Строительные материалы и изделия

СТЕНОВЫЕ И КРОВЕЛЬНЫЕ КЕРАМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

■ !:

Основная область применения керамики в строительстве — мате­риалы для ограждающих конструкций: стеновые (кирпич и керамиче­ские камни) и кровельные (черепица). Этот вид керамики за много сотен лет применения хорошо зарекомендовал себя во всем мире.

Стеновые материалы — это кирпич и камни (последние отличаются от кирпича большими размерами). Самые первые постройки из кир­пича обнаружены в Древнем Египте и Ассирии и относятся к III—I тысячелетию до н. э. Этот кирпич имел в плане форму, близкую к квадратной, со сторонами 300...650 мм и толщиной 30...80 мм. Подо­бный кирпич позже применялся в Древней Греции и Византии, где его называли «плинфа» (от гр. plinthos — кирпич). Плинфа использовалась и в древнерусском зодчестве. Так, при строительстве Софийского собора в Киеве использовалась плинфа размером около 400 х 400 см и толщиной 30...40 мм. Такая форма древнего кирпича объясняется, видимо, в основном технологическими причинами: проще формовать и легче сушить.

Только в XV в. плинфу сменил похожий на современный «Аристо­телев кирпич» (289 х 189x67 мм). Первый российский кирпич, пре-

дусматривавший перевязку швов, был «Государев кирпич». В совре­менных размерах кирпич был узаконен стандартом в 1927 г. Какого - либо общемирового стандарта на размеры кирпича не существует. Однако размеры и масса кирпича лимитируются размером и силой человеческой руки.

Кирпич керамический обыкновенный. В соответствии с действующи - | ми стандартами кирпич выпускаюг обыкновенный размером 250 х 120 х I х 65 мм; реже производится утолщенный — 250 х 120 х 88 мм и t ный — 288 х 138 х 65 мм. Поскольку масса одного кирпича не должна I превышать 4,3 кг, то утолщенный и модульный кирпичи обычно делают с пустотами; кирпич полусухого прессования также производится с пустотами (но пустоты в нем конические и несквозные) (рис. 5.2, б).

Приняты следующие названия граней к ирпича (рис. 5.2, а): большая — постель 1,боковая длинная — ложок 2, торцовая — тычок 3.

Плотность обыкновенного полнотелого керамического кирпича

V — 1600... 1800 кг/м3; пористость — 28...35 %; водопоглощение не менее 8 %.

Основная характеристика качества кирпича —■ марка по прочности, определяемая по результатам испытания кирпича на сжатие и изгиб. Установлено 8 марок: от 75 до 300 (табл. 5.1).

Методика испытания кирпича для определения его марки дана в лабораторной работе № 5.

По морозостойкости для кирпича установлены четыре марки: F15, F25; F35 и F50. При оценке морозостойкости испытания на «замора­живание — оттаивание» проводят до появления внешних повреждений (трещин, отколов, шелушения поверхности), не допускаемых стандар­том.

Стандарт допускает довольно большие отклонения в размерах и форме кирпича, которые объясняются большой и неравномерной усадкой кирпича в процессе изготовления. Кирпич считается удовлет­воряющим стандарту, если отклонения по размерам и форме не превышают:

по длине ± 5 мм, ширине ± 4 мм, толщине ± 3 мм; непрямолинейность граней и ребер, не более: по постели — 3 мм, по ложку — 4 мм;

сквозные трещины на ложковой и тьиковой гранях — не более одной при протяженности ее по постели не более 30 мм;

отбитости и притупленности ребер и углов — не более двух глуби­ной более 5 мм и длиной 10... 15 мм.

Обыкновенный керамический кирпич благодаря достаточно высо­ким показателям физико-механических свойств и долговечности ши­роко применяют в современном строительстве для кладки наружных и внутренних стен зданий, фундаментов, дымовых труб и других

конструкций.-----------------------------------------------------------------------------------

Кирпич полусухого прессования нельзя применять для кладки цоколей, фундаментов и наружных стен влажных помещений.

На складах кирпич хранят в штабелях высотой до 1,6 м, уложенным на ребро (ложковую грань).

При механизированной погрузке, разгрузке и транспортировании используют деревометаллические поддоны, на которые кирпич укла­дывают на ребро с перевязкой или «в елочку» (с наклоном в 45° к центру пакета). Чтобы уложить кирпич «елочкой», к торцам поддона приби­вают треугольные бруски. Благодаря такой укладке пакеты с кирпичом можно перевозить на обычных автомобилях без дополнительных креп-

а — кирпич с 18 пустотами (пустотность 27 и 36 %); б" — кирпич с 28 пустотами (пустотность 32 и 42 %); в — камень с 7 пустотами (пустотность 25 и 33 %); г ~ камень с 18 пустотами (пустотность 27 и 36 %); д~~ укрупненный камень для кладки стены в «один камень» (пустотность 45 %)

лений. Погрузку, разгрузку и подачу пакетов на рабочее место выпол­няют с применением специальных футляров. Без поддонов кирпич перевозят уложенным в штабель с перевязкой; транспортирование навалом запрещается, так как при этом много кирпича бьется.

