Каменные и бетонные работы

Полотно двигает раствор по затираемой поверхности, при этом все впадины заполняются им. После выполнения круговой затирки на штукатурке остаются кругообразные следы, для удаления которых совершают затирку вразгон. Терку тщательно очищают от раствора и прижимают к поверхности, совершая прямолинейные движения – взмахи, убирая все следы, оставшиеся от предыдущей операции.

Кисть и щетка каменщика

Кисть и щетка каменщика необходимы для смачивания стены водой перед облицовочными работами, для смачивания бетонного пола (рис. 13).

Рис. 13: а – кисть; б – щетка.

Растворный ящик

Растворный ящик вы можете сделать самостоятельно. Для этого вам нужно будет плотно сбить доски гвоздями так, чтобы получился ящик. Под растворный ящик вы можете приспособить большое железное корыто или разрезанную пополам бочку (рис. 14).

Рис. 14. Растворный ящик (размеры даны в мм).

Грабли

Грабли понадобятся для перемешивания порошковой извести или цемента с гравием и песком.

Площадка для замеса растворов

Нужна для того, чтобы в ящик с раствором не попадали посторонние предметы. Сделайте ее из досок в форме прямоугольника или квадрата, по краям которого прибейте небольшие бортики (рис. 15).

Рис. 15. Площадка для замеса растворов (размеры даны в мм).

Бетономешалка

Может быть с бензиновым или электрическим двигателем. С ее помощью вы без особого труда приготовите бетон и раствор (рис. 16).

Рис. 16. Бетономешалка.

Бочка для воды, ведро, лейка

Наличие их в хозяйстве никогда не помешает. Бочка позволит вам иметь постоянный запас воды, необходимой для бетона и растворов, лейка – для полива смесей.

Трамбовка

Инструмент для уплотнения бетона. Ее вы сами легко сделаете из дерева (рис. 17).

Рис. 17. Трамбовка.

Молоток-кулачок

Молоток-кулачок применяют для обработки камней, скалывая острые углы. Этим же молотком осаживают и расщебенивают бутовый камень при кладке (рис. 18).

Рис. 18. Молоток-кулачок.

2. Строительные материалы и растворы

В этой главе мы рассмотрим основные свойства и характеристику строительных материалов и растворов, которые применяются при выполнении каменных и бетонных работ.

Свойства строительных материалов

Материалы, используемые в каменных и бетонных работах, обладают рядом характеристик. В соответствии с ними определяют пригодность или непригодность того или иного материала. Ниже мы рассмотрим некоторые основные свойства, которые смогут помочь вам при отборке качественного материала.

Плотность

Плотность материала бывает средней и истинной.

Средняя плотность определяется отношением массы тела (кирпича, камня и т. п.) ко всему занимаемому им объему, включая имеющиеся в нем поры и пустоты. Средняя плотность выражается в кг/м2 (табл. 1).

Таблица 1. Истинная и средняя плотность некоторых строительных материалов

Истинная плотность – это предел отношения массы к объему без учета имеющихся в них пустот и пор.

У плотных материалов – таких, как сталь и гранит, – средняя плотность практически равна истинной, у пористых – меньше истинной.

Пористость

Пористость материала определяется степенью заполнения его общего объема порами и исчисляется в процентах. Эта характеристика влияет на такие свойства материалов, как прочность, водопоглощение, теплопроводность и пр.

В соответствии с величиной пор материалы разделяют на мелкопористые (размеры пор измеряют в сотых и тысячных долях миллиметра) и крупнопористые (размеры пор колеблются до 1–2 мм).

Пористость кирпича составляет 25–35 %, тогда как у стекла или металла она равна нулю.

Влагоотдача

Влагоотдача – это свойство материала терять находящуюся в его порах влагу. Данная характеристика определяется процентным количеством воды, которое материал теряет за сутки при температуре воздуха 20 °C и относительной влажности воздуха 60 %.

Если материал в момент использования имеет повышенную влажность, при быстрой ее отдаче он может изменить свои свойства, что повлечет за собой появление дефектов в конструкции.

Водопоглощение

Водопоглощение – это способность материала впитывать и удерживать в своих порах влагу. Следует различать водопоглощение по объему и водопоглощение по массе.

По объему водопоглощение не может превысить 100 % (если быть точным, то и 100 %-ного водопоглощения не существует), зато по массе оно может значительно превышать 100 %-ную отметку, например, у теплоизоляционных материалов – таких, как стекловата, поролон.

