Строительные материалы

Цель работы: научиться подбирать строительные материалы.

Всё тщательно продумано: планировка помещений — оптимальная, предусмотрено самое современное инженерное оборудование вплоть до установки на крыше солнечных батарей. Но остаётся вопрос: какие материалы лучше всего использовать? Вопрос очень важный, ибо речь идёт не только о возведении фундаментов, наружных и внутренних стен, но и об устройстве крыши, окон, лестниц и перекрытий. 
Некоторые из перечисленных конструкций должны обладать хорошими теплоизоляционными свойствами, а вот внутренние стены и перекрытия должны защищать помещения от шумов и, кроме того, быть надёжными в плане статических нагрузок. Важно и то, насколько все используемые строительные материалы технологичны. Например, не требуют ли применения специальных инструментов и приспособлений для монтажа. 
Количество потребляемой зданием энергии (в кВт*ч/м2*год) зависит от положения постройки относительно сторон света, вида отопления помещений и, самое главное - от теплоизоляции наружных стен, крыши и окон. Коэффициент теплопроводности ограждающих конструкций указывает на то, какое количество тепла теряется из жилого объёма в единицу времени. Чем меньше значение этого коэффициента, тем лучше удерживается тепло в доме. Коэффициент теплопроводности, например, наружных стен зависит не только от материала, из которого они сооружены, но и от устройства этих стен. 
Нередко дома предпочитают строить с однооболочной наружной стеной из монолитной кладки. Это наиболее простой по исполнению способ возведения коробки дома. Однако такая стена не обеспечивает оптимальной теплоизоляции и шумозащиты. 
Гораздо лучше толстая внутренняя стена в комбинации с тонкой наружной защитной оболочкой, что позволяет использовать для внутренней стены более дешёвый материал, а теплоизолятором в ней служит воздушная прослойка. Но это уже двухоболочная наружная стена с несущей внутренней и защитной наружной оболочками. Между ними оставляют воздушную прослойку шириной 6...15 см. Толщина наружной оболочки обычно не менее 9 см. Достоинство такого решения - в надёжной защите основной кладки от дождя и в вентиляции воздушного зазора между оболочками, благодаря чему кладка несущей внутренней стены всегда остаётся сухой. 
В районах с суровым климатом двухоболочную наружную стену с воздушной прослойкой утепляют по наружной поверхности внутренней оболочки. Такая конструкция, кроме защиты от влаги, обеспечивает оптимальную теплоизоляцию и, при условии кладки внутренней стены из силикатного кирпича, достаточно эффективную шумозащиту. Ширина воздушной прослойки в этом случае должна быть не менее 4 см. 
На практике часто встречаются двухоболочные наружные стены из кладки со сплошной (то есть полностью заполняющей пространство между двумя оболочками) изоляцией. Такие конструкции наружных стен могут стать единственно правильным решением при защите зданий, расположенных вблизи источников повышенного шума - у дорог с интенсивным движением, железных дорог и т. п. Однако в такой конструкции нельзя устраивать наружную оболочку из глазурованных или паронепроницаемых кирпичей, которые препятствуют удалению влаги из теплоизоляционного слоя. Невысыхаемая теплоизоляция теряет свои полезные свойства. 
Возникает вопрос: как возводить внутренние звукоизолирующие стены в квартирах и домах, обеспечивающие подавление воздушного шума, например, от включённой на полную мощность стереоустановки? Здесь возможны два решения: однооболочная конструкция из тяжёлых кирпичей или двухоболочная - из лёгких. Стены в виде двух оболочек, обладающие эффективной шумозащитой, нередко можно встретить в таун-хаусах или в двухквартирных домах. 

