Используемые материалы - Строительные материалы

Строительные материалы.

Строительные материалы - природные и искусственные материалы и изделия, используемые при строительстве и ремонте зданий и сооружений. Различия в назначении и условиях эксплуатации зданий (сооружений) определяют разнообразные требования к строительным материалам и их обширную номенклатуру. Различают 2 основные категории строительных материалов: общего назначения (например, цемент, бетон, лесоматериалы), применяемые при возведении или изготовлении разнообразных строительных конструкций, и специального назначения (например, акустические, теплоизоляционные, огнеупорные материалы). По степени готовности строительные материалы условно делят на собственно строительные материалы. (вяжущие материалы, заполнители и т.д.) и строительные изделия - готовые детали и элементы, монтируемые в здании на месте строительства (железобетонные панели, санитарно-технические кабины, дверные и оконные блоки и т.п.).

Индустриализация и расширение масштабов современного строительства ведут к повышению доли готовых строительных изделий в общем объёме производства строительных материалов Увеличение выпуска строительных материалов в виде изделий, отличающихся высокой степенью заводской готовности, способствует росту производительности труда, снижению стоимости и ускорению темпов строительства. По совокупности технологических и эксплуатационных признаков строительные материалы принято подразделять на следующие основные группы.


Природные каменные материалы

Горные породы, подвергнутые механической обработке (облицовочные плиты, стеновые камни, щебень, гравий, бутовый камень и др.). Внедрение прогрессивных методов добычи и обработки камня (например, алмазной распиловки, термообработки) существенно снижает трудоёмкость изготовления и стоимость каменных материалов и расширяет объём их применения в строительстве.

Лесные материалы и изделия

Строительные материалы, получаемые главным образом механической обработкой древесины (круглый лес, пиломатериалы и заготовки, паркет, фанера и др.). В современном строительстве в большом масштабе используются пиломатериалы и заготовки для различных столярных изделий, встроенного оборудования зданий, погонажных изделий (плинтусов, поручней, накладок и др.). Перспективны клеёные изделия из древесины.

Керамические материалы и изделия

Керамические материалы и изделия изготовляют из глиносодержащего сырья посредством его формования, сушки и обжига. Широкий ассортимент, высокая прочность и долговечность керамических строительных материалов обусловливают разнообразные области их применения в строительстве: в качестве стеновых материалов (кирпич, керамические камни) и санитарно-технических изделий, для наружной и внутренней облицовки зданий (керамическая плитка) и др. К керамическим строительным материалам относится также пористый заполнитель лёгких бетонов - керамзит. Неорганические вяжущие вещества - преимущественно порошкообразные материалы (цементы различных видов, гипс, известь и др.), образующие при смешении с водой пластичное тесто, приобретающее затем камневидное состояние. Один из важнейших неорганических вяжущих материалов - портландцемент и его разновидности.
Бетоны и растворы - искусственные каменные материалы с широким диапазоном физико-механических и химических свойств, получаемые из смеси вяжущего вещества, воды и заполнителей. Основной вид бетона - цементный бетон. Наряду с ним в современном строительстве применяют изделия из силикатного бетона. Весьма эффективны лёгкие бетоны, используемые для изготовления крупноразмерных сборных конструкций и изделий. Для увеличения прочности конструктивных элементов на изгиб и растяжение используют материал, представляющий собой сочетание бетона со стальной арматурой - железобетон. Бетоны и строительные растворы применяют непосредственно на строительных объектах (монолитный бетон), а также для изготовления строительных изделий в заводских условиях (сборный железобетон). К этой же группе строительных материалов относятся асбестоцементные изделия и конструкции, получаемые из цементного теста, армированного асбестовым волокном.

Металлы

В строительстве применяют в основном стальной прокат. Сталь используют для изготовления арматуры в железобетоне, каркасов зданий, пролётных строений мостов, трубопроводов, отопительных приборов, как кровельный материал (кровельная сталь) и т.д. Получают распространение в качестве конструкционных и отделочных строительных материалов алюминиевые сплавы.

