СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ служат для устройства стен, фундамента, полов, крыш и прочих частей жилых и нежилых зданий и сооружений. С. м. обычно разделяют на естественные, к-рые применяются для строительства в таком виде, в каком они находятся в природе (дерево, гранит, известняк, глинами т. п.), и на искусственные, приготовляемые из природного сырья (кирпич, бетон, шлакобетон, соломит и др.). С. м. принято также разделять на старые и новые, понимая под последними материалы, вошедшие в практику строительства в последнее время, хотя бы материал геологически был и очень старый; отсюда понятие «новые материалы»—весьма условное. Введение в практику строительства новых материалов, особенно в СССР, объясняется огромным ростом строительства и дефицитностью старых материалов, а также выясняющейся неэкономностыо их. Утончение стен за счет применения новых более дешевых теплоизоляционных С. м. делает теперь строительство более эффективным. Все строительные материалы обладают общими свойствами, к-рые, комбинируясь между собой, характеризуют материалы в смысле их пригодности для строительства вообще и для различных частей здания в частности. К этим общим свойствам принадлежат: 1) удельный и объемный вес, 2) пористость, 3) воздухопроницаемость, 4) водопоглощаемость, 5) теплопроводность, 6) теплоемкость, 7) прочность, 8) твердость, стираемость, хрупкость, 9) морозостойкость, 10) звукопроводность. В гигиеническом отношении важны следующие свойства См.:теплопроводность, теплоемкость, водопоглощаемость, воздухопроницаемость и звукопроводность, в основном зависящие от пористости и объемного веса материалов. Равномерный, требуемый гигиеной тепловой режим жилища в значительной степени зависит от малой теплопроводности С. м. стен и большой теплоемкости, т. к. этими свойствами обеспечивается теплоустойчивость стен, т. е. способность их удерживать тепло и этим регулировать t° жилища между топками печей. Меньшая водопоглощаемость материалов препятствует отсырению стен (см.
Сырость помещений). Воздухопроницаемость материалов обеспечивает желательную естественную вентиляцию жилищ, если только она не чрезмерно велика (больше 2,0), что может вызвать излишнюю потерю тепл^ в жилище и неприятные ощущения у живущих. Плохая звукопроводность дает покой и отдых живущим. Т. о. гиг. требования к строительным материалам сводятся к малой теплопроводности, большой теплоемкости, малой водопоглощаемости, хорошей, но не чрезмерной воздухопроницаемости и плохой звукопроводности. Для определения теплопроводности применяются различные приборы; удобен прибор в виде деревянной рамы, внутри изолированной асбестом, в которую с двух сторон вставляются плиты исследуемого С.'м., образующие т. о. замкнутое пространство с поставленной внутри электрической печью, расход энергии к-рой измеряется счетчиком и перечисляется в тепловые единицы. Темп, на внутренней и наружной поверхности плит измеряется термоэлементами. Зная площадь итолщипу плит и отметив время опыта, вычисляют теплопроводность. Для определения теплопроводности можно пользоваться также формулой проф. Некрасова:
X = - 0,14 + 1/0,0196 + 0~,22
у2, где у— объемный вес материала в m/л
3 при естественной его влажности.—Т еплоемкость определяется, как в физике, в калориметре или в пустотном или способом смешения. В н о с т ь См. определяется различными способами (см.