Следует также отметить, что насыщение теплоизоляционных материалов водой значительно снижает их теплоизоляционные свойства, так как вода – очень хороший проводник тепла.

Гигроскопичность

Гигроскопичность – это свойство пористых материалов поглощать влагу из воздуха. Гигроскопичные материалы (древесина, теплоизоляционные материалы, кирпичи полусухого прессования и т. д.) могут поглощать большое количество воды, что приводит к увеличению их массы, снижению прочности и изменению размеров. Такие материалы, как кирпич сухого прессования, можно использовать в зданиях и помещениях с пониженной влажностью воздуха.

Водопроницаемость

Способность материала пропускать воду под давлением. Водопроницаемость характеризуется количеством воды в течение 1 ч через образец 1 м2 и толщиной 1 м при постоянном давлении. К водонепроницаемым материалам относятся битум и бетон.

Морозостойкость

Свойство материала в насыщенном водой состоянии выдерживать замораживание и оттаивание без явных признаков разрушения (трещин, расслаивания) и без снижения прочности и массы.

Материалы, используемые для кирпичных и бетонных работ, должны быть повышенной морозостойкости.

Теплопроводность

Это свойство материала передавать теплоту при наличии разности температур снаружи и внутри конструкции. Эта характеристика зависит от ряда факторов: природы и строения материала, пористости, влажности, а также от средней температуры, при которой происходит передача теплоты. Крупнопористые материалы, как правило, менее теплопроводны, чем материалы, имеющие мелкопористое строение. Материалы с замкнутыми порами обладают меньшей теплопроводностью, чем материалы с сообщающимися порами.

Огнестойкость

Огнестойкость – это свойство материалов противостоять воздействию высоких температур. По степени огнестойкости все материалы делят на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.

Несгораемые материалы (сталь, кирпич, бетон) под действием высоких температур не воспламеняются, не тлеют, не обугливаются, однако могут сильно деформироваться.

Трудносгораемые материалы (фибролит, асфальтовый бетон) тлеют и обугливаются, но после удаления источника огня эти процессы прекращаются.

Два этих типа материалов считаются пожаробезопасными.

Сгораемые материалы (дерево, рубероид, пластмасса) воспламеняются или тлеют и продолжают гореть или тлеть и после удаления источника огня.

Огнеупорность

Огнеупорностью называется свойство материала противостоять длительному воздействию высоких температур, не деформируясь. По степени огнеупорности материалы подразделяют на:

– огнеупорные, выдерживающие действие температур от 1580 до примерно 3000 °C (шамотный кирпич, динас, легированные сорта стали);

– тугоплавкие, выдерживающие действие температур в рамках 1350–1580 °C. Это такие материалы, как гжельский кирпич, сорта стали с невысоким содержанием углерода;

– легкоплавкие, размягчающиеся или разрушающиеся при температуре 1350 °C. К данному типу относятся керамический кирпич, некоторые используемые в строительстве металлы – такие, как алюминий, жесть.

Прочность

Прочность определяет способность материала противостоять воздействию внешних сил, то есть деформации. Прочность материала характеризуется тремя видами воздействия:

– сжатие;

– растяжение;

– изгиб.

При каждом виде нагрузки на материал исследуется предел его прочности, то есть последняя степень нагрузки, при которой материал деформируется или разрушается.

Упругость

Способность материала после дефомирования под воздействием каких-либо нагрузок принимать после снятия их первоначальную форму и размеры. Наибольшее напряжение, при котором материал еще обладает упругостью, называется пределом упругости. К упругим материалам относят резину, сталь, древесину.

Твердость

Способность материала сопротивляться проникновению в него другого, более твердого тела называется твердостью. Это свойство материалов важно при устройстве полов и дорожных покрытий.

Хрупкость

Хрупкость – это свойство материала мгновенно разрушаться без видимой пластичной деформации под воздействием внешних сил. К таким материалам относятся кирпич, бетон, природный камень, стекло.

Пластичность

Пластичность – это свойство материала изменять свою форму, не давая трещин и сколов, и сохранять ее после удаления нагрузки. Это свойство противоположно упругости. К пластичным материалам относятся глиняное тесто, битум, строительные смолы.

Сопротивление удару

Сопротивление удару – это свойство материала противостоять ударным нагрузкам, не разрушаясь при этом, или в случае деформации принимать прежнюю форму. В качестве яркого примера таких материалов можно привести резину. Хрупкие материалы практически не обладают сопротивлением ударным нагрузкам.