Особое внимание при возведении таких зданий уделяют исполнению разделительных зазоров, ширина которых должна быть не менее 3...4 см. Зазоры полностью очищают от раствора, образующего «мостики», ухудшающие звукоизоляцию перегородок. Эффективность звукоизоляции таких стен можно повысить за счёт специальных изоляционных плит (толщиной 2 см), укладываемых вместо воздушного зазора. Перегородки в этом случае могут быть толщиной от 17,5 см до 24 см. 
Изолировать от шума одну квартиру от другой (в том числе в отдельном доме с квартирой для постояльцев) можно, сделав перегородку из полнотелых силикатных кирпичей толщиной 30 см. Шумозащита такой стены полностью отвечает требованиям строительных норм. 
Отсюда ясно, что для возведения кладок, которые должны отвечать тем или иным требованиям, используют различные сорта кирпичей. Чаще всего теплоизолирующие наружные стены кладут из обычных кирпичей, а шумозащитные внутренние стены - из силикатных. 
Сравнительные расчёты показывают, что температурные расширения и деформации при изменении влажности при неблагоприятных сочетаниях материалов (например, пемзобетонных блоков и кирпичей с вертикальными пустотами) могут достигать 0,8 мм на 1 м длины. Но это совершенно недопустимо, потому что даже при разнице этих показателей в 0,3 мм/м в стенах могут возникнуть напряжения, вызывающие трещины. Однако этого можно избежать, если применять материалы со схожими свойствами, например, поробетон и силикатный кирпич. Их сочетание вряд ли вызовет серёзные внутренние напряжения в конструкции здания. 
Возможна кладка всех стен и из обычного кирпича. В этом случае перегородки, которые должны обеспечивать надёжную шумозащиту, можно выложить из специального звукоизоляционного кирпича. Если применение разных материалов в пределах одного этажа не всегда безопасно, то их чередование по этажам вполне допустимо. Так, подвал можно построить из бетонных блоков, а нижний этаж - из кирпичей. 
Однако для многих застройщиков, возводящих дом своими силами, такая проблема не возникает. Современный строительный рынок предлагает различные комплекты унифицированных элементов, позволяющих построить дом из однородного материала, будь то кирпич, поробетон или пемзовые блоки. Речь может идти не только о подвале, нижнем и верхнем этажах, но и о перекрытиях, перемычках. Правда, такие изготовляемые на заводе детали обходятся несколько дороже, однако с ними, благодаря их стандартизации, значительно проще работать. 
Строительных материалов для возведения стен - множество. Их выбор остаётся за застройщиками, но чаше всего последние предпочитают кладку из камней или кирпича, не считаясь с их дороговизной. 
Камни как строительный материал люди используют издревле. Но и сейчас кладка из камня по-прежнему популярна. Несколько вытесненная железобетоном в 70-х годах прошлого столетия, она постепенно завоёвывает свои прежние позиции. 
Дело в том, что современные архитекторы, инженеры, да и сами застройщики открыли в кладке из камня новые возможности для реализации своих идей. Камень не только удобен для работы, но и позволяет воплощать в жизнь интересные архитектурные решения. Вопрос в том, на каком из каменных материалов остановить свой выбор - на обычном или силикатном кирпиче, на пенобетонных, пемзобетонных или керамзитовых блоках. 
Прежде чем принятые или иное решение относительно вида камней, следует сначала точно определить требуемые свойства стены. Это прежде всего прочность, что зависит от того, будет ли эта стена несущей или нет. Также важны тепло- и звуко- изолирующие свойства конструкции. При этом нужно решить, какой будет отделка её поверхности. Стену можно просто оштукатурить или облицевать декоративной кладкой. 
Для возведения внутренних стен, не воспринимающих нагрузок, годятся камни низкой плотности (малого объёмного веса), что обеспечивает хорошую звуко- и теплоизоляцию.

Влияние плотности кам¬ней на эти свойства стены убедительно иллюстрируются тем, что бетонная стена толщиной около 1 м обладает такими же теплоизоляционными свойствами, как и слой полистирола толщиной всего в 2 см. 
Находящийся в кладке раствор также выполняет несущую функцию, но главная его задача - прочно соединить друг с другом камни и обеспечить определённую толщину шва между ними.

Раствор приготовляют из песка, воды и связующего (известь, цемент). Его можно замешивать непосредственно на строительной площадке. Известково-цементный раствор состоит из 2-х частей гашёной извести, 1-й части цемента и 8-ми частей песка, замешанных в воде, количество которой берут с учётом требуемой густоты смеси. Рецептура цементного раствора без известковой добавки отличается содержанием исход¬ных материалов. В нём 1 часть цемента и 4 части песка. 
В так называемые лёгкие растворы в целях улучшения их теплоизоляционных свойств вводят лёгкие пористые добавки, например, песок из натуральной пемзы, керамзит или вспученный сланец. Каменную кладку с улучшенной теплоизоляцией лучше вести на лёгком растворе, даже если её способность воспринимать нагрузки уменьшится. В этом случае стену следует сделать потолще. 
Раствор для тонких швов приготовляют, если толщина горизонтального шва не должна превышать 1...3 мм. В качест¬ве связующего при его приготовлении применяют цемент и известь. Достоин¬ство такого раствора в том, что будучи уложенным тонким слоем, он практичес¬ки исключает образование «мостиков» холода, через которые тепло уходит из помещений. Кроме того, стены, возведённые из камней на тонком слое раствора, способны воспринимать повышенные нагрузки. 
Сухие смеси для приготовления всех наиболее распространённых сортов и групп растворов можно приобрести на любом строительном рынке или в магазине строительных материалов. Эти смеси не допускают применения каких-либо добавок. Более того, если нормальный раствор можно приготовить на строительной площадке своими силами в соответствии со стандартными рецептурами, то лёгкий и тонкослойный растворы приготовляют из разводимых водой уже готовых сухих смесей. 
Возможно возведение кладки и без раствора. В этом случае на нормальный раствор, используемый в качестве выравнивающего слоя, кладут только первый ряд камней, а далее кладку ведут всухую. Однако для такой кладки годятся только специальные камни с ровными плоскими поверхностями, снабжённые с горцев шпунтом и гребнем. 
Прочность каменной кладки достигается за счёт плотного контактирования друг с другом их шероховатых поверхностей. Жёсткость конструкции такого здания обеспечивают межэтажные перекрытия, выполненные в виде элементов, способных воспринимать как горизонтальные, так и вертикальные нагрузки. Но и в этом случае стены без элементов жёсткости, например, фронтонные нижнего этажа возводят на тонкослойном растворе. Допустимая высота здания — не более 10 м над нулевой отметкой или 3 этажа. Высота этажей в свету не должна превышать 2,75 м, а подвального этажа — 2,60 м. 
Впрочем, стены из сухой кладки не являются чем-то новым. Этот способ возведения стен был известен ещё античным архитекторам. Ведение кладок без раствора или на тонком слое раствора вполне отвечает требованиям экономичного возведения стен. Чем меньше используется раствора, тем более быстрыми темпами идёт строительство здания при уменьшенных финансовых затратах. Такой способ сооружения стен представляет финансовый интерес и для умельцев, выполняющих эту работу собственными силами.