Теплоизоляционные строительные материалы

Применяются для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий, сооружений, промышленного оборудования, трубопроводов. В эту группу входит большое количество разнообразных по составу и строению материалов: минеральная вата и изделия из неё, ячеистые бетоны, асбестовые материалы, пеностекло, вспученные перлит и вермикулит, древесноволокнистые плиты, камышит, фибролит и др. Использование теплоизоляционных строительныех материалов в ограждающих конструкциях позволяет значительно снизить массу последних, уменьшить общий расход материалов и сократить энергозатраты на поддержание необходимого теплового режима здания (сооружения). Некоторые теплоизоляционные материалы находят применение в качестве акустических материалов. Стекло. Применяется главным образом для устройства светопрозрачных ограждений. Наряду с обычным листовым стеклом выпускаются стекло специального назначения (армированное, закалённое, теплозащитное и др.) и стеклянные изделия (стеклоблоки, стеклопрофилит, стеклянные облицовочные плитки и др.). Перспективно использование стекла для наружной отделки зданий (стемалит и др.). По технологическим признакам к стеклянным строительным материалам относят также каменное литьё, ситаллы и шлакоситаллы. Органические вяжущие вещества и гидроизоляционные материалы - битумы, дёгти и получаемые на их основе асфальтобетон, рубероид, толь и др. материалы; к этой группе строительныех материалов относятся также полимерные вяжущие, используемые для получения полимербетонов. Для нужд сборного домостроения выпускают герметизирующие материалы в виде мастик и эластичных прокладок (гернит, изол, пороизол и др.), а также гидроизоляционные полимерные плёнки.

Полимерные строительные материалы

Это  большая группа материалов, получаемых на основе синтетических полимеров. Они отличаются высокими механическими и декоративными свойствами, водо - и химической стойкостью, технологичностью. Основные области их применения: в качестве материалов для покрытия полов (линолеум, релин, поливинилхлоридные плитки и др.), конструкционных и отделочных материалов (бумажнослоистый пластик, стеклопластики, древесностружечные плиты, декоративные плёнки и др.), тепло- и звукоизоляционных материалов (пенопласты, сотопласты), погонажных строительных изделий. Лаки и краски - отделочные строительные материалы на органических и неорганических связующих, образующие на поверхности окрашиваемой конструкции декоративное и защитное покрытия. Широкое распространение получают синтетические лакокрасочные материалы и водоэмульсионные краски на полимерном связующем. Качество строительных материалов характеризуется их маркой - величиной, определяющей основной эксплуатационный показатель строительных материалов (например, прочность, объёмную массу, морозостойкость) или совокупность нескольких показателей. Методы испытаний строительных материалов и технические требования к ним устанавливаются стандартами ( ГОСТами СНиПами) и техническими условиями ( ТУ ). Затраты на стройматериалы в современном строительстве составляют около 60% общей стоимости строительства, поэтому дальнейшее повышение эффективности работ связано с расширением областей применения новых, преимущественно лёгких строительных материалов (лёгких бетонов, полимерных материалов, металлических конструкций на основе лёгких сплавов и др.); с увеличением выпуска специальных строительных материалов (быстротвердеющих цементов, эффективных теплоизоляционных материалов и др.) и повышением качества традиционных строительных материалов. Важный резерв снижения стоимости строительства - расширенное использование местных строительных материалов (например, стеновых камней из лёгких горных пород - туфа, ракушечника и др.) и утилизация отходов промышленности (металлургических шлаков, зол ТЭС, отходов деревообработки и др.). Существенное направление в совершенствовании строительных материалов - создание эффективных отделочных материалов, позволяющих улучшить архитектурно-декоративный облик зданий и сооружений.

Арматура

Если нужно армировать какую-либо железобетонную конструкцию, как правило, используют стержневую и проволочную арматуру гладкого и периодического профиля и канаты из низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Эти конструкции для большей прочности закаляют с прокатного нагрева и подвергают холодной или теплой деформации.

Железобетонные конструкции армируются проволокой, отдельными стержнями, сетками и пространственными каркасами .

Бетон

Бетоном называется сложный материал, который получается в следствии формования и твердения определенным образом подобранной бетонной смеси, которая обеспечивает самому бетону все необходимые характеристики: прочность, водонепроницаемость, морозостойкость и др.

Как правило, бетонная смесь состоит из следующих ингредиентов: вяжущее вещество, вода, заполнители и специальные добавки. Бетонная смесь должна соответствовать основным характеристикам материала: иметь хорошую текстуру, соответствующую используемому способу уплотнения, и при транспортировке и укладке сохранять однородность, полученную при изготовлении. В идеальном варианте пропорции по массе бетонной смеси должны составлять 8—15% цемента, 80—85% заполнителей.

