Свойства строительных материалов

Плиты для наружной облицовки выпускают шириной 600 мм из твердых пород и 400 мм из пород средней твердости, для внутренней облицовки--300 мм. Длина плит не нормируется, что дает возможность полнее использовать природный камень.

Пиленые плиты обладают большей стойкостью, чем тесаные, так как при теске ударами выкалываются и дробятся зерна минералов, в результате чего в камне появляются микротрещины.

Плиты для облицовки цоколей зданий изготовляют, из наиболее стойких и прочных пород.

При перевозке облицовочные плиты пиленые и тесаные устанавливаются на ребро с прокладками; полированные складывают лицевыми поверхностями, обязательно прокладывая между ними бумагу, в тару весом брутто не более 150 кг или перевозят в контейнерах.

Кровельные плитки, называемые природным шифером, получают раскалыванием и обрезкой глинистого (кровельного) сланца. Плитки выпускаются размером от 250X150 до 600x350 мм при толщине 4-- 8 мм. Прочность их при изгибе должна быть не ниже 150 кГ/см2, они должны выдерживать не менее 25 циклов попеременного замораживания и оттаивания. Природный шифер является самым долговечным кровельным материалом, срок службы которого исчисляется сотнями лет.

Бортовке камни изготовляются обколкой и обтеской каменных пород. Выпускаются камни трех основных видов: прямой, лекальный и для оформления съездов (15). Длина камней 70--200 см, по высоте они имеют два размера -- низкие 30 и высокие 40 см при ширине верхней части 10, 15 и 20 см. Верхняя часть бортового камня, выступающая над дорожным покрытием, обтесывается чисто, а нижняя часть грубо. Эти бортовые камни в настоящее время применяются меньше, так как стоимость их значительно выше стоимости бетонных бортовых камней. Однако последние уступают тесаным камням как по долговечности, так и по внешнему виду.

Брусчатка -- колотые и тесаные бруски камня, по форме приближающиеся к параллелепипеду, с наружной стороной в форме прямоугольника. По высоте брусчатка делится на низкую -- высота 10 см, среднюю -- 11--13 см и высокую -- 14--16 см; ширина у всех сортов 12--15 см и длина 15--25 см. Верхняя и нижняя плоскости брусчатки, т. е. «лицо» и «постель», параллельны, а боковые грани суживаются книзу, так что длина и ширина граней постели меньше, чем грани лица, на 5 мм у низкой брусчатки и на 10 мм у средней и высокой брусчатки. Брусчатку изготовляют из однородных морозостойких каменных пород, имеющих прочность на сжатие не ниже 1000 кГ/см2 и обладающих хорошей обрабатываемостью.

Щебень представляет собой смесь угловатых обломков камня различной конфигурации размером от 5 до 150 мм. Изготовляется щебень из горных пород различного качества, что определяет его марку. Качество щебня устанавливается показателем предела прочности при сжатии исходной горной породы в насыщенном водой состоянии, а также показателями ее истираемости и сопротивления удару. По пределу прочности при сжатии щебень подразделяют на марки: из изверженных горных пород --1200, 1000 и 800; из метаморфических горных пород--1200, 1000, 800 и 600; из осадочных горных пород--1200, 1000, 800, 600, 400, 300 и 200. Щебень должен состоять из однородных по качеству обломков породы, приближающихся по форме к кубу или тетраэдру, с содержанием вытянутых и плоских щебенок (лещадок) не более 25%.

Получают щебень дроблением камня в дробилках разных конструкций (щековых, конусных), а мелкий щебень (с величиной кусков менее 25 мм) -- на молотковых или валковых дробилках. Технология производства щебня состоит из следующих операций: раскалывание камня на куски, размеры которых соответствуют типу дробилки; загрузка (подача) камня в дробилки; дробление камня до получения зерен заданной величины; подача щебня на сортировку; сортировка щебня (по крупности зерен) на вращающихся грохотах и перемещение отсортированного щебня к месту хранения. При дроблении щебень в зависимости от характера горной породы принимает разную форму. Предварительно о качестве щебня судят визуально по его однородности, влажности и загрязненности. Окончательно качество щебня определяется на основании лабораторных определений гранулометрического состава, формы и размера зерен и физико-механических свойств. Применяется щебень в строительстве очень широко для приготовления цементобетонных и асфальтобетонных смесей.

Помимо описанных наиболее распространенных природных каменных материалов изготовляются в обширном ассортименте каменные изделия специального назначения. Это -- камни и плиты для облицовки мостовых опор, устройства ледорезов, плиты для полов и тротуаров, блоки и плиты для кладки цоколей, плиты для подоконников, лестничные ступени и др. В южных районах нашей страны большую роль в строительстве играет пиленый камень-ракушечник, применяемый в основном для кладки стен малоэтажных зданий.

Керамические изделия

А. Основные сведения

Керамические изделия изготовляют из природных глин, а также из их смесей с органическими и минеральными добавками. Производство керамических изделий состоит из трех технологических этапов -- формования, сушки и обжига. Это производство одно из самых древних, возникло оно за многие тысячелетия до нашего времени. Е^ России начало производства керамических изделий также относится к очень давним временам. Древние соборы во Владимире, Киеве и Новгороде украшены настенными деталями, могущими служить образцами древнерусского гончарного производства; состав белой эмалевой поливы был известен в России раньше, чем в других европейских странах.

Основоположники нашей науки -- М. В. Ломоносов, Д. И. Менделеев, а также крупные ученые-керамики Д. И. Виноградов, акад. Е. И. Орлов, профессора Я- А. Соколов, Б. С. Швецов и многие другие внесли свой вклад в развитие керамической промышленности. С первых лет Советской власти большое внимание стало уделяться у нас изучению технологии керамических изделий: в 1919 г. были созданы Государственный научно-исследовательский керамический институт в Петрограде и Институт силикатов в Москве. Большая заслуга в разработке научных основ керамической технологии принадлежит Герою Социалистического Труда академику АН УССР П. П. Будникову.

Значительные достижения имеются у нас и в области массовой механизации процессов производства (формования кирпича, керамических блоков и плиток), в конструировании и постройке на основе новейших научных исследований экономичных и высокопроизводительных печей и сушилок, а также в разработке эффективных видов керамических изделий для нужд строительства.

