости (не менее 96 %), водопоглощению (не более 8,5 %), пределу прочности при сжатии (не менее 35 МПа), термической стойкости и водонепроницаемости в течение 24 часов.
   Кислотоупорные керамические трубы изготовляют таким же методом, как и канализационные. Они имеют плотный спекшийся черепок, с обеих сторон покрытый глазурью. Отличаются кислотоупорные трубы высокой плотностью и прочностью, малым водопоглощением и высокой устойчивостью к действию кислот. Применяются кислотоупорные керамические трубы для перемещения неорганических и органических кислот и газов при разряжении и давлении до 0,3 МПа.
   Кислотостойкие плитки в зависимости от назначения и состава производят следующих марок:
   К – кислотоупорные;
   КФ – керамические фарфоровые;
   ТК – термокислотоупорные;
   ТКД – термокислотоупорные дунитовые (дунит – горная порода, повышающая термостойкость);
   ТКГ – термокислотоупорные для гидролизной промышленности;
   КШ – кислотоупорные шамотные (шамот – спекшаяся термостойкая глина);
   ТКШ – термокислотоупорные для строительных конструкций. Соответствие изделий ГОСТу 961 проверяют по тем же показателям, что и для кирпича. Кислотоупорные и термокислотоупорные плитки имеют плотно спекшийся черепок, высокую прочность, низкое водопоглощение (не более 9 %), высокую кислотостойкость – 96 – 98 %, высокую термическую стойкость. Плитки типа ТКГ должны обладать кислотостойкостью 97 %, водопоглощением не более 6 %, пределом прочности при сжатии не менее 25 МПа и термической стойкостью 10 теплосмен. Применяют их, как и плитки ТК для футеровки варочных котлов целлюлозной, гидролизной и других отраслей промышленности.

Огнеупорные керамические материалы и теплоизоляционные керамические материалы

   Огнеупорные материалы в виде кирпича и фасонных изделий используют для футеровки печей, топок и других аппаратов, работающих при высоких температурах. К этим материалам предъявляют требования по прочности, огнеупорности, теплостойкости, химической стойкости против воздействия различных газов, расплавленных металлов, шлаков, стекломассы.
   Эти материалы разделяют на огнеупорные (1580…1770 0С), высокоогнеупорные (1770…2000 градусов) и высшей огнеупорности (выше 2000 градусов). В зависимости от химико-минералогического состава их классифицируют на динасовые кремнеземистые (до 1780 0С, прочность 15…35 МПа), шамотные (до 1750 градусов, прочность при сжатии 10…12,2 МПа) и высокоглиноземистые (2000 градусов и выше).
   К теплоизоляционным керамическим материалам относятся диатомитовые, пенодиатомитовые, перлитодиатомитовые изделия, а также такие рыхлые сыпучие материалы, как керамзитовый щебень, гравий, щебень, песок, аглопористый песок.
   В виде высокопористого огнеупорного кирпича теплоизоляционные материалы получают из осадочных глинистых пород – трепела и диатомита. Производство изделий осуществляют пеновым методом и (или) методом выгорающих добавок. Диатомовые изделия способом выгорающих добавок получают следующим образом. Диатолит предварительно подсушивают, измельчают и смешивают с древесными опилками или иными органическими дисперсными добавками. Затем смесь увлажняют и из полученной массы экструзионным способом формуют изделия, которые затем обжигают.
   При обжиге органические добавки выгорают и образуют поры, а частицы диатомита спекаются, и изделия приобретают заданную прочность. Производство пенодиатомитовых изделий включает следующие этапы:
   – подготовка сырья;
   – приготовление пенодиатомитовой массы и формирование из нее изделий;
   – стабилизацию пористой структуры изделий методом сушки;
   – образование пористого керамического черепка обжигом.
   Наибольшее снижение средней плотности достигается сочетанием нескольких технологических приемов: повышенного водозатворения, введения пористого заполнителя (вспученного перлитового песка) и воздухововлекающих добавок. Плотность полученных изделий колеблется от 300 до 500 кг/м куб., предел прочности при сжатии – 0,6…1,2 МПа. Применяется для тепловой изоляции строительных конструкций и сооружений, промышленного оборудования и трубопроводов при температуре изолируемых поверхностей до 900 0С.
   Керамзит. Керамзит представляет собой гравий ячеистой структуры. Сырьем для его получения служат хорошо вспучивающиеся легкоплавкие пластичные глинистые породы с добавкой минералов, содержащих большое количество кристаллизационно связанной воды (гидрослюды) или золы теплоэлектростанций. Увеличение объема материала (вспучивание) в процессе обжига происходит в результате газообразования и парообразования в размягченной, частично расплавленной массе полуфабриката и приводит при быстром охлаждении к закреплению пористой замкнутой структуры оплавленных с поверхности гранул.
   Основным способом получения керамзита является пластический способ, при котором глинистое сырье проходит несколько стадий помола и перемешивается до получения однородной массы. Далее из этой массы на дырчатых вальцах или специальных прессах формуют сырцовые гранулы в виде цилиндриков диаметром 6…12 мм. Их окатывают, подсушивают и подают во вращающуюся печь на обжиг и вспучивание. Чтобы придать керамзиту заданную прочность за счет образования кристаллов из расплава температуру с 1150 до 600…800 0С снижают сначала медленно, а затем быстро для придания защитной оплавленной поверхности, которая обеспечивает замкнутую, ячеистую структуру.
   По величине гранулы могут быть от 5 до 40 мм, насыпной плотности 150…800 кг/м куб. Предел прочности на сжатие 0,4…4 МПа, водопоглощение 15…25 %. Применяют керамзит при производстве керамзитобетонных стеновых панелей, а также панелей покрытий и перекрытий. Как сыпучий, легкий теплоизоляционный материал, его применяют для заполнения колодезной кладки при возведении наружных стен, утепления полов и крыш.

Шамотные теплоизоляционные огнеупорные изделия

Шамот представляет собой обожженную до спекания огнеупорную глину, подвергнут измельчению до определенной дисперсности. Он является отощителем, снижающим воздушные и огневые усадки керамической массы при сушке и обжиге изделий. Шамотные теплоизоляционные огнеупорные изделия получают путем обжига сырца, изготовленного из огнеупорных глин или каолинов с отощением шамота, полученным из тех же или близких по химическому составу глин.
Аглопорит. Аглопорит производят путем спекания на специальной колосниковой решетке гранулированной смеси – шихты, состоящей из воды, малопластичных глинистых пород – суглинков, трепела, опоки – промышленных отходов – шлаков, зол и продуктов обогащения угля или горючих сланцев. Сверху шихту поджигают. За счет горения сланцев и опилок создается температура до 1400 градусов, которая обеспечивает образование пористой остеклованной массы, которую после охлаждения дробят на щебень размером от 5 до 40 мм и песок размером 0,14…5 мм. Насыпная плотность аглопорита составляет в зависимость от фракции от 400 до 1100 кг/м куб., прочность при сдавливании в цилиндре – от 0,3 до 1,6 МПа. В основном аглопорит используют в качестве заполнителя для конструкционных легких бетонов и теплоизоляционных засыпок.

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 Строительные керамические материалы и изделия