4.4. Стеновые керамические материалы
Стеновую керамику изготовляют из глинистых и кремнеземистых (трепела, диатомита) пород, промышленных отходов с минеральными и органическими добавками и без них. В - производстве кирпича эффективно применение топливосодержащих отходов в качестве добавки в шихту, это снижает на 30...40% расход сырья, на 50...70% температуру обжига и расход топлива.
Новая технология с жестким формованием обеспечивает сокращение энергозатрат на 20%, снижение расхода металла на вагонетки и повышение производительности труда в 2...3 раза.
Экологически чистое производство обеспечивается при улавливании сернистого газа и переработке его в гипсовое вяжущее.
Основным стеновым материалом остается кирпич, составляющий до 50% общего количества стеновых материалов.
Керамический кирпич (СТБ 1160-99) изготавливают в форме параллелепипеда. В зависимости от размеров керамический кирпич подразделяют на виды: кирпич одинарный с размерами 050х120хоо, кирпич утолщенный с размерами 250x120x88; кирпич модульных размеров одинарный с размерами 288x138x63; кирпич модульных размеров утолщенный с размерами 288x138x88; кирпич утолщенный с горизонтальным расположением пустот с размерами 250^120x88 мм.
Одинарный кирпич (рис. 4.2) выпускают полнотелым, утолщенный и модульных размеров с технологическими пустотам. Предельные отклонения от номинальных размеров не должны превышать по длине ±5, по ширине ±4, по толщине ±3 мм. Поверхность граней должна быть плоской ребра прямолинейными. Допускается выпускать изделия с закругленными вертикальными ребрами с радиусом закругления не более 15 мм. По фактуре поверхности изделия могут быть гладкими и рифлеными.
Рис. 4.2. Кирпич керамический полнотелый:
1 — постель; 2 – ложок, 3 – тычок.
.
Кирпич не должен иметь механических повреждении и сквозных трещин (дефектов). На одном кирпиче допускается не более двух отбитостей ребер и углов, одна сквозная трещина по постели искривление ребер и граней кирпича не должно превышать 3 мм. Количество половника в партии должно быть не более 5%.
Кирпич должен быть нормально обожжен (кирпич недожженный и пережженный — брак). Кирпич-недожог алого цвета имеет пониженную плотность и морозостойкость, кирпич-пережег темно бурого цвета отличается большой плотностью, прочностью и высокой теплопроводностью.
Марку кирпича по прочности устанавливают по значению предела прочности при сжатии. По прочности кирпичи изготовляют следующих марок: 75, 100, 125, 150, 175, 200 и 300, а с горизонтально расположенными пустотами — 25, 35, 50, 100. По морозостойкости насыщенный водой кирпич должен выдержать не менее 15 циклов попеременного замораживания и оттаивания. По морозостойкости кирпич имеет марки: F15, F25, F35, F50.
Плотность кирпича в сухом состоянии 1600... 1900 кг/м3, теплопроводность 0,7...0,82 Вт/(м-К), водопоглощение не менее 8%. Меньшая величина водопоглощения свидетельствует о повышенной теплопроводности кирпича, что не желательно. Масса кирпича в высушенном состоянии должна быть не более 4,3 кг. В кирпиче не допускаются известковые включения («дутики»), вызывающие разрушение кирпича.
Керамический кирпич применяют для кладки каменных и армокаменных наружных и внутренних стен зданий и сооружений, столбов, сводов, для изготовления сборных стеновых панелей, кладки печей и дымовых труб, а также для кладки фундаментов.
Эффективные стеновые материалы применяют с целью снижения толщины и массы стен, а также улучшения теплотехнических свойств стен и ограждающих конструкций.
По плотности и теплотехническим свойствам керамические кирпичи и камни для стен делят на три группы: эффективные — плотностью не более 1400...1450 кг/м3 с высокими теплозащитными свойствами; условно-эффективные— плотностью 1450...1600 кг/м3; обыкновенные — керамический полнотелый кирпич плотностью свыше 1600 кг/м3.
В Республике, Беларусь наружные стены из полнотелого кирпича возводят в 2...2,5 кирпича или 52...64 см. Их массивность (масса 1м2 стены составляет 800...1000 кг) вызывает непроизводительные затраты материальных трудовых ресурсов, увеличивает сроки строительства, удорожает его.
К эффективным керамическим материалам относят строительный легкий кирпич, пустотелые кирпичи и камни.
Кирпич строительный легкий изготовляют путем формования и обжига из диатомитов или трепелов с добавками глины или из глины и выгорающих добавок. Технология изготовления принципиально не отличается от технологии изготовления обыкновенного керамического кирпича пластического формования. Строительный легкий кирпич имеет меньшую плотность, теплопроводность, что позволяет уменьшить толщину стены и облегчить конструкцию здания. Плотность их от 700 до 1500 кг/м3. Марки прочности: 75; 100; 125; 150; 200, морозостойкость F10. Применяют их для кладки наружных и внутренних стен зданий и сооружений. Нельзя применять для фундаментов.