Керамические строительные изделия делят на две группы -- пористые и плотные. Первые характеризуются водопоглощением 5% и более, вторые -- менее 5%. К пористым изделиям относят кирпич глиняный обыкновенный, пористый и пустотелый, пустотные стеновые камни, черепицу кровельную, облицовочные плитки и трубы; к плотным изделиям -- плитки для полов и дорожный кирпич. Санитарно-техниче-ская керамика включает как пористые (фаянс), так и плотные (санитарный фарфор) изделия.

Высокая прочность, долговечность и большой ассортимент изделий дают возможность широко использовать их при строительстве во всех частях зданий -- от фундамента до кровли, в результате чего требования к керамической цромышленности со стороны народного хозяйства страны непрерывно возрастают. Керамические изделия, обладая рядом положительных качеств, имеют один существенный недостаток-- повышенную по сравнению с другими строительными материалами хрупкость.

«После обжига керамические изделия сразу получают требуемую поверхность как по цвету, так и по фактуре, которую можно сделать матовой (ангобированные изделия) или блестящей стекловидной (глазурованные изделия).'»Цветные керамические изделия можно получить добавлением в беложгущуюся глиняную массу окислов различных металлов, например железа, кобальта и др. При изготовлении облегченных керамических изделий с повышенной пористостью в сырую массу вводят порообразующие добавки (вещества, выделяющие при обжиге газ -- углекислоту), а также вещества, выгорающие при обжиге.

Г. КЛАССИФИКАЦИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Большой ассортимент керамических изделий, выпускаемых промышленностью для использования в строительстве, можно классифицировать на следующие группы в зависимости от их назначения: стеновые, облицовочные, кровельные, для полов, дорожные, теплоизоляционные, огнеупорные, кислотоупорные и санитарно-технические.

СТЕНОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Основными в этой группе являются: кирпич глиняный обыкновенный и так называемый эффективный кирпич -- глиняный пустотелый и пористый пластического формования, глиняный пустотелый полусухого прессования и строительный легкий. Камни керамические пустотелые пластического формования также применяются в качестве стенового материала.

Находят применение в качестве стенового материала крупноразмерные виброкирпичные панели заводского изготовления.

ОБЛИЦОВОЧНЫЕ ИЗДЕЛИЯ

Керамические изделия, применяемые для облицовки зданий, делятся на две группы -- для облицовки фасадов зданий и для внутренней облицовки помещений.

В настоящее время основными видами облицовочных керамических материалов для фасадов зданий являются лицевые кирпич, камни, плиты и плитки. Кирпич и камни делают сплошными и пустотелыми. Плиты в зависимости от конструкции, способов изготовления и крепления подразделяют на закладные, устанавливаемые одновременно с кладкой стен, и прислонные, устанавливаемые на растворе после возведения и осадки стен. Фасадные плиты изготовляют различной формы: плоские -- для облицовки плоскости стен, угловые -- для облицовки наружных углоз, откосов и проемов и перемычные -- для облицовки перемычек над оконными и дверными проемами. Плитки фасадные малогабаритные выпускают с наружной гладкой и фактурной поверхностью, а на тыльной стороне делают углубления для лучшего сцепления с цементным раствором. Для ускорения отделочных работ тонкие фасадные плитки наклеивают на бумажную основу в виде ковров с различным рисунком. Такие плитки носят название ковровой керамики.

Керамические материалы для внутренней облицовки помещений не подвергаются действию отрицательных температур и резких перемен погоды, поэтому они не должны отвечать всем требованиям, предъявляемым к материалам для внешней облицовки зданий. Однако точность размеров, правильность формы и одинаковая окраска приобретают особо важное значение. Вследствие этого для материалов внутренней облицовки поставлены более жесткие требования по внешнему виду, чем к материалам для наружных р^бот. Для внутренней облицовки помещений применяют в основном керамические плитки различной формы и толщины (28 типов по ГОСТ 6141--63).

Керамическими плитками для полов настилают полы в вестибюлях общественных зданий, банях, прачечных, санитарных узлах, лечебных помещениях и на предприятиях химической промышленности. Эти плитки практически водонепроницаемы, т. е. надежно защищают несущие конструкции перекрытий от увлажнения, стойко сопротивляются истирающим воздействиям, не дают пыли, легко моются, не впитывают жидкостей и хорошо противостоят действию кислот и щелочей.

Санитарно-технические изделия и канализационные трубы

Различают три группы санитарно-технических изделий: из твердого фаянса, отличающиеся пористым черепком, из санитарного фарфора, обладающие спекшимся черепком, и из полуфарфора, имеющие полуспекшийся черепок.

Санитарно-технические изделия должны обладать высокой механической прочностью и теплостойкостью. Для их изготовления необходимо высококачественное сырье, строгое соответствие массы установленной рецептуре и точное соблюдение технологического режима производства.

К санитарно-техническим изделиям относится оборудование санитарных узлов и кухонь жилых, общественных и промышленных зданий. Ассортимент изделий этой группы весьма разнообразен -- ванны, умывальники, унитазы, радиаторы и др. Изделия должны иметь правильную форму, без прогибов, искривлений и трещин, равномерный покров блестящей глазури (белой или цветной), устойчивой против образования мелких трещин (цека); при простукивании изделия должны издавать чистый (не дребезжащий) звук, указывающий на обжиг их до соответствующей температуры и отсутствие трещин.

Канализационные трубы, изготовляемые диаметром от 150 до 600 м,м, имеют плотный спекшийся черепок. Они покрываются глазурью изнутри и снаружи и отличаются большой устойчивостью к действию агрессивных вод и блуждающих электрических токов. Изготовляемые на основе местных материалов, они имеют невысокую стоимость сравнительно с трубами других видов.

ПРОЧИЕ КЕРАМИЧЕСКИЕ ИЗДЕЛИЯ

Здесь следует сказать о глиняной черепице, представляющей собой спекшееся изделие в виде прямоугольных плиток или желобов и широко (особенно на юге и западе страны) используемой как кровельный материал. Выпускается черепица четырех видов: штампованная пазовая и ленточная, плоская ленточная и коньковая.

