4.2.4 Кирпичи и камни (блоки) силикатные

Автоклавные силикатные изделия – изделия на основе извести (10%) и кремнезема (90%), получают автоклавах путем обработки паром с температурой выше 100°С и давлением 0,9 - 1,7 МПа. Процесс превращения известково-песчаных смесей в камневидное тело, обусловленный химическим взаимодействием между известью и кремнеземом, сопровождающийся образованием гидросиликатов кальция, называют гидросиликатным твердением. Основные изделия - силикатный кирпич, газосиликатные блоки и крупные блоки из силикатного бетона и т.п.

Они применяются для кладки каменных и армокаменных наружных и внутренних стен зданий и сооружений, а также для их облицовки из лицевых изделий. Не используется силикатный кирпич для стен в условиях повышенной влажности, поскольку хорошо впитывает влагу, а также для кладок, подвергающихся воздействию высоких температур, так как при высокой температуре происходит разложение его гидратных составляющих. Силикатный кирпич характеризуется высокой механической прочностью, а также высокой теплопроводностью (выше, чем у керамического кирпича).

В зависимости от средней плотности полнотелые изделия подразделяют на пористые со средней плотностью до 1500 кг/ м³ и плотные - свыше 1500 кг/ м³.

Как и керамические кирпичи, силикатные изготов­ляют лицевыми и рядовыми. Лицевые изделия выпускаются гладкими как неокрашенными (имеющими цвет сырья, из которого они изготовлены), так и окрашенными в массе или с поверхностной окраской лицевых граней.

4.2.5 Камни (блоки) бетонные

Бетон в традиционном понимании - композиционный материал, получаемый в результате формования и твердения правильно подобранной бетонной смеси, состоящей из вяжущего ве­щества, воды, мелких и крупных заполнителей и специальных добавок.

В настоящее время получают бетоны без крупного и даже без мелкого заполнителя (например, ячеистый бетон на основе портландцемента для устройства самонесущих стен при каркасном исполнении зданий).

Бетон является одним из основных материалов, применяемых в строительстве. Основным преимущест­вом применения бетона для строительных изделий, с технико-экономической точки зрения, является использование местных материалов, а следовательно снижение затрат на производство и изготовление. Бетон долговечен, огнестоек, в зависимости от требуемых условий применения можно варьировать такие его характеристики, как прочность плотность.

По плотности бетоны подразделяются на особотяжелые (плотность более 2500 кг/м³), тяжелые (2200-2500 кг/м³), облегченные (1800-2200 кг/ м³), легкие (500-1800 кг/м³) и особолегкие (менее 500 кг/м³).

Из бетонной смеси при соответствующей обработке можно изготовить изделия необходимой формы, в т ч и стеновые блоки - полнотелые и пустотелые, лицевые и рядовые. Стеновые камни (блоки) могут изготавливать­ся методом вибропрессования, литьем и т.д. По способу твердения камни подразделяются на твердеющие в естественных условиях, при пропаривании или в резуль­тате автоклавной обработки.

Стеновые блоки изготавливают из тяжелых и легких (в основном из ячеистых) бетонов и полистиролбетона. Выпускаются также блоки из местных материалов: на основе торфа, керамзитобетонные, шлакобетонные, из арболита и т д.

Блоки из тяжелых бетонов. Блоки из тяжелых бетонов чаще всего называют просто бетонными блоками. Их характеризуют высокая несущая способность, но в то же время низкие тепло и звукоизоляционные свойства. При ведении кладки из бетонных камней с пустотами возможно усиление кон­струкции стены армированием сквозь пустоты камней. После установки арматуры пустоты замоноличиваются, т.е. в данном случае камни играют роль несъемной опалубки.

Лицевые камни могут выпускаться различных цве­тов (при введении в

процесс производства пигмента), а также различных фактур.

Камни (блоки) из тяжелых бетонов выпускаются множеством предприятий практически во всех регионах России.

Блоки из ячеистых бетонов. Ячеистые бетоны являются разновидностью легкого бетона. В процессе их производства образуется харак­терная "ячеистая" структура. Пористость ячеистого бе­тона можно регулировать, получая бетоны разной плот­ности и назначения.