Экономичность выкладываемых из камней стен зависит не только от расхода раствора, но и от размеров (формата) применяемых камней. Чем они больше, тем быстрее движется работа. Однако там, где нет мобильного подъёмного ме¬ханизма (например, миникрана), размеры камней ограничиваются физическими возможностями ведущего кладку. В этом

случае их вес не должен превышать 20 кг. 
Наиболее удобен для работы строительный материал, который называют лёгким бетоном. Он хорошо поддаётся шлифованию, сверлению, пилению. По простоте обработки его можно сравнить с деревом. 
Первые образцы этого материала, названного пенобетоном, были изготовлены в 1927 г. в Швеции путём вспенивания известково-цементного раствора с тонко молотым кварцевым песком. Именно благодаря пенобетону стал распространяться способ возведения кладок на тонком слое раствора, существенно ускоряющий процесс строительства дома. 
Возможность легко обрабатывать пенобетон позволяет при необходимости быстро изменить размеры оконных и дверных проёмов, выполнить в кладке углубления под электропроводку, укрыть проложенные в углублениях стен трубы и прочее. 
Ровные стены из блоков можно облицовывать кафелем без предварительной шпаклёвки. Внутреннюю штукатурку можно также наносить непосредственно на пенобетонную основу слоем толщиной всего лишь 5-8 мм, что не только уменьшает расход штукатурки, но и сокращает затрачиваемое на эту работу время. Таким образом, этот материал выгоден практически на всех стадиях строительства дома. 
При большом объёме работ целесообразно использовать ленточную электропилу, позволяющую раскраивать блоки пенобетона точно и под любым углом. Даже обрезки пригодятся для изготовления различных вставок. Впрочем отходов при обработке пенобетона, в сравнении с другими материалами для стен, образуется немного. Таким образом, с большим запасом этот материал закупать не стоит. 
Несмотря на незначительный вес, пенобетон обладает достаточно высокой несущей способностью. Жилые дома из него высотой до 6 этажей в наше время — не редкость. Усиление их кладки может потребоваться только в зоне опоры перемычек. Обычно здесь устраивают подкладки из силикатных кирпичей. 
Однооболочные наружные стены из пенобетона без дополнительных изоляционных материалов обеспечивают достаточно эффективную теплозащиту. Что же касается шумозащиты, то проблемы могут возникать только в исключительных случаях. Так, вблизи шумных дорог обычные наружные стены толщиной 30 см уже не в состоянии обеспечить должную шумозащиту. В таких случаях целесообразно возвести наружные стены большей толщины, например, 35 см. 
Из пенобетона можно не только возводить стены, но и применять его для междуэтажных перекрытий и даже для крыши. Рынок предлагает пенобетонные сборные элементы и в виде плит. Опыт показывает, что междуэтажные перекрытия и крышу обычного одноквартирного дома можно собрать из этих плит за полдня. Больше времени (около 2 дней) уходит в этом случае на отделку карнизов крыши и бетонирование анкерного пояса и швов между плитами. 
При выборе вида камней нет смысла сравнивать их цены. В расчёт следует брать стоимость всей стены или (что ещё лучше) всей коробки здания, так как при возведении используются не только блоки, но и раствор, во многом определяющий материальные затраты. В этом отношении более выгодным представляется опять же пенобетон, хотя по цене он и более дорогой. 
Во внимание следует принимать и обрабатываемость камней. Чем легче они поддаются обработке, тем быстрее продвигается работа. И этот аргумент в пользу пенобетона. 
Подсчитано, что затраты на возведение коробки одноквартирного дома из более дорогого и, соответственно, более дешёвого камня отличаются не столь значительно. Пенобетон, хотя он и более дорогой, во всех отношениях предпочтительнее.