Б качестве теплоизоляционных материалов известны диатомовые (трепельные), пенотрепельные изделия и керамзитовый гравий. Из специальных керамических изделий, находящих применение при строительстве и оборудовании химических и других заводов, применяются огнеупорные и кислотоупорные изделия. Следует упомянуть и различные виды специального кирпича -- дорожный повышенной прочности, получаемый обжигом глины до полного спекания, но без остекло-вания поверхности; лекальный, огнеупорный, футеровочный, кислотоупорный и др.

Технология производства, технические показатели, строительные свойства и способы применения наиболее распространенных керамических изделий рассмотрены в этой главе ниже.

Д. ПРОИЗВОДСТВО, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Несмотря на то что керамические изделия отличаются большим разнообразием по назначению, форме и физико-механическим свойствам, производство их в основном примерно одинаково и состоит из следующих основных процессов:

· добыча глины в карьерах;

· подготовка массы, заключающаяся в дроблении глины и других компонентов смеси, увлажнении водой и перемешивании массы;

· формование изделий из приготовленной массы;

· сушка отформованных изделий;

· обжиг предварительно высушенных изделий.

Для отдельных изделий могут быть различными технологические схемы этих процессов, например разные способы формования кирпича -- пластичный и полусухой, разные способы сушки -- естественная и искусственная, а также могут появляться дополнительные процессы, как, например, покрытие изделий глазурью. Более подробно такие производственные процессы будут изложены при описании основных видов керамических изделий.

Заводы по производству керамических изделий часто строятся вблизи месторождения глин, и тогда глиняный карьер является составной частью завода. Разработка сырья осуществляется на карьерах открытым способом экскаваторами. К карьерным работам относятся подготовительные, обеспечивающие вскрытие и подготовку месторождений, добычные, предназначенные для извлечения глины, и транспортные, т. е. доставка глины к месту переработки, а пустой породы в отвалы. Транспортные работы осуществляются автосамосвалами или мотовозами с вагонетками. К. карьерным работам относят также естественную обработку глины (в необходимых случаях) путем вылеживания и вымораживания. Качество керамических изделий полностью зависит от состава и чистоты сырья, поэтому необходим постоянный контроль за производством карьерных работ и качеством добываемого сырья. Заводские лаборатории должны систематически анализировать поступающее сырье и в зависимости от его качества подбирать состав шихты, наиболее благоприятный для данного вида изделий.

Подготовка массы заключается в обогащении, дроблении и тонком помоле материалов и последующем тщательном перемешивании их до получения полностью однородной массы. При пластичном способе формования масса увлажняется до необходимой степени.

Для лучшего перемешивания глиняной массы после помола и измельчения компонентов используют глиномялки (18), которые дают однородную пластичную массу, увлажненную до нужного предела.

Формуют керамические изделия в основном двумя способами -- мокрым и полусухим. При мокром способе масса увлажняется до 20-- 25% и формование производят на гидравлических или механических прессах; при полусухом масса увлажняется до 8--12% и изделия формуют прессованием. В зависимости от формы и размеров изделий используется формовочное оборудование, различное как по принципу действия, так и по мощности.

Сушка отформованных изделий является производственным процессом, необходимым лишь для изделий пластического формования. При полусухом способе производства сырцовые изделия имеют незначительную влажность, что при обжиге не вызывает растрескивания и необходимость в сушке отпадает.

Процесс сушки представляет собой комплекс явлений, связанных с испарением влаги с поверхности изделия, перемещением влаги из его внутренней части к поверхности и теплообменом между материалом и окружающей средой. Длительность сушки во многом зависит от скорости перемещения влаги в изделиях от внутренних к наружным слоям, а последнее определяется размерами капилляров и вязкостью воды. Одновременно с удалением влаги частицы материала сближаются силами поверхностного натяжения и происходит уменьшение объема глиняных изделий (усадка). Усадка каждой массы имеет определенный предел, после которого дальнейшее сокращение объема не происходит, несмотря на то, что физически связанная вода к этому моменту полностью еще не испаряется. Более пластичные глины дают большую усушку.

Естественная сушка сырца зависит от погодных условий, поэтому она не всегда может обеспечить бесперебойную работу завода. На заводах с большой производительностью применяют искусственную сушку в сушилках периодического или непрерывного действия. В качестве источника тепла используют газы обжигательных печей или горячий воздух. Из сушилок периодического действия широкое распространение получили камерные (19), а непрерывного (20).

Естественная сушка производится в специальных сушильных сараях (навесах), в которых на ровном, хорошо уплотненном поде или на стеллажах устанавливают сырые изделия. Длительность сушки целиком зависит от температуры, влажности и подвижности наружного воздуха и климатических условий района и составляет от б до 15 суток. Учитывая, что срок сушки изделий в искусственных сушилках не превышает 70 я (а в большинстве случаев он значительно меньше), естественная сушка изделии в настоящее время сохранилась только на мелких кирпичных заводах с сезонным циклом производства. Дополнительные расходы на искусственную сушку изделий полностью окупаются резким сокращением цикла производства.

Обжиг изделий является важнейшей и завершающей операцией технологического процесса производства керамических изделий. Этот процесс можно разделить на три периода: прогрев сырых изделий, собственно обжиг и регулируемое охлаждение изделий. В первом периоде из . обжигаемых изделий удаляется гигроскопическая и гидратная вода, частично разлагаются карбонаты, сгорают органические примеси и равномерно прогревается вся масса изделия. В начале нагревания при температуре 100--120°С удаляется физически связанная вода, в температурном интервале 450--650° С -- химически связанная вода, причем глинистые минералы разрушаются и глина переходит в аморфное состояние. Дальнейшее повышение температуры обжига приводит к расплавлению части материала, в результате чего происходит спекание массы и образование керамического черепка. Этому соответствует температура 800--1000° С для легкоплавких глин и 1150--1200° С для тугоплавких. Температурный режим и длительность обжига зависят от состава применяемой шихты. При повышении температуры обжига получают изделия с большей механической прочностью, однако чрезмерное повышение температуры может вызвать деформацию изделий.