Все бетоны обладают различной плотностью и в зависимости от этого подразделяются на следующие группы:

    - особо тяжелые бетоны, у которых плотность более 2500 кг/м3. Такие бетоны изготавливаются на основе особо тяжелых заполнителей, например, барита, магнетита, чугунного скрапа и используют в строительстве защитных сооружений специальной конструкции;
    - тяжелые бетоны, плотностью 2200—2500 кг/м3. Изготавливаются на основе песка, гравия, щебня из прочных горных пород и используются в строительстве всех несущих конструкций;

    - облегченные бетоны, плотность которых 1800— 2200 кг/м3. В основном такие бетоны используются в несущих конструкциях;

    - легкие бетоны, плотностью 500—1800 кг/м3. В свою очередь эти бетоны подразделяются на:
  • легкие бетоны на пористых природных и искусственных заполнителях;
  • ячеистые бетоны (газобетон и пенобетон), в состав которых входят вяжущая основа, вода, тонкодисперсный кремнеземистый компонент и преобразователь;
  • крупнопористые или беспесчаные бетоны, основанные на плотном или пористом крупном заполнителе без использования мелкого заполнителя;
    - особо легкие бетоны, плотностью не более 500 кг/м3. Они, как правило, ячеистые и основаны на пористых заполнителях. Используются обычно для теплоизоляции.


   1. Цемент. Марка цемента зависит от проектной марки бетона по прочности при сжатии. В том случае, если маркировка цемента выше рекомендованной для того или иного типа бетона, высокоактивный цемент необходимо разбавить тонкомолотым активным ингредиентом. Это позволит избежать перерасхода высокомарочного цемента.

   2. Заполнитель мелкий. В качестве мелкого заполнителя подходит песок. Но при этом необходимо принимать во внимание тот факт, что мелкие частицы, такие, как пыль, глина, ил, увеличивают водопотребность бетонной смеси и дальнейший расход цемента. Таким образом, прежде чем добавлять песок, его необходимо очистить от примесей путем промывки.

   3. Заполнитель крупный. В качестве крупного заполнителя для бетона используют гравий, щебень, размер зерен которых 5—70 мм. Если же бетон предназначается для довольно массивных конструкций, величина зерен щебня может достигать и 150 мм. Любой заполнитель, как крупный, так и мелкий, следует проверять на наличие в них радионуклидов.

   4. Вода. Вода, которая применяется для замешивания бетонной смеси и поливки бетона должна быть очищена от вредных примесей, которые могут снизить схватывание и твердение вяжущей добавки. Для этих целей лучше всего использовать водопроводную питьевую воду или же воду из естественных водоемов. Водородный показатель воды рН должен быть не меньше 4. Вода должна содержать минеральные соли в составе не более 5000 мг/л (сульфатов не более 2700 мг/л). Следует избегать использования болотной, сточной бытовой и промышленной воды, либо тщательно ее очищать.

Для того чтобы приготовить бетонную смесь в домашних условиях, рекомендуются следующие материалы и их пропорции: цемент — 1 часть, песок — 2 части, щебень — 2 части, вода —- 0,7 части. Необходимо учитывать, что для того, чтобы избежать дальнейшего ее расслоения, бетонная смесь не должна быть слишком жидкой. Один из недостатков бетона, как, впрочем, и любого другого каменного материала, — его малая прочность при растяжении. Она примерно в 10—15 раз ниже прочности бетона на сжатие. В железобетоне такого недостатка нет, так как растягивающее напряжение приходится главным образом на арматуру. Близость коэффициентов температурного расширения и прочное сцепление обеспечивают совместную работу бетона и стальной арматуры в железобетонной конструкции как единого целого. Именно поэтому бетон и железобетонные конструкции широко используются в современном строительстве.

Бетонные блоки

Применяются обычно для возведения сборных ленточных фундаментов. На рисунке 19 и 20 показаны размеры стеновых блоков и фундаментных подушек.

