Строительство
-----------------------------------_____
! СТРОИТЕЛЬНЫЕ ’ МАТЕРИАЛЫ
I _____________________________________
Учебно-справочное пособие
Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по строительному образованию в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по направлению «Строительство»
Под редакцией д-ра техн, наук, проф. Г.В. Heceemaeea
;	Издание второе,
переработанное и дополненное
]
|	РОСГОВ-но-ДОНУ
Феникс
2005
scan: The Stainless Steel Cat
ББК 38.76 УДК 691(035.5) С86
Авторы: |Г.А. Айрапетов |, О.К. Безродный, А.Л. Жолобов, А.П. Зу-бехин, Н.Н. Иванов, С.К. Илиополов, А.В. Каклюгин, Л.И. Кастор-ных, А.П. Коробкин, Л.В. Котлярова, Е.И. Лысенко, Е.В. Мальцев, И.В. Мардиросова, В.Н Моргун, Л.В. Моргун, Г.В. Несветаев, Г.А. Ткаченко, Е.А. Шляхова, Е.В. Углова, А.Н. Юндин.
Рецензенты:
академик РААСН, д-р техн, наук, проф. кафедры «Строительные материалы» Петербургского государственного университета путей сообщения П.Г. Комохов;
академик РААСН, д-р техн, наук, проф. Е.М. Чернышев, проректор по научной работе Воронежского ГАСУ
С86 Строительные материалы: Учебно-справочное пособие / |г.А. Айрапетов), О.К. Безродный, А.Л. Жолобов и др.; под ред. Г.В. Несветаева. — 2-е изд., перераб. и доп. —- Ростов н/Д: Феникс, 2005. — 608 с.: ил. (Строительство)
Приведены классификация и характеристики важнейших современных строительных материалов, краткая информация о их получении и эффективных областях применения. Отражены последние достижения техники и технологии, дано сравнение с зарубежными аналогами. Представленная информация соответствует действующим нормативным документам.
Для студентов и аспирантов высших и учащихся средних специальных учебных заведений, инженерно-технических и научных работников строительного комплекса, менеджеров строительных и торговых компаний.
УДК 691(035.5)
ББК 38.76
ISBN 5-222-05904-9
© Оформление, изд-во «Феникс», 2005
© Коллектив авторов, 2005
Предисловие
Всемирный форум по устойчивому развитию, состоявшийся в Йоханнесбурге в сентябре 2002 г., определил как одну из главных задач на XXI в. необходимость сочетания социальных, экологических, высокотехнологичных и экономических вопросов в решении глобальных проблем всей планеты, отдельно взятых стран и отраслей производства.
Строительство как главная отрасль производства любой страны потребляет ежегодно колоссальное количество энергетических, материальных и людских ресурсов, является одной из самых экологически опасных сфер деятельности человека. Поскольку стоимость строительных материалов составляет до 60% общей стоимости зданий и сооружений, то понятно, насколько важно сделать правильный выбор материалов с учетом возможных затрат на их производство, качества, транспортных и технологических расходов с учетом долговечности объектов. Особое внимание в связи с программами устойчивого развития должно уделяться теплоэнергетическим затратам на производство строительных материалов и эксплуатацию их в готовых объектах, а также возможность последующего их использования по окончании срока службы зданий и сооружений.
В настоящем учебно-справочном пособии приведена в кратком виде основная информация как по новым, эффективным строительным материалам и изделиям, полученным по энергосберегающим технологиям, позволяющим существенно сократить материальные и энергетические затраты при строительстве и эксплуатации различных зданий и сооружений, так и по традиционным, применение которых имеет многовековую историю. В связи со значительным увеличением в России в последние годы объемов индивидуального строительства и созданием частных малых предприятий по производству строительных материалов и изделий в справочнике существенное внимание уделено эффективным строительным материалам для производства ограждающих конструкций.
3
Приведенная информация соответствует требованиям российских «Строительных норм и правил» и ГОСТов, охватывающих сотни различных видов материалов и изделий. В справочнике приведены в основном сведения о строительных материалах общего назначения, а также о некоторых специальных материалах и изделиях, используемых в гражданском и промышленном строительстве. По всем представленным материалам и изделиям приведены классификация и состав сырья, технические характеристики, методы испытаний, условия хранения и транспортировки, область возможного применения и нормативная литература. Справочник в равной степени может быть использован как потребителями строительных материалов и изделий, так и их производителями, которые в случае необходимости могут получить более подробную информацию у авторов соответствующих разделов справочника.
Предисловие и глава «Пожаробезопасные и огнеупорные строительные материалы и изделия» написаны д-ром техн, наук, проф. Айрапетовым Г.А.; глава «Природные каменные материалы» написана канд. техн, наук, доц. Ткаченко Г.А.; глава «Заполнители» написана канд. техн, наук Шляховой Е.А.; главы «Неорганические вяжущие вещества», «Цементные бетоны» и «Теплоизоляционные материалы» написаны д-ром техн, наук, проф. Несветаевым Г.В.; раздел «Известь строительная» написан канд. техн, наук Мальцевым Е.В.; глава «Строительные растворы. Сухие строительные смеси» написана канд. техн, наук, проф. Юндиным А.Н.; глава «Гипсовые и вяжущие изделия» написана канд. техн, наук, доц. Каклюгиным А.В.; глава «Арматурная сталь» написана канд. техн, наук, доц. Коровкиным А.П.; глава «Добавки в бетон» написана канд. техн, наук, доц. Касторных Л.И.; глава «Керамические материалы» написана канд. техн, наук, доц. Котляровой Л.В. и канд. геол, наук Ивановым Н.Н.; глава «Стекло и его применение в строительстве» написана д-ром техн, наук, проф. Зубехиным А.П.; глава «Битумные материалы» написана д-ром техн, наук, проф. Илиополовым С.К., канд. эконом, наук, проф. О.К. Безродным, канд. хим. наук, доц. Мардиросовой И.В., канд. техн, наук, доц. Угловой Е.В.; глава «Кровельные материалы» написана канд. техн, наук, доц. Жолобовым А.Л.; глава «Лесные материалы» написана канд. техн, наук, доц. Лысенко Е.И.; глава «Композиционные материалы» написана канд. техн, наук, доц. Моргун Л.В., канд. техн, наук Моргун В.Н.
Природные каменные материалы
Каменные строительные материалы включают широкую номенклатуру изделий, получаемых из горных пород: рваный камень в виде кусков неправильной формы (бут, щебень и др.), изделия правильной формы (блоки, штучный камень, плиты, бруски), профилированные изделия и др. Исходя из специфики технологии производства их разделяют на три группы. Первую составляют нерудные строительные материалы — это камень, используемый в виде полупродукта, идущего на производство искусственных материалов (бетоны и растворы). Под «штучным» стеновым камнем понимают каменные материалы правильной геометрической формы, полученные непосредственно из горного массива с помощью специальных механизмов. Третью группу составляют облицовочные (декоративные) природные камни, которые по своим эстетическим качествам после соответствующей переработки пригодны для отделочных работ.
По происхождению горные породы делят на три основных вида: а) магматические, или изверженные (глубинные, или излившиеся), образовавшиеся в результате затвердевания в недрах земли или на ее поверхности, в основном из силикатного расплава — магмы;
б) осадочные, образовавшиеся путем осаждения неорганических и органических веществ на дне водных бассейнов и на поверхности Земли;
в) метаморфические изверженные или осадочные, являющиеся
5
продуктом изменения изверженных и осадочных пород под воздействием высоких температур и давлений.
Используемые горные породы для производства материалов и изделий должны обладать достаточной прочностью, определенными физическими свойствами (плотностью, пористостью, водопогло-щением), минимально допустимой маркой по морозостойкости, а в отдельных случаях достаточной истираемостью.
Прочность камня зависит от его строения и сил межзерновых связей слагающих его минералов. Так, прочность при сжатии у мелкозернистых горных пород выше, чем у крупнозернистых. Прочность при растяжении горных пород невысока и порой в 6—10 раз меньше прочности при сжатии.
Средняя плотность используемых камней изменяется в широких пределах (от 300—500 кг/м3 для пористых до 2600—3300 кг/м3 для гранитов, габбро, диабазов, мрамора).
Наименьшей пористостью обладают кварциты (0,7 %) и граниты (1—3,3 %), наибольшей — известняки (до 30%) и вулканические туфы (до 65%).
Водопоглощение характеризует способность горной породы впитывать и удерживать в себе воду. Водопоглощение гранита — 0,1— 0,8%, а туфа и известняка-ракушечника — до 40% по массе.
Морозостойкость зависит от строения и пористости горной породы. Для большинства изделий из природного камня ее минимальную величину нормируют. Так, минимальная марка по морозостойкости для облицовочного камня F15 (известняк-ракушечник, вулканический фельзитовый туф).
Истираемость горной породы (г/см2) нормируется у облицовочных материалов, применяемых для устройства полов, лестниц, тротуаров и др.
Некоторые физико-механические свойства горных пород, используемых в производстве каменных материалов и изделий, приведены в табл. 1.
Изготовление и применение всей номенклатуры природных каменных материалов осуществляется в соответствии с государственными стандартами, приведенными в табл. 2.
6
Таблица 1
Физико-механические свойства горных пород некоторых разрабатываемых месторождений
Месторождение	Плотность, г/см3		Пористость, %	Водопо-глощение, %	Предел прочности при сжатии, МПа	Основной цвет
	истинная	средняя				
1	2	3	4	5	6	7
Изверженные породы						
Каарлахтинское (гранит), Карелия	2,7	2,6	1,5	0,1	98—220	Розово-серый, красно-серый
Каменногорское (гранит) Ленинградской обл.	2,6— 2,7	2,6— 2,7	0,4—2,6	0,1—0,4	77—240	Серый, розовосерый
Кашина гора (гранит), Карелия	2,6	2,6	0,5	0,08	115—248	Серый, розовосерый
Сибирское (гранит) Свердловской обл.	2,7	2,6	2,3	0,3—0,5	124—209	Светлосерый
Сюсюоянеаари (гранит), Карелия	2,63	2,6	0,5	0,08	115—305	Розовый, красный
Весеннее (диабаз) Оренбургской обл.	2,86	2,68	6,2	0,7—0,9	120	Серый
Саткинское (лабрадорит) Челябинской обл.	2,7	2,7	0,4—4,8	0,1—0,3	114—130	Серый, темносерый, черный
Черновское (диорит) Свердловской обл.	2,74	2,67	2,6	0,8—1,1	120—130	Серый
Осадочные породы						
Березовское (известняк) Саратовской обл.	2,7	2,28	17	—	28 40	Серый
Жирновское (известняк) Ростовской обл.	2,73	2,65	2,6	—	80—105	Серый до серочерного
7
Окончание табл. 1
1	2	3	4	5	6	7
Кривенсковское (известняк) Краснодарского края	2,6	2,17	2—4	—	19—42	Серый
Карьер Шахтинский (песчаник) Ростовской обл.	2,65	2,6	4,5	—	45—80	Серый
Осиновское (песчаник) Ростовской обл.	2,7	2,65	0,8—5,4	—	96—129	Серый
Баскунчакское (гипс) Астраханской обл.	2,3	2,22	До 15	—	10—15	Белый
Большелогское (известняк, ракушечник) Ростовской обл.	2,7	1,5—1,7	До 30	—	8—15	Желтый
Метаморфические породы						
Долина Нарзанов (амфиболит), Северный Кавказ	—	2,94	0,3	—	—	Серый
Верхняя Кубань (гнейс полосчатый), Северный Кавказ	2,68	2,65	1,2	—	—	Темно-серый
Гранитогнейс, Северный Кавказ	2,71	2,7	0,5	—	до 258	От светло- до темно-серого
Мрамор розовый, Карелия	2,7	2,6—2,7	0,5—2,6	0,15—0,7	40—80	Светло-розовый
Кварцит белый плотный, Карелия	—	2,65	0,4	—	до 300	Белый
Мрамор белый, Маукское, Урал	2,7— 2,8	2,6—2,8	—	0,3—0,7	48—135	Белый
8
Таблица 2
Государственные стандарты на изделия из природных каменных материалов
Продукция	Область применения продукции	Номер и наименование нормативно-технической документации
Блоки из природного камня	Для изготовления облицовочных плит, архитектурно-строительных изделий, бортовых камней, брусчатых камней, заготовок для реставрационных работ, минеральных изделий	ГОСТ 9479 «Блоки из горных пород для производства облицовочных, архитектурно-строительных , мемориальных и других изделий»
Камни стеновые	Пиленые стеновые камни из горных пород, предназначенные для кладки стен, перегородок и других частей зданий и сооружений	ГОСТ 4001 «Камни стеновые из горных пород»
Плиты облицовочные	Облицовочные плиты, изготавливаемые распиливанием блоков из природного камня по ГОСТ 9479 и предназначенные для наружной и внутренней облицовки элементов зданий и сооружений	ГОСТ 9480 «Плиты облицовочные, пиленные из природного камня»
Камни бортовые	Дорожное строительство	ГОСТ 6666 «Камни бортовые из горных пород»
Камень бутовый	В строительстве для кладки фундаментов, отмостки, наброски, бутобетон и др.	Территориальные технические условия
Изделия архитектурно-строительные из природного камня	В строительстве для облицовки цоколей, плит подоконных и накрывоч-ных, проступей и парапетов	ГОСТ 23342 «Изделия архитектурно-строительные из природного камня»
Щебень и песок декоративные из природного камня	Заполнители декоративные для бетонов и растворов	ГОСТ 22856 «Щебень и песок декоративные из природного камня»
Плиты декоративные на основе природного камня	В строительстве для наружной и внутренней облицовки элементов зданий и сооружений. Имеют мозаичную, брекчиевидную и орнаментную поверхность и изготавливаются с использованием природного камня и неорганических или синтетических связующих	ГОСТ 24099 «Плиты декоративные на основе природного камня»
9
1.	Бутовый камень
Бутовый камень получают из горных пород со средней плотностью свыше 1800 кг/м3. Его применяют в соответствии со строительными нормами и правилами для фундаментов и стен зданий и сооружений, в качестве заполнителя для бутобетона при возведении бетонных и массивных железобетонных сооружений, для отмосток, а также при устройстве и ремонте автомобильных дорог.
Бутовый камень характеризуется допустимыми крупностью кусков и содержанием глины в комках, формой кусков, маркой по прочности, морозостойкостью и петрографическим составом используемой горной породы.
Размер кусков бутового камня — от 150 до 500 мм; лишь по соглашению сторон допускается поставка камня с размером кусков от 70 до 1000 мм. Содержание в бутовом камне комков глины ие должно превышать 2% по массе. Кроме того,., сам бутовый камень не должен иметь прослоек глин, мергеля и других видимых расслоений.
Прочность бутового камня характеризуют его маркой, соответствующей пределу прочности при сжатии исходной горной породы в насыщенном водой состоянии. Различают марки 100, 200, 300, 400, 600, 800, 1000, 1200 и 1400. Бутовый камень из метаморфических горных пород должен иметь марку не ниже 400, из изверженных — не ниже 600.