После обжига изделия охлаждаются. Процесс охлаждения весьма ответственный, не допускающий резкой смены температур и доступа холодного воздуха, влекущих за собой образование трещин. В начальной стадии температуру снижают медленно и лишь после достижения 650° С процесс охлаждения можно ускорить.

ПРОИЗВОДСТВО И ПРИМЕНЕНИЕ СТЕНОВЫХ ИЗДЕЛИЙ

К применяемым для кладки стен керамическим изделиям предъявляются определенные требования по прочности, теплопроводности, объемному весу, водопоглощению и морозостойкости.

К наиболее распространенным видам керамических стеновых изделий относят кирпич глиняный обыкновенный, эффективные керамические материалы и виброкирпичные панели.

Кирпич глиняный обыкновенный

Обыкновенный глиняный кирпич представляет собой искусственный камень в виде прямоугольного параллелепипеда с прямыми ребрами и ровными поверхностями размером 250x120x65 мм, изготовляемый путем формования, сушки и обжига из легкоплавкой глины с добавлением к ней отощающих добавок или без них.

Кирпич получают двумя способами -- пластическим и полусухим, наиболее распространен первый. Глину измельчают сначала в вальцах, а затем в глиномялке, где масса увлажняется до 18--25% и перемешивается до получения вполне однородной пластичной массы, хорошо поддающейся формованию. Подготовленная масса подается на формование в приемную коробку / ленточного пресса (21) и проталкивается вдоль его оси цилиндрическим шнеком с лопастями 2 по направлению к входному отверстию мундштука 3. Площадь сечения его выходного отверстия в несколько раз меньше площади поперечного сечения цилиндра. Продвигающаяся через пресс под давлением шнека масса уплотняется и ЕЫХОДИТ ИЗ мундштука в виде четырехугольного бруса. Размеры сечения мундштука, а следовательно и бруса, соответствуют стандартной длине и ширине кирпича, увеличенных на величину воздушной и огневой усадки. Для получения кирпича-сырца заданной толщины движущийся брус разрезается поперек тонкими стальными проволоками резательного устройства. Производительность прессов достигает 10 тыс. шт. кирпичей в 1 ч.

В настоящее время в нашу промышленность внедрены более совершенные отечественные вакуум-прессы, в которых глиняная масса не только уплотняется, но и теряет часть воздуха, что повышает ее пластичность, плотность и способствует увеличению прочности изделий.Кирпич-сырец сушат в искусственных сушилках при температуре до 90° С, реже -- в естественных условиях. Круглогодичную работу кирпичных заводов обеспечивают искусственные сушилки.

Завершающей операцией процесса производства является обжиг. Печи для обжига кирпича бывают двух видов: периодического действия, в которых операции по загрузке, обжигу, охлаждению и разгрузке чередуются в зонах печи непрерывного действия, где эти процессы происходят в разных зонах печи одновременно. Печи периодического действия сооружают теперь редко, только на предприятиях небольшой производительности.

К непрерывно действующим печам относятся кольцевые и туннельные. В кольцевой печи при неподвижном обжигаемом материале перемещается зона горения топлива, а вслед за ней и другие зоны, тогда как в тунннельной печи обжигаемые изделия передвигаются на специальных вагонетках через неподвижные зоны тепловой обработки. Кольцевые печи в последнее время не строят в связи с трудностью механизации очень трудоемких загрузочно-разгрузочных работ, но на действующих кирпичных заводах они еще широко эксплуатируются.

Туннельная печь (22) представляет собой обжигательный канал, в котором по рельсам движутся вагонетки с кирпичом-сырцом. Длина туннеля в зависимости от рода обжигаемых изделий составляет 60--150 м, поперечное сечение в свету от 3,5 до 5,5 м2. Туннельная печь имеет три зоны: подогрева, обжига и охлаждения. Процесс обжига в ней протекает быстрее, чем в кольцевой. Туннельная печь является наиболее экономичной печью кирпичного производства. Благодаря улучшению условий труда, механизации процессов обжига она имеет большие преимущества по сравнению с кольцевой печью, вследствие чего получает все большее распространение.

При полусухом способе производства кирпича подсушенная и мел-коизмельченная глина тщательно перемешивается и увлажняется до 8--12%. Прессуют кирпич-сырец на специальных прессах под давлением до 150 кГ]см2. К качеству кирпича полусухого прессования предъявляют те же требования, что и к кирпичу, изготовленному способом пластического формования. »?Полусухой способ производства кирпича имеет то преимущество перед пластическим, что дает возможность использовать для производства малопластичные глины, в результате чего расширяется сырьевая база производства. Кроме того, влажность порошка значительно меньше, вследствие чего сушка становится ненужной или значительно упрощается, а это уменьшает расход топлива и сокращается срок производства. Недостатками полусухого прессования являются более сложное прессовое оборудование, несколько больший объемный вес получаемого кирпича и меньший предел прочности его при изгибе.

ГОСТ 530--54 предусматривает выпуск модульного кирпича размером 250X120x88 мм с обязательными технологическими пустотами, весом не более 4 кг.

Вследствие неизбежной воздушной и огневой усадки трудно получить кирпич точно стандартного размера, поэтому допускают отклонения от размеров: они не должны превышать по длине ±6, по ширине ±4 и по толщине ±3 мм. Искривление поверхности и ребер допускается не более 4 мм по постели и 5 мм по ложку. В зависимости от предела прочности при сжатии кирпич подразделяют на пять марок: 200, 150, 125, 100 и 75. Характеристика прочности кирпича на сжатие и изгиб приведена в табл. 6.

Водопоглощение кирпича должно быть не менее 8%, при меньшем водопоглощении за счет большей плотности ухудшаются теплозащитные свойства. Объемный вес кирпича колеблется в пределах 1700-- 1900 кг/м3. Кирпич, насыщенный водой, должен выдерживать не менее 15 циклов замораживания при температуре не выше --15° С и последующего оттаивания в воде при температуре 15±5°С. Отсутствие следов разрушения характеризует его морозостойкость.