Сырость помещений).—В о д о -поглощаемость определяется по разности веса пробы материала до насыщения его водой и после (постепенное погружение в воду на несколько часов до прекращения выделения пузырьков воздуха), с вычислением в процентах от веса пробы или лучше от объема ее.— Воздухопроницаемость определяется при помощи различных приборов, причем воздух или нагнетается через исследуемый материал или просасывается; по последнему способу устроен прибор в виде жестяного ящика из двух половинок, в к-рый кладется исследуемая проба и заливается с боков мастикой; ящик резиновой трубкой соединяется с аспира- 87S тором (бутыль с краном у дна, наполненная водой), к-рый соединен с водяным манометром; с другой стороны ящик соединен резиновой трубкой с сосудом с H
2S0
4, в к-рой задерживается влага протягиваемого воздуха. После установления постоянного разрежения протягивают через С. м. 1
л воздуха (т. е. выпускают 1
л воды из бутыли), отмечая время, а затем вычисляют коеф. воздухопроницаемости.—3 вукопро-водность определяется в специальных акустических камерах. Многие С. м., особенно новые, представляют собой сложные материалы, в состав к-рых входят вяжущие вещества и заполнители; от комбинации их зависят сан.-технические свойства материалов. В виде растворов они служат для сцепления элементов кладки, для приготовления бетонов и бетонных камней и для штукатурки. Вяжущие вещества делятся: на воздушные, твердеющие до камневидного состояния только на воздухе, и гидравлические, твердеющие и на воздухе и под водой. К воздушным вяжущим веществам относятся 1) жженая известь, получаемая путем обжига до полного выделения С0
2 известняков; при действии воды на жженую известь получается тонкий порошок гашеной извести—пушонка, к-рая при содержании глины и песка менее 13 % будет жирная, при более 33%—тощая. При избытке воды пушонка дает известковое тесто и молоко; 2) гипс, который в зависимости от степени обжига разделяется на штукатурный, ангидритовый и гидравлический и подвергается после обжига перемолу, и 3) каустический магнезит (умеренный обжиг природного магнезита и размол его), растворенный в крепком растворе MgCl
2. К гидравлическим вяжущим относятся: 1) гидравлическая известь, получаемая умеренным обжигом мергелистых известняков, т. е. содержащая глинистые примеси, от к-рых получает гидравлические свойства, 2) портланд-цемент, 3) роман-цемент и 4) глиноземистый (бокситовый) цемент. — Заполнители или гидравлические добавки прибавляются или к известняковым или к цементным растворам и образуют тесто, твердеющее под водой; главной действующей частью является кремнезем (Si0
2); они разделяются на естественные и искусственные. К естественным, или пуццоланическим, по реакции кислым, принадлежат: 1) пуццоланы, т. е. рыхлые продукты вулканических извержений (в Италии, Греции, в СССР у подножья горы Кара-Даг около Феодосии—трасс), 2) диатомит—рыхлая горная порода, состоящая из панцырей диатомовых водорослей, скелетов радиолярий и игл губок, сохранивших еще свое строение под микроскопом, 3) трепел—та же порода, но с разрушенными панцырями от различных воздействий в геологич. эпохи; более плотная и с большими примесями песка и глины, причем кремнекислота находится в более активной модификации; 4) опока—более уплотненный трепел, с еще бблыними примесями и с аморфным кремнеземом в виде мельчайших шариков опала. К искусственным гидравлическим добавкам принадлежат: 1) кислый сиштофф—отход при производстве A1
2(S0
4)
3 из глин; 2) кислые доменные шлаки (от плавки на древесном угле), застывающие в аморфную стеклообразную мае- су, имеющую _ggMg_<i, т. е. щелоч- ных окисей меньше кислых; 3) основные доменные шлаки, получающиеся от плавки чугуна на коксе, имеющие-^-^г—.-ту^-,^—к- > 1. лег- ко кристаллизующиеся и хрупкие; 4) обожженная глина; 5) зола бурых углей Подмосковного района. Прибавление того или иного заполнителя изменяет теплопроводность растворов и С. м. в зависимости от свойств заполнителя. Диатомиты идут в растворы, в обожженный кирпич, в виде щебенки в легкие бетоны, в жидкое стекло и т. п., всюду значительно увеличивая термоизоляционные свойства С. м. Шлаки, прибавленные в растворы, бетоны, кирпичи и применяемые в виде засыпки также увеличивают теплоизолирующие свойства, но меньше. Т. к. количество раствора при кладке стен доходит до 30% всего объема стен, а по наружной плоскости стен площадь швов доходит до 20%, то ясно значение выбора раствора с меньшей теплопроводностью. При правильном выборе раствора теплопроводность стены снижается до 20%. Все эти гидравлические добавки, а также пемза (рыхлая, губчатая, изверженная вулканическая порода), керамзит (пемзовид-ная обожженная глина) и