По морозостойкости бутовый камень подразделяется на марки F15, F25, F50, FIDO, F200 и F300.
Определение средней плотности, марок по прочности и морозостойкости производят путем испытания образцов правильной формы в виде цилиндров диаметром и высотой 40—50 мм или кубов с высотой ребра 40—50 мм. Допускается прочность бутового камня определять испытанием на сжатие в цилиндре кусков щебня фр. 20—40 мм, полученного дроблением пяти кусков камня.
При определении морозостойкости по количеству циклов замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии образцы должны выдерживать испытания без видимых следов разрушения и при потере массы не более 5 %. Для предварительной оценки морозостойкости бутового камня технические условия допускают испытания щебня фр. 20—40 мм, полученного из пяти кусков бутового камня, в растворе сернокислого натрия по методике ГОСТ 8269.0 с оценкой его результатов по ГОСТ 8267.
10
Каждая партия бутового камня сопровождается паспортом, в котором указывают реквизиты изготовителя, крупность кусков, содержание глины в комках, марку по прочности и морозостойкости, а также петрографический состав исходной горной породы, описание ее структуры и текстуры, в том числе и трещиноватость.
2.	Камни стеновые (ГОСТ 4001)
Стеновые камни из горных пород изготавливают в виде прямоугольных параллелепипедов трех типов (I—III) и неполномерных камней (половинных и трехчетвертных). Основные размеры, объемы и количество камней в 1 м3 приведены в табл. 3.
Таблица 3
Характеристика стеновых камней горных пород
Тип камня	Длина, мм	Ширина, мм	Высота, мм	Объем одного камня, м3	Количество камней в 1 м3, шт
Полномерные камни					
I	390	190	188	0,0139	72
II	490	240	188	0,0221	45
ш	390	190	288	0,0213	47
Неполномерные камни					
S I	292	190	188	0,0104	96
s П	367	240	188	0,0165	61
s Ш	292	190	288	0,0160	62
S I	195	190	188	0,0070	143
S П	245	240	188	0,0111	90
S III	195	190	288	0,0107	93
По согласованию с потребителем предприятия могут выпускать камни и других размеров.
По назначению камни делят на рядовые и лицевые. Рядовые (Р) предназначены для кладки стен зданий и сооружений с последующим оштукатуриванием, а лицевые (Л) — для лицевой кладки стен зданий и сооружений без последующей облицовки и оштукатуривания.
В зависимости от прочности при сжатии камни подразделяют на марки от 4 до 400. Марку камня назначают по наименьшему из двух показателей: средней прочности на сжатие из пяти образцов и наименьшей для отдельного образца ГОСТ 4001.
В условном обозначении камней первая группа цифр отражает тип камня по геометрическим размерам, буква — вид камня по на
11
значению, следующая группа цифр — марку камня по прочности на сжатие.
Пример условного обозначения камня длиной 390, шириной 190, высотой 188 мм, лицевого, прочностью на сжатие 35:135 Л ГОСТ 4001.
Камня длиной 292, шириной 190, высотой 288 мм, рядового, марки по прочности на сжатие 25: s III Р 25 ГОСТ 4001.
Камни изготавливают из горных пород с физико-механическими показателями, указанными в табл. 4.
Таблица 4
Требования к фнзнко-механическим свойствам горных пород
Показатель	Размерность	Норма
Средняя плотность, не более	кг/м	2100
Водопоглощение по массе, не более:	%	
— для туфов и опок		50
— для известняков и др. пород		30
Потеря прочности на сжатие после испытаний на морозостойкость, не более	%	25
Снижение прочности при сжатии горной породы в водонасыщенном состоянии, не более	%	40
Допускается изготавливать стеновые камни со средней плотностью более 2100 кг/м3 для устройства наружных стен неотапливаемых помещений и внутренних стен зданий. Они должны иметь в условном обозначении типа камня дополнительную букву В, например: IB Л 100 ГОСТ 4001.
Требования по морозостойкости камней не предъявляют, если долговечность стен из камня для местных климатических условий подтверждается многолетним опытом эксплуатации зданий.
При приемке камней следует учитывать допускаемые отклонения от номинальных размеров, которые зависят от назначения камня (лицевой, рядовой) и способа его добычи (открытый, подземный) и допускаемых отклонений внешнего вида (отклонения от перпендикулярности граней и их плоскостности, количество отбитых углов на одной грани камня, длина скола ребра поврежденного угла, естественные каверны). Предельные нормы допусков по размерам и показателям внешнего вида приведены ГОСТ 4001.
Расслоения, прослойки глины и мергеля в лицевых и рядовых камнях не допускаются.
Лицевые камни должны иметь марку по прочности на сжатие не
12
менее 25, а снижение прочности при сжатии в водонасыщенном состоянии допускается — не более 40%.
По морозостойкости стеновые камни из горных пород подразделяются на марки F15, F25, F35, F50.
По санитарно-гигиеническим нормам введены ограничения в зависимости от значения суммарной удельной эффективной активности естественных радионуклидов Аэфф: в стеновых камнях для жилых и общественных зданий допускается Аэфф до 370 Бк/кг; для производственных зданий А.)фф до 740 Бк/кг. Приемку стеновых камней производят по результатам выборочного одноступенчатого контроля. Объем выборки, приемочное и браковочные числа зависят от объема партии (шт.) и приведены в ГОСТ 4001. Потребитель проверяет точность геометрических размеров и внешний вид камней в соответствии с правилами приемки, приведенными в указанном стандарте.
Физико-механические свойства горной породы для изготовления камней, а также среднюю плотность, прочность камней при сжатии, водопоглощение, морозостойкость и снижение прочности при сжатии определяют по ГОСТ 30629, а суммарную удельную активность естественных радионуклидов — по ГОСТ 30108.
Приемку лицевых камней по соответствию лицевой поверхности утвержденным образцам-эталонам по цвету и наличию пятен проводят также на выборке визуально с осмотром с расстояния 10 м на открытой площадке при дневном освещении.
Предприятие-изготовитель должно сопровождать каждую партию камней документом (паспортом), в котором указываются: номер документа и дата его выдачи, товарные реквизиты, наименование и условное обозначение продукции, ее количество, прочность при сжатии, водопоглощение, средняя плотность, морозостойкость, снижение прочности при сжатии, А и обозначение стандарта.
Камни транспортируют любым видом транспорта с соблюдением соответствующих правил на поддонах или плотно уложенными друг к другу. Погрузка и разгрузка камней сбрасыванием или опрокидыванием транспортной емкости не допускаются.
При хранении штабели камней или поддоны следует устанавливать на площадках с твердым основанием. Камни необходимо предохранять от намокания за счет атмосферных осадков и подсоса влаги из грунта.
13
3.	Облицовочные материалы из природного камня
Для изготовления облицовочных материалов используются блоки из природного камня по ГОСТ 9479. Кроме геологического признака, используемые горные породы делят по обрабатываемости (технологичности) и долговечности (табл. 5 и 6).
Таблица 5
Технологическая классификация облицовочного камня
Группа камня по прочности	Твердость по шкале Мооса	Разновидности камней	Технологические свойства
Прочные	6—7	Кварцит, гранит, сиенит, диорит, лабрадорит, габбро, базальт	Не режутся стальным резцом, обрабатываются абразивным инструментом, в т.ч. алмазным
Среднепрочные	3—5	Мрамор, известняк, доломит, плотный песчаник, плотный туф	Обрабатываются стальным резцом. Легко режутся абразивным инструментом
Низкопрочные	1—2	Гипсовый и тальковый камень, ангидрит, пористый известняк и доломит, неплотный туф и т.д.	Легко обрабатываются стальным резцом. Алмазным инструментом обрабатываются плохо
Таблица 6
Классификация облицовочного камня по долговечности
Группа камня по долговечности	Разновидности камней	Первые признаки разрушения, лет
Весьма долговечные	Кварцит, мелкозернистый гранит	650
Долговечные	Крупнозернистый гранит, сиенит, габбро, лабрадорит	220—350
Относительно долговечные	Белый мрамор, плотный известняк и доломит	75—150
Недолговечные	Цветной мрамор, гипсовый камень, пористый известняк	20—75
14
По декоративности облицовочные плиты подразделяются на классы: высокодекоративные (I), декоративные (II), малодекоративные (III) и недекоративные (IV). Долговечность камня может быть оценена экспертным путем по цвету, структуре и текстуре — рисунку в соответствии с п.6.2 ГОСТ 30629.
Средняя плотность, водопоглощение, предел прочности при сжатии, снижение прочности при сжатии в водонасыщенном состоянии исходной горной породы должны соответствовать показателям, указанным в табл. 7.
Таблица 7
Физико-механические свойства используемых горных пород
Группа камня по прочности	Тип горной породы	Значение			
		Средняя плотность, кг/м3, не менее	Водопоглощение, %, не более	Предел прочности при сжатии в сухом состоянии, МПа, не менее	Снижение прочности при сжатии породы в водонасыщенном состоянии, %, не более
1	2	3	4	5	6
Прочные	Гранит, диорит, сиенит, кварцевый порфир, кварцит	2500	0,75	120	25
Среднепрочные	Диабаз, порфирит, габбро, плотный базальт, кварцевый песчаник	2500	0,75	80	30
	Андезит, трахит, липарит	Не нормируется		70	30
	Мрамор, мраморизо-ванный известняк, конгломерат, брекчия	2600	0,75	60	30
15
Окончание табл. 7
1	2	3	4	5	6
Низкопрочные	Пористый базальт, песчаник, фельзитовый туф	Не нормируется	40	30
	Плотный известняк, не-полируемый доломит, травертин	Не нормируется	25	35
	Пористый известняк и доломит, известняк-ракушечник	Не нормируется	10	35
	Гипсовый камень, ангидрит	Не нормируется	15	35
По морозостойкости горные породы блоков подразделяются на марки F15, F25, F35, F50, FIDO, F150, F200. Марку по морозостойкости указывают в договоре на поставку горной породы, область применения которой устанавливается в зависимости от строительно-климатической зоны, срока службы зданий и сооружений и условий их эксплуатации.
Горные породы, используемые для изготовления изделий для покрытий полов и лестниц общественных и промышленных зданий, должны быть стойкими к механическим истирающим и ударным воздействиям, что и нормируется в зависимости от интенсивности этих воздействий.
Блоки из горных пород в зависимости от значения Аэфф применяют: • для производства изделий внутренней и наружной облицовки общественных, административных зданий, вокзалов А.)фф до 370 Бк/кг;
• для производства изделий наружной облицовки производственных зданий и элементов мощения площадей, мемориальных сооружений, наружных лестниц при Аэфф свыше 370 до 740 Бк/кг. Для комплексного использования сырья отходы добычи блоков применяют в изготовлении декоративных плит на основе природного камня по ГОСТ 24099, декоративных щебня и песка — по ГОСТ 22856.
16
3.1.	Плиты облицовочные пиленые (ГОСТ 9480)
Изготавливаются распиливанием блоков по ГОСТ 9479 и предназначены для наружной и внутренней облицовки элементов зданий и сооружений.
Плиты могут иметь прямоугольную или квадратную форму с обрезными гранями размерами: длиной — от 150 до 1500 мм; шириной — от 150 до 1200 мм; толщиной — от 8 до 30 мм. Из мраморизи-рованного известняка, туфа, ракушечника и известняка допускается изготовление плит толщиной 40 мм. Фактуры лицевых поверхностей должны соответствовать указанным в табл. 8.
Таблица 8
Виды фактур облицовочных плит
Фактура	Способ получения	Характеристика фактуры
Полированная	Полировка войлочными или фетровыми кругами с применением полировальных порошков	Зеркальный блеск на поверхности. Четкое отражение предмета
Лощеная	Шлифование абразивами без накатки глянца	Гладкая матовая поверхность без следов обработки, полное выявление рисунка камня
Шлифованная	Шлифование абразивами с уменьшением крупности зерна	Равномерная шероховатая поверхность со следами обработки, с высотой неровностей рельефа 0,5 мм
Пиленая А	Распиловка рамными станками с алмазными штрипсами или дисковыми станками	Неравномерная шероховатая поверхность с высотой неровностей рельефа до 1 мм
Пиленая Б	Распиловка рамными станками со стальными штрипсами с помощью свободного абразива	Неравномерная шероховатая поверхность с резкими штрихами от зерен крупного абразива с высотой неровностей рельефа до 3 мм
Обработанная ультразвуком	Обработка магнитостриктором в абразивной среде	Матовая поверхность с выявленным цветом и рисунком камня
Термообработанная	Обработка термоинструментом	Шероховатая поверхность со следами шелушения
Точечная	Обработка бучардами	Равномерная шероховатая поверхность с неровностями рельефа до 2 мм
«Скала»	Обработка клиньями, закольниками, использование колонных станков	Околотая поверхность с неровностями рельефа высотой от 50 до 200 мм без следов инструмента
17
По согласованию с потребителем допускаются другие виды фактуры лицевой поверхности.
Плиты с полированной и гладкой матовой фактурой подразделяют на два класса. Плиты 1-го класса не должны иметь на лицевой поверхности видимых повреждений. В таких же плитах 2-го класса, а также на лицевых поверхностях плит с другой фактурой допускаются отдельные дефекты в виде повреждений углов, сколов по ребрам периметра плит. Каверны и раковины допускаются, если они не снижают декоративности плит.
Плиты не должны иметь трещин, но на их лицевой поверхности допускаются прожилки и полосы, не ухудшающие декоративные свойства. Плиты упаковывают в ящики или ящичные поддоны в вертикальном положении не более двух рядов по высоте лицевыми поверхностями друг к другу. Между лицевыми поверхностями полированных плит укладывают бумажные или деревянные прокладки.
Каждая партия должна иметь документ о качестве, в котором указывают:
•	наименование и адрес предприятия-изготовителя;
•	номер и дату составления документа;
•	дату отгрузки;
•	номер партии;
•	число плит в партии и их размеры;
•	породу камня, наименование месторождения;
•	фактуру лицевой поверхности плит;
•	физико-механические свойства горной породы блоков, нормируемые ГОСТ 9479;
•	обозначение стандарта на плиты.
Оценку качества плит при приемочном контроле производят по геометрическим размерам и форме, фактуре лицевой поверхности и ее качеству. Приведенные показатели качества определяют по плану одноступенчатого контроля на выборке, объем которой зависит от объема произведенной партии.
Плиты транспортируют в ящиках, ящичных поддонах или пакетах, приспособленных для механизированной погрузки и разгрузки. При этом принимают меры по предохранению их от загрязнения и повреждения.
Хранение плит должно быть организовано под навесом (при низкой морозостойкости горной породы) или на открытых спланированных площадках. При хранении без тары плиты должны быть установлены на деревянные прокладки в вертикальном положении ли-18
цом друг к другу. Между полированными плитами укладывают бу мажные и деревянные прокладки.
3.2.	Изделия архитектурно-строительные из природного камня (ГОСТ23342)
Делятся на изделия, получаемые выпиливанием (пиленые) и выкалыванием (колотые). Изделия подразделяются на виды с номинальной длиной от 400 до 1500 мм, шириной и толщиной, указанной в табл. 9.