Пустотелый кирпич и керамические камни. У обыкновенного ке­рамического кирпича есть два существенных недостатка: относительно высокая плотность (1600... 1800 кг/м3) и небольшие размеры. Высокая плотность предопределяет и большую теплопроводность кирпича, и, как следствие, большую толщину стен (в средней полосе России традиционная толщина стен 51 и 64 см) и их большую массу.

Небольшой размер обыкновенного кирпича объясняется двумя причинами:

• масса кирпича, укладываемого вручную, не должна превышать

4,3 кг;

• получение крупного массивного керамического изделия затруд­нительно, так как сушка и обжиг таких изделий протекает долго и, как правило, сопровождается большими деформациями и растрескиванием

изделий.

Рис. 5.4. Некоторые виды экструзионных керамических камней ' ^ с горизонтальными пустотами:

а — камень с 11 пустотами; б ~ камень е тремя пустотами; в — укрупненный камень с 30 пустота - >, ми и пустотой для захвата при кладке (общая пустотность 45 %)

Решение этих проблем возможно путем формования крупнораз­мерных керамических изделий со сквозными пустотами. Наличие пустот не только снижает массу и, соответственно, плотность изделий, но и ускоряет и облегчает процессы сушки и обжига, так как изделие прогревается быстрее и равномернее через наружные и внутренние поверхности. А именно неравномерность влажности и температуры по сечению изделия. вызывают коробление и растрескивание. Поэтому пустотелые камни и кирпич имеют меньше дефектов и прочность их, несмотря’ на большой процент пустот (до 45 %), такая же, как у полнотелого кирпича.

Эти же пустоты снижают плотность кирпича и камней до 1400... 1200 кг/м3 и, соответственно, теплопроводность до 0,6...0,4 Вт/(м • К). За пусто­телым кирпичом и камнями укрепилось название «эффективная кера-

Пустотелыми считаются кирпич и камни, объем пустот которых более 13 %. Форма и размер пустот могут быть раз­личными (рис. 5.3). Расположе­ние пустот преимущественно вертикальное, но допустим вы­пуск кирпича и камней с гори­зонтально расположенными пустотами (рис. 5.4).

Керамическими камнями называют штучные стеновые изделия размером от 250 х 120 х ХІ38 мм (сдвоенный по высоте а)

кирпич) И ДО укрупненных кам - Рис. 5.5. Традиционные виды черепицы: НЄЙ 510 X 260 X 219 ММ ДЛЯ клад - а __ голландская; б — татарская

ки стен в «один камень». При­менение керамических камней позволяет значительно ускорить кла­дочные работы.

Прочностные свойства (марки) и морозостойкость пустотелых кир­пича и камней такие же, как у обыкновенного керамического кирпича.

Дополнительное снижение плотности и улучшение теплотехниче­ских показателей керамического кирпича и камней можно достичь, включая в сырьевую массу выгорающие добавки (опилки, угольную мелочь и т. п.) или вспенивая глиняную массу. Используя технологию поризации керамического черепка, ЗАО «Победа-Кнауф» (Санкт-Пе­тербург) организовало производство пустотелых керамических камней (250 х 120 х 142 мм) с плотностью 950 кг/м3 и маркой по прочности 150 и 200 (кгс/см2) при морозостойкости не ниже F35; а крупноформатные блоки того же предприятия размером 510 х 260 х 219 мм имеют пусто - тность 52 % и среднюю плотность 800 кг/м3 (на 20 % легче воды); марка блоков по прочности 50... 100 (кгс/см2) и морозостойкость не ниже F35. Теплопроводность кладки из таких блоков 0,20 Вт/(м * К), что в 4 раза ниже, чем из полнотелого кирпича.

Пустотелый кирпич и камни нельзя использовать для кладки фундаментов, подвалов, цоколей и других частей зданий, где они могут контактировать с водой. Замерзание воды, попавшей в пустоты кирпича или камней, сразу приводит к их разрушению.

Кровельные материалы. Керамическая черепица — старейший ис­кусственный кровельный материал, применявшийся с давних пор практически во всех странах мира. Особенное распространение полу­чила черепица в европейских странах, Японии, Китае; при этом форма и цвет черепицы у разных народов были различными. До сих пор

Р и с. 5.6. Современные виды черепицы и схемы ее укладки на кровлю: а — штампованная пазовая; б — ленточная пазовая; в — ленточная плоская; г — коньковая

используют старинные виды черепицы: желобчатую «татарскую», вол­нистую «голландскую» (рис. 5.5) и др.

Современная керамическая черепица в зависимости от способа производства и конфигурации бывает (рис. 5.6) штампованная пазовая, ленточная пазовая и ленточная плоская. Для коньков и перегибов крыши выпускают черепицу специальной формы.

Сырьем для черепицы служат кирпичные глины, только качество их подготовки должно быть выше. Ленточную черепицу формуют на таких же прессах, как кирпич. Штампованную прессуют поштучно. В остальном технология черепицы аналогична технологии кирпича.

Черепичная кровля декоративна и очень долговечна. Недостат­ки ее: большой вес и трудоемкость устройства. Черепица требует мощной стропильной системы; минимальный угол наклона кровли 30° (для желобчатой, укладываемой на растворе,— 15°).