Керамические пустотелые кирпичи пластического формования и полусухого прессования и керамические пустотелые камни имеют форму прямоугольного параллелепипеда. Изготовляют их из легкоплавких глин.
Пустоты в изделиях располагаются перпендикулярно или параллельно постели и могут быть сквозными и несквозными. Толщина наружных стен пустотелого изделия должна быть не менее 12 мм. Ширина щелевидных пустот должна быть не более 16 мм, а диаметр цилиндрических сквозных пустот и размер стороны квадратных пустот — не более 20 мм.
Диаметр несквозных пустот и размеры горизонтальных пустот не регламентируются. Качество кирпича, а также форма, количество и размеры пустот нормируются СТБ 1160 - 99.
Водопоглощение пустотелых изделий не менее 6%. По прочности кирпич и камни делят на марки 75, 100, 125, 150, 175, 200, 300, а по морозостойкости на марки F15, F25, F35, F50.
На рис. 4.3 приведены кирпичи и камни с различными по числу, объему и конфигурации пустотами.
Рис. 4.3. Кирпич и камни пустотелые (в скобках пустотность, %):
а — 19 (13%); 6—31 (32%); в — 21 (32%); г — 6 горизонтальных (42%);
д — 7 (25%); е — 28 (33%); ж — 7 горизонтальных (56%).
Кирпич пустотелый с круглыми или прямоугольными пустотами, расположенными перпендикулярно постели, пластического прессования (экструзионный) выпускают шести видов с количеством пустот от 18 до 32 и пустотностью 13...45%; кирпич прессованный — пяти видов с несквозными или сквозными отверстиями с количеством отверстий 3...17 и пустотностью 2,25...12,7%. Кирпич с горизонтальными пустотами выпускают двух видов с шестью сквозными прямоугольными отверстиями, расположенными в два ряда. Керамические камни изготовляют из легкоплавких глин с добавками или без них путем формования и последующего обжига. Формуют камни на вакуумных прессах.
Промышленность выпускает камни следующих размеров: камень — 250x120x138 мм; камень модульных размеров — 288x138x138; камень модульных размеров укрупненный — 288x288x88; камень укрупненный — 250x250x188; камень укрупненный с горизонтальным расположением пустот— 250x250x120; 250x200x80 мм. Предельные отклонения от номинальных размеров у камней по длине и ширине соответственно ±5 и ±4 мм, по толщине ±4 мм. Масса камней в высушенном состоянии не более 16 кг. Количество пустот в керамических камнях от 7 до 28 и пустотность 25...45%.
Применение пустотелых керамических изделий позволяет снизить материалоемкость ограждающих конструкций на 20...30%; уменьшить толщину наружных стен на 20%, массу стен на 35%, расход цементного раствора на 45%; сократить транспортные расходы и нагрузки на основание.
Применяют пустотелые кирпичи для несущих, наружных и внутренних стен, перегородок и других частей зданий и сооружений. Не рекомендуется использовать пустотелый кирпич для фундаментов, цоколей и стен помещений с повышенной влажностью (бани, прачечные и др.) Керамические камни заменяют 4...6 кирпичей.
Применение укрупненных камней дает возможность уменьшить толщину наружных стен на 20%, массу стен — на 60, расход раствора — на 55%, а керамических материалов в 2 раза; снизить число швов в кладке и трудоемкость возведения стен по сравнению с полнотелым кирпичом. Из пустотелых камней возводят несущие стены и перегородки, стены каркасных зданий, изготовляют керамические панели.
Конструкции из пустотелых керамических камней с горизонтальными пустотами применяют для устройства междуэтажных и чердачных перекрытий и покрытий жилых, общественных и промышленных зданий (без динамических нагрузок).
Стеновые керамические панели. Для повышения индустриализации в строительстве из кирпича и пустотелых керамических камней на специальных установках изготовляют соответственно кирпичные или керамические панели. Они представляют собой крупноразмерные строительные изделия из кирпича на цементном растворе с утеплителем. Панели могут быть однослойными, изготовляемыми из пустотелых керамических камней, и двухслойными — из кирпича на ребро (его толщина 120 мм) и утеплителя (плиты минераловатные, фибролит, пеностекло) толщиной 100 мм. Различают панели для наружных и внутренних стен, а также специальные (цокольные, вентиляционные и др.).
Расход кирпича уменьшается в 2,2...3,2, расход цемента на кладку в 2...2,5, масса стены в 1,8...3,0 раза. Затраты труда в строительстве сокращаются на 40%, а сроки строительства — на 30%.