Для того чтобы сократить расход бетона и максимально уменьшить вес всей конструкции, блоки, которые используются в строительстве стен подвалов, изготавливают пустотелыми с узкими сквозными пустотами. Ширина таких пустот должна быть не более 40 мм. Или же пустотелые плиты могут быть с широкими замкнутыми пустотами. В грунтах, которые перенасыщены влагой, блоки с пустотами использоваться не могут, поскольку пустоты могут накапливать воду, которая при замерзании может разрушить стенки бетонных блоков.

Бутовый камень (бут)

Бут состоит из каменных кусков, которые имеют неправильную форму. Размер таких кусков не превышает 50 см по наибольшему измерению. Бутовый камень может быть рваный, то есть иметь неправильную форму, и пустелистый. Бутовый камень добывают на разработках местных осадочных и вулканических пород, которые отвечают проектным характеристикам по прочности, морозостойкости и водостойкости. Бут используется в качестве заполнителя для закладки фундамента. Для того чтобы бут можно было использовать в строительстве, он должен быть чистым, не иметь трещин, расслоений и прочих дефектов. Качество бута можно определить, ударив по нему молотком — если за этим следует чистый звук и камень не раскалывается, значит он годен для строительства.

Бутобетон

Используется при возведении фундаментов. В качестве заполнителя применяют камень из карьеров, крупный гравий, щебень, битый кирпич и т. д. Заполнитель выкладывают в слои, каждый из которых имеет толщину 20—25 см. Затем каждый слой заливается раствором нужной марки и трамбуется.

ГИДРО-S

ГИДРО-S представляет собой смесь для гидроизоляции. Основой для такой смеси служит портландцемент марки 400 и минеральной расширяющей добавки ИР-1. ГИДРО-S используется в производстве водонепроницаемых растворов, бетонных смесей и железобетонных конструкций, которые поступают в эксплуатацию без дополнительной гидроизоляции.

Применение в бетонах, железобетонных конструкциях, штукатурных растворах цемента ГИДРО-S вместо обычного цемента позволяет повысить морозостойкость материала на 25—30%, прочность — на 10%, водонепроницаемость — до 0,8—1,2 МПа (до 12 атм/см2 и более). При использовании гидроизолирующей смеси бетоны и растворы приобретают свойство «самолечения» при появлении в них сквозных и несквозных трещин, небольших дефектов. Как только в результате механического воздействия в бетоне появляется трещина шириной не более 0,8 мм, через нее начинает просачиваться влага, и через 3—10 дней такие трещины будут закрыты и водные протоки самостоятельно ликвидируются. ГИДРО-S используется и в тех случаях, когда в фундаментах, очистных сооружениях, бассейнах, подземных гаражах, подвалах, ванных комнатах появляются грунтовые воды. Помимо этого ГИДРО-S рекомендуется и при ремонте сырых и затапливаемых помещений, построенных из железобетонных и бетонных блоков, сборных и монолитных железобетонных конструкций, природного и искусственного камня.

Основание, поверх которого наносится раствор, основанный на цементе ГИДРО-S, обязательно должно быть прочным, чистым, шероховатым для лучшего сцепления, не иметь каких бы то ни было расслоений и трещин, не должно также быть пятен и загрязнений. В противном случае основание необходимо зачистить пескоструйным методом или при помощи металлической щетки, удалить пыль и слегка увлажнить.

Для того чтобы водонепроницаемое покрытие было достаточно прочным и крепким, необходима армирующая сетка, которая изготавливается из кладочной или монтажной проволочной сетки диаметром 2—4 мм и размерами ячейки 5—20 см. Расстояние между сеткой и несущей конструкцией должно быть не менее 5 мм. Следует избегать попадания на поверхность арматуры масла или появления масляной пленки.

Для того чтобы бетонная или железобетонная конструкция была достаточно водонепроницаемой, изготавливают специальный бетон по обычной технологии, но с добавлением смеси ГИДРО-S вместо обычного цемента в количестве 400—550 кг/м3. Если же конструкция должна обладать повышенной водонепроницаемостью, количество ГИДРО-S в смеси может доходить до 600 кг/м3.

Песок или гравий, который добавляют в смесь, должен обязательно быть чистым, без органических и глинистых прослоек и по большей части состоять из фрагментов 10—30 мм. Кроме того, бетон на протяжении 7 минут после залива воды необходимо основательно перемешивать, а при укладке следует подвергать его вибрации.