другие неорганические и органические материалы в раздробленном состоянии в виде песка или щебня идут для приготовления теплых кирпичей, бетонов, бетонных камней, т. е. экономически более эффективных новых С. м. Из старых С. м. для стен отвечают сан. требованиям дерево (теплопроводность его в 4 раза меньше, чем кирпича, и в 6—7 раз меньше, чем бетона), однако различные породы дерева имеют различную теплопроводность, причем вдоль ствола она больше, чем поперек его. Лиственные породы обладают большей водоемкостью, хвойные наименьшей. Свежесрубленный лес содержит от 27% до 48,6% влаги в древесине в зависимости от породы, возраста дерева, времени его рубки и т. п., почему дерево до строительства должно подвергнуться сушке, что значительно уменьшает влагу; так, через 2 года храпения под навесом содержание влаги в дубе уменьшается с 34,7% до 19,1% (воздушносухой), в сосне—с 39,7% до 17,9% и в ели—с 45,2% до 17,2%; без сушки положительные свойства дерева значительно меньше. В техническом отношении дерево обладает легкостью, удовлетворительной прочностью, особенно на разрыв, легкой обрабатываемостью, но малой твердостью, легкой истираемостью, горючестью, легкой загниваемостью. Поэтому деревянные здания не делаются многоэтажными и не являются долговечными; иногда дерево различными способами предохраняют от гниения и делают более огнестойким. Близко к дереву по своим положительным свойствам стоит обыкновенный строительный кирпич, обладающий значительной пористостью. Делается кирпич из глины или смеси глины и песка как отощающей добавки; смесь месится, формуется и обжигается в печах. При нормальном обжиге получается чаще красный кирпич, при меньшем обжиге получается алый кирпич и при пережиге—железняк. Водопогло-щаемость красного кирпича 8—20%, коеф. размягчения значительный, т. е. прочность при смачивании сохраняется; кирпич прочен, морозостоек и огнеупорен, шероховат, а потому хорошо связывается вяжущим раствором, пригоден для всякого рода прочных строительных сооружений. Алый кирпич более влагоемок (до 25%), менее прочен, морозостоек и идет на внутренние стены. Железняк обладает проти- воположными свойствами и идет гл. обр. для фундаментов и тротуаров. Близко к красному кирпичу стоит силикатный кирпич из извести и кварцевого песка с запаркой под давлением; служит для стен, фундаментов.'—Для увеличения пористости и уменьшения тепло- и звукопроводности выделывается легковесный, или эффективный кирпич различных видов. Сюда относится: 1) пористый кирпич из глины с примесью горючих' материалов (опилок, торфа, коксовой пыли и т. п.), к-рые при обжиге сгорают и дают мелкие поры; употребляется для несущих стен с небольшой динамической нагрузкой и для перегородок; недостаток его: сильная воздухопроницаемость и водоемкость; 2) пустотелый кирпич с каналами внутри и кирпич пустотело-пористый, служащие для стен с еще меньшей нагрузкой, легких, теплых и звуконепроницаемых; 3) трепельный кирпич, а также глинотрепельный и глинотрепельно-пористый кирпич, более пористый, а отсюда и менее теплопроводный, звукопоглощающий, морозостойкий, легкий и прочный. Более тяжелый кирпич идет для стен, менее тяжелый— для перегородок. От комбинации различных вяжущих с заполнителями получается теплый (легкий) бетон и целый ряд теплобетонных камней, из которых чаще применяются шлакобетонные— цементо-шлаковые, известково-диатомово-шла-ковые, известково-шлаковые, опоко-бетонные (портланд-цемент и опока), пемзо-бетонные (цемент или известь и пемзовый песок) и си-ликаторганики [известково-диатомовое вяжущее и чаще торф-сфагнум и опилки, но могут быть и стружки (фибролит), солома, кора и др. отходы]. К теплобетонам надо отнести и искусственно-пористые (ячеистые) бетоны: газобетон и пенобетон. В газобетоне поры образуются на месте мелких пузырьков газа (Н, ацетилен) от хим. реакции вводимых в бетонную массу алюминиевой, цинковой пыли и др.; сюда же могут вводиться и заполнители. В пенобетоне поры образуются механически от введения в бетонную массу мелких пузырьков воздуха в виде неоседающей до начала схватьшания бетона пены. Для этого к вяжущим и заполнителям делают присадку пены или из мыльного корня и альгинатного загустителя (настой морских водорослей в растворе кальцинированной соды) или из смеси мыльного раствора канифоли в щелочи и клеевого (костяного или мездрового) раствора. Свойства теплобетонов в отношении теплопроводности и прочности значительно колеблются в зависимости от свойств и соотношения входящих в них ингредиентов; поэтому одни теплобетоны годны для несущих стен, другие—для слабонагруженных стен, третьи— для внутренних перегородок. Сан.-технические свойства глины как строительного материала ■— см.