По назначению ячеистые бетоны делятся на три группы конструкционные, конструкционно-теплоизоля­ционные, теплоизоляцион-ные. Среди блоков из ячеистых бетонов наибольшее распространение получили пенобетонные и газобетонные блоки.

Блоки из пенобетона. Пенобетон изготавливается из вяжущего, мелкого заполнителя, воды и пенообразователя. Освоена технология приготовления пенобетона с использованием цемента, воды и пенообразователя без песка или другого наполнителя. Изделия из пенобетона отличают хорошие звуко- и теплоизоляционные свойства, малый вес. Материал является негорючим и не разрушается от воздействия высокой температуры. На свойства пенобетона оказывает большое вли­яние качество пенообразователя. В настоящее время в основном применяются синтетические пенообразователи на основе органических соединений как оте­чественного, так и импортного производства. В качестве стабилизаторов пены применяют добавки раствора животного клея, сернокислого железа, жидкого стекла.

Изменяя соотношение составляющих пенобетонной смеси, можно получать пенобетон различной плотности (300-1800 кг/ м³). С увеличением плотности растет проч­ность пенобетона, но падает сопротивление тепло­передаче.

Широкое распространение получило производство безавтоклавного пенобетона. Безавтоклавный пенобетон дольше набирает необходимую структурную прочность, чем пенобетон, подвергнутый твердению в автоклаве. При этом производство удешевляется, что делает изделия из безавтоклавного пенобетона более привлекательными. Изготовление изделий можно вести при температуре не ниже +10°С, так как несоблюдение этого условия приведет к разрушению структуры пено­бетона.

Пенобетонные блоки применяют в качестве ограж­дающих конструкций в каркасных зданиях, а также как термовкладыши ограждающих конструкций много­этажных жилых домов. В малоэтажном домостроении в качестве несущих конструкций применяют блоки из пенобетона марок от Д500 и выше. В качестве тепло­изоляции, как правило, используются блоки марки Д400. Производство пенобетона, особенно безавтоклавного, достаточно простое. Производители пено­бетона есть практически во всех регионах России.

Блоки из газобетона. Газобетон относится к конструкционно-теплоизо­ляционным строительным материалам. Его применение для возведения ограждающих конструкций позволяет значительно уменьшить массу и толщину стен, что не только сокращает сроки и объем строительных работ, но и снижает стоимость строительства в связи с пони­жением массы здания и экономией на возведении фун­дамента. Конструкции из газобетона имеют высокие теплофизические показатели по сравнению с блоками из тяжелых бетонов, керамическими и силикатными штучными материалами.

Газобетон обладает интересным свойством - он спо­собен поглощать влагу из воздуха при повышенной влажности внутри помещения, а при пониженной влаж­ности наоборот отдавать ее. Таким образом, примене­ние газобетона позволяет обеспечивать нормальный влажностный режим в помещениях.

Газобетон является негорючим материалом и может быть применен для всех классов противопожарной безопасности. Он не разрушается от воздействия высо­кой температуры и препятствует распространению огня. Исследования, проведенные в Швеции, Германии и Финляндии, показали, что при повышении температуры до +400⁰С прочность газобетона увеличивается на 85 %.

Благодаря своей структуре газобетон является мо­розостойким строительным материалом.

Кроме того, газобетонные блоки легко обрабаты­ваются (легко пилятся, сверлятся, фрезеруются, штрабятся, гвоздятся), а также не подвергаются коррозии и не гниют.

При одинаковой плотности прочность газобетона больше почти в 2 раза, чем прочность безавтоклавного пенобетона.

Особенностью газобетона как высокопористого материала является высокая паропроницаемость и зна­чительное водопоглощение. Поэтому для ограждаю­щих конструкций, выполненных из газобетонных бло­ков, необходимо обеспечить свободный транзит пара изнутри помещения наружу. Этого можно добиться устройством либо вентилируемого фасада, либо системы наружного утепления с применением финишного слоя с высокой паропроницаемостью. В случае невозможности устройства наружного утепления или высокой влажности внутри помещения, необходимо надежно защитить ограждающую конст­рукцию от проникновения пара изнутри (например, устройства с внутренней стороны пароизоляционной пленки).