При ведении бетонных работ обязательное армирование устанавливается либо конструктивно, либо по расчету. Для полов используют каркасные основания из арматуры диаметром 10—12 А-III с ячейками размером 20—25x20—25 см. После того как вся конструкция готова, ее следует поддерживать во влажном состоянии в течение 10—14 дней и предохранять от высыхания. Если позволяют условия, резервуар следует заполнить водой на указанный срок не ранее, чем на 3—4 день после проведения бетонирования.

В состав бетона входят следующие компоненты: цемент ГИДРО-S — 50 кг, песок — 67 кг, щебень —- 100 кг, вода — 20,7 кг, пропорция воды и цемента В/Ц — 0,46.

Жесткость смеси главным образом зависит от количества воды. Наилучший эффект водонепроницаемости дают жесткие смеси — 0,4—0,5 от веса цемента ГИДРО-S. В промышленном производстве возможно изготовление и других марок бетона, но не ниже марки 300, заменяя обычный цемент на ГИДРО-S. Следует также учитывать, что окончательная водонепроницаемость наступает лишь на 28 сутки после изготовления. Бетонные работы следует проводить при температуре не ниже +5°С. В условиях зимы запрещается применение в бетонировании химических реагентов.

Для того чтобы придать штукатурному раствору необходимую водонепроницаемость, следует одну часть цемента ГИДРО-S (400—500 кг/м3 в зависимости от требуемой марки) смешать с 2—3 частями чистого, без каких-либо органических и глинистых вкраплений, песка, модуль крупности которого 0,63—1,5 мм в основной своей массе — 1000—1500 кг/м3, а на особенно ответственных участках фильтрации и просачивания воды — с одной частью песка — 500 кг/м3, добавляют воду из расчета 0,4—0,45 от массы цемента ГИДРО-S и основательно все перемешивают в течение 7 минут.

Как правило, готовый раствор наносится на поверхностью вручную или же при помощи растворонасоса. Раствор следует наносить слоем не менее 2—3 см. После того, как слой схватился, можно нанести еще один, а затем еще и второй слой. Если же на 2—3 день после нанесения раствора появились усадочные трещины, их следует основательно затереть или заштукатурить тем же составом, а затем поддерживать влажность этого места в течение 7—14 дней. Для таких работ цемент ГИДРО-S следует брать из расчета на 1 м2 поверхности и при толщине слоя в 3 см — 13,5—18 кг.

По степени воздействия на организм человека добавка ИР-1 к цементу ГИДРО-S относится к нетоксичным веществам, она пожаровзрывобезопасна. В состав цемента ГИДРО-S входит портландцемент и при контакте с водой ГИДРО-S образует щелочную реакцию, что может повлечь за собой раздражение глаз и кожи. Поэтому работы с этим раствором следует проводить в резиновых перчатках. В случае попадания материала на кожу или в глаза необходимо срочно промыть их большим количеством чистой воды.

Упаковкой для цемента ГИДРО-S служат пятислойные крафт-мешки весом по 40 кг или же двухслойные полиэтиленовые мешки весом по 20, 40 и 50 кг. На каждом мешке должна быть инструкция по применению и хранению материала. Хранить цемент ГИДРО-S следует в прохладном сухом помещении. Срок хранения — 12 месяцев со дня его изготовления.

Гравий

Структурные зерна гравия имеют окатанную форму и гладкую поверхность. Их размер колеблется от 5 мм до 70 мм. Гравий размером по длине от 5 до 20 мм считается мелким, от 20 до 40 мм — средним и от 40 до 70 мм — крупным. Для получения гравия рыхлые осадочные породы просеивают, а в особых случаях применяют метод промывки для того, чтобы вымыть все нежелательные примеси — пыль, глину, слюду.

Гранит

Гранит является декоративным материалом, предназначенным главным образом для облицовки. Гранит имеет разнообразную цветовую окраску, которая зависит от окраски полевых шпатов. Шпаты могут быть белыми, серыми, розовыми, красными, желтыми. Благодаря малой пористости, гранит обладает достаточно высокой морозостойкостью, высоким сопротивлением к истиранию, высокой механической прочностью при сжатии (120—250 МПа). Гранит применяется для облицовки цоколей домов, иногда используется в качестве щебня для морозостойких и высокопрочных бетонов.