Кирпич применяют для кладки наружных и внутренних стен жилых, общественных и промышленных зданий, внутренних столбов, печей и сводов, а также для несущих конструкций, в которых прочность кирпича используется полностью. В конструкциях, где прочность кирпича полностью не используется, применяют кирпич глиняный пустотелый пластичного формования и другие виды эффективного кирпича. Кирпич глиняный обыкновенный применяют для заводского изготовления крупных кирпичных блоков и панелей. Кирпич обыкновенный полусухого прессования не допускается для цоколей и фундаментов ниже гидроизоляционного слоя, а также для наружных стен поме-. щений с повышенной влажностью.

Пока кирпич является у нас одним из основных стеновых материалов, что объясняется его хорошими строительными качествами. Но поскольку производство кирпича трудоемко, а стоимость его относительно высокая (в среднем 27 руб. за 1 тыс. шт.), обращаться с ним следует бережно: при хранении и перевозке укладывать в правильные ряды на поддоны или в контейнеры; погрузка кирпича навалом и выгрузка его сбрасыванием запрещаются.

Обыкновенный глиняный кирпич наряду со своими преимуществами обладает и отрицательными свойствами -- высоким коэффициентом теплопроводности -- 0,7 ккал/м ч град и большим объемным весом. Поэтому технологи создали новые виды кирпича с меньшим коэффициентом теплопроводности и объемным весом, нашедшие широкое применение в строительстве в качестве стенового материала. Кирпич таких видов получил общее название эффективных керамических материалов. Основные виды этих изделий рассмотрены ниже.

Кирпич глиняный пустотелый и пористо-пустотелый (23) изготовляется по способу пластического формования из глин с выгорающими добавками или без них. Массу, применяемую для выработки этого кирпича, обрабатывают более тщательно, чем для обыкновенного. Вакуумные прессы оборудованы специальными приспособлениями для получения в кирпиче отверстий, так называемыми кернами. Их устанавливают на металлической гребенке внутри мундштука у выхода глиняного бруса из пресса. Сквозные отверстия, количество которых может быть различным, располагают в кирпиче перпендикулярно постели. Поверхность граней кирпича может быть гладкой или рифленой.

Размеры вырабатываемого нашими заводами пустотелого кирпича пластического формования должны быть следующими (в мм): длина 250±6, ширина 120±4 и толщина (88 или 65) ±3.

Пустотелый кирпич в соответствии с техническими условиями (ГОСТ 6316--55) подразделяют на четыре марки в зависимости от предела прочности при сжатии по сечению брутто, т. е. без вычета площади отверстий. В табл. 7 приведены показатели пределов прочности при сжатии и изгибе.

Кирпич пустотелый пластического формования, высушенный до постоянного веса, разделяют по объемному весу брутто на два класса: класс А -- с объемным весом до 1300 кг/м3 включительно и класс Б --с объемным весом более 1300 (но не выше 1450) кг/м3. Водопоглощение кирпича должно быть не менее 6% от его веса в абсолютно сухом состоянии. По морозостойкости этот вид кирпича должен отвечать всем требованиям, предъявляемым к обыкновенному кирпичу.

Применяют такой кирпич для кладки наружных и внутренних стен, а также для заполнения стен каркасных зданий. Для помещений с режимом повышенной влажности (бань, прачечных и др.) использование его не допускается.

Кирпич глиняный пустотелый полусухого прессования

Этот стеновой материал выпускается с несквозными пустотами, расположенными перпендикулярно постелям. Число пустот может быть четыре и больше, часто вырабатывается кирпич с 8 и 18 пустотами; в первом случае диаметр пустот равен 35--* 45 мм, а во втором 17--18 мм (24). Размеры этого кирпича: длина 250±4, ширина 120 + 3 и толщина (88 или 65) ±3 мм. Качество кирпича, а также форма, количество и размеры пустот нормируются ГОСТ 6248--59.

Прочностные показатели этого кирпича такие же, как и пустотелого кирпича пластического формования. Объемный вес кирпича брутто в высушенном до постоянного веса состоянии не должен превышать

1450 кг/м3, т. е. соответствовать классу В. Марки этого кирпича, устанавливаемые по пределу прочности при сжатии, аналогичны маркам пустотелого кирпича пластического формования. Водопоглощение должно быть не менее 8% от веса кирпича, высушенного до постоянного веса. Показатели морозостойкости аналогичны показателям обыкновенного кирпича. Применяется кирпич в строительстве наравне с пустотелым кирпичом пластического формования.

Камни керамические пустотелые пластического формования

Такие камни по основному назначению разделяются на два вида: для кладки несущих стен одноэтажных и многоэтажных зданий и для кладки внутренних ненесущих стен и перегородок. На 25 показаны камни с различными по количеству, объему и конфигурации пустотами.

Изготовляются камни из легкоплавких глин с добавками или без них, со сквозными пустотами путем формования и последующего обжига. Глина предварительно сушится и тонко размалывается, масса тщательно перерабатывается и увлажняется. Формуют камни на вакуумных прессах при вакууме 700 мм рт. ст. и выше. Технология производства в общем аналогична технологии изготовления пустотелого кирпича. Камни изготовляют в форме прямоугольного параллелепипеда с прямыми ребрами и ровными или рифлеными поверхностями (для усиления сцепления с вяжущими растворами и в декоративных целях); сквозные пустоты расположены перпендикулярно постелям.

Нашей промышленностью выпускаются камни следующих размеров: длина (250, 190 и 290) ±6 мм, ширина (120, 70, 90 и 190) ±4 мм, толщина (138, 188 и 288) ±4 мм. Объемный вес камней (брутто) находится в пределах 1300--1450 кг/мг, т. е соответствует классу В. По морозостойкости камни удовлетворяют требованиям, предъявляемым к обыкновенному кирпичу, водопоглощение их не менее 6% от веса камней,.высушенных до постоянного веса.

Пустотелые камни поставляются на строительные объекты в комплекте с дополнительными отделочными камнями (для выкладки карнизов, поясов и т. п.). Не допускается применение пустотелых камней для кладки фундаментов и цоколей зданий, а также для наружных стен помещений с большой влажностью.

