Природные и искусственные строительные материалы.
Поставить перед собой цель перечислить и описать все имеющиеся в распоряжении современных строителей материалы с указанием их плюсов и минусов было бы слишком самонадеянно, что, в общем-то, и не нужно, поскольку является задачей отдельной книги. Это тем более невозможно по той причине, что поток новинок в данной отрасли практически не иссякает. Даже опытные строители не всегда могут четко ответить, какими качели обладают недавно появившиеся материалы. Кроме того, часто бывает трудно классифицировать их, поскольку многие из них вы широкую сферу применения и одновременно могут выступать, например, как кровельные и гидроизоляционные (рубероид и кровлелон), как конструкционные и отделочные(древесина) и т. д. Поэтому предлагаем провести «инвентаризацию» свойств и особенностей основных видов строительных материалов.
В процессе возведения дома (неважно- для постоянного или временного проживания) выбор, покупка, доставка хранение строительных материалов играют важную роль. Поэтому каждый застройщик должен иметь представление о доступных материалах, чтобы сооружение получилось не только качественным и функциональным, но при этом обошлось не слишком дорого.
Каменные строительные материалы бывают натуральными и искусственными.
Натуральный камень неправильной формы называется бутовым и подразделяется на платный (постелистый) и рваный. Отдельные его фрагменты весят от 5 до 40 кг. Они не должны иметь посторонних включении в виде прослоек глины и пр., трещин и т. п. Качественный камень при ударе по нему молотком издает чистый звук и распадается на более мелкие куски, но при этом не рассыпается в виде пылеподобной массы.
Природный камень измеряется кубическими метрами (м3) по обмеру в штабеле прямоугольной формы (пустоты, неизбежно возникающие между ними, в расчет не принимаются), высота которого составляет 1 м. Он выкладывается на ровной площадке, при этом 1 м3 известняка весит 1300-1400 кг, песчаника — весит 1600-1800 кг.
Глина относится к натуральным строительным материалам и представляет собой тонкодисперсные связные осадочные породы, которые состоят по большей части из водных силикатов, имеющих слоистую структуру. Если при строительстве не требуется особенно высокой прочности конструкции, то для кладки используются глиняные растворы, различные по соотношению компонентов (глины и песка). Последнее определяется жирностью глины. Если в растворе песок не ощущается на ощупь, а сформированный из смеси жгут длиной 15-20 см и диаметром 1,5-2 см при разрыве дает острые концы, то это жирная глина. В этом случае для раствора глина и песок берутся в пропорции 1:4. Жгут из средней по жирности глины разрывается при диаметре 3-4 мм, поэтому рекомендуется состав из глины и песка в соотношении 1:3. Сформированный из тощей глины, практически не растягивается и при разрыве образует неровные концы, поэтому следует соблюсти пропорцию 1:2,5.
Из глины производятся различные материалы, нашедшие широкое применение в домостроения, в частности обыкновенный глиняный кирпич, а также керамзит. Последний является прочным легким материалом с плотностью 250 800 кг/м3, который получается в процессе обжига (при 1200 С) легкоплавких глин. Он имеет вид гранул размером 5-40 мм. Керамзит используется в качестве теплоизолятора и заполнителя при изготовлении керамзитобетона.
В домашних условиях из глины можно изготовить вполне пригодный для строительства садового или дачного домика материал – кирпич-сырец (саман), рецептов замеса раствора для которого существует много (в каждой местности свой).
Для самана используется глина средней пластичности, один из способов проверки, которой представлен выше. Если она оказалась жирной, в нее добавляется песок; тощей- жирную глину, получаемою в процессе отмучивания. Для этого положите ее в большую емкость, залейте водой и перемешайте, после чего дайте отстояться. Первым на дно осядет песок, потом чистая глина. Аккуратно слейте воду и снимите глину, стараясь не зачерпнуть песок. Затем ее можно вводить в тощую глину.