Таблица 9
Номинальные размеры изделий
Вид изделий	Номинальные размеры, мм	
	Ширина В	Толщина Н
Плиты цокольные: — пиленые — колотые	200—1200 200—1200	30—80 100—300
Плиты накрывные: — пиленые — колотые	200—500 200—500	30—60 100—120
Плиты подоконные	200 -400	30-40
Ступени: — пиленые — колотые (по верху) — колотые (по низу)	200-400 260—400 230—350	40—120 120—170 общая высота 150—200
Проступи пиленые	200 -400	30—60
Парапеты прямоугольные: — пиленые — колотые	500—1200 500—800 800—1200	80—120 200—300 300—400
По согласованию с потребителем допускается изготовление изделий с другими номинальными размерами.
Изделия изготавливаются прямоугольной или квадратной формы и лишь по согласованию с потребителем допускается изготовление криволинейных изделий по заказной спецификации, а также изделий с фаской, крепежными отверстиями и пазами.
Лицевая поверхность изделий может быть полированной, гладкой матовой, термообработанной, фактур — точечной, «скала» и др. Размеры изделий и вид их лицевой поверхности определяют предельные отклонения от номинальных размеров и другие допуски по показателям внешнего вида. Фактуры лицевой поверхности изделий приведены в табл. 10.
19
Таблица 10
Фактуры лицевой поверхности архитектурно-строительных изделий
Тип изделия	Горная порода по ГОСТ 9479	Фактура лицевой поверхности
Плиты цокольные пиленые и колотые	Прочные породы, породы средней прочности, низкопрочные (кроме пористых известняка и доломита, гипсового камня)	Полированная, гладкая матовая, шлифованная, пиленая, обработанная ультразвуком, термообработанная, точечная, «скала»
Плиты на-крывные пиленые и колотые	То же	Полированная, гладкая матовая, шлифованная, пиленая, обработанная ультразвуком, термообработанная, точечная
Плиты подоконные пиленые	Прочные породы, породы среднепрочные, низкопрочные (кроме пористых известняка и доломита, гипсового камня, ракушечника)	Полированная, гладкая матовая, шлифованная
Ступени пиленые и колотые, проступи	Прочные горные породы, породы средней прочности, низкопрочные породы (кроме пористых известняка и доломита, ракушечника, гипсового камня, туфа)	Полированная, гладкая матовая, шлифованная, пиленая, термообработанная, точечная
Парапеты пиленые и колотые	Прочные породы	Полированная, гладкая матовая, шлифованная, пиленая, обработанная ультразвуком, термообработанная, точечная
Как и в случае изготовления пиленых облицовочных плит, пиленые архитектурные изделия с полированной и гладкой матовой фактурой в зависимости от качества лицевой поверхности делятся на два класса. Пиленые изделия 1-го класса не должны иметь на лицевой поверхности видимых повреждений. На лицевых поверхностях этих же изделий 2-го класса, пиленых и колотых изделий допускаются незначительные повреждения углов и ограниченные по длине сколы ребер. Для изделий из низкопрочных горных пород (из травертина, туфа и ракушечника) допускаются раковины и каверны, если они не снижают декоративных свойств камня. Для цокольных плит из этих горных пород допускается заполнение каверн и раковин на их лицевой поверхности мастикой того же цвета, что и цвет естественного камня, если не нарушаются эксплуатационные и декоративные свойства плиты.
Как правило, изделия не должны иметь трещин, и лишь для плит из цветного мрамора и мраморизованного известняка допускается одна трещина тектонического характера шириной не более 0,05 мм и дли
20
ной до трети изделия, к тому же такие изделия допускается использовать лишь для внутренних работ.
На лицевой поверхности изделий допускаются прожилки и полосы, не ухудшающие декоративных свойств изделий.
Требования по упаковке, маркировке и приемке архитектурных изделий такие же, как и для пиленых облицовочных плит.
Каждая выпущенная и принятая ОТК предприятия партия архитектурных изделий сопровождается документом о качестве, в котором указывают реквизиты предприятия, номер партии и качество изделий в ней, породу камня и наименование месторождения, фактуру лицевой поверхности изделий. В нем также указывают показатели физико-механических свойств горной породы, регламентированные ГОСТ 9479 и определенные по методикам ГОСТ 30629. При транспортировании и хранении архитектурных изделий придерживаются тех же правил, которые были приведены для пиленых облицовочных плит.
3.3.	Камни бортовые из горных пород (ГОСТ 6666)
Бортовые камни из горных пород предназначены для отделения: • проезжей части магистральных улиц от тротуаров, газонов, площадок остановочных общественного транспорта и от обособленного полотна трамвайных путей;
•	проезжей части дорог от разделительных полос;
•	проезжей части внутриквартальных проездов от тротуаров и газонов;
•	проезжей части дорог от тротуаров на мостах и путепроводах, съездах и в туннелях;
•	пешеходных дорожек и тротуаров от газонов в городских парках, скверах и на бульварах.
Бортовые камни подразделяют на пиленые и колотые, а по форме — на прямоугольные и криволинейные. Их марки и размеры приведены в табл. 11.
При условном обозначении бортовых камней используют следующие буквы:
Г — горная порода (материал, из которого сделан бортовой камень);
П — прямоугольный бортовой камень;
К — криволинейный бортовой камень;
В — прямоугольный въездной бортовой камень;
Цифры в маркировке бортового камня обозначают его размеры.
21
Таблица 1 1
Марки и размеры бортовых камней
С X Н	Марка	Форма								Размеры, мм				Ра-диус кривизны R, м	Назначение камня
										Высота H	Ширина b	Длина 1	Высота обработанной части h		
Прямоугольные	1ГП	U-	,15							300	150	700— 2000	150		Для отделения проезжей части улиц и внутриквартальных проездов от тротуаров и газонов
					1 H	T|	о CM	t							
	2ГП				b					400	180	700— 2000	250		Для отделения проезжей части дорог от тротуаров на съездах, в тоннелях и разделительных полос
	згп									600	200	700	450	—	Для отделения проезжей части от тротуаров на мостах и путепроводах
												2000			
	4ГП		h °							200	100	700— 200	130	—	Для отделения пешеходных дорожек и тротуаров от газонов
			С	L-											
	5ГП	ь □				3:				200	80	700— 2000	—	—	Для отделения пешеходных дорожек и тротуаров от газонов
	гпв				I L^io i Г ifN*					200	150	700— 2000	80	—	Для устройства въездов с проезжей части улиц на тротуары
					И										
Криволинейные	ГК5 ГК8	7— 7								300 300	150 150	700— 2000 700— 2000	150 150	5,0 8,0	Для отделения проезжей части улиц внутриквартальных проездов от тротуаров на закруглениях
					--	-4i									
			1~> , z> m H-—1 X—L 4~|* ‘			к/ H f ° |CN									
						i'-r									
22
Бортовые камни изготавливают из изверженных, метаморфических и осадочных горных пород, не затронутых выветриванием и не имеющих открытых трещин.
Прочность и морозостойкость горной породы, из которой изготавливают бортовой камень, должны быть не меньше приведенных в табл. 12.
Т аблица 1 2
Требования к свойствам горных пород
Показатель	Горные породы		
	Изверженные	Метаморфические	Осадочные
Прочность при сжатии в воздушно-сухом состоянии, МПа (кгс/см2), не менее Морозостойкость, не менее	90 (900) F100	60 (600) F50	60 (600) F25
Камни всех типов (за исключением марки 5ГП) должны иметь обработанными:
•	верхнюю горизонтальную грань по всей ширине;
•	видимую при эксплуатации лицевую вертикальную грань;
•	фаску по кромке лицевой грани;
•	полоски по кромке тыльной вертикальной грани и кромкам торцевых граней шириной 20 мм.
Остальные поверхности фактурной обработке не подвергаются.
При обработке используют точечную, термообработанную или пиленую фактуру.
Как и для любых строительных изделий, ГОСТ 6666 для бортовых камней из горных пород допускает отклонения от номинальных размеров и других показателей внешнего вида (неплоскостность, отклонение от кривизны или прямоугольности).
Приемку бортовых камней осуществляют партиями (не более 500 шт). Размеры и качество поверхности граней проверяют выборочно, причем объем выборки зависит от объема партии, а размер приемочных и браковочных чисел приведен в ГОСТ 6666.
Прочность при сжатии в сухом состоянии, морозостойкость, водопоглощение используемой горной породы определяют по ГОСТ 30629. Причем эти определения предприятие-изготовитель должно производить не менее одного раза в год и при каждом изменении вида горной породы.
Изменением 1 ГОСТ 6666 для бортовых камней, применяемых
23
для отделения от проезжей части улиц и дорог, для устройства пешеходных дорожек и тротуаров в пределах территорий населенных пунктов и зон перспективной застройки, установлено, что суммарная удельная эффективная активность радионуклидов Аэфф не должна превышать 740 Бк/кг.
Бортовые камни из горных пород не требуют упаковки, а при хранении в штабелях должны быть рассортированы по типам и маркам. Их перевозят любыми видами транспорта в соответствии с правилами перевозок. Каждая партия камней сопровождается документом о качестве, в котором указывают реквизиты предприятия, прочность горной породы при сжатии в сухом состоянии, морозостойкость и водопоглощение.
4.	Плиты декоративные на основе природного камня (ГОСТ 24099)
Плиты представляют большой класс декоративных облицовочных изделий с мозаичной, брекчиевидной и орнаментной поверхностью, изготовленных с использованием природного камня и неорганических или синтетических связующих и предназначенных для наружной и внутренней облицовки элементов зданий и сооружений.
В зависимости от способа изготовления плиты делятся на три типа:
I	— прессованные или формованные;
II	— пиленые из искусственно отформованных блоков;
III	— склеенные из кусков камня правильной или произвольной формы.
Лицевая поверхность плит должна быть для:
I типа — мозаичной (М), брекчиевидной (Б) или орнаментной (О);
II	типа — мозаичной или брекчиевидной;
I	II типа — мозаичной, брекчевидной или орнаментной.
Мозаичную лицевую поверхность получают с использованием декоративного щебня из природного камня; брекчиевидную — из кусков природного камня произвольной формы или из смеси кусков природного камня произвольной формы и декоративного щебня; орнаментную — из природного камня правильной формы.
Плиты I и III типов изготавливают однослойными или двухслой-
24
ними. Плиты I типа также могут быть армированными и неармиро-ванными.
Плиты изготавливают прямоугольной формы размерами, указанными в табл. 13.
Таблица 13
Номинальные размеры плнт
Тип плиты	Размеры, мм		
	Длина	Ширина	Толщина
I	От 200 до 800	От 200 до 600	10,15,20,25,28,30,35,40
II	От 200 до 1500	От 200 до 1200	10,15,20,25,28,30,35,40
III	От 200 до 600	От 200 до 600	10,15,20,25, 30,35,40
При изготовлении плит используют: горные породы, отвечающие требованиям ГОСТ 9479; портландцемент — ГОСТ 10178; портландцемент белый — ГОСТ 965; цветной портландцемент — ГОСТ 15825; щебень и песок декоративные — ГОСТ 22856; песок — ГОСТ 8736 для подстилающего слоя; отходы от производства облицовочных плит из природного камня; цветостойкие и щелочестойкие пигменты к минеральным вяжущим; синтетические смолы (эпоксидные и др.) — соответствующим нормативным документам.
Прочность при сжатии бетона для формования плит I типа должна быть не менее 20 МПа, для бетона плит II типа — 30 МПа, а для бетона или раствора подстилающего слоя двухслойных плит — 15 МПа. Прочность на растяжение при изгибе должна быть не менее 3 МПа.
Водопоглощение плит не должно превышать 8 %, а морозостойкость бетона плит для наружной облицовки — не менее F50. Если плиты используют для полов, то нормируется их истираемость. Плиты должны иметь ровную лицевую поверхность без трещин, выпуклостей, сколов и инородных включений. Фактура лицевой поверхности плит должна быть полированной, шлифованной или пиленой по ГОСТ 9480.
Как и для любых других изделий, ГОСТ 24099 допускает отклонения от номинальных размеров в нормируемых пределах, сколы на ребрах лицевого слоя с ограничением их длины, небольшую неплос-костность (+2 мм на 1 м длины), отбитые углы (для высшего сорта этот дефект не допускается), раковины как в пористом природном
25
камне (туфе, травертине и ракушечнике), так и в связующем, но при обязательном ограничении их диаметра и глубины.
Приемку плит производят партиями по одноступенчатому плану контроля на выборках. Периодически контролируют прочность бетона и раствора, водопоглощение по массе, истираемость и морозостойкость. Контроль прочности производят по ГОСТ 10180, истираемости — по ГОСТ 13087, водопоглощения — по ГОСТ 7025, а морозостойкости — по ГОСТ 10060. Качество фактуры лицевой поверхности оценивают визуальным осмотром.
Каждая партия плит должна сопровождаться документом о качестве, в котором указываются реквизиты предприятия-изготовителя, марка и количество плит, их физико-механические свойства.
Плиты перевозятся в прочной таре, приспособленной для механизированной погрузки и разгрузки, причем их устанавливают на бок в вертикальном положении попарно лицевыми поверхностями друг к другу с прокладкой из бумаги. Плиты должны быть рассортированными по типам, размерам, фактуре и уложены в тару не более чем в два ряда по высоте.
Плиты следует хранить в штабелях под иавесом с предохранением от намокания снизу.
5.	Щебень и песок декоративные
из природного камня (ГОСТ 22856)
Предназначены для декоративной наружной и внутренней облицовки поверхности бетонных и железобетонных элементов зданий и сооружений, а также для производства декоративных плит на основе природного камня. Их получают путем дробления отходов, образующихся при добыче из массива горных пород блоков, отходов при производстве облицовочных плит и архитектурно-строительных изделий и специально разрабатываемых для этого горных пород.
Свойства щебня и песка характеризуются цветом, зерновым составом, формой зерен щебня, прочностью, содержанием зерен прочностью менее 20 МПа, морозостойкостью и содержанием пылевидных частиц.
Цвет характеризуют основным цветом и оттенком, и он должен
26
соответствовать цвету эталонных образцов, установленных договором на поставку.
Щебень выпускается в виде фракций: от 5 до 10 мм, св. 10 до 20 мм, св.20 до 40 мм. По соглашению сторон допускается поставка смеси фракций от 5 до 20 мм. Полные остатки на контрольных ситах фракций поставляемого щебня должны соответствовать указанным в табл. 14 величинам, где d и D — соответственно наименьшие и наибольшие номинальные размеры зерен.