Кирпич строительный легкий

Легкий (пористый) кирпич изготовляется из обычных глин с введением в них выгорающих добавок, а также из диатомитов (трепелов) или из смесей диатомитов и глин. Кирпич легкий имеет следующие размеры: длина 250±8, ширина 120±6 и толщина 88±4 мм. Выпускается также пористый кирпич большего размера -- 250X120X140 мм. Чем меньше объемный вес легкого кирпича, тем меньше его теплопроводность. В зависимости от объемного веса легкий строительный кирпич подразделяется на три класса -- А, Б и В в соответствии с принятой классификацией стеновых материалов. В зависимости от предела прочности при сжатии -- на марки 50, 75 и 100. Морозостойкость легкого кирпича (Мрз 10) значительно ниже, чем у кирпича других видов, рассмотренных выше. В табл. 8 приведены показатели пределов прочности кирпича при сжатии и изгибе. Применение большемерного кирпича значительно выгоднее, чем обычного, так как уменьшается количество швов в кладке стен и, следовательно, сокращается расход вяжущего и повышается производительность труда. Использование пористого кирпича уменьшает толщину наружных стен и снижает их стоимость примерно на 10%. Однако вследствие пониженной прочности его не применяют для возведения стен, несущих большие нагрузки. Не применяют его и для фундаментов и цоколей зданий и для стен влажных помещений вследствие малой морозостойкости, а также потому, что в этих случаях не используются его теплоизоляционные свойства.

Виброкирпичные панели

Виброкирпичные панели представляют собой крупномерные строительные детали, изготовляемые из кирпича на цементном растворе с утеплителями. Для обеспечения необходимой прочности и монолитности между кирпичами закладывается арматурная сетка. В качестве утеплителя при сборке панелей применяют минераловатные плиты, пеностекло, фибролит и др. Для подъема панели на всю ее высоту закладывают петли.

Изготовляют панели двумя способами -- горизонтальной и вертикальной кладкой, наиболее эффективна горизонтальная кладка. Технологический процесс состоит из следующих основных операций: приготовления материала -- кирпича, раствора и металлического каркаса, формования (сборки) панелей, уплотнения вибрированием, отделки панелей и обработки их в пропарочных камерах в течение 8--12 ч при температуре 80° С (для ускорения процесса твердения). Прочность конструкции панели при монтаже и транспортировании обеспечивается прокладкой в гризонтальных швах армирующих сеток из проволоки, а по обе стороны проема устанавливаются вертикальные арматурные каркасы.

Панели выпускают двухслойными и однослой- 26. Стеновая ви-ными. Двухслойные панели из кирпича и утеплите- брокирпичная панель ля могут быть облицованы керамическими плитками, что придает панели красивый вид. Стена, собранная из таких панелей, не нуждается в дополнительной отделке -- облицовке, штукатурке и окраске. На 26 показан общий вид виброкирпичной стеновой панели, облицованной плитками. Общая толщина двухслойной панели 260 мм, в том числе кирпича 120, утеплителя 100, облицовочных керамических плиток 4 и 36 мм трех слоев раствора. Размеры вырабатываемых панелей 2670X3180x260 мм.

Однослойные панели изготовляют из крупнопустотных керамических камней, размер их 2750x3190x300 мм, толщина их складывается из толщины керамического камня 250 мм, керамзитобетонного заполнителя 25 мм и раствора 25 мм. Однослойные панели делают и из специального многощелевого эффективного керамического камня, длина которого соответствует толщине панели.

Панели для внутренних стен и перегородок изготовляют также из кирпича (в половину кирпича) и армируют стальными проволочными каркасами. Толщина таких панелей 140 мм--120 мм слой кирпича и 5--12 20 мм два слоя раствора -- по 10 мм с каждой стороны панели. Размер панели 2620X2270X140 мм, вес около 2 г.

Производство виброкирпичных стеновых панелей можно считать целесообразным в тех районах строительства, где не налажен массовый выпуск железобетонных панелей, но действуют кирпичные заводы. Преимущества применения виброкирпичных панелей по сравнению с кладкой стен из штучного кирпича заключаются в более высоком уровне механизации при монтаже стен и значительной экономии стеновых материалов. Недостаток виброкирпичных панелей -- сложность конструкции и, следовательно, изготовления, а также расходование металла на армирование.

Наряду с виброкирпичными панелями изготовляются также кирпичные блоки. Делают их на установках-полуавтоматах, дающих возможность получать блоки различных размеров: толщиной 1,5, 2 и 2,5 кирпича, длиной до 2,8 и высотой до 2,65 м.

Технико-экономическая эффективность применения виброкирпичных панелей и кирпичных блоков хорошо характеризуется следующим примером: 1 м2 наружной стены толщиной 64 см (2,5 кирпича) из полнотелого кирпича весит около 1200 кг. При этом расход условного кирпича на 1 м2 стены составляет 259 шт., цемента для строительного раствора 35 кг, т. е. стоимость 1 м2 составляет 12,5 руб. На изготовление же 1 м2 панели толщиной 30 см из многопустотных камней расход условного кирпича составляет 128 шт. и цемента 13,8 кг при общем весе 300 кг и стоимости 6,8--8 руб.

Производство и применение облицовочных изделий

Широкое и эффективное применение в современном строительстве керамических облицовочных материалов определяется качествами их, отвечающими всем требованиям, предъявляемым к облицовочным материалам.

Все керамические облицовочные изделия можно разбить на две группы: для облицовки фасадов и внешних стен зданий и для облицовки внутренних стен зданий. Поскольку условия эксплуатации этих материалов различны, то их физико-механические показатели также во многом могут быть различными. Так, например, изделия для внешней облицовки должны обладать высокими показателями водонепроницаемости и морозостойкости, что не обязательно для изделий внутренней облицовки.

Внешние стены зданий под воздействием атмосферных осадков периодически увлажняются, вследствие чего увеличивается теплопроводность стен. Следовательно, облицовочные материалы должны обладать большой водонепроницаемостью и не допускать проникания воды к основному материалу стены. Очень опасно и разрушительно для наружной облицовки совместное действие воды и мороза. Поэтому облицовочные материалы должны быть морозостойкими и выдерживать без видимого разрушения многократное замораживание и оттаивание в насыщенном водой состоянии. Облицовка должна надежно противостоять механическим воздействиям -- удару, сжатию, излому, т.е. обладать высокой прочностью. Кроме того, она должна иметь красивый внешний вид, правильную форму и хороший естественный цвет, не меняющийся в течение длительного времени под воздействием различных факторов (солнечный свет, перепад температур, атмосферные осадки, газы, находящиеся в воздухе, и др.)- Весьма важным качеством для облицовочных материалов является простота их укладки в конструкцию стены и надежность крепления.