Глина. Медленная сушка, малая водостойкость и прочность глины вызвали стремление увеличить эти свойства различными путями. В практику строительства вошла только кальцинированная глина с введением легких заполнителей или без таковых. Естественные камни реже применяются для строительства стен и чаще идут, для облицовки зданий или в виде бутового камня для фундамента. Из старых каменных материалов (граниты, известняки и песчаники) стены строятся только на месте получения камня в виду невыгодности транспортировки камня; то же надо сказать и о новых камнях (артик- ский туф, ракушечник, андезит, бештаунит). Сан.-технические свойства камней различны в зависимости от их прочности, теплопроводности и пористости. Малопористые массивные материалы требуют большой толщины стен для поддержания нормального теплового режима, причем естественная вентиляция через такие стены крайне затруднена. Пористые известняки и песчаники, а также новые каменные См. как более пористые, менее теплопроводные, хотя и менее' прочные, отвечают сан. требованиям как стеновые С. м. Перегородки внутри зданий обычно строятся из более легких материалов, обладающих следующими свойствами: сопротивлением огню, малой звукопроводностью, достаточной прочностью и теплоемкостью, легкой гвоздимостью. Для перегородок промышленных зданий идут легкие и пустотелые кирпичи и бетоны и газобетоны, для жилых зданий—дерево, гипсолитовые плиты, фибролит, камышит, асбофанера и различные торфяные материалы. Ыек-рые из этих материалов, а также соломит, шевелин,. морозин, флоэмалит, пробковые плиты, войлок и пр. являются термоизоляционными материалами для стен и перекрытий. Гипсолитовые плиты в зависимости от заполнителей бывают гинсо-камышевые (дифферент)', гипсо-шлаковые и гипсо-торфяные как сплошные, так и пустотелые, и листовой алебастр в виде бумаги, покрытой слоем гипсо-шлака в 1
см; звукопроводность этих строительных материалов значительная, невозгораемость, влагоемкость значительная, гвоздимость плохая. Применяются для перегородок, подшивки потолков, но термоизоляционным материалом не являются. Термоизоляционные материалы имеют назначение утеплить и утончить несущие стены зданий, заменив часть кирпича или бетона более дешевыми недефицитными материалами с малой теплопроводностью; большое применение эти материалы находят для наружных стен каркасных домов (ненесущие стены), а также для перегородок, для утепления крыш и т. п. Старые утеплители—пробковые плиты, войлок и др.—в наст, время вследствие дефицитности сырья постепенно выходят из употребления и заменяются новыми недефицитными материалами, дающими нехудшие результаты. Сюда относятся прежде всего прессованные волокнистые материалы. Фибролитовые плиты делаются из древесной стружки или шерсти, костры кенафа, стеблей злачных растений, к-рые прессуются вместе с вяжущим веществом: магнезиальным цементом и сушкой при 90° (магнезиальный фибролит-—гераклит, тектон, фо-нитрам, аубах и др.) или известково-трепель-ным и запаркой (известково-трепельный фибролит). Из соломы и камыша делают путем прессования их и сшивания проволокой щиты (соломит и камышит). Морозин получается'прес-сованием химически обработанной (варкой с содой) льняной костры. Шевелин приготовляется в виде полотнищ, прошитых нитками и состоящих из бумаги с двух сторон с отбросами льняного производства (отрепья, очесы, пакля) в середине. Из торфа-сфагнума, т. е. более поверхностного и менее разложившегося слоя торфа, приготовляются: 1) торфяная засыпка— сыпучеволокнистая масса; 2) торфоплиты (тор-фолеум)—прессованием в жидком виде, сушкой и термической обработкой до начала сухой перегонки; 3) торфо-фанера из слоя торфа и 87» 8S0 клееной фанеры с двух сторон. Флоэмалит приготовляется из еловой коры и отдубины, смешанных с опилками или