Таблица 14
Полные остатки на ситах
Диаметр отверстий контрольных сит, мм	d	0,5(d+D)	D	1.25D
Полные остатки на ситах, % по массе	От 90 до 100	От 30 до 80	До Ю	До 0,5
Песок в зависимости от зернового состава поставляют без разделения на фракции или в виде двух фракций: крупной — св. 2,5 до 5 мм и мелкой — до 2,5 мм. Песок, поставляемый без разделения на фракции, подразделяют на группы, для каждой из которых нормируется модуль крупности М и полный остаток на сите 0,63 (табл. 15). кр
Таблица 15
Регламентируемые свойства песков
Группа песка	Модуль крупности Мкр	Полный остаток на сите № 063, % по массе
Повышенной крупности	Св. 3,0 до 3,5	Св. 65 до 75
Крупный	Св.2,5 до 3,0	Св. 45 до 65
Средний	Св. 2,0 до 2,5	Св. 30 до 45
Кроме того, нормируется содержание в рядовом песке зерен, проходящих через сито № 016 (не более 10% по массе) и зерен размером свыше 5 мм (не более 15% по массе).
Форму зерен щебня характеризуют содержанием зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы, при этом их содержание не должно превышать 35 % по массе.
Прочность щебня определяют по его дробимости при сжатии (раздавливании) в цилиндре. Марки щебня по прочности должны соответствовать требованиям, приведенным в табл. 16.
27
Таблица 16
Показатели оценки марки щебня по прочности
Марка щебня по прочности, не менее	Потери при испытании щебня, % по массе		
	Из интрузивных пород	Из эффузивных пород	Из осадочных и метаморфических пород
800	20- 2S	13—15	13—15
400	—		19—24
300	-		24—28
Прочность песка определяют по прочности исходной горной породы, в зависимости от которой она должна быть не менее 80 МПа для изверженных (песок марки 800), 40 МПа — для метаморфических и 30 МПа — для осадочных пород.
Содержание в щебне зереи прочностью меиее 20 МПа не должно превышать 10% по массе для марок 800, 400 и 15% — по массе для марки 300.
Щебень и исходную горную породу, используемую для приготовления песка, подразделяют на марки по морозостойкости: F25, F50, F100, F200, F300. Определять марку щебня по морозостойкости разрешается по ГОСТ 8269.0 числом циклов насыщения в растворе сернокислого натрия и последующего высушивания.
В зависимости от марки по прочности содержание пылевидных частиц размером менее 0,05 мм не должно превышать указанных в табл. 17.
Таблица 17
Допустимое содержание пылевидных частиц в щебне и песке
Материал	Содержание пылевидных частиц для марок по прочности, % по массе, не более		
	800	400	300
Щебень	1	2	3
Песок	3	4	5
Щебень и песок не должны содержать засоряющих примесей, в том числе глины в комках.
В зависимости от величины суммарной удельной эффективной активности естественных радионуклидов щебень и песок применяют:
» во вновь строящихся и реконструируемых жилых и общественных зданиях и сооружениях при Аэфф до 370 Бк/кг;
•	для дорожного строительства в пределах территории иаселен-
28
ных пунктов и зон перспективной застройки, а также при возведении промышленных зданий и сооружений при Аэфф св. 370 до 740 Бк/кг;
•	для дорожного строительства вне населенных пунктов при А св. 740 до 2800 Бк/кг.
Приемочный контроль щебня и песка включает определение цвета, зернового состава, содержания пылевидных частиц, содержание зерен прочностью менее 20 МПа. Эти испытания проводят на объединенных пробах, объем которых зависит от объема партии.
При периодическом контроле качества определяют: для щебня — содержание зерен пластинчатой и игловатой форм, насыпную плотность — один раз в квартал, прочность, морозостойкость и Аэфф — один раз в год; для песка — насыпную плотность — один раз в квартал, прочность, морозостойкость и Аэфф в горной породе — один раз в год.
Результаты приемочного и периодического контроля приводят в документе о качестве, в котором указывают реквизиты предприятия, номер партии и ее количество, цвет и зерновой состав, содержание зерен пластинчатой и игловатой форм в щебне, содержание пылевидных частиц и зерен прочностью менее 20 МПа, марки по прочности и морозостойкости, насыпную плотность, Аэфф.
При контрольной проверке или входном контроле качества определяют:
•	зерновой состав щебня, содержание зерен пластинчатой и игловатой форм, прочность (дробимость), содержание зерен прочностью менее 20 МПа, морозостойкость, содержание пылевидных и глинистых частиц и насыпную плотность — по ГОСТ 8269.0;
•	зерновой состав, модуль крупности, содержание пылевидных и глинистых частиц и насыпную плотность песка — по ГОСТ 8735;
•	прочность и морозостойкость исходной горной породы — по ГОСТ 9479;
•	суммарную удельную эффективную активность естественных радионуклидов — по ГОСТ 30108.
Песок и щебень транспортируют в контейнерах или в открытых вагонах, судах и автомобилях и хранят раздельно по фракциям в условиях, предохраняющих их от загрязнения.
29
6.	Особенности производства работ при использовании материалов и изделий из природного камня
Бутовый камень неправильной формы используется для выполнения бутовой кладки при помощи раствора, приготовленного на вяжущих материалах, мелком заполнителе и воде. Такая кладка называется бутовой. Однако в практике строительства используют и другую разновидность кладки — бутобетонную, при которой слои бутового камня втапливают в перемежающиеся с ним слои бетона.
Кладка из стеновых камней, подвергнутых грубой, получистой и чистой обработке, называется тесовой. Такая кладка может быть подвергнута оштукатуриванию с лицевой стороны или же облицовке лицевым кирпичом и другими облицовочными изделиями (керамической плиткой и др.).
Облицовка стен плитами из природного камня имеет ряд особенностей (рис. 1). Перед началом работ облицовываемая поверхность должна быть обмерена, а плиты подобраны по размерам и расцветкам. Затем осуществляют подгонку путем обработки кромок по периметру. Плиты подгоняют вручную скальпелем и рашпилем или механизированным способом — корундовым кругом. Если при подгонке нужна резка плит, то для этого используют специальные станки с режущим алмазным кругом. Для крепления плит крюками или пиронами в них электродрелью сверлят отверстия диаметром 10—12 мм. Та-
Рис. 1. Крепление плит из природного камня:
а — при помощи крюка; б — при помощи закреп; 1 — стена; 2 — раствор; 3 — плита; 4 — крюк; 5 — закреп; 6 — паз
30
кие же отверстия сверлят и в облицовываемой стене, но большей глубины.
Первый ряд плит устанавливают по уровню и отвесу с креплением крюками (рис. 1, а), а в углах — металлическими скобами. Зазор между облицовываемой поверхностью и плитами на высоту 20 см заливают цементно-песчаным раствором марки 150, приготавливаемом на строительной площадке из сухих растворных смесей. Последующую заливку раствором осуществляют на ту же высоту с интервалом во времени, обеспечивающим схватывание раствора.
В случаях крепления плит «насухо» без применения цементно-песчаного раствора в отверстия в плитах и стене вставляют закрепы (рис. 1, б) из нержавеющей стали, которые в дальнейшем заклиниваются. Одновременно с заклиниванием закрепов вставляют пироны. В дальнейшем при необходимости производят полировку отдельных мест облицовки с применением оксида хрома или других полирующих порошков. После этого облицовку зачищают и промывают водой.
При устройстве полов с использованием декоративного природного камня основное внимание следует уделять бетонированию подстилающего слоя. Бетонную смесь следует укладывать полосами шириной 3 — 4 м, отделенными друг от друга маячными досками. Полосы бетонируют через одну, начиная с самой удаленной. Промежуточные полосы бетонируют после затвердевания бетона полос, уложенных между маячными досками. В бетонном подстилающем слое устраивают деформационные швы при значительных размерах покрытия. В последние годы для устройства верхней части подстилающего слоя используют самонивелирующиеся сухие растворные смеси, что облегчает нивелировку поверхности пола.
При устройстве мозаичных полов по поверхности подстилающего слоя устраивают специально нарезанные синтетические или металлические полосы из цветного металла, а затем производят укладку мозаичного бетона. После его заглаживания и последующего твердения до прочности 50% от проектной производят обработку лицевой поверхности шлифовальными кругами.
При укладке штучных облицовочных плит на выравниваемый подстилающий слой расстилают цементно-песчаный раствор, в который втапливают подобранные заранее по цвету и рисунку плиты. После затвердевания раствора производят его очистку на стыках.
При хранении и производстве работ с использованием облицовочных и декоративных плит из природного камня возникает бой, нормы которого приведены в табл. 18.
31
Таблица 18
Типовые нормы естественной убыли (боя) облицовочных и декоративных плит из природного камня прн хранении и транспортировке
Продукция	Нормы потерь, %
Плиты облицовочные пиленые: — из белого мрамора — из доломита, мраморизированного известняка	0,5 0,8
Плиты облицовочные из гипсового камня, туфа, известняка	1,0
Плиты облицовочные из гранита и др. прочных пород	0,4
Плиты облицовочные на основе природного камня: — I типа толщиной до 30 мм — I типа толщиной до 40 мм — II типа — Ill типа	0,7 0,4 0,7 0,5
При производстве работ по благоустройству территории бортовые камни следует устанавливать на грунт-основание, уплотненное до плотности при коэффициенте не менее 0,98 или на бетонное основание с присыпкой грунтом с наружной стороны или укреплением бетоном. Борт должен повторять проектный профиль покрытий. Уступы в стыках бортового камня в плане и в профиле не допускаются. В местах пересечения внутриквартальных проездов и садовых дорожек следует устанавливать криволинейные бортовые камни. Устройство криволинейного борта радиусом 15 м и менее из прямоугольных камней не допускается. Швы между камнями должны быть не более 10 мм и заделаны строительным раствором.
Для заделки швов используют цементно-песчаный раствор, приготовленный на портландцементе не ниже марки 400 с подвижностью ОК=5—6 см.
Литература ____________________________________________________
ГОСТ 965 — 89 «Портландцементы белые. Технические условия».
ГОСТ 4001—77 (Изм. 2000) «Камни стеновые из горных пород. Технические условия».
ГОСТ 6666—81 (Изм. 2000) «Камни бортовые из горных пород. Технические условия».
ГОСТ 7025—91 «Кирпич и камни керамические и силикатные. Методы определения водопоглощения, плотности и контроля морозостойкости».
32
ГОСТ 8267—93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия».
ГОСТ 8269.0—97 «Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний».
ГОСТ 8735—88 «Песок для строительных работ. Методы испытаний».
ГОСТ 8736—93 «Песок для строительных работ. Технические условия».
ГОСТ 9479—98 «Блоки из горных пород для производства облицовочных, архитектурно-строительных, мемориальных и других изделий. Технические условия».
ГОСТ 9480—89 «Плиты облицовочные пиленые из природного камня. Технические условия».
ГОСТ 10060.0—5.95 «Бетоны. Методы определения морозостойкости».
ГОСТ 10178—85* «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия».
ГОСТ 10180—90 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам».
ГОСТ 13087—81 «Бетоны. Методы определения истираемости».
ГОСТ 15825 «Портландцемент цветной. Технические условия».
ГОСТ 22856—89 (Изм. 2000) «Щебень и песок декоративные из природного камня. Технические условия».
ГОСТ 23342—91 «Изделия архитектурно-строительные из природного камня. Технические условия».
ГОСТ 24099—80* «Плиты декоративные на основе природного камня. Технические условия».
ГОСТ 30108—94 «Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов».
ГОСТ 30629—99 «Материалы и изделия облицовочные из горных пород. Методы испытаний».
РДС 82—202—96 «Правила разработки и применения нормативов трудноустранимых потерь и отходов в строительстве». — М.: Госстрой России, ГУПЦПП, 1997.
Строительные материалы: Справочник / Подред. А.С. Болдырева, П.П. Золотова — М.: Стройиздат, 1989.
Справочник по добыче и переработке нерудных строительных материалов / Подред. В.Я. Валюжинича. — Л.: Стройиздат, 1975.
Айрапетов Д.П. Архитектурное материаловедение. — М.: Стройиздат, 1983.
Орлов А.М. Добыча и обработка природного камня. — М.: Стройиздат, 1977.
2. Строительные м<иериалы
Заполнители
Заполнители — природные или искусственные материалы определенного зернового состава, которые в рационально составленной смеси в сочетании с вяжущим веществом образуют бетон или раствор. Они занимают в бетоне до 80—90 % общего объема, оказывая большое влияние на технологические свойства бетонной смеси и качество затвердевшего бетона. Стоимость заполнителей достигает 30— 50 % стоимости бетонных и железобетонных конструкций, а иногда и более.
Рациональное применение заполнителей позволяет уменьшить расход вяжущего, снизить усадку цементных бетонов, увеличить за счет применения высокопрочных заполнителей прочность и модуль упругости бетона, снизить плотность бетона и его теплопроводность, используя для этой цели легкие пористые заполнители, производить специальные бетоны на особо тяжелых и гидратных заполнителях для надежной защиты от проникающей радиации.
По характеру формы зерен различают заполнители:
•	имеющие угловатую, с шероховатой поверхностью форму зерен, получаемые путем дробления горных пород, гравия или искусственных материалов (щебень, песок из отсевов дробления, аглопорит и др.);
•	имеющие округлую форму зерен (гравий, природный песок и др.).
Форма зерен заполнителя влияет прежде всего на удобоуклады-ваемость бетонной и растворной смеси. Пластинчатые, удлиненные (лещадные) зерна заполнителя укладываются в строго ориентированном, горизонтальном положении. Это делает структуру бетона неоднородной, а его свойства — неодинаковыми (анизотропными) в
34
разных направлениях. Поэтому содержание зерен лещадной формы ограничивается стандартами.
Зерновой состав заполнителей определяют по результатам просеивания пробы через стандартный набор, включающий в себя 10 сит с отверстиями 80(70); 40; 20; 10; 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315 и 0,16 мм. Граница раздела между крупным и мелким заполнителем проходит по зерну в 5 мм. При лабораторном рассеве пробы заполнителя на ситах между двумя соседними ситами, например, в 10 и 20 мм или 1,25 и 2,5 мм, задержатся зерна различной крупности в указанных пределах, что составляет соответственно фракцию 10...20 мм или фракцию 1,25...2,5 мм. Нередко зерновой состав заполнителя называют фракционным.
Фракционный состав является непрерывным, если содержатся все фракции, на которые рассеивается заполнитель с помощью стандартного набора сит. Фракционный состав прерывистый, если в заполнителе отсутствуют одна или две фракции.
Заполнители подразделяются по крупности на мелкие (песок) с размером зерна до 5 мм и крупные (гравий или щебень) с размером зерен 5—80(70) мм. При бетонировании массивных конструкций применяют щебень или гравий крупностью до 150 мм.
По происхождению заполнители подразделяют на три основные группы:
•	природные;
•	искусственные;
•	из отходов промышленности.
Природные заполнители могут быть неорганического и органического происхождения.
Неорганические природные заполнители представляют собой материалы, получаемые без изменения их химического и фазового состава, и характеризуемые происхождением и петрографическим наименованием горных пород, из которых они образованы. К таким заполнителям относятся разновидности, получаемые путем дробления и рассева горных пород (гранита, диабаза, диорита, известняка, вулканического туфа, пемзы, кварцита, мрамора) или только рассева (гравий, кварцевый песок).