Глиняную массу, которая пойдет на изготовление кирпичей, следует очистить от посторонних примесей, камешков, гравия и пр., выбрав их руками, или пропустить сырье через сито, размер ячеек которого составляет не более 5 х 5 мм. Чтобы освободить глину от органических составляющих, ее необходимо заготовить осенью, уложив в виде конусообразной гряды. Для усиления процесса разрушения органики ее желательно периодически поливать.
Для работы необходима подготовить площадку (ее размер зависит от планируемый выработки: если предполагается производить до 500 кирпичей в день, то вполне достаточно отвести под нее 25-30 м2), которая обязательно должна быть выровненной, чтобы избежать деформации глиняных брусков, и посыпана мелким песком.
Подсохшие кирпичи надо сложить в штабеля (на 1 м погонной длины легко разместится 150-180 шт.), причем н нижние должны быть приподняты над землей примерно на 15-20 см, чтобы дождевая вода не размывала их. Но лучше сушить и хранить самая под навесом.
Для изготовления 1000 кирпичей понадобится приблизительно 2 м2 глины. Накануне надо разбить крупные комки, при необходимости ввести песок или жирную глину, перемешать компоненты в сухом состоянии и выложить слоем толщиной около 40 см, слегка приподняв края. После этого глину нужно равномерно проколоть вилами или острой палкой, чтобы при затворении вода равномерно смачивала материал на всю глубину. Количество необходимой жидкости составляет 20-25% от объема исходной смеси. Ее необходимо влить за 12 часов до замешивания раствора.
Качество кирпича во многом зависит от того, насколько тщательно будет перемешано сырье. Это необходимо делать до тех пор, пока раствор не станет однородным. После этого желательно оставить его еще примерно на 12 часов, прикрыв мешковиной, чтобы он «созрел». При соблюдении этой технологии сырец хорошо формуется, равномерно просушивается, сохраняет гладкую поверхность и ровные края, не прилипает к стенкам емкости. Удобнее всего пользоваться двойной формой.
Формы, в том числе и без дна (так называемые пролетки), сбиваются из строганой доски толщиной 20 мм для 1, 2 или 4 кирпичей. Размер их зависит от степени сжимаемости блины, что устанавливается опытным путем.
СООТНОШЕНИЕ СЖИМАЕМОСТИ ГЛИНЫ И РАЗМЕРОВ ФОРМЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КИРПИЧА СЫРЦА
| Сжимаемость глины% | Размеры форм, мм |
| 5,0 | 263 х 125 х 68.4 |
| 5.5 | 264 х 126 х 68.6 |
| 6.0 | 265 х 127 х 69.2 |
| 6,5 | 267 х 127,5 х 69,3 |
| 7.0 | 268 х 128 х 69.8 |
| 7,5 | 270 х 129 х 70.2 |
| 8.0 | 271 х 130 х 70.6 |
| 8.5 | 273 х 130 х 71 |
| 9,0 | 274 х 131 х 71.4 |
| 9.5 | 276 х 131.5 х 71.4 |
| 10.0 | 277 х 132 х 72.2 |
Процесс изготовления самана состоит в следующем:
Чтобы во время сушки кирпич не трескался, его следует периодически переворачивать. При этом нужно избегать ускорения этого процесса, для чего необходимо следить, чтобы расстояние между отдельными кирпичами не было слишком большим, иначе саман деформируется и растрескается. Через 8-10 дней сушки на открытой площадке сложите саман в штабеля высотой не более 8 рядов и оставьте еще на 10-20 дней (чем пластичнее было сырье, тем интенсивнее протекает процесс).
Чтобы проверить, насколько хорошо кирпич просох, разломите его: по цвету на изломе это сразу станем понятно. Кроме того, «правильный шаман значительно теряет в весе и при падении с высоты 2 м не разрушается, не раскисает после 2 суток пребывания в воде, хорошо удерживает сбитый гвоздь и отесывается топориком. Строительные растворы (кладочные, бетон) приготавливаются с применением заполнителя, в качестве которого используется песок. По происхождению (он представляет собой смесь каменных зерен разной величины — 0,05-5 мм.
ЭКОЛОГИЧНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Мы должны положить конец этой давней пагубной практике расточительного использования природных ресурсов.
Решением могут стать экологически рациональные строительные материалы или зеленые строительные материалы.
В настоящее время потребность в более устойчивом способе строительства уже не является вопросом личного выбора, и в настоящее время этот сектор регулируется в целях осуществления мер, направленных на улучшение экологической ситуации в инфраструктуре и зданиях.
Строительная торговля является крупным потребителем природных ресурсов, таких как древесина, минералы, вода и энергия.
Кроме того, здания, после их строительства, по-прежнему являются непосредственной причиной загрязнения из-за выбросов, производимых в них, или их воздействия на землю.
Устойчивая архитектура учитывает использование ресурсов (энергии, природных ресурсов), их воздействие на окружающую среду и конкретные риски для безопасности людей. Для ответственного использования ресурсов при строительстве, какие продукты должны быть выбраны? Это экологические материалы, которые могут сделать архитектуру устойчивой.
Экологически чистые материалы или зеленые строительные материалы
В строительстве экологически чистые материалы (также известные, как зеленые строительные материалы) – это те, в которых для их производства, размещения и обслуживания выполняются действия, оказывающие минимальное воздействие на окружающую среду.
Эти материалы также должны быть натуральными (почва, кирпич, дерево, пробка, бамбук, солома, опилки и т.д.) и не должны быть испорчены холодом, теплом или влажностью.
Экологически рациональные технологические материалы и продукты
Они должны быть высокопрочными и могут включать в себя различные технологии, такие как улавливание энергии, улавливание C02 и удаление загрязнений. Они используются, когда в долгосрочной перспективе имеют более низкую экологическую стоимость, чем природные материалы.
Какие экологически чистые материалы наиболее широко используются в строительстве?
Экологически рациональные строительные материалы, такие, как древесина является материалом с наименьшим воздействием на окружающую среду в процессе производства и жизненного цикла. Она должна быть сертифицирована, чтобы мы могли быть уверены в ее устойчивом производстве и происхождении.
Изоляция возобновляемых материалов :
Возобновляемые материалы – это те, которые не могут образовывать отходы и должны достигать максимальной эффективности при регулировании температуры.
Полностью пригодны для вторичной переработки и компостирования такие материалы, как целлюлоза, которая может быть получена из выбрасываемых газет или бумаги.
Краски и обработка древесины:
Материалы должны быть натуральными, без вредных для озонового слоя веществ, без растворителей и других химических продуктов.
Какие вторичные материалы можно использовать?
Вегетативные волокна, смешанные с цементом, работают в качестве изоляторов.
Имеет место повторное использование отходов, образующихся в других секторах для производства строительных материалов, таких как отходы карьера (мрамор, шифер и т.д.).
Кроме того, у нас есть отходы, образующиеся в результате промышленных процессов, таких как использование золы или грязи, или твердых бытовых отходов.
Существуют и другие оригинальные технологии, такие как изготовление бетона из
переработанной резины шин; использование грязи с очистных сооружений для производства кирпича или остатков дерева и пробки (обрезка, лесопильные заводы, пескоструйная пыль и т.д.), и особенно растительных волокон (бамбук, кокос и т.д.), которые после смешения с цементом также работают в качестве изоляторов.
Для того чтобы добиться устойчивого строительства, мы должны покончить с этими пагубными традициями расточительного использования природных ресурсов на протяжении длительного времени.
Что вы думаете обо этом? Считаете ли вы, что необходимо увеличить инвестиции в более экологичную архитектуру?
ОСОБЕННОСТИ СТРОИТЕЛЬНОГО ПЕСКА
Песок образуется при разрушении горных пород, которое вызывается ветром и водой. В первом случае образуются угловатые песчинки с острыми гранями. Во втором они имеют округлую и плавную форму. Вода омывает песчинки, постепенно стесывая острые края, а вот ветер этого сделать не может.