льняной кострой; при обработке водой, центрифугировании и пропарке получаются плиты. К изоляционным засыпкам, кроме торфа-сфагнума, относятся древесные опилки одни или с 5 % извести-пушонки и 5% гипса (термолит), трепел- (диатом). Стремление получить термоизоляционные материалы—строморганики—без особых вяжущих веществ за счет цементирующих свойств самих органических веществ привело к использованию самых различных отбросов промышленности (ветви, кора деревьев, опилки, костра льна, конопли, кенафа, стебли подсолнуха, кукурузы и т. д.) после измельчения, растирания, прессования и термической обработки при t° почти сухой перегонки. Сюда относятся инсорит (из соломы), арбарит и мэсонит(из древесных отбросов). Сан.-техническая оценка термоизоляционных материалов дана в таблице: Материалы Коеф. теплопроводности Примечание Пробковая плита Фибролит (Гераклит) Соломит Камышит Морозин Шевелин Торфоплита (торфолеум) Сфагнит Торфо-фанера Флоэмалит Торф-засыпка Опилки-засыпка Трепел-засыпка 0,065 0,085—0,13 0,054 0,06 —0,0В . 0,048—0,052 0,01 0,064 0,032 0,045 0,07 0,05 —0,07 0,08 0,08 Тлеет, дефицитен Огнестоек, плохая звукопроводноеть, вла- гоемкость 100% Тлеет, плохая звукопроводность. В соломе заводятся грызуны, в камышите — домовый грибок Горит, влагоемок Горит, мало влагоемок Тлеет, плохая звукопроводность, поражается домовым грибком и грызунами Тлеет, плохая звукопроводность, поражается домовым грибком Горит, портится от воды Горит,влагоемок,поражается домовым грибком Тлеет, очень влагоемок, поражается домовым грибком Горит, заводятся грызуны Огнестоек, влагоемок Кровельный материал должен защищать здание от атмосферных осадков, умерять температурные влияния, особенно на мансардные помещения, быть огнестойким, мало влагоемким и не чрезмерно тяжелым. Гиг. требования здесь сводятся гл. обр. к малой теплопроводности и плохой проницаемости для воды. Кроме дефицитного кровельного железа, обладающего большой теплопроводностью, и слишком тяжелой цементной черепицы имеет большое применение в качестве кровельного материала менее тяжелая гончарная черепица, дрань (горюча) и толь—картон, пропитанный каменноугольным дегтем с пеком и посыпанный лоском, идущий для более легких и временных зданий. Из новых кровельных материалов надо указать: 1) естественный камень—сланец: шифор (аспид) в виде прямоугольных плиток; очень долговечен (300—400 лет), мало влагоемок, но со значительной теплопроводностью, 2) искусственный шифер (асбошифер, асбофанера, этернит или террофазерит): из цемента и асбеста (до 15%) в виде плиток или листов более термоизоляционных, прибиваемых гвоз- дями, 3) рубероид (битумированный или асфальтированный картон), более прочный, чем толь, 4) пергамин (картон, пропитанный нефтяными асфальтами) в виде полотна, 5) толь-кожу (как и толь, но без песка), 6) толь-фанеру (тероксил), т". е. соединения фанеры с толем, 7) сфагнопшфер—плиты из торфо-сфагнума и цемента, 8) гудробердан—плетенка из камыша, покрытая битумом, а также вещества, служащие для покрытия кровель из дерева, бетона и т. п.—железноль, гольцемент,в состав к-рых входят битумы, пек, известь, сера и др. Гиг. требованиям все новые кровельные материалы отвечают, и пользование тем или другим материалом больше зависит от доступности его, назначения здания и завш^ящих от этого технических требований. Для защиты здания от проникновения воды из почвы через фундамент применяются различные водоизоляционные материа-л ы, к-рые прокладываются в фундаменте выше уровня наивысшего стояния грунтовой воды. Сюда относятся для менее ответственных зданий слои бересты, толя, жидкого стекла, для более ответственных—слой