Железобетон

Железобетон представляет собой композиционный строительный материал, в состав которого входят бетон и стальная арматура. Благодаря свойствам арматуры железобетон обладает способностью работать на растяжение, что в свою очередь позволяет значительно облегчить элементы строительных конструкций.

Железобетонные конструкции могут быть сборными и монолитными. Монтаж сборных конструкций проводится непосредственно на строительной площадке из определенных элементов, изготовленных в фабричных условиях. При монтаже сборных железобетонных конструкций используют все основные типы бетонов: тяжелый, легкий на пористых заполнителях и ячеистый. Бетонирование монолитных железобетонных конструкций проводится также непосредственно на месте строительства. В современном строительстве наиболее широкое распространение получил монолитный железобетон.

Пластификаторы и другие добавки

Такие материалы служат для улучшения свойств растворов и бетонов.

ISOLA FM-86/8; С-3. Под такой маркировкой выпускаются так называемые суперпластификаторы, которые увеличивают плотность бетона на 30—40%. Они применяются в монолитном строительстве, при возведении фундаментов и стяжек. Применение суперпластификатора способствует увеличению морозостойкости материала в два раза, при этом на 20% экономится цемент. Суперпластификаторы также совместимы с прочими жидкими добавками, они повышают удобоукладываемость смеси и легко придают ей необходимую форму. ISOLA FM-86/8; С-3 является экологически чистым материалом. Расход при применении — 1 литр на 50 кг сухой смеси.

ISOLA ISO-FROST. Такая добавка используется с целью повышения морозостойкости бетона и укладки его при температурах до —15°С. Совместима с жидкими пластификаторами и воздухововлекающими добавками. Экологически чистый материал.

ISOLA RF-505; LPAEA. Относится к разряду жидких воздухововлекающих добавок. Используется для замешивания раствора и бетона фундаментов, полов, стен, потолков с повышенной тепло- и шумозащитой. При использовании этой добавки морозостойкость повышается в 2 раза, также в 2 раза повышается стойкость к расслоениям (по сравнению с обычным портландцементом). К тому же цемент и песок экономятся на 20%. Добавка ISOLA RF-505; LPAEA без труда наносится на потолочные перекрытия и вертикальные опоры, сочетается с другими жидкими добавками. Расход — 1 литр на 50 кг сухой смеси. Экологически чистый материал.

ISOLA VZ-520. Жидкая замедляющая добавка. Замедляет момент первоначального схватывания бетона или другого раствора на 4, 6 и 8 часов. К тому же по сравнению с обычным портландцементом повышает в 2 раза сопротивление к образованию трещин. Сочетается с другими жидкими добавками. Применяется при возведении фундаментов, полов, стяжек, стен, потолков. Расход — 1 литр на 50 кг. сухой смеси.

Керамзит (керамзитовый гравий)

Керамзит состоит из частиц размером не менее 5 мм. Добывают его методом обжига гранул, приготовленных из вспучивающихся глин. Преимущества керамзита перед другими подобными ему материалами — его легкость и высокая прочность. Насыпная плотность керамзита — 250—800 кг/м3, что позволяет ему быть одним из основных пористых заполнителей.

Кирпич

Кирпич производят из легкоплавких глин с добавками или же без них. Полнотелый красный кирпич пластического формования, как правило, используют для возведения фундаментов. В зависимости от параметров кирпич делят на несколько типов:

    - кирпич обыкновенный;
    - кирпич утолщенный;
    - кирпич модульный.

Эти типы кирпичей пластического формования используются при устройстве фундаментов, цоколей, полов, наружных и внутренних стен. Полнотелый кирпич полусухого формования и пустотелый кирпич не пригодны для строительства фундаментов и цоколей ниже уровня гидроизоляции. Обыкновенный кирпич в сухом состоянии обладает плотностью более 1600 кг/м3. Он должен быть нормально обожжен, поскольку плохой обжиг (он придает кирпичу алый цвет) делает кирпич недостаточно прочным, нестойким к влаге и низким температурам. Пережженный кирпич (железняк) имеет плотность, теплопроводность и морозостойкость выше нормы. К тому же пережженый кирпич имеет искаженную форму.

Показатели морозостойкости кирпича — 15, 25, 35 и 50. Такие показатели дают возможность насыщенному влагой кирпичу выдерживать переменное замерзание и оттаивание указанное выше количество циклов. В современном строительстве кирпич является одним из главных строительных материалов, используемых при устройстве фундаментов.