О ПЕСКЕ И ЕГО СОСТАВЕ
Состав песка напрямую зависит от его происхождения. Самый распространенный элемент – кварц. Он встречается повсеместно. Кроме него в песке содержатся и другие породы. Если это хризолит, то песок будет зеленым, при наличии магнетита или гематита песок выглядит черным и так далее.
От состава зависит не только цвет песка, но и область его применения. К примеру, очищенный кварцевый песок используется как основной элемент в составе фильтров для воды и из него же делают стекло. Но самое распространенное применение песок нашел в сферах ремонта, строительства, отделочных и дорожных работ, производстве бетона.
В мире также встречается «поющий песок». Если идти по нему, он начинает издавать странные звуки. Причина этого явления учеными до сих пор не установлена.
ВИДЫ СТРОИТЕЛЬНОГО ПЕСКА
Строительный песок разделяется на 2 вида: речной и карьерный. Каждый из них имеет свои особенности, характеристики, свойства и сферу применения.
Песок речной
Речной песок добывают со дна водоемов или из пересохших русел. В первом случае песок поднимается со дна насосами, установленными на барже, затем фильтруется, сортируется и разделяется по составу. Во втором случае добыча мало чем отличается от карьерной.
Речной песок выделяется небольшим количеством мелких примесей и однородностью. То есть практически все песчинки похожи друг на друга, ничем не отличаются по составу, чего нельзя сказать о карьерном песке.
Единственным недостатком речного песка является его стоимость, которая выше цены хорошего карьерного песка примерно на 10–30 %.
Качественный речной песок обязан соответствовать требованиям ГОСТа 8736–93.
Речной песок разделяется по размеру песчинок на три категории.
В зависимости от характеристик, речной песок используется при обустройстве детских площадок, в сфере ландшафтного дизайна, для отделки помещений, при изготовлении бетона, строительных растворов и сухих смесей.
Песок карьерный
Карьерный способ добычи песка простой и дешевый, что сказывается на стоимости песка. Требуется распространенная техника, типа бульдозеров и экскаваторов, которая набирает материал в карьере, после чего тот просеивается, фильтруется и разделяется по чистоте и размеру песчинок.
По типу обработки (или ее отсутствия) выделяют три типа песка, добываемого таким способом: грунт, сеяный и мытый.
Карьерный песок так же, как и речной, обязан соответствовать определенным требованиям, иначе его нельзя будет использовать.
Характеристики карьерного песка
Насыпная плотность* (т/м3)
Коэффициент фильтрации* (м/сутки)
*Плотность не утрамбованного песка. Может изменяться из-за утряски или влажности.
**Природные строительные материалы могут быть радиоактивны. Для жилых помещений допускается использование материалов 1-го класса (менее 370 Бк/кг). Для промышленных построек и дорог – 2-го класса (до 740 Бк/кг). Для дорог вне населенных пунктов – 3-го класса (до 2800 Бк/кг). Безопасный для человека только 1-й класс.
СМЕСИ НА ОСНОВЕ ПЕСКА И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ
Песок используется не только отдельно, но также входит в состав песчано-гравийных и щебеночно-песчаных смесей. Песчано-гравийная смесь разделяется на две группы – природная и обогащенная.
Характеристики песчано-гравийных смесей
Содержание гравия (зерно более 5 мм, %)
Допустимый размер зерен гравия (мм)
Количество глинистых и пылевидных примесей (%)
*В обогащенной смеси большая часть зерен должна быть одного размера.
Щебеночно-песчаная смесь марки С1-С2 может использоваться для создания дорожного основания и дорожного покрытия. Во втором случае щебня должно быть более 50% размером более 5 мм. Марки смеси С3-С6 и С9-С11 подходят для укладки дополнительных слоев дорожного покрытия, а С4, С5, С10 и С11 – для укрепления обочин дороги.
Песок и различные песчаные смеси используются в строительстве на протяжении всей известной истории человечества. Кто начал их использовать впервые – неизвестно. Технологии развивались, появлялись новые составы, смеси, сферы применения, но главным компонентом оставался, остается и будет оставаться еще очень долгое время именно песок.