Минералогический состав заполнителей оценивают с помощью петрографической характеристики, которая включает наименование и происхождение горной породы, оценку трещиностойкости и степе
35
ни выравнивания, данные о наличии вредных примесей, радиационно-гигиеническую оценку и др.
Органические заполнители представляют собой отходы заготовки и переработки древесины (опилки, стружки, древесные волокна и др.); отходы переработки сельскохозяйственной продукции (стебли камыша, хлопчатника, лузга семечек, волокна льняных и конопляных культур и т.д.); отходы и продукты промышленности полимерных материалов (пластики, полимерные волокна, частицы резины и др.). На основе этих заполнителей выпускаются разнообразные виды строительных материалов, цементный фибролит (заполнитель — древесная шерсть), полимербетон (заполнитель — низкомолекулярный полиэтилен).
Искусственные заполнители представляют большой класс материалов, получаемых из природного сырья и отходов промышленности путем термической или иной обработки. К ним относятся керамзит (обжиг со вспучиванием глинистого сырья), шлаковая пемза (по-ризация расплавов шлаков), безобжиговый зольный гравий (гидра-тационное твердение гранул из подготовленной смеси золы и вяжущего), аглопорит (обжиг до спекания топливосодержащих песчано-глинистых смесей).
Заполнители, получаемые из отходов промышленности, производят без изменения их химического состава. В эту группу входят как плотный, так и пористый щебень и песок из металлургических и топливных шлаков, золы ТЭС, золошлаковые смеси, кирпичный бой.
В последнее время в подгруппу данной группы заполнителей выделяются так называемые «вторичные заполнители», которые представляют собой материалы, выделяемые из отслуживших свой срок эксплуатации бетонных, железобетонных и кладочных конструкций. Это направление является весьма актуальным с точки зрения ресурсосбережения природных запасов и утилизации промышленных отходов.
Одним из важных показателей качества заполнителей является плотность их зерен рз. По этому признаку они подразделяются на плотные заполнители, со средней плотностью зерен свыше 2000 кг/м3, предназначенные для тяжелых (обычных) бетонов, и на пористые (легкие), имеющие пористую структуру с плотностью зерен рз менее 2000 кг/м3 (обычно 1600...400 кг/м3) и предназначенные для использования в легких бетонах или в качестве теплоизоляционного материала.
36
Классификационной характеристикой заполнителей может служить их насыпная плотность, которая для крупных пористых заполнителей не должна превышать 1200 кг/м3, а для пористых песков — 1400 кг/м3.
По характеру обработки заполнители подразделяются на сортовые, подвергавшиеся рассеиванию, и рядовые, не подвергавшиеся ему.
По назначению заполнители делят на плотные — для тяжелых, в том числе гидротехнических и дорожных бетонов; пористые— для легких бетонов и специальные — для кислого- и щелочестойких бетонов, для особотяжелых, рентгенозащитных, для декоративных бетонов и др.
Физико-механические показатели пород, используемых для получения заполнителей, характеризуют прочность, содержание зерен слабых пород (предел прочности при сжатии в насыщенном водой состоянии менее 20 МПа), морозостойкость, пористость, водопоглощение и др.
Прочность заполнителей влияет на прочность бетона. Требования по прочности устанавливают только для крупного заполнителя. Прочность щебня из горных пород характеризуется маркой, соответствующей пределу прочности на сжатие образцов — цилиндров исходной горной породы в водонасыщенном состоянии (20—140 МПа). Косвенным показателем прочности щебня может служить его марка по дробимости. Прочность гравия характеризуется его маркой по дро-бимости, определяемой путем испытания пробы зерен на сжатие в стальном цилиндре под определенным усилием. Стандарт предусматривает возможность оценки прочности породы по показателям дробимости.
Морозостойкость заполнителя оценивают маркой, которая соответствует числу циклов замораживания и оттаивания, выдержанных пробой заполнителя. Марки заполнителя по морозостойкости (F15, F25, F50, F100, F150, F200, F300, F400) устанавливаются для каждого вида заполнителя соответствующими стандартами.
Вредными примесями в заполнителях являются органические, пылеватые и глинистые включения. Особенно вредна глина, так как она препятствует сцеплению заполнителя с цементным камнем и снижает морозостойкость. Вредны включения реакционноспособных минералов — сульфатов, сульфидов, аморфных разновидностей крем
37
незема (халцедон, опал, вулканическое стекло), так как они могут в процессе эксплуатации вызвать разрушение бетона. Количество вредных примесей регламентируется стандартами.
Радиационно-гигиеническая оценка содержания естественных радионуклидов обязательна для всех видов заполнителей, и в особенности для получаемых из промышленных отходов (металлургических шлаков и т.п.).
К заполнителям для жаростойкого, кислотостойкого бетона, декоративного и других видов специальных бетонов предъявляются соответствующими стандартами дополнительные требования.
Заполнитель для бетона мелкий — рыхлая смесь зерен материала природного или искусственного происхождения, размером до 5 мм. В качестве мелкого заполнителя в бетоне используется природный песок.
В соответствии с ГОСТ 8736—93 природный песок — неорганический сыпучий материал с крупностью зерен до 5 мм, образовавшийся в результате естественного разрушения скальных горных пород и получаемый при разработке песчаных и песчано-гравийных месторождений без использования или с использованием специального обогатительного оборудования.
По минералогическому составу различают кварцевые, полево-шпатные, карбонатные и другие пески. Как правило, наилучшие по качеству пески — кварцевые, и они чаще используются, однако при производстве безобжиговых материалов (бетонов, асфальтобетонов) их заменяют и другими природными песками.
Среди природных песков встречаются горные (овражные), речные, морские, барханные, дюнные и другие разновидности. Каждый из них имеет положительные и отрицательные свойства, проявляющиеся при использовании их в качестве мелких заполнителей: горные пески содержат повышенное количество глинистых и органических примесей; морские кроме кварцевых зерен могут содержать обломки раковин, снижающие прочность некоторых конгломератов (цементных бетонов и др.); речные и морские имеют излишне отполированную поверхность, не обеспечивающую достаточного сцепления их с вяжущим веществом; дюнные и барханные пески сложены весьма мелкими частицами, не отвечающими требованиям стандарта. При тщательной проверке качества песков предпочтение отдается той разновидности, качество которой отвечает требованиям стандарта при минимальной стоимости заполнителя.
38
В зависимости от значения нормируемых показателей качества (зернового состава, содержания пылевидных и глинистых частиц) песок подразделяется на два класса:
I класс — очень крупный (песок из отсевов дробления), повышенной крупности, крупный, средний и мелкий;
II класс — очень крупный (песок из отсевов дробления), повышенной крупности, крупный, средний, мелкий, очень мелкий, тонкий и очень тонкий.
Зерновой состав песка определяют на стандартном наборе сит с размерами ячеек: Д5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315 и 0,16 мм. Навеску сухого песка просеивают через набор сит и определяют сначала частные (%) остатки (а25; а3 23; а063 и т.д.), а затем полные (А25; AI2S; Ао63 и т.д.) остатки на каждом сите. Полный остаток на каждом сите равен сумме частных остатков на этом сите и всех ситах большего размера. Так, Ао 63 = аобз + а3 2S + a2S. Размеры полных остатков характеризуют зерновой состав песка. На основании результатов зернового состава рассчитывают модуль крупности песка:
Мк = (А2,5 + А1.25 + А0,63 + А0,315 + АО.^/100-
Каждую группу песка характеризуют модулем крупности, указанным в табл. 1. Это важно знать потому, что чем мельче песок, тем больше требуется воды на его смачивание (водопотребность песка) и вяжущего для обмазывания поверхности его частиц.
Таблица 1
Характеристика песка по модулю крупности
Группа песка	Модуль крупности Мк		Полный остаток на сите № 063, % по массе	
Очень крупный	Св.	3,5	Св	75
Повышенной крупности	3,0 .	..3,5	65 .	. 75
Крупный	2,5 .	..3,0	45 .	. 65
Средний	2,0 .	.2,5	30..	.45
Мелкий	1,5 .	. 2,0	10 .	. 30
Очень мелкий	1,0 .	• 1,5	До 10	
Тонкий	0,7 .	. 1,0	Не нормируется	
Очень тонкий	До 0,7		Не нормируется	
Примечание. По согласованию с потребителем допускается в песке II класса отклонение полного остатка на сите № 063 от вышеуказанных, но не более чем на ±5%.
Для строительных растворов рекомендуется применять пески с
39
Мк не менее 1,2, для бетонов — не менее 2. Количество мелких зерен в песке, проходящих через сито № 063, не должно превышать для песка, используемого в строительных растворах, — 20%, а в бетонах — 10%. Чем больше в песке мелких зерен, тем больше его удельная поверхность. Для соединения зерен песка в бетоне или растворе необходимо, чтобы цементное тесто покрывало всю поверхность каждой песчинки. Таким образом, расход цемента будет возрастать с увеличением удельной поверхности песка, т.е. с увеличением содержания в нем количества мелких фракций. Именно поэтому не рекомендуется использовать песок с Мк ниже 2 для бетонов и ниже 1,2 — для растворов.
В строительстве часто используют фракционированный песок, разделенный на крупную (5...1,25 мм) и мелкую (1,25...0,16 мм) фракции. Фракционирование применяют для повышения однородности зернового состава песка. Зерновой состав песка для бетонов нормируется ГОСТ 10268 — 80 по остаткам на всех ситах (рис. 1).
D, мм
Рис. 1. Зерновой состав песка: 1 — допускаемая нижняя граница крупности песка (Мк = 1,5); 2 — рекомендуемая нижняя граница крупности песка (Мк = 2,0) для бетона класса В15 и выше; 3 — рекомендуемая верхняя граница крупности песка (Мк = 2,5) для бетонов класса В25 и выше; 4 — допускаемая верхняя граница крупности песка (Мк = 3,25) для растворов и бетонов (заштрихованная область — пески, допустимые для использования в растворах и бетонах)
40
При правильно назначенном зерновом составе пустотность песка не превышает 38%. Всегда учитывается содержание воды в песке, так как влажность существенно влияет на его свойства. Если для других строительных материалов увлажнение, как правило, приводит к увеличению их плотности, то для песка ситуация обстоит иначе. Самый большой объем песок занимает при 4...7% влажности (по массе). Это связано с тем, что влажный песок не столь сыпуч, как сухой. Так как каждая песчинка покрывается тонким слоем воды, насыпная плотность песка уменьшается и общий объем песка возрастает (рис. 2). Пленочная вода обладает свойствами клея: песчинки слипаются и агрегируются, занимая при укладке их в какую-либо емкость значительно больший объем, чем занимал бы сухой песок. При дальнейшем увеличении влажности (порядка до 20%) вода входит в межзерновые пустоты песка, вытесняя воздух, насыпная плотность песка снова увеличивается.
Рис. 2. Изменение насыпной плотности песка рна( в зависимости от его влажности W
Изменение объема свободно засыпанного песка в зависимости от его влажности необходимо учитывать при дозировке песка для бетонной смеси и в других случаях, когда применяется влажный песок, в частности при его добыче или обогащении гидроспособом.
Косвенной характеристикой пустотности песка служит его насыпная плотность, которая у сухого кварцевого песка в рыхлом состоянии колеблется в пределах 1500... 1550 кг/м3, а в уплотненном встряхиванием состоянии — в пределах 1600... 1700 кг/м3.
41
Содержание зерен крупностью свыше 10 мм, 5 мм и менее 0,16 мм по ГОСТ 8736—93 не должно превышать значений, указанных в табл. 2.
Таблица 2
Нормируемый показатель крупности песка, % по массе, не более
Класс и группа песка	Содержание зерен крупностью		
	Свыше 10 мм| Свыше 5 мм		Менее 0,16 мм
I класс			
Повышенной крупности, крупный и средний	0,5	5	5
Мелкий	0,5	5	10
II класс			
Очень крупный и повышенной крупности	5	20	10
Крупный и средний	5	15	15
Мелкий и очень мелкий	0,5	10	20
Тонкий и очень тонкий	Не допускается		Не нормируется
Присутствие в песке пылеватых и особенно глинистых примесей снижает прочность и морозостойкость бетонов и растворов. Количество таких примесей определяют отмучиванием (многократной промывкой водой).
Загрязняющие примеси ухудшают качество сцепления зерен заполнителя с вяжущим, уменьшают прочность и однородность изготавливаемых изделий. Для улучшения качества заполнителей применяется их промывка водой или обработка сухими способами — с помощью плоских вибрационных или барабанных грохотов, а также пульсирующих обеспылевателей. В некоторых случаях, например, при приготовлении бетонной смеси, заполнители промывают частью воды затворения, и тогда загрязняющие примеси, входящие в водную суспензию, выполняют функции высокодисперсных заполнителей.
Содержание в песке пылевидных, глинистых частиц, а также глины в комках не должно превышать значений, регламентируемых ГОСТ 8736—93 и указанных в табл. 3.
Присутствие в песке органических примесей замедляет схватывание и твердение цемента и тем самым снижает прочность бетона или раствора. Для оценки количества органических примесей пробу песка по ГОСТ 8735 обрабатывают раствором едкого натра NaOH и
42
Таблица 3
Нормируемый показатель примесей в песке, % по массе, ие более
Класс и группа песка	Содержание пылевидных и глинистых частиц		Содержание глины в комках	
	в природном песке	в песке из отсевов дробления	в природном песке	в песке из отсевов дробления
I класс				
Очень крупный	—	3	—	0,35
Повышенной крупности, крупный и средний	2	3	0,25	0,35
Мелкий	3	5	0,35	0,50
II класс				
Очень крупный	—	10	—	2
Повышенной крупности, крупный и средний	3	10	0,5	2
Мелкий и очень мелкий	5	10	0,5	2
Тонкий и очень тонкий	10	Не нормируется	1,0	0,1*
* Для песков, получаемых при обогащении руд и цветных металлов и неметаллических ископаемых других отраслей промышленности.
сравнивают цвет раствора с эталоном. Если цвет темнее эталона, песок нельзя использовать в качестве заполнителя, так как песок, предназначенный для применения в качестве заполнителя для бетонов, должен обладать стойкостью к химическому воздействию щелочей цемента.
В стандарте приводится перечень пород и минералов, относимых к вредным компонентам и примесям, и их предельно допустимое содержание в песке.
Согласно ГОСТ 8736, песку должна быть дана радиационно-гигиеническая оценка, по результатам которой устанавливают область его применения. Песок в зависимости от значений удельной эффективной активности естественных радионуклидов Аэфф применяют:
•	при Аэфф до 370 Бк/кг — во вновь строящихся и реконструируемых жилых и общественных зданиях и сооружениях;
43
•	при Аэфф св. 370 до 740 Бк/кг — для дорожного строительства в пределах территории населенных пунктов и зон перспективной застройки, а также для возведения производственных зданий и сооружений;
•	при Аэфф св. 740 до 2800 Бк/кг — в дорожном строительстве вне населенных пунктов.