асфальта (см.) или цемента с 10% церезита или церолита, состоящего из олеиновокислого кальция, делающего цементные растворы водонепроницаемыми.—Для устройства полов идут различные стройматериалы, выбор к-рых зависит от требований, предъявляемых к полам зданий того или иного назначения. Полы в жилищах согласно гиг. требованиям должны быть: 1) непроницаемыми для воды, газов и пыли, 2) не образующими пыли, а также щелей, где может скопляться пыль, 3) нетеплопроводными, 4) с плохой звукопроводностью, 5) гладкими, но не скользкими, 6) легко очищаемыми и 7) достаточно эластичными. Немногие материалы удовлетворяют всем этим требованиям, нек-рые же материалы совсем не отвечают им, как напр. земля, глина, бетон, асфальт, дающие много пыли, холодные и т. д. Метлахские плиты (из обожженной глины) хотя и дают непылящий и легко содержимый в чистоте пол, но он бывает холодным, скользким и неэластичным; применяются они гл. обр. в коридорах, ванных, уборных и т. п. Лучший материал для полов—дерево в виде дубового паркета на деревянной подстилке или в виде сухих, гладко выструганных половых досок без щелей, загрунтованных и покрашенных. Деревянные полы теплы, эластичны, а также отвечают другим требованиям, но ель и липа слишком мягки и впитывают легко воду, поэтому лучше полы из сосны, дуба и бука как более плотные и менее водопроницаемые. Часто полы застилают линолеумом, к-рый представляет собой холст из джута, кенафа, кендыря, покрытый массой из окисленного технического масла, пробковой муки, смол, канифоли и минеральной краски. Линолеум, положенный на деревянный, асфальтовый, бетонный и др. полы, обеспечивает теплоту, чистоту, нескользкость, эластичность и водонепроницаемость этого пола. Хороши также маг-нолитовые полы (ксилолит), когда бетонный, кирпичный, деревянный, но не асфальтовый или глиняный пол покрывают магнолитовым раствором толщиной в 1—2
см. В состав магнолита входит каустический магнезит в растворе хлористого магния с добавкой различных заполнителей, чаще всего древесных опилок (1:2—1:4). Магнолитовый пол применим в общежитиях, школах, больницах и промышленных предприятиях, где нет постоянной сырости; он тепел, чист, незвукопроводен, водонепроницаем и эластичен.
Лит.: Вологодский Б., Новые строительные материалы и их применение, М.—Л., 1932; Григорьев II., Строительные материалы, изд. 2, М., 1929; Копелянский Г., Новые строительные материалы, М.—Л., 1933; Поморцов В., Санитария и гигиена жилищ и населенных мест, М.—Л., 1927; Савельев Н., Материаловедение с очерками по технологии строительных материалов, М., 1931; Скрамтаев Б., Введение в курс строительных материалов, М.—Л., 1933; Хлопин Г., Основы гигиены, т. II, М.—II., 1923; Э в а л ь д В., Строительные материалы, их приготовление, свойства и испытание, М.—Л., 1931; Hand-buch der Hygiene, nrsg, v. M. Rubner, M. Gruber u. M. Ficker, B. II, Abt. 1, Lpz., 1927.
К. :Щашпев.
Смотрите также:
- СТРОМА (от греч. stroma—подстилка), понятие, обозначающее поддерживающие или опорные структуры органа. В этом отношении понятие С. как бы противополагается понятию паренхимы (см.). Обычно С. состоит из капсулы, одевающей орган снаружи, и ...
- СТРОНГИЛОИДОЗ (ангвилюлез, ангиостомоз), глистное заболевание человека и нек-рых других млекопитающих, равно как и птиц, вызываемое нематодой рода Strongyloides Grassi, 1879, относящейся к подотряду Rhabdiasata и семейству Rhabdiasidae. Род Strongyloides включает целый ...
- СТРОНЦИЙ, Strontium, Sr, щелочноземельный металл II группы Менделеевской системы, порядковый номер 38, ат. в. 87,63. Встречается в природе в виде целестина'—SrS04, стронцианита—SrC03 и др. Соли С. как по способам их ...
- СТРОФАНТ, Strophanthus hispidus D. С. и Strophanthus Kombe-Oliver, кустарниковое растение, сем. кутровых (Аросупасеае). Насчитывается свыше 28 отдельных видов С. От них получают семена, идущие для мед. целей. Растет гл. обр. ...
- STROPHULUS, см. Prurigo.