История применения газобетона насчитывает уже несколько десятилетий, но лишь благодаря улучшению технологического процесса стало возможным создание материала с высокими техническими характеристиками. Газобетонные блоки имеют точные геометрические размеры и гладкую поверхность. Это позволяет вести кладку из газобетонных блоков на специальном минеральном клее, предотвращающем об­разование мостиков холода, которые имеют место при кладке из блоков на стандартном цементно-песчаном растворе.

Рисунок 4.19 - Газосиликатные блоки легко пилятся до нужных размеров

Стеновые блоки выпускают двух типов, как гладкие, так и с пазом/гребнем, что значительно облегчает клад­ку. Помимо стеновых блоков, из газобетона могут быть изготовлены плиты покрытий и перекрытий, стеновые панели, перемычки и т.д. Газобетонные блоки применяются: при устройстве комбинированных стен в многоэтажных зданиях, при возведении малоэтажных жилых домов (до 3-х этажей), а также в качестве утеплителя.

При устройстве стен малоэтажных жилых домов из газобетонных блоков используется арматура, назнача­емая по расчету, в соответствии с конкретным проек­том Обычно армирование производится через 2-4 ряда кладки, дополнительно осуществляется установка арма­туры в углах зданий.

Работы по монтажу зданий из газобетонных блоков производятся при температуре до – 0^оС, при использовании морозостойкого клея до - 5^оС.

При выборе блока следует учесть, что его толщина должна соответствовать требуемому уровню тепловой защиты конструкций наружных стен жилых зданий, при­менительно к данному климатическому району в соот­ветствии с нормативными документами. При устройстве стены меньшей толщины, для обеспечения требуемых технических показателей, необходимо устройство дополнительной теплозащиты: возможно применение облицовочного кирпича с заполнением внутреннего слоя между блоками и облицовочным кирпичом эффективным утеплителем с устройством вентилируемой воздушной прослойки (рис. 4.20).

Рисунок 4.20 – Фрагмент стены из блоков и облицовочного кирпича с расположением между ними плит из пенополистирола с вентилируемым зазором

Для монтажа газобетонных блоков должен применяться специальный кладочный раствор (клей). Высокая пористость газобетона (70-85%) и высокая скорость отсоса влаги основанием предъявляют повышенные требования к водоудерживающим свойствам растворных смесей. Значение водоудерживающей способности клеевых составов для газобетона должно составлять 97-98%. Стремиться к более высокому водоудержанию не следует, так как это может привести к снижению прочности сцепления с основанием, которое, как правило, при монтаже газобетонных блоков не увлажняется. Другим важным критерием качества кладочных растворов для газобетона является необходимость обеспечения такого показателя, как время корректирования. В нормативы обычно закладывается показатель времени корректирования не менее 10 мин. Другими характеристиками растворных кладочных смесей, обеспечивающих качество швов, являются открытое время и контактная площадь. В соответствии со стандартом DIN 18156 эти параметры должны быть не ниже 15 минут и не менее 60% соответственно. Для раствора главным показателем является прочность сцепления с основанием, обычно не менее 0,5 МПа. Эта величина примерно соответствует пределу прочности (чаще всего превышает его) газобетона с плотностью 400-500 кг/м³ при растяжении. Поскольку толщина шва при укладке газобетонных блоков обычно составляет не более 2-3 мм, максимальный размер зерна заполнителя принимается равным 0,63 мм, что составляет примерно 1/4 толщины шва. В виду того, что газобетон имеет высокие теплоизоляционные свойства, при монтаже блоков целесообразно применять растворы, теплопроводность которых не выше теплопроводности газобетонных изделий. Для газобетона с плотностью (в сухом состоянии) 400-500 кг/м³ теплопроводность составляет, соответственно, 0,14- 0,16 Вт/мК, поэтому желательно, чтобы теплопроводность кладочного раствора соответствовала этим значениям.