Кирпич и камни лицевые, в настоящее время являющиеся основными облицовочными керамическими материалами, делают сплошными и пустотелыми. Лицевая поверхность их может быть гладкой, рифленой или офактуренной. Рельефное офактуривание поверхности достигается дополнительной обработкой влажного сырца специальными гребенками и рифлеными валиками. Изготовляются они из глин, с добавками или без них, формуются и обжигаются примерно в тех же условиях, как и другие керамические изделия. При облицовке фасадов зданий надежность крепления этих материалов достигается тем, что облицовка ведется одновременно с кладкой стен; таким образом, облицовочные кирпичи и камни служат и конструктивным несущим элементом наряду с обычным стеновым материалом.

В зависимости от формы и назначения лицевой керамический кирпич и камни подразделяют на рядовые и профильные. Наиболее часто применяемые материалы имеют размеры: кирпич лицевой рядовой и профильный 250X120X65 (90) мм, камень лицевой рядовой 250 X X 120x140 мм и камень трехчетвертной 185x120x140 мм. Допускаемые техническими условиями отклонения от размеров не должны превышать ±4 для размеров 185 и 250 мм и +3 --2 для размеров 65-- 90 мм.

В зависимости от предела прочности при сжатии лицевой кирпич и камни подразделяются на четыре марки: 150, 125, 100 и 75. Морозостойкость изделий для внешней облицовки должна быть не менее 25 повторных циклов замораживания и оттаивания, водопоглощение не менее 6%. Не допускаются в кирпиче и камне трещины, а также пятна, выцветы и загрязнения на лицевой поверхности, видимые на расстоянии 10 м.

Промышленностью выпускается специальный водоупорный глазурованный кирпич с водопоглощением не более 5% для облицовки бассейнов, водоемов и других подобных сооружений.

Для облицовки зданий (карнизов, тяг, поясков) вырабатывают профильные изделия десяти типов, размеры которых указаны в ГОСТ 7484--55 (переизданном в 1959 г ).

Фасадные плиты предназначаются для облицовки фасадов зданий. В зависимости от конструкции, способов изготовления и методов крепления плиты подразделяются на закладные и прислонные. Закладные плиты устанавливаются одновременно с кладкой стен, а прислонные крепятся на растворе после возведения и осадки стен. Вырабатываются плиты различных размеров от 250X215 мм и более с допусками ±5 мм по длине и ±3 мм по ширине. Структура черепка плит должна быть однородной, без расслоений и пустот. По морозостойкости плиты должны выдерживать не менее 25 повторных циклов замораживания и оттаивания без каких-либо признаков видимых повреждений: расслоений, выкрашивания углов и ребер и т.п. Водопоглощение плит из светложгущихся глин должно быть не более 12%, из остальных глин не более 14%. Предел прочности при сжатии и изгибе по сечению брутто должен быть не менее указанного в табл. 9.

Цвет лицевых поверхностей плит должен соответствовать утвержденному эталону, видимая с расстояния 10 м разнотонность лицевой поверхности не допускается. Показатели внешнего вида, правила маркировки, хранения, транспортирования и приемки определяются ГОСТ 6664--59.

Плитки фасадные малогабаритные изготовляют с гладкой или фактурной наружной поверхностью. На тыльной стороне плитки делают углубления для лучшего сцепления с цементным раствором. Лицевая сторона может быть различного цвета, глазурованной или неглазуро-ванной.

Выпускаются плитки прямые (рядовые) и угловые. Всего предусмотрено по 4 размера этих плиток (табл. 10). Отклонения по размерам плиток не должны превышать по длине ±3, по ширине (высоте) ±2 и по толщине ±2 мм.

Размеры ковровой керамики

Ковровая керамика -- это керамические прямоугольные плитки, наклеенные на бумажную основу. Плитки бывают различных цветов, гла-Таблица 10 зурованные и неглазурованные. Ковры набирают как из одноцветных плиток, так и из разноцветных с определенным рисунком. Лицевая поверхность плиток гладкая, трещины и расслоения не допускаются. Водопогло-щение плиток не менее 6 и не более 12% от веса плиток, высушенных до постоянного веса, морозостойкость -- не менее 25 циклов попеременного замораживания и оттаивания, вес 1 м2 6--8 кг Й зависимости от толщины плиток. Размеры плиток для ковровой керамики указаны в табл. 11. Отклонение от линейных размеров плиток не должны превышать ±0,5 мм как по длине грани, так и по толщине плитки. Отклонения по ширине шва в ковре допускаются ± 1 мм.

Плитки наклеивают на плотную крафт-оберточную бумагу. Клей должен быть таким, чтобы плитки плотно приклеивались к бумаге, а после укладки в стену бумага легко смывалась с ковра.

Ковровую керамику применяют для облицовки крупных блоков и панелей, стен вестибюлей и лестничных клеток жилых и общественных зданий. Применение ковровой керамики снижает трудоемкость облицовочных работ, одновременно улучшая их качество.

Подоконные сливы также относят к керамическим изделиям, применяемым для облицовки и оформления фасадов зданий. Из них устраивают наружные подоконники зданий. Форма и размеры сливов бывают различными: длина от 300 до 500 мм, ширина в зависимости от конструкции стены 150, 225 и 250 мм, толщина 25, 65 и 71 мм. Допускаемые отклонения по этим размерам не должны превышать ±2 мм.

Водопоглощение подоконных сливов не более 8% от их постоянного веса, морозостойкость -- не менее 35 циклов попеременного замораживания и оттаивания, т. е. значительно более высокая, чем для других видов керамических изделий, применяемых для наружной облицовки зданий. Повышенные требования обусловливаются специфическими особенностями эксплуатации подоконных сливов.