Песок

Песок является рыхлой смесью частиц различных минералов, который входили в состав вулканических, реже осадочных пород: кварца, слюды, полевого шпата, кальцита и др. Размер частиц песка — от 0,16 до 5 мм. На качество песка, который идет на приготовление бетона, в первую очередь оказывают влияние минеральный, зерновой состав и наличие в нем вредных примесей. Некоторые примеси, такие как, например, органика, понижают плотность бетона и даже разрушают цемент.

По местам добычи и соответствующим характеристикам песок может быть речной, озерный, горный и овражный. Следует учитывать, что овражный и горный пески засорены глинистыми примесями, а озерный — илом. Грязный песок необходимо промыть. Содержание нежелательных примесей не должно превышать 5%.

Чистый песок называют тяжелым, а при добавлении в него пемзы, шлака — легким. Песок используется как мелкий заполнитель для бетона. При приобретении песка обязательно требуйте сертификат о содержании в нем радионуклидов.

Свая

Свая представляет собой стержень, заглубленный в грунт. На сваю приходится нагрузка от здания. По материалу сваи делятся на деревянные, стальные, бетонные, железобетонные и комбинированные. В сечении сваи могут быть:

    - сплошными (250x350 мм);
    - квадратными (от 250х250 мм до 400x400 мм);
    - квадратными с круглой полостью внутри.

Повышенным спросом при строительных работах пользуются сваи трубчатого сечения диаметром от 400 до 700 мм. В нижнем конце такой сваи — пустота или вставка железобетонного башмака для использования в грунтах, дающих возможность использовать вибропогружатели.

Также широко используются и короткие сваи (от 3 до 6 м длиной). Такие сваи заглубляются в грунты с нормативным давлением от 2 кг/см2 и выше. Сопротивление острия под нижним концом такой сваи достигает 80—85% от общего сопротивления сваи. Именно благодаря этому, повышается несущая способность короткой сваи, даже несмотря на ее малую длину.

Сваи могут располагаться в один ряд, в два ряда или в шахматном порядке — в зависимости от величины нагрузок, приходящихся на грунт основания, и механических характеристик грунта. Для возведения колонн используют «кусты» свай. Верхние концы свай соединяют между собой железобетонным ростверком. Если сваи расположены в один ряд, ширину ростверка принимают сечением 250x250 мм или 300x300 мм, высоту — 400—500 мм. Ростверк может быть монолитным или сборным. При монтаже сборного ростверка его соединяют со сваями при помощи железобетонного оголовка с отверстием в виде усеченного конуса. Такой оголовок должен быть подготовлен заранее. Верхние части заглубленных свай для обнажения арматуры следует срубать, а верхний уровень свай выравнивать цементно-песчаным раствором до проектного деления. Поверх выровненной верхушки сваи устраивают оголовок, в конусное отверстие которого пропускают оголенную арматуру, после чего отверстие заполняют бетонной смесью и на оголовки свай укладывают элемент сборного ростверка. Затем к накладным частям в оголовке и ростверке приваривают стальные накладки, замоноличивая их цементным раствором.

Цемент

Портландцемент. Портландцемент представляет собой вяжущее вещество, регулирующее сроки схватывания цемента. Изготавливается он путем тонкого измельчения клинкера и с добавлением гипса (3—5%). Клинкер же в свою очередь готовится из известняка с высоким содержанием углекислого кальция (мел, плотный известняк и пр.) и глинистых пород (глины, глинистые сланцы). На 1 т цемента приходится примерно около 1,5 т минерального сырья. Примерное соотношение между карбонатной и глинистой составляющими сырьевой смеси 3:1 (около 75% известняка и 25% глины). Определяется портландцемент по следующим характеристикам:

    - минеральный состав;
    - вещественный состав;
    - тонкость помола;
    - сроки схватывания;
    - нормальная густота;
    - марка по прочности и др.

Вещественный состав цемента должен быть обязательно указан в паспорте на материал. Он выражает содержание в цементе (в процентах по массе) главных фобизирующих добавок (допустимое значение не более 0,3% от массы цемента). Плотность портландцемента (без минеральных добавок) — 3,05—3,15. На насыпную плотность влияет уплотнение. Насыпная плотность рыхлого цемента составляет 1100 кг/м3, у сильно уплотненного — до 1600 кг/м3, средний же показатель — 1,300 кг/м3.