Природный песок добывается в песчаных и песчано-гравийных карьерах открытым способом или подводной разработкой. В первом случае используют одноковшовые или многоковшовые экскаваторы, экскаваторы-драглайны. Этот способ добычи в настоящее время получил наибольшее применение. Для добычи песка со дна водоемов применяют канатные скреперы, землечерпалки, экскаваторы-драглайны .
Искусственные пески получают путем дробления горных пород, некоторых отходов промышленности, например, металлургических шлаков (тяжелые пески), либо крупных фракций (свыше 20 мм) искусственно обожженных пористых заполнителей (керамзитовый, аг-лопоритовый песок) или природных пористых пород (легкие пески), например пемзовый песок.
Также промышленностью выпускаются специально подготовленные пористые пески (керамзитовый, перлитовый и др.), применяемые для конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов, а также акустических бетонов и растворов.
Тяжелые пески, получаемые путем дробления плотных пород, используют для отделочных растворов, кислотостойких растворов и бетонов.
Заполнитель для бетона крупный — рыхлая смесь зерен материала природного происхождения или искусственного, размером 5—80(70) мм. В качестве плотного (тяжелого) крупного заполнителя в бетоне используют гравий, щебень природного происхождения, а также щебень из гравия. Зерна щебня имеют более шероховатую, угловатую и более развитую, чем у гравия, поверхность, благодаря чему сцепление с цементным камнем у щебня выше, чем у гравия. Для высокопрочного бетона предпочтительнее применять щебень. Плотные заполнители имеют плотность рнас > 1200 кг/м3, а пористые, используемые для легкого бетона, имеют плотность р < 1200 кг/м3.
г нас
44
Природный гравий представляет собой рыхлую смесь окатанных обломков размером от 5(3) до 80(70) мм. Горный гравий по сравнению с речным, морским и ледниковым обладает более угловатыми с шероховатой поверхностью обломками и насыщен большим количеством пылевато-глинистых примесей. Обломки гравия, окатанные водой, имеют гладкую поверхность, что ухудшает ее сцепление с вяжущим веществом. Лучшей разновидностью гравия считается ледниковый, который менее окатан и имеет более равномерный зерновой состав. Все разновидности гравия (а также природного щебня и дресвы) характеризуются неоднородным петрографическим и минеральным составом, так как в их образовании участвуют разнообразные горные породы и минералы. Поэтому оценка их прочности производится на образцах средних проб с отбором из них зерен слабых и неморозостойких пород и определением их содержания по массе. Из-за недостаточного сцепления с цементным камнем в бетоне гравий, как правило, не применяется в бетонах с пределом прочности выше 30 Мпа.
Обработка гравия заключается в сортировке по фракциям, промывке, иногда применяют дробление включений глыб и гальки, что приводит к повышению качества гравийного материала. При содержании в гравии природного песка от 25 до 40% материал называют песчано-гравийной смесью. Гравий и песчано-гравийные смеси используются в производстве строительных материалов после предварительных лабораторных проверок прочности, морозостойкости и других показателей качества в зависимости от конструктивных особенностей сооружения. Крупные фракции гравия используют для дробления на щебень.
Щебень — материал, получаемый дроблением горных пород, валунов, крупного гравия или искусственных камней. Для этого применяют различные по конструкции и мощности камнедробильные машины, от которых зависит качество получаемой продукции. Лучшей формой зерен щебенок считается кубовидная или тетраэдрическая, размером в пределах 5...70 мм. Содержание щебенок лещадной и игловатой форм (когда один из размеров зерна может превышать другой в три раза и более) не должно быть больше допускаемых стандартом. Величины допускаемого содержания в зависимости от группы щебня приведены в табл. 4.
45
Таблица 4
Нормируемый показатель содержания в щебне зерен пластинчатой и игловатой форм
Группа щебня	Содержание зерен в щебне, % по массе
1	До 15 включительно
2	Св. 15 до 25
3	Св. 25 до 35
4	Св. 35 до 50
Гравий не должен содержать зерен пластинчатой и игловатой форм более 35 % по массе. Эти требования вызваны главным образом тем, что подобные зерна ухудшают удобоукладываемость бетонных смесей. Для бетонов специального назначения могут вводиться дополнительные ограничения.
Щебень и гравий, как правило, применяют фракционированные: 5—10,10—20,20—40, 40—80(70) мм и смеси фракций от 5(3) до 20 мм.
В соответствии с ГОСТ 8267 — 93 и по согласованию с потребителем выпускают щебень и гравий в виде фракций от 10 до 15 мм, св. 15 до 20 мм, св. 80(70) до 120 мм и св. 120 до 150 мм, а также смеси фракций от 5 (3) до 15 мм, св. 5 (3) до 40 мм; св. 20 до 80(70) мм. Полные остатки на контрольных ситах при рассеве щебня и гравия фракций от 5(3) до 10 мм, свыше 10 до 20 мм, св. 20 до 40 мм, св. 40 до 80(70) мм и смеси фракций от 5(3) до 20 мм и от 5 до 15 мм должны соответствовать указанным в табл. 5, где d vl D — наименьший и наибольший номинальные размеры зерен.
Таблица 5
Требования к фракционному составу крупного заполнителя
Диаметр отверстий контрольных сит, мм	d	0,5(d + D)	D	1.25D
Полные остатки на ситах, % по массе	От 90 до 100	От 30 до 80	До 10	До 0,5
Примечание. Для щебня и гравия фракций от 5(3) до 10 мм применяют соответственно сита 2,5 и 1,25 мм, полные остатки на которых должны составлять от 95 до 100% по массе.
В строительстве для обычных бетонов применяют крупный заполнитель в виде смеси двух-трех фракций, что обеспечивает минимальную межзерновую пустотность и позволяет изготовлять бетон с минимальным расходом цемента.
46
Межзерновая пустотность показывает, какую долю составляют пустоты между зернами крупного заполнителя от его объема в рыхлонасыпном состоянии. Она может быть рассчитана по формуле, если известны насыпная плотность рнас заполнителя и плотность его зерен рз:
V = 1 -	.	(2)
пуст	v '
Гз
Межзерновая пустотность обычно составляет 0,40...0,45, т.е. около половины объема крупного заполнителя занимает воздух. При использовании его в бетоне важно, чтобы межзерновая пустотность заполнителя была как можно меньшей. В этом случае снижается расход вяжущего при сохранении требуемых свойств бетона. Уменьшить межзерновую пустотность можно правильным подбором зернового состава так, чтобы мелкие зерна занимали пустоты между крупными.
Для пористых крупных заполнителей в еще большей степени, чем для плотных, имеет значение правильно подобранный зерновой состав. Пористые заполнители выпускают в виде фракций размером 5—10, 10—20, 20—40 мм. Для приготовления бетонной смеси их смешивают в требуемом соотношении.
Прочность крупного заполнителя для тяжелых бетонов должна быть в 1,5 ...2 раза выше прочности бетона. Оценка прочности заполнителя может производиться по прочности той горной породы, из которой получен заполнитель, путем испытания выбуренных из нее кернов (цилиндрических образцов) или путем оценки дробимости самого заполнителя. Дробимость оценивается по количеству мелочи, образующейся при сжатии (сдавливании) пробы заполнителя (гравия или щебня) в стальной форме под определенным усилием. По величине дробимости определяют марку заполнителя. По ГОСТ 8267—93 марки по дробимости должны соответствовать требованиям, приведенным в табл. 6, 7.
Допускается определять марку щебня из осадочных и метаморфических пород как в сухом, так и в насыщенном водой состоянии. При несовпадении марок по дробимости прочность оценивают по результатам испытаний в насыщенном водой состоянии. Это связано с тем, что насыщение материала водой, как правило, снижает его прочность. Данное явление объясняется тем, что вода в порах и микротрещинах оказывает расклинивающее действие, при этом ослабляются связи между частицами материала. Для большинства применяемых в строительстве заполнителей величины показателей прочнос
47
ти в насыщенном водой состоянии и ненасыщенном могут отличаться незначительно, но для некоторых видов заполнителей эта разница может оказаться весьма существенной.
Таблица 6
Определение показателя прочности щебня из осадочных и метаморфических пород
Марка щебня по дробимости	Потеря массы при испытании щебня, %	
	в сухом состоянии	в насыщенном водой состоянии
1200	До 11 включительно	До 11 включительно
1000	Св. 11 до 13	Св. 11 до 13
800	Св. 13 до 15	Св. 13 до 15
600	Св. 15 до 19	Св. 15 до 20
400	Св. 19 до 24	Св. 20 до 28
300	Св. 24 до 28	Св. 28 до 38
200	Св. 28 до 35	Св. 38 до 54
Таблица 7
Определение показателя прочности щебня из изверженных пород
Марка щебня по дробимости	Потеря массы при испытании щебня, %	
	из интрузивных пород	из эффузивных пород
1400	До 12 включительно	До 9 включительно
1200	Св. 12 до 16	Св. 9 до 11
1000	Св. 16 до 20	Св. 11 до 13
800	Св. 20 до 25	Св. 13 до 15
600	Св. 25 до 34	Св. 15 до 20
Предел прочности на сжатие щебня из изверженных пород должен быть не ниже 80 МПа, из метаморфических — не ниже 60 МПа, из осадочных — не ниже 30 МПа.
Щебень и гравий, предназначенные для строительства автомобильных дорог, характеризуются маркой по истираемости в полочном барабане (табл. 8).
Таблица 8
Оценка щебня и гравия на истираемость
Марка щебня и гравия по истираемости	Потеря массы при испытании, %	
	щебня	гравия
И1	До 25 включительно	До 20 включительно
И2	Св. 25 до 35	Св. 20 до 30
ИЗ	Св. 35 до 45	Св. 30 до 40
И4	Св. 45 до 60	Св. 40 до 50
В крупном заполнителе ограничивают содержание глинистых,-илистых и пылевидных частиц, к которым относятся зерна размером
48
не более 0,05 мм. Содержание таких частиц в зависимости от вида горной породы и марки по дробимости, приведено в табл. 9.
Таблица 9
Допустимый показатель наличия в щебне пылевидных и глинистых включений
Вид породы и марка по дробимости щебня и гравия	Содержание пылевидных и глинистых частиц
Щебень из изверженных и метаморфических пород марок	
Св. 800	1
Св. 600 до 800 включительно	1
Щебень из осадочных пород марок	
От 600 до 1200 включительно	2
200,400	3
Щебень из гравия и валунов и гравий марок	
1000	1
800	1
600	2
400	3
Методы определения органических, пылевидных и глинистых примесей аналогичны методам их определений для песка. В крупном заполнителе не должно содержаться зерен активного кремнезема, так как они вступают во взаимодействие с щелочами цемента в бетоне, что может со временем вызвать его разрушение.
Содержание глины в комках, в процентах по массе не должно быть больше указанного в табл. 10.
Таблица 10
Допустимый показатель наличия в щебне глины в комках
Марка щебня и гравия по дробимости	Содержание глины в комках, % по массе
Щебень из изверженных, осадочных и метаморфических пород марок:	
— 400 и выше	0,25
— 300, 200	0,5
Щебень из гравия и валунов, гравий марок 1000, 800, 600, 400	0,25
Морозостойкость заполнителя должна быть выше проектной морозостойкости бетона. Согласно стандарту морозостойкость щебня и гравия характеризуют по числу циклов замораживания и оттаивания, при котором потери в процентах по массе не превышают уста
49
новленных значений, приведенных в табл. И. Допускается оценивание морозостойкости по числу циклов ускоренных испытаний в растворе сернокислого натрия.
Т аблица 1 1
Допустимые значения морозостойкости заполнителя
Вид испытания	Марка по морозостойкости щебня и гравия							
	F15	F25	F50	F100	F150	F200	F300	F400
Замораживание — оттаивание								
Число циклов	15	25	50	100	150	200	300	400
Потеря массы после испытания, %, не более	10	10	5	5	5	5	5	5
Насыщение в растворе сернокислого натрия — высушивание								
Число циклов	3	5	10	10	15	15	15	15
Потеря массы после испытания, %, не более	10	10	10	5	5	3	2	1
Радиационно-гигиеническая оценка содержания естественных радионуклидов обязательна для всех видов крупного заполнителя, и в особенности для получаемых из промышленных отходов (металлургических шлаков и т.п.).
Производство щебня включает следующие технологические процессы: добычу камня, дробление, сортировку (грохочение). Добыча камня осуществляется в основном в карьерах буровзрывным способом, затем сырье доставляется на дробильно-сортировочный завод. В ряде случаев целесообразно первичное дробление осуществлять непосредственно в карьере.
Технологические схемы щебеночных заводов различаются по назначению в зависимости от трех типов горных пород (I, II, III), приведенных в ОНТП—18—85, а также по принципу их построения, стадийности дробления, поточности, структуре, видам основной и побочной продукции и др. При проектировании щебеночных заводов чаще всего применяются две основные технологические схемы:
•	с использованием принципа «не дробить ничего лишнего» предусматривает предварительное грохочение исходной горной массы для отделения мелких фракций перед ее поступлением на переработку в дробильное отделение;
•	с использованием принципа «не транспортировать отдельно ничего лишнего» предусматривает поступление материала на дроб
50
ление из одной дробилки в другую без применения грохочения.
Оба этих принципа могут быть использованы в технологических схемах на разных стадиях дробления.
При разработке месторождений горных пород с малыми запасами используются передвижные дробильно-сортировочные установки малой (до 10 т/ч), средней (до 50 т/ч) и большой производительности (свыше 50 т/ч). Для повышения технико-экономических показателей производства целесообразен переход на малоотходную технологию добычи и на комплексное использование получаемого сырья.
Широкое распространение получили пористые заполнители для бетона — материал природного или искусственного происхождения с плотностью зерен не более 2000 кг/м3. Такие заполнители применяют для легких бетонов, а также для теплоизоляционных засыпок, дренирующих устройств и т.д. Пористые заполнители изготавливают преимущественно из неорганического сырья. Для теплоизоляционных и некоторых видов конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов применяют и органические пористые заполнители. Например, изготавливаемые на основе отходов переработки древесины, продуктов сельскохозяйственного производства (стебли хлопчатника), полистирола (пенополистирольный гравий) и т.п.
Неорганические пористые заполнители отличаются большим разнообразием, их подразделяют на природные и искусственные. Природные пористые заполнители получают путем частичного дробления и рассевом или только рассевом пористых горных пород (пемзы, вулканического туфа, известняка-ракушечника и др.). Искусственные пористые (легкие) заполнители в большинстве являются продуктами термической обработки минерального сырья и разделяются на специально изготавливаемые (керамзит, аглопорит) и получаемые как побочные продукты промышленности (топливные шлаки и золы, гранулированные металлургические шлаки и др.).
Природные пористые заполнители представляют собой в основном пористые горные породы вулканического (пемзы, шлаки, туфы, крупнопористые базальты) и осадочного происхождения (пористые известняки, известняки-ракушечники, опоки), предназначенные для применения в качестве заполнителей для бетона и для теплоизоляции. К природным пористым заполнителям по ГОСТ 22263 — 76 относят щебень с насыпной плотностью не более 1200 кг/м3 и песок с плотностью не более 1400 кг/м3. Основная маркировка пори
51
стых заполнителей установлена по насыпной плотности. Если она' составляет 400...500 кг/м3, то заполнитель относится к марке 500. ГОСТ предусматривает марки щебня 300, 350, 400 и далее до 1200 с градацией через 100 кг/м3, песка — 500... 1400 кг/м3.