Истираемость

Способность материала сопротивляться воздействию истирающих усилий.

Это свойство важно для материалов, подвергающихся истиранию (плитки для полов, ступени и др.).

Антикоррозийность

Способность материала отдельно или в соединении со связующими веществами защищать конструкцию от коррозии называется антикоррозииностью.

Объемная масса

Объемной массой называют отношение массы данного материала к занимаемому им объему в свободном естественном состоянии, то есть с учетом разного рода пустот, пор и т. д.

Однако стоит учесть, что объемная масса – величина непостоянная. К примеру, у свежедобытого и слежавшегося песка одного типа она будет сильно отличаться, причиной тому – эффект уплотнения, когда песок слеживается и мельчайшие его частицы прилегают друг к другу плотнее, чем вначале.

Для того чтобы избежать путаницы, во всех справочниках приводят объемную массу материалов в воздушно-сухом состоянии.

Характеристика строительных материалов

Природные каменные материалы

К ним относятся строительные материалы и изделия, получаемые путем механической обработки, в результате которой они почти полностью сохраняют свойства горной породы, из которой они были получены.

Каменные природные материалы делят на две группы:

– грубообработанные каменные материалы;

– природные каменные материалы, прошедшие механическую обработку.

К материалам первой группы относят:

– бутовый камень;

– гравий;

– гальку;

– песок.

Бутовый камень

Бутовый камень, или бут, представляет собой крупные куски неправильной формы размером от 150 до 500 см, массой от 10 до 35 кг. Бутовый камень получают взрывным способом из различных горных пород особой прочности.

По способу изготовления различают три вида бутового камня: постелистый, рваный и плитняковый. Постелистый бутовый камень получают выломкой из слоистых пород, плитняковый бутовый камень – из осадочных и метаморфических пород со сланцевым строением, рваный бутовый камень получают в результате взрывных работ.

Более удобны для работы постелистый и плитняковый бутовый камень, а вот со рваным бутом работать очень трудно: между камнями неправильной формы образуются пустоты, которые нужно заполнять. Для этого приходится подбирать камни меньшего размера или же раскалывать большие.

Бутовый камень имеет свой «сертификат качества». Хороший материал для строительства должен быть однородным, не иметь трещин, следов расслоения или выветривания, не содержать примеси глины или иных пород.

Основным показателем качества бутового камня является его морозостойкость, что представляется весьма важным при строительстве жилых домов. Считается, что морозостойкость в идеале должна составлять не менее 15 циклов, иначе говоря, материал должен оставаться годным к эксплуатации после 15 циклов замораживания и оттаивания.

Раздробленный в мелкие куски бутовый камень называют щебнем, который засыпают под бетонные фундаменты.

Существуют смеси грубо– и мелкообломочных пород. Однако чисто гравийных пород нигде не встречается. Чаще всего гравий залегает вместе с песком, образуя при этом песчано-гравийные массы. В дальнейшем эти массы сортируют и также используют в строительстве.

Гравий

Это каменный материал, образовавшийся в результате выветривания горных пород. В зависимости от происхождения он бывает овражный, или горный, речной и морской. Этот материал в любом случае содержит какие-либо примеси: песок, пыль, глину, слюду. Гравий, применяемый для бетона, не должен содержать их. Самым лучшим считаются речной и морской: в них не содержатся примеси, у них гладкая поверхность. Более шероховатая поверхность у горного гравия, что обеспечивает лучшее сцепление с цементом при изготовлении бетона.

Щебень

Щебень представляет собой смесь угловатых каменных обломков размером от 15 до 150 мм различной формы. Щебень получают путем дробления горных пород – таких, как гранит или диабаз, – а также некоторых других плотных и водостойких осадочных пород. Для строительства берут щебень из твердых пород, обладающих достаточной прочностью и морозостойкостью.

Форма этого материала чаще всего напоминает форму куба или тетраэдра. Именно такой щебень больше всего подходит для строительства. Бывает также щебень плоской, так называемой лещадной формы, непригодной для строительства вследствие большой ломкости.

Песок

Песок относится к природным строительным материалам. Он может быть озерным, речным, горным и овражным. По размеру зерен песок может быть мелкозернистым, среднезернистым и крупнозернистым. Кроме того, песок делится на тяжелый (обычный) и легкий (полученный в результате тщательного дробления пемзы и шлака).

Для строительства пригоден только чистый, промытый песок. Содержание различных примесей в нем не должно быть больше 5 %. Песок применяется в качестве заполнителя при изготовлении бетона и растворов, при оборудовании некоторых фундаментов и подвалов, плавающих полов.