Теплоизоляционные свойства кладочного раствора обеспечиваются введением в его состав лёгких пористых заполнителей. Наиболее эффективными из них являются вспученный перлит, пенополистирол и вспученный вермикулит с размером частиц до 1 мм. В составах смесей могут использоваться различные сочетания пористых заполнителей. В качестве вяжущего в кладочных растворах для газобетона, с учётом особенностей тонкослойной технологии, следует применять быстротвердеющий портландцемент ПЦ 400-Д0-Б.

В случае применения рядовых портландцементов или при проведении монтажных работ в условиях пониженных температур (5-10°С) целесообразно в состав смесей вводить ускорители твердения. Функции водоудерживающих компонентов смеси могут быть распределены между гидратной известью и эфирами целлюлозы. В качестве добавки, обеспечивающей требуемую прочность сцепления раствора с основанием, вводят редиспергируемый полимерный порошок в количестве 1-2%. Базовая рецептура простейшего кладочного раствора для монтажа газобетонных блоков включает, масс.%:

• портландцемент - 30-40;

• гидратная известь - 5-10;

• песок кварцевый (0,16-0,63 мм) - 55- 65;

• эфир целлюлозы - 0,3-0,4.

Рисунок 4.21 - Нанесение слоя раствора или клея на газосликатные блоки механи-зированным способом и с помощью ручного инструмента

С целью увеличения подвижности и других свойств кладочного раствора в его состав может вводиться воздухововлекающая добавка, пластификатор и тонкодисперсный наполнитель (например, известняковая мука).

Блоки из полистиролбетона. Полистиролбетон является достаточно новым мате­риалом, появился он сравнительно недавно. Технология производства изделий из этого материала постоянно совершенствуется, благодаря это­му и область его применения постоянно расширяется. Из полистиролбетона производятся не только стеновые блоки, но и плиты для монтажа межкомнатных пере­городок, плиты для утепления фасадов и т.д. Полистиролбетон является композиционным мате­риалом, и по своему функциональному назначению близок к ячеистым бетонам. Это легкий бетон на це­ментном вяжущем и вспученном (полистирольном) за­полнителе.

Полистиролбетон относится к трудногорючим мате­риалам, имеет группу горючести П. Его плотность из­меняется от Д150 до Д600. Полистиролбетон имеет высокие прочностные характеристики, например, для класса В 2,5 (Д500-Д600) предел прочности на растяжение соот­ветствует классу В 12,5 для легких бетонов на пористых заполнителях. Коэффициент теплопроводности изменя­ется в пределах от 0,55 (Д150) до 0,145 (Д600) при высо­кой водонепроницаемости.

Рисунок 4.22 – Стеновые блоки из

полистиролбетона

Необходимо отметить особенность производствен­ного процесса изделий из полистиролбетона. Изготов­ление конструкций и изделий может осуществляться как в стационарных условиях, так и в условиях стройплощадки. В обоих случаях используется практически один набор оборудования, ключевыми элементами которого являются предвспениватель гранул полистирола и уста­новка для приготовления и транспортирования поли­стиролбетона, включая укладку в конструкцию.

Стеновые блоки из полистиролбетона обладают несущей способностью и теплофизическими свойства­ми, достаточными как для малоэтажного строительства, так и для устройства ограждающих конструкции при строительстве многоэтажных монолитных сооружений. Блоки из полистиролбетона выпускаются прямоу­гольной формы, достаточно больших размеров, что уп­рощает ведение строительства. Производятся, также блоки оригинальной конфигурации, исключающие про­дувание и промерзание швов. Наличие спе­циальных пустот позволяет использовать блоки и в качестве несъемной опалубки (рис.4.23). После установки и фиксации полые блоки могут заполняться как легким и соболегким бетоном в случае устройства самонесущих стен, так и тяжелым бетоном в случаея формирования армированного несущего каркаса ограждающих конструкций.

Отделка стены из полистиролбетона снаружи, как правило, предполагает штукатурный слой или другие отделочные материалы, изнутри - штукатурный раствор или гипсокартон на клею (рис.4.24).

Рисунок 4.23 – Блоки из полистиролбетона могут быть полнотелыми, а также полыми

для использования в качестве несъемной опалубки

Рисунок 4.24 – Механизированная отделка внутренней поверхности стены

штукатурным раствором на основе гипса