Водопотребность цемента определяется количеством воды (в процентах от массы цемента), которое необходимо для получения теста нормальной густоты. Для портландцемента этот показатель составляет 22—28%. При смешивании его с минеральными добавками, которые имеют осадочное происхождение (опока, трепел, диатомит) водопотребность цемента увеличивается и может доходить до 32—37%.

Портландцемент подразделяется на марки: 400, 500, 550, 600. В целях соответствия европейским стандартам цемент делится на классы: 22,5; 32,5; 42,5; 55,5 МПа. Цемент содержат раздельно по видам и маркам. Нельзя смешивать разные цементы.

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ). Представляет собой смесь с минеральными добавками, которые придают смеси повышенную прочность, достигающую более половины марочной прочности цемента через трое суток твердения. Помол БТЦ производится более тонко до удельной поверхности 3500—4000 см2/г (для обычного портландцемента — 2800—3000 см2/г), что позволяет ускорить процесс твердения цемента. БТЦ производят М400 и М500 с нормативными показателями прочности.

Особый быстротвердеющий высокопрочный портландцемент (ОБТЦ). Производится марка М600, тонкость помола — около 4000 см 2/г, в возрасте одних суток имеет предел прочности 20—25 МПа, а через трое суток — 40 МПа. Такой цемент используется при производстве сборных железобетонных конструкций, а также при бетонных работах в низких температурах (зимой). ОБТЦ не следует использовать при строительстве массивных конструкций, поскольку он обладает повышенным тепловыделением.

Белый портландцемент. Клинкер белого цемента производят из известняков и белых глин, в которых практически не содержится оксидов железа и марганца, придающих обычному портландцементу зеленовато-серый цвет. Выпускаются марки М400 и М500.

Цветные декоративные портландцементы. Такие портландцементы производятся путем примешивания к белому цементу щелочестойких пигментов (например, охры).

Напрягающий цемент. В состав этого вида цемента входят: портландцемент (65—75%), глиноземистый цемент (13—20%), гипс (6—10%). При контакте с водой сначала застывает, становится прочнее, после чего как твердое тело расширяется, напрягая тем самым железобетон. Вследствие этого бетон приобретает повышенную морозостойкость (до 1500 циклов замораживания и оттаивания, что на 25—30% больше, чем у обычного бетона), повышенную прочность на сжатие, растяжение и самонапряжение, высокую водонепроницаемость (даже при давлении в 20 атмосфер не наступает фильтрация), низкую газопроницаемость (в 40 раз меньше, чем в бетоне на портландцементе), повышенную стойкость к неблагоприятным воздействиям, высокое сцепление со старым бетоном (в 1,5—2 раза выше, чем у простого бетона). К тому нее бетон, в состав которого добавлен напрягающий цемент, в 3—6 раз более долговечен, чем простой бетон, благодаря своей мелкозернистой структуре с замкнутыми порами. Также напрягающий цемент весьма экономичен; его расход на 10% ниже, чем у портландцемента (при одинаковой прочности). В применении напрягающий цемент очень прост и не требует дополнительной гидроизоляции.

Напрягающий цемент используется в индивидуальном строительстве при строительстве фундаментов, подвалов, гаражей, постройке бассейнов, безрулонных плоских крыш. Самонапряженный железобетон находит применение при устройстве напорных труб, монолитных и сборных резервуаров для воды, подземных и спортивных сооружений. Является экологически чистым материалом.

Щебень

Щебень представляет собой куски камня размером 5—70 мм, получаемые путем дробления бутового камня. В процессе бетонирования особо крупных конструкций возможно использование щебня размером до 150 мм. Составляющие щебня имеют угловатую форму, хотя желательно, чтобы по форме они напоминали куб. От гравия щебень отличается тем, что имеет более шероховатую поверхность, что повышает сцепление с цементным камнем. Именно поэтому для бетона повышенной прочности используют не гравий, а щебень. Высокая морозостойкость щебня обеспечивает получение проектной марки бетона по морозостойкости. Для щебня существуют марки по морозостойкости — от 15 до 300 (марка означает количество циклов переменного замораживания и оттаивания).

При использовании щебня необходимо проверять его на содержание естественных радионуклидов.