По размеру зерен щебень подразделяется на следующие фракции: 5—10; 5 — 20; 5 — 40; 10—20 и 20 — 40 мм и песок — крупный, средний, мелкий. По содержанию зерен пластинчатой (лещадной) формы щебень должен удовлетворять требованиям, указанным в табл. 12.
Таблица 12
Допустимый показатель наличия в щебне зерен пластинчатой формы
Группа щебня по форме зерен	Содержание зерен пластинчатой (лещадной) формы, % по массе, не более
Обычная	30
Улучшенная	20
Кубовидная	15
Окатанная	10
Прочность пористых заполнителей определяется сдавливанием в цилиндре. Согласно этим данным заполнители из пористых горных пород подразделяются по прочности на марки, значения которых приведены в табл. 13.
Т аблица 1 3
Определение показателя прочности пористого заполнителя
Марка щебня по прочности	Прочность щебня (при сдавливании в цилиндре), кгс/см2	
	из пемз и шлаков	из туфов, крупнопористых базальтов, карбонатных и кремнеземистых пород
П25	Св. 2 до 3	Св. 2 до 3
П35	Св. 3 до 4	Св. 3 до 4
П50	Св. 5 до 8	Св. 4 до 6
П75	Св. 8 до 10	Св. 6 до 8
П 100	Св. 10 до 12	Св. 8 до 10
П 125	Св. 12 до 15	Св. 10 до 12
П 150	Св. 15 до 20	Св. 12 до 16
П200	Св. 20 до 25	Св. 16 до 20
П250	Св. 25 до 30	Св. 20 до 25
ПЗОО	Св. 30 до 35	Св. 25 до 30
П350	Св. 35	Св. 30
Марка щебня по прочности должна соответствовать установленным стандандартом маркам по насыпной плотности, приведенным в табл. 14.
52
Т аблица 1 4
Таблица соответствия прочности и насыпной плотности заполнителя из пористых горных пород
Марка щебня по насыпной плотности	Марка щебня по прочности, не ниже	Марка щебня по насыпной плотности	Марка щебня по прочности, не ниже
300	П25	800	П 150
350	П25	900	П200
400	П35	1000	П250
500	П50	1100	ПЗОО
600	П75	1200	П350
700	П 100		
В зависимости от заданной проектной марки бетона щебень должен иметь марку по прочности не менее указанной в ГОСТ 9757 — 83. Требованиям ГОСТа должна соответствовать и марка щебня по плотности в зависимости от назначения проектируемого бетона и его плотности в сухом состоянии. Коэффициенты вариации показателей качества пористого щебня должны быть не более 5% по насыпной плотности и не более 15% по прочности зерен при сдавливании в цилиндре.
Коэффициент размягчения кр щебня из пористых горных пород, определяемый по формуле (3), должен быть не менее 0,6 при использовании в конструкционно-теплоизоляционных легких бетонах и не менее 0,7 при использовании в конструкционных бетонах:
к = о /о ,	(3)
р нас сух 5	'
где °наси °сух~ пРедел прочности заполнителя исходной горной породы в насыщенном водой и сухом состояниях.
Коэффициентом размягчения характеризуют водостойкость заполнителя, связаную с водопоглощением и природой вещества заполнителя. Водопоглощение в свою очередь связано с пористостью и структурой материала. Эти же факторы определяют и морозостойкость заполнителя. Щебень, применяемый для бетонов с маркой по морозостойкости более 150 согласно ГОСТ 22263—76, должен выдерживать не менее 25 циклов попеременного замораживания и оттаивания; при приготовлении бетонов с маркой по морозостойкости ниже 150 щебень должен выдержать не менее 15 циклов испытаний, при этом потеря в массе не должна превышать 8 %.
Пористые пески по зерновому составу в зависимости от назначения подразделяют на три группы — для теплоизоляционного, конст
53
рукционно-теплоизоляционного и конструкционного бетонов. Зерновой состав отдельных групп песка приведен в табл. 15.
Выбор той или иной фракции заполнителей или их соотношения при подборе состава бетона производят по ГОСТ 9757 — 90. Щебень и песок пористые, используемые для теплоизоляционных засыпок, должны иметь насыпную плотность не более 800 кг/м3 и коэффициент теплопроводности X, (Вт/(м  К), определяемый по ГОСТ 7076 -99.
Таблица 15
Характеристика зернового состава пористого песка
Размер отверстий контрольных сит, мм	Полные остатки на ситах (% по объему) для групп песка		
	крупного	среднего	мелкого
5,0	0—10	0—0	0—5
2,5	10—50	10—40	5—10
1,25	30—70	20—60	10—40
0,63	50—80	30—70	15—60
0,315	70—90	50—85	40—75
0,16	90—95	75—90	70—90
Проход через сито 0,16	10—5	25—10	30—10
Природные пористые заполнители не должны содержать загрязняющих примесей — растительного слоя почвы, мусора, щепы и т.д. — и должны отвечать определенным физико-механическим свойствам (табл. 16).
Т аблица 1 6
Характеристика некоторых природных пористых заполнителей
Горная порода	Плотность в куске, кг/м3	Насыпная плотность, кг/м3		Пористость в куске,%	Водопоглощение, % по массе	Предел прочности при сжатии, МПа
		щебня	песка			
1	2	3	4	5	6	7
Вулк. пемзы: Анийские	400... 500	300...600	500...900	68...85	60... 80	2,5
Литоидные	1300... 1500	700...900	900... 1200	40...45	И...18	17...27
Вулк. шлаки: Кармра-шенского типа	—	400...500	600... 760	___	26...35	До 10
54
Окончание табл. 16
1	2	3	4	5	6	7
Аванского типа		650... 950	950...1300		13...30	20...30 и более
Известняк Жирновского карьера Рост.обл.	2450	1400... 1430	__	9,5	1,8	7,9
Известняк-ракушечник Константиновского р-на Рост. обл.	1990	1103...1050	—	24'	6	2,66
Из приведенной таблицы видно, что природные пористые заполнители различных месторождений отличаются друг от друга своими основными характеристиками и, следовательно, областью применения в бетонах.
Искусственные пористые заполнители, получаются из природного сырья и отходов промышленности путем термической и других видов обработки и характеризуются видом сырья и технологией производства. К их числу относят:
•	керамзит и его разновидности (шунгизит, зольный гравий, глинозольный керамзит, азерит, вспученные аргиллит и трепел). Керамзит представляет собой гранулы округлой формы с пористой сердцевиной и плотной спекшейся оболочкой. Благодаря такому строению прочность керамзита сравнительно высока при небольшой насыпной плотности (250...600 кг/м3). Получают керамзит быстрым обжигом во вращающихся печах до вспучивания легкоплавких хорошо вспучивающихся глинистых пород с большим содержанием оксидов железа и органических примесей. Керамзит выпускают в виде гравия и песка. Керамзитовый песок получают в специальных печах «кипящего слоя» и путем дробления керамзита. Марки керамзита 250...600, керамзитового песка — 500... 1000, морозостойкость керамзита по ГОСТ 9757 — 90 должна быть не менее F15. Марки по прочности керамзитового и шунгизитового гравия от П15 до П400. ГОСТ предусматривает соответствие между маркой по прочности и насыпной плотностью (табл. 17).
55
Таблица 17
Зависимость марок по прочности гравия и щебня от насыпной плотности
Марка по насыпной плотности	Марки по прочности, не менее				
	Керамзитового гравия и щебня	Шунгизитового гравия	Аглопоритового		Шлакопемзового щебня
			гравия	щебня	
250	П25	—	—	—	—
300	П35	—	—	—	—
350	П50	—	—	—	—
400	П50	—	П25	П25	П35
450	П75	—	П35	П35	П50
500	П 100	П50	П50	П50	П50
600	П 125	П75	П 100	П75	П75
700	П 150	П 100	П 150	П 100	П 100
800	П200	П 150	П250	П 150	—
900	—	П200	ПЗОО	—	—
Примечание. Для теплоизоляционных засыпок допускается выпускать гравий и щебень с маркой по прочности ниже, чем указано в таблице, но не менее марки П15.
Свойства шунгитосодержащих пород регламентированы ГОСТ 19221-83, а шунгизита - ГОСТ 19345-83;
•	аглопорит — заполнитель в виде щебня или гравия, получаемый спеканием (агломерацией) сырьевой шихты из глинистых пород и топливных отходов. Марки аглопорита — от 400 до 900, межзерновая пустотность составляет 50...60%, пористость зерен — 40...60 %;
•	шлаковая пемза — пористый щебень, получаемый вспучиванием расплавленных металлургических шлаков путем их быстрого охлаждения водой или паром. Этот вид заполнителя экономически очень эффективен, так как его производство основано на использовании отходов металлургической промышленности. Марки шлаковой пемзы по ГОСТ 9760—86 — от 400 до 900, пустотность фракционированного щебня должна быть не более 52%, среднее значение коэффициента формы не должно превышать 2,5. Используют шлаковую пемзу преимущественно в конструкционно-теплоизоляционных бетонах ограждающих конструкций;
•	термолит — продукт обжига без вспучивания щебня и гранул кремнеземистых опаловых пород (диатомита, трепела, опоки и др.). Насыпная плотность термолитового гравия или щебня
56
составляет 600... 1200 кг/м3, плотность зерен — 1,0... 1,9 г/см3, пористость зерен — 20...60%. Прочность при сдавливании тер-молитового щебня составляет 1,4.. .4 МПа, гравия — 2.. .7 МПа;
•	вспученные перлитовые щебень и песок — пористые зерна белого или светло-серого цвета, получаемые путем быстрого (1...2 мин) нагрева до температуры 1000...1200 °C вулканических водосодержащих (3...5%) пород. При обжиге исходная порода увеличивается в объеме в 5... 15 раз, а пористость образующихся зерен достигает 85...90%. В соответствии с ГОСТ 10832 — 91 перлитовый песок выпускается марок 75...500, щебень — 200...500. Прочность щебня при сдавливании в цилиндре должна быть не менее 0,15...0,9 МПа.
Вспученный перлит отличается от других пористых заполнителей тем, что мелкие фракции вспученного перлита легче крупных. Это объясняется особенностями вспучивания стекловидных пород, так как исходная стекловидная порода удерживает газы, и чем лучше она прогревается в мелких гранулах, тем интенсивнее вспучивается. При производстве же, например, керамзита глиняная крошка часто может вообще не вспучиться, так как еще до перехода в пиропластическое состояние теряет вспучивающие ее газы. Особенности высокой поровой структуры объясняют требования стандарта по ограничению водопоглощения: для марки перлита 500 — не более 30%, для марки 400 — 50%, для марки 300 — 75%, для марки 250 — 100%, для марки 200 — 125% по массе.
Основная номенклатура природного сырья и побочных продуктов промышленности, используемых для производства искусственных пористых заполнителей, приведена в табл. 18, а требования к сырью по химическому составу — в табл. 19.
Исходными сырьевыми материалами для производства керамзитового гравия и песка служат легкоплавкие глинистые породы, сланцы, аргиллиты и другие породы, обладающие способностью к вспучиванию при обжиге при температуре 1050 — 1250°С. При этом образуется пористый материал ячеистого строения, степень вспучивания которого определяется коэффициентом вспучивания Квсп:
К cn = V ер /vc = Рс/Ркер (1 - ппп/100), №П (4) где VKep, ркер — объем и плотность вспученного керамзита,
Vc, рс — объем и плотность сухой сырцовой гранулы, ппп — потери в массе сухой сырцовой гранулы при прокаливании.
57
Вспучиваемость глин оценивается по коэффициенту вспучивания и по плотности вспученной гранулы, которую можно получить из данной глины. По этим признакам глинистые породы условно можно разделить на четыре группы (табл. 20.).
Таблица 1 8
Номенклатура сырья для производства искусственных пористых заполнителей
Сырье	Характеристика	Вспучиваемость	Назначение
1	2	3	4
Природные глинистые породы			
Глина	Горная порода различной пластичности, содержит более 30% частиц до 1 мкм	Вспучивается при быстром нагревании до 1250°С	Керамзитовый гравий и песок
Суглинок и супесь	Малопластичная порода, содержит 10 ... 30%частиц до 1 мкм	Не вспучивается или слабо вспучивается	Аглопориговый щебень и песок или связующая добавка
Аргиллит	Камнеподобная порода, в воде не размокает	Вспучивается при быстром нагревании	Керамзитовый гравий и песок
Глинистые сланцы, в том числе шунгизито-вые	Камнеподобная порода, не размокает в воде, с четко выраженной слоистостью	Вспучивается при быстром нагревании, не вспучивается или слабо вспучивается	Керамзитовый гравий и песок. Аглопоритовый1 щебень и песок
Природные неглинистые породы			
Опаловые (кремнистые) породы	Малопластичные с повышенным содержанием кремнезема	Вспучивается при быстром нагревании. Не вспучивается или слабо вспучивается	Керамзитовый гравий и песок. Термолитовый гравий и щебень
Вулканическое водосодержащее стекло (перлит, обсидиан и др.)	Изверженная горная порода (перлит, обсидиан, витрофир и др.) с содержанием вулканического стекла более 85%	Вспучивается при нагревании	Вспученный перлит
Гидратированные слюдистые сланцы	Содержат не менее 20— 30% гидратированной магнезиально-железистой слюды (вермикулит)	Вспучивается при нагревании	Вспученный вермикулит
58
Окончание табл. 18
	2	3	4
Побочные продукты промышленности			
Зола-унос ТЭС	Тонкодисперсный сухой продукт пылеугольного сжигания топлива	Спекается или вспучивается при быстром нагревании	Аглопорито-вый гравий, щебень, зольный гравий, глинозольный керамзит
Золошлаковая смесь отвалов ТЭС	Смесь золы и шлака гидроудаления	Спекается или вспучивается при быстром нагревании	То же
Глинистые отходы угледобычи и углеобогащения	Неоднородная грубообломочная смесь глины, глинистого сланца, углистого вещества и примесей (песчаников, песков, реже известняков)	В основном не вспучивается	Аглопорито-вый щебень и песок
Таблица 19
Содержание оксидов (%) в сырьевых материалах для производства пористых заполнителей
Оксид	Керамзит	Аглопорит	Перлит	Термолит	Аглопоритовый гравий
SiO2	<70	60—85	65—76	60—84	45—65
А120з	10—25	5—16	12—15	5—17	15—35
FeO + Fe2O3	2,5—12	3—7	<3	3—7	2—18
CaO	<6	<10	<3	3—10	<12
MgO	<4	<3	—	—	—
SO3	<1,5	<3	—	<2	<1
K2O + Na2O	1,5—6	1,5—6	3—10	<5	—
Органическое вещество	<3	<15	1,5—10	—	10—12
59
Таблица 20
Классификация глинистого сырья по степени его вспучивания
Группа сырья	Плотность пористого черепка в куске, которую способно давать при обжиге глинистое сырье, кг/м3	Коэффициент вспучивания
Высоковспучивающиеся	Не более 400	7—8
Средневспучивающиеся	400—750	4—5
Слабовспучивающиеся	750—1500	2—2,5
Невспучивающиеся	1500 и более	Менее 2
Для получения керамзитового гравия и песка с минимальной плотностью и улучшения процесса обжига применяют минеральные и органические добавки. Корректирующие добавки способствуют снижению температуры начала перехода массы в пиропластическое состояние, расширению температурного интервала вспучивания, увеличению в грануле количества расплава оптимальной вязкости и объема выделяющихся газов в интервале температуры вспучивания.