К природным каменным материалам, прошедшим механическую обработку, относятся блоки и строительные камни.

Блоки

Блоки из природного камня производят двумя способами из предварительно выбранных горных. В первом случае получают массивные куски камня неправильной формы, которые обтесывают с помощью долота, в результате чего образуется каменный блок правильной формы.

Во втором случае буровзрывным способом откалывают большие куски камня, которые затем также обтесывают, придавая им правильную геометрическую форму.

Каменные блоки применяют для строительства фундаментов и кладки стен. Это очень выгодно, поскольку каждый блок заменяет примерно 10–12 кирпичей. Однако у каменных блоков имеются и недостатки. Прежде всего к ним относится трудность транспортировки на строительную площадку: один блок может весить от 100 до 500 кг. В том случае, если требуется особая прочность и атмосферная стойкость, отдают предпочтение крупным каменным блокам.

Искусственные каменные материалы

К ним относятся керамические и силикатные материалы, а также бетонные смеси и бетоны.

Керамические кирпичи и камни

Их применяют при кладке наружных и внутренних стен и прочих конструкций, а также для изготовления стеновых панелей и блоков. Допускается также использование этих материалов при устройстве фундаментов и цоколей зданий.

Изготавливаются из легкоплавких глин с добавками или без. Кирпичи бывают обычными (размер, мм: 65 х 120 х 250), утолщенными (80 х 120 х 250) и модульными (138 х 138 х 288). Толщина камня равна толщине двух кирпичей (включая растворный шов). Камни делятся на обычные (138 х 120 х 250), укрупненные (138 х 250 х 250), модульные (138 х 138 х 288) и с горизонтальным расположением пустот (120 х 250 х 250).

Кирпичи бывают полнотелыми или пустотелыми, камни – только пустотелыми.

По прочности кирпичи и камни делятся на марки – 75, 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300 (по возрастанию прочности). Они должны быть нормально обожжены, так как недожженный материал (алого цвета) обладает недостаточной прочностью, пониженной водо– и морозостойкостью, а пережженный (темно-бурого цвета) – повышенной плотностью, теплопроводностью и зачастую имеет искаженную форму (табл. 2).

Таблица 2. Применение керамических кирпичей и камней

Облицовочные (лицевые) кирпичи и камни имеют правильную форму, четкие грани и однородную окраску. Их поверхность бывает гладкой, рифленой и фактурной (зернистой и т. п.). Облицовочные кирпичи и камни подразделяются на марки по прочности (75, 100, 125, 150) и выпускаются следующих видов и размеров: кирпич полнотелый и пустотелый обычный – 65 х 120 х 250, утолщенный – 88 х 120 х 250, модульный – 63 х 138 х 288; камень пустотелый обычный – 138 х 120 х 250, укрупненный – 138 х 250 х 250, модульный – 138 х 138 х 288, с горизонтальными пустотами – 80 х 200 х 250.

Силикатные кирпичи и камни

Силикатные кирпичи и камни изготавливаются из смеси извести, воды и кварцевого песка.

Кирпичи бывают одинарными полнотелыми или с пористыми заполнителями (65 х 120 х 250), утолщенными пустотелыми или полнотелыми с пористыми заполнителями (88 х 120 х 250), пустотелыми (138 х 120 х 250).

По прочности силикатные материалы делятся на марки – 75, 100, 125, 200, 250.

Сфера применения силикатных кирпичей и камней такая же, как и у керамических, однако их не используют для кладки фундаментов и стен в условиях повышенной влажности, а также для кладок, подвергающихся воздействию высоких температур (печи и т. п.).

Бетонные стеновые камни также относятся к силикатным материалам. По размерам камни делятся на целые (188 х 190 х 390), продольные половины (188 х 90 х 390) и перегородочные (188 х 90 х 590).

По своему назначению бетонные камни подразделяются на следующие виды: для кладки стен и фундаментов, для перегородок.

Отдельно стоит группа строительных материалов специального назначения – кирпич клинкер, кирпич глиняный лекальный и кислотоупорный кирпич. Для устройства фундаментов особой прочности используют кислотоупорный кирпич, приспособленный для защиты строительных конструкций от действия агрессивной среды.

Обожженный, или строительный, кирпич бывает нескольких видов:

– обыкновенный;

– облицовочный;

– дорожный;

– огнеупорный.