Керамические изделия для внутренней облицовки

Керамические изделия, применяемые для внутренней облицовки, делятся на две группы -- для облицовки стен и для покрытия полов. Эти изделия весьма разнообразны по ассортименту и качественным показателям.

Для облицовки стен применяются два вида плиток --майоликовые и фаянсовые. Эти изделия не подвергаются в условиях эксплуатации действию отрицательных температур, поэтому требования морозостойкости к ним не предъявляются. Однако точность размеров, правильность формы, одинаковая окраска плиток приобретают особо важное значение, так как на внутренней облицовке стен хорошо различима каждая деталь. Плитки, для облицовки стен должны быть водонепроницаемы, огнестойки, достаточно прочны, а плитки для настилки полов, кроме того, должны обладать повышенным сопротивлением ударным и истирающим воздействиям.

Плитки для облицовки стен ванных комнат, туалетных, кухонь, бань, прачечных, больничных и других помещений представляют собой квадратные или фигурные пластинки, изготовленные из глиняного порошка с добавками (или без них) и покрытые глазурью. Тыльная сторона плиток имеет рифленую поверхность, обеспечивающую при облицовке надежное сцепление с цементным раствором. Плитки подразделяются на квадратные, прямоугольные и фасонные (угловые, карнизные и плинтусные). ГОСТ 6141--63 предусматривает выпуск 28 типов плиток для внутренней облицовки стен. При всем разнообразии размеров плиток и других фасонных изделий толщина их должна быть не более 6 мм, а толщина плинтусных плиток не более 10 мм.

Плитки должны иметь правильную, геометрическую форму, без выпуклостей, искривлений,-выбоин и трещин. Допускаемые отклонения" в размерах по длине грани плиток не более ±1,5 мм, отклонение стороны прямого угла не более 0,5мм. Жесткие требования, предъявляемые к размерам и форме плиток, объясняются стремлением получить облицовку с одинаковой и по возможности минимальной толщиной швов, так как неравномерные швы снижают качество облицовки, ее долговечность и ухудшают внешний вид поверхности.

По показателям внешнего вида лицевой поверхности и качества плитки подразделяются на три сорта.

Водопоглощение плиток не превышает 16%- При испытании пли-^ ток на термическую стойкость на их глазурованной поверхности не должны появляться трещины и отколы глазури, а также поверхностные полосные трещины на глазури (дек).

Решающим фактором высокого качества плиток является однородная, плотная структура черепка, для чего массу, сильно уплотняют при формовании. С этой целью порошок смеси прессуют в стальных прессформах при давлении 140--160 кГ/см2, что обеспечивает также наряду с плотностью изделия точность его размеров и правильную форму.

Майоликовые плитки изготовляют из легкоплавких глин с добавкой 20% углекислого кальция (обычно в виде мела). Пористый черепок этих плиток с лицевой стороны покрывается глазурью. Глиняная масса для изготовления майоликовых плиток требует тщательной обработки, обжигают их дважды: после сушки сырца и после покрытия обожженных плиток глазурью. Слой глазури обеспечивает плиткам полную водонепроницаемость и высокие декоративные качества.

Фаянсовые плитки изготовляют из тугоплавких глин с добавкой кварцевого песка, для понижения температуры плавления вводят плавни-- полевой шпат, известняк или мел. Плитки имеют слабо окрашенный "или чисто белый пористый черепок. Лицевая сторона плиток покрывается глазурью. Для производства плиток применяют механические пресс-автоматы, производительность которых достигает 2,5 тыс. шт/ч. После прессования плитки поступают в оправочную машину, а затем передаются в непрерывно действующую сушилку. Глазурь наносят на сырые плитки специальными автоматами. Обжигают плитки в печах периодического действия (горнах) или в печах непрерывного действия туннельного типа. Чтобы плитки при обжиге не подвергались резкому действию высоких температур, их вводят в печь в керамических капселях. Обожженные плитки сортируют по размерам, типу, сорту и цвету и упаковывают в прочные деревянные решетчатые ящики. Правила маркировки, упаковки, хранения и транспортирования этих плиток изложены в ГОСТ 6141--63.

' Плитки для полов подразделяются на два вида: плитки керамические для полов и плитки керамические для мозаичных полов. Плитки вырабатываются 15 типов, различающихся формой и размерами. Плитки бывают квадратные, прямоугольные, треугольные, шести- и восьмигранные, а также половинки. Размеры керамических плиток для полов различной конфигурации приведены в табл. 12.

Плитки керамические для мозаичных полов делают квадратными и прямоугольными; выпускают их 6 типов, размерами 23x23, 48X48 и 48X23 мм при толщине 6 и 8 мм. Плитки толщиной 8 мм относятся к классу А, а толщиной 6 мм к классу Б. Отклонения в размерах плиток не должны превышать по всем измерениям ,±0,5 мм. Цвет плиток для полов может быть самым разнообразным, чаще выпускают белые, желтые и красные (различных оттенков) плитки. Тыльная сторона плиток для полов имеет рифленую поверхность для более прочного сцепления с раствором. Плитки, применяемые для устройства полов в помещениях с повышенной влажностью, банях, прачечных и др., имеют рифленой и лицевую поверхность для уменьшения скольжения. Водопоглощение плиток для полов не должно быть более 4% и мозаичных 3% для класса А и 4% для класса Б. Сопротивление истиранию характеризуется потерей веса плиток после прохождения по ним истирающим кругом 150 м пути; при этом потеря веса не должна превышать: для керамических плиток 0,1 г/см2, для мозаичных класса А-- 0,1 и класса Б--0,25 г/см2.

Плитки для полов прессуют из порошкообразной массы на гидравлических или механических прессах при давлении 250--300 кГ/см2, затем сушат до влажности 3% и обжигают при 1200--1300°С. После тщательной сортировки по размерам, цвету и тону плитки упаковывав ют пачками в бумагу.

Мозаичные плитки должны быть прочно наклеены водорастворим мым клеем на прямоугольные листы прочной крафт-бумаги (ковры размером 398X598 мм) по типовым заводским рисункам. Швы между плитками делают ровными и прямыми, шириной 2 мм; по ширине шва допускаются отклонения ±0,5 мм.