Облегченный пустотелый, продольно-дырчатый и вертикально-дырчатый кирпичи (рис. 19), отличающиеся высокими теплоизоляционными свойствами, применяют при возведении легких внутренних стен.

Рис. 19. Кирпичи (размеры даны в мм): а – продольно-дырчатый; б – вертикально-дырчатый.

К необожженным относят силикатный кирпич, обычно светло-серого или белого цвета. Размеры массивного и полого силикатного кирпича практически не отличаются от размеров обычного обожженного кирпича. В массивном кирпиче могут быть сквозные отверстия (рис. 20).

Рис. 20. Массивный кирпич (размеры даны в мм).

Из 6 граней кирпича выделяют две большие, так называемые постели, при кладке – верхнюю и нижнюю. Другие большие грани называют ложковыми, а две небольшие – тычковыми (рис. 21).

Рис. 21. а – стороны кирпича и камня; б – элементы каменной кладки: 1 – постель; 2 – ложок; 3 – тычок; 4 – наружная верста; 5 – внутренняя верста; 6 – забутка; 7 – горизонтальный шов; 7 – вертикальный шов; 8 – фасад; 9 – тычковый ряд; 10 – ложковый ряд.

Для выполнения того или иного вида перевязки при строительстве нередко приходится делить кирпич на части, которые имеют специфические названия. Так, например, часть кирпича, нижняя и верхняя постели которого имеют форму квадрата, называется три четверти; расколотый пополам по всей длине кирпич образует длинные половины. Часть кирпича, отколотая поперек его длинной части, с размером, равным высоте кирпича, называется четвертью.

Бетон

Бетон – искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердения уплотненной смеси вяжущего вещества, воды, заполнителей и в некоторых случаях – добавок. Эта смесь легко поддается перемешиванию, она быстро загустевает и застывает, превращаясь в камнеобразную массу. Бетон может снабжаться стальной арматурой, которая позволяет ему выдерживать большие нагрузки.

По виду вяжущего вещества бетоны бывают цементные, силикатные, гипсовые, асфальтобетоны, полимербетоны.

По виду заполнителей различают бетоны на плотных, пористых и специальных вяжущих. В качестве заполнителя могут применяться щебень, гравий, песок, доменный шлак, пемза, ракушечник, керамзит и др. Заполнители должны быть чистыми, то есть в них не должно быть посторонних примесей, например глины, гумуса.

По структуре различают бетоны плотной, поризованной, ячеистой и крупнозернистой структуры.

Бетон по праву занимает одно из ведущих мест среди остальных строительных материалов.

Так как он является основным материалом для строительства фундаментов, то к нему соответственно предъявляются особые требования. Например, бетон должен обладать следующими качествами:

– прочность;

– плотность;

– морозостойкость;

– водонепроницаемость;

– химическая стойкость к агрессивной среде.

По плотности бетон делится на:

– особо тяжелый (более 2500);

– тяжелый (2000–2500);

– нормальный (1800–2000);

– легкий (500–1800);

– сверхлегкий (менее 500).

Прочность на сжатие зависит от плотности бетона и распределяется пропорционально ей:

– особо тяжелый бетон имеет марку от 400 до 1000;

– тяжелый бетон – М100–М600;

– нормальный – М50–М400;

– легкий – М25–М200;

– сверхлегкий – М4–М100.

Цементный бетон при строительстве домов замешивают непосредственно на месте строительства или на специализированных бетонных заводах, откуда их доставляют на бетоновозах.

Водонепроницаемый бетон

Говоря о бетоне, хочется заметить, что его водонепроницаемость зависит от плотности, а плотность – от наличия пор и пустот, которые образуются в результате неправильного подбора исходных материалов и гранулометрического (зернового) состава заполнителей, недостаточного уплотнения бетонной смеси и особенно от избыточного количества воды в растворе (испаряясь, вода оставляет поры).

Очень важным для водонепроницаемости бетона является водоцементное отношение, то есть отношение массы воды к массе цемента.

Если количество гравия в бетонной смеси не превышает более чем в два раза количества песка, то бетон получается достаточно плотный в легкотрамбуемый. При этом наименьшая пористость достигается при использовании песка, у которого доля зерен с размерами 0,25; 1 и 3 мм составляет 25; 25 и 50 % соответственно.

Для изготовления водонепроницаемого бетона можно взять цемент марки 300 или 400 (обязательно свежеизготовленный). Перед использованием цемента его рекомендуется просеять через сито (размер ячеек – 1 х 1 мм) для удаления образовавшихся при хранении комков.