В качестве минеральных корректирующих добавок используют тонкомолотую дисперсную железную руду, молотые пиритные огарки. Коэффициент вспучивания может быть повышен добавкой в исходное глинистое сырье примерно 1 % мазута, солярового масла, нефти. Для расширения температурного интервала вспучивания используют опудривание сырцовых гранул порошком огнеупорной глины, молотым кварцевым песком, что позволяет избежать оплавления гранул при обжиге.
Температурным интервалом вспучивания At называют разницу между предельно возможной температурой обжига и температурой начала вспучивания сырья. За температуру начала вспучивания t'Bcn принимают температуру, при которой уже получается керамзит с плотностью гранулы 0,95 г/см3. Предельно возможной температурой обжига Товж считается температура начала оплавления гранул. Следовательно,
At = t' , - t' .	(5)
обж всп	4 7
Чтобы обеспечить практическую возможность производства керамзита в промышленных условиях, интервал вспучивания сырья должен быть не менее 50°С.
60
Выбор технологической схемы производства искусственных заполнителей связан с определением способа переработки сырья и обоснованием типа обжигового агрегата. Выбор способа переработки сырья зависит от свойств исходного сырья, а качество-заполните-ля — от режима термообработки, при котором создаются оптимальные условия вспучивания подготовленных сырцовых гранул (табл. 21).
Таблица 21
Основные способы производства керамзитового гравия
Способ производства	Вид исходного сырья	Влажность, %	Краткое описание способа подготовки сырья
Сухой способ	Твердое, камнеподобное хорошо вспучивающееся сырье (шунгиты, аргиллиты, глинистые сланцы)	До 8	Карьерная глина подвергается дроблению и рассеву. При карьерной влажности свыше 8% гранулы сушат, затем обжигают. Способ наиболее экономичен
Пластический способ	Рыхлое глинистое сырье, хорошо намокающее в воде, с карьерной влажностью ниже или равной их формовочной влажности	18...28	Глинистое сырье в увлажненном состоянии перерабатывается в вальцах, глиномешалках. Из пластичной массы формуют на шнек-прессах сырцовые гранулы с дальнейшем их окатыванием. При данном способе возможно увеличение коэффициента вспучивания
Порошковопластический способ	Неоднородное по составу глинистое сырье	Обязательная сушка при любой влажности	Сырье сушат, измельчают, получают порошок; добавляя воду, формуют гранулы. Способ требует дополнительных затрат на сушку, но при этом качество подготовки неоднородного сырья значительно возрастает
Мокрый (шликерный)	Глины с высокой формовочной влажностью, высоковязкие глины и с высоким содержанием каменистых включений (более 10%)	Св. 28	Способ бесформовочный. Сырье поступает в глиноболтушки, откуда с влажностью примерно 50% шликер (шлам) поступает во вращающиеся печи. Способ не получил широкого распространения из-за высоких энергозатрат
61
Из общего объема выпуска искусственных пористых заполнителей более 3/« приходится на долю керамзита и его разновидностей, остальное — на вспученный перлит, вермикулит, аглопорит, шлаковую пемзу, термолит и др. Оптимальные мощности цехов по выработке керамзитового (шунгизитового) гравия и песка составляют 100...200 тыс. м3 в год, заводов — от 200 до 400 тыс. м3 в год. При проектировании производства основными критериями оценки эффективности применяемых технологий служат показатели ресурсе- и энергозатрат, а также показатели стабильности качества выпускаемых искусственных пористых заполнителей.
Заполнители органические применяют для производства теплоизоляционных, а также теплоизоляционно-конструкционных и конструкционных материалов и изделий: арболита, цементного фибролита, ксилолита, камышебетона, торфоплит, теплоизоляционных плит из костры льна, древесноволокнистых, древесностружечных плит и др.
В качестве древесных и других органических заполнителей используют отходы лесозаготовок (вершины, сучья, пни, корни и др.), лесопиления и деревообработки (щепу, стружки, опилки), сечку камыша, сельскохозяйственные отходы (рисовую соломку, льняную и конопляную костру, стебли хлопчатника, подсолнечную лузгу), побочные продукты целлюлозной промышленности.
Сырьевая база для получения древесных заполнителей остается практически неограниченной, поскольку объем древесных отходов составляет примерно 150 млн м3 в год. Наиболее перспективны отходы деревообработки. Их подвергают предварительной подготовке с целью очистки от загрязняющих примесей и получения частиц нужной формы и размеров. В зависимости от формы отходы древесины подразделяют на:
•	дробленку — длина 2—20 мм, толщина до 5 мм;
•	стружку — длина 2—20 мм, толщина 0,1... 1 мм;
•	древесную шерсть — длина 500 мм, толщина 0,2.. .0,7 мм, ширина 2...5 мм.
Качество древесных заполнителей зависит от свойств тех древесных пород, из которых получены заполнители. Например, показатель средней плотности различных пород древесины колеблется в весьма широких пределах — от 380 до 1100 кг/м3 (в абсолютно сухом состоянии). Древесные заполнители обладают значительным
62
водопоглощением, которое возрастает с уменьшением размера частиц.
Пористость древесины основных пород, применяемых в строительстве, — 50...70%. В качестве заполнителей желательно применять те, у которых пористость минимальна, так как от этого зависит конечная пористость изготавливаемого изделия.
Содержание хвои в заполнителях должно быть не более 5%, а коры — не более 15% массы абсолютно сухой древесины. Не допускаются заполнители, имеющие гнилостный запах и гнили.
Заполнители из камыша и костры применяют чаще всего для изготовления арболита и теплоизоляционных плит. Стебли камыша подвергают дроблению на молотковой дробилке и получают сечку с размером частиц длиной 7—35 мм, шириной 2—6 мм и толщиной 1—2 мм. Средняя плотность сечки составляет 150...155 кг/м3, насыпная плотность колеблется в пределах от 60 до 120 кг/м3, а пустотность — от 77 до 88%.
Конопляная костра представляет собой мелкие частицы дробленой одревесневшей части стебля неправильной формы длиной 10 — 70 мм и диаметром в поперечнике 2 — 2,5 мм. Насыпная плотность костры — 100 — 120 кг/м3, влажность — 17 — 22%. Льняная костра состоит из узких тонких пластин длиной до 50 мм, шириной до 3 мм и толщиной до 3 мм. Насыпная плотность —110—120 кг/м3, влажность (в отвалах) — 15 — 20%, водопоглощение — 220 — 240%.
Использование древесных и других растительных заполнителей для изготовления различных строительных материалов дает возможность получить большой экономический эффект, уменьшить загрязнение окружающей среды.
В последнее время возросло внимание к полимерным заполнителям, основным из которых является пенополистирол [—СН,— СН(С6Н5)—]п, получаемый из бисерного полистирола путем вспенивания сырцовых гранул при нагревании. Гранулы пенополистирола применяют для изготовления легких бетонов и эффективных теплоизоляционных материалов — пенопластов.
Требования к вспененному пенополистиролу (ПВГ) как к заполнителю для полистиролбетона предъявляются в ГОСТ Р 51263 — 99. В зависимости от качества сырья (марки полистирола по ОСТ 301—05— 202—92Е) и режима вспенивания пенополистирольный заполнитель может иметь марку по насыпной плотности 10, 15, 20, 25, 30 с фактическими значениями насыпной плотности, указанными в табл. 22.
63
Таблица 22
Значения насыпной плотности для различных марок ПВГ
Марка ПВГ по насыпной плотности	Насыпная плотность, кг/кг
10	Менее 10
15	11...15
20	16...20
25	21...25
30	26...30
По размерам зерен ПВГ подразделяют на крупный и мелкий. Фракционный состав крупного и мелкого ПВГ должен соответствовать требованиям, указанным в табл. 23.
Таблица 23
Фракционный состав ПВГ
Размер фракции, мм	Содержание зерен, % по объему	
	в крупном ПВГ	в мелком ПВГ
10-20	5—20	0—5
5—10	70—30	30—50
2,5—5	20—50	40—60
0—2,5	0—5	5—10
Наличие в ПВГ зерен крупностью более 20 мм не допускается, влажность ПВГ не должна превышать 15 % по массе.
Содержание остаточного мономера (стирола) в заполнителе не должно превышать 0,002 % по массе. Допускается применение ПВГ с большим содержанием остаточного мономера при условии обеспечения экологической безопасности полистиролбетона и изготовленных из него изделий.
Выбор крупности пенополистирольного заполнителя и его марки по насыпной плотности производят исходя из требований, предъявляемых к полистиролбетону по плотности и прочности в соответствии с утвержденным технологическим регламентом.
Неорганические вяжущие вещества
1.	Известь строительная
Строительная известь — неорганическое вяжущее вещество, являющееся продуктом умеренного обжига при температуре 1000— 1200°С кальциево-магниевых горных пород (мела, известняков, доломита, доломитизированных и мергелистых известняков), содержащих не более 6% глинистых примесей, до возможно полного удаления углекислоты.
1.1.	Классификация извести
Строительная известь в зависимости от условий твердения подразделяется на воздушную, обеспечивающую твердение строительных растворов и бетонов и сохранение ими прочности в воздушно-сухих условиях, игидравлическую, обеспечивающую твердение строительных растворов и бетонов и сохранение ими прочности как на воздухе, так и в воде.
По содержанию MgO воздушную негашеную известь подразделяют на кальциевую (MgO < 5%), магнезиальную (MgO—5—20%) и доломитовую (MgO—20—40%).
По виду обработки воздушная известь подразделяется на негашеную и гидратную (гашеную), получаемую гашением кальциевой, магнезиальной или доломитовой извести. Негашеная известь состоит в основном из окиси кальция СаО, гашеная — из гидрата окиси кальция Са(ОН), и воды.
3 Сфоигельные материалы
65
По фракционному составу известь подразделяют на комовую, в том числе дробленую, и порошкообразную.
Порошкообразную известь, получаемую размолом или гашением (гидратацией) комовой извести, подразделяют на известь без добавок и с добавками.
Строительную негашеную известь по времени гашения подразделяют на быстрогасящуюся — не более 8 мин, среднегасящуюся — не более 25 мин, медленногасящуюся — более 25 мин.
В зависимости от пластичности получаемого продукта, зависящего от содержания глинистых и песчаных примесей, различают жирную и тощую известь.
1.2.	Технические требования и свойства
Строительная известь должна удовлетворять требованиям ГОСТ 9179.
Воздушная негашеная известь без добавок подразделяется на три сорта, негашеная порошкообразная с добавками — на два сорта, гидратная (гашеная) без добавок и с добавками на два сорта (табл. 1).
Таблица 1
Основные свойства негашеной и гидратной извести
Показатель	Норма для извести, % по массе							
	негашеной						гидратной	
	кальциевой			магнезиальной и доломитовой				
	сорт							
	1	2	3	1	2	3	1	2
Активные СаО + MgO, не менее: —без добавок —с добавками	90 65	80 55	70	85 60	75 50	65	67 50	60 40
Активный MgO, не более	5	5	5	20(40)	20(40)	20(40)	—	—
СО2, не более: — без добавок — с добавками	3 4	5 6	7	5 6	8 9	11	3 2	5 4
Непогасившиеся зерна, не более	7	И	14	10	15	20	—	—
Примечания: 1. В скобках указано содержание MgO для доломитовой извести.
2. СО2 в извести с добавками определяют газообъемным методом.
66
Для кальциевой извести 3-го сорта, используемой для технологических целей, допускается по согласованию с потребителем содержание непогасившихся зерен не более 20 %.
Содержание гидратной воды в негашеной извести должно быть не более 2 %.
Влажность гидратной извести должна быть не более 5 %.
Сортность извести определяют по величине показателя, соответствующего низшему сорту, если по отдельным показателям она соответствует разным сортам.
Степень дисперсности порошкообразной воздушной извести должна быть такой, чтобы при просеивании по ГОСТ 6613 пробы извести сквозь сито с сетками № 02 и №008 проходило соответственно не менее 98,5 и 85 % массы просеиваемой пробы.
Максимальный размер кусков воздушной дробленой извести должен быть не более 20 мм.
Прочность воздушной извести не нормируется стандартом, обычно она невелика и через 28 сут. составляет 0,5—1 МПа.
Гидравлическую известь подразделяют на слабогидравлическую и сильногидравлическую (табл. 2).
Таблица 2
Химический состав и технические характеристи гидравлической извести
Показатель	Норма для извести, % по массе	
	слабогидравлической	сильногидравлической
Химический состав: Активные СаО + MgO: — не более — не менее	65 40	40 5
Активный MgO, не более	6	6
СО2, не более	6	5
Предел прочности образцов, через 28 сут. твердения, МПа (кгс/см2): — при изгибе, не менее — при сжатии, не менее	0,4 (4,0) 1,7(17)	1,0(10) 5,0 (50)
Вид гидравлической извести определяют по пределу прочности при сжатии, если по отдельным показателям она относится к разным видам.
67
Степень дисперсности порошкообразной гидравлической извести должна быть такой, чтобы при просеивании пробы по ГОСТ 6613 извести сквозь сито с сетками № 02 и №008 проходило соответственно не менее 98,5 и 85 % массы просеиваемой пробы.
Максимальный размер кусков дробленой гидравлической извести должен быть не более 20 мм.
1.3.	Методы испытаний
Химический анализ и определение физико-механических свойств извести производят по ГОСТ 22688.
Стандартом регламентируются следующие виды испытаний:
•	определение суммарного содержания активных окисей кальция и магния в кальциевой извести;
•	определение суммарного содержания активных окисей кальция и магния в магнезиальной, доломитовой и гидравлической извести;
•	определение содержания гидратной воды;
•	определение содержания СО2;
•	определение влажности гидратной извести;
•	определение предела прочности при изгибе и сжатии образцов из гидравлической извести;
•	определение температуры и времени гашения извести;
•	определение равномерности изменения объема извести.
1.4.	Сырье для производства извести
Технические требования, предъявляемые к сырью для производства строительной извести, нормируются ОСТ 21—27—76.
Сырьем служат известково-магнезиальные карбонатные породы (известняки, мел, доломиты, мергель). Все они относятся к осадочным породам и имеют широкое распространение.
По механической прочности сырье характеризуется пределом прочности при сжатии, МПа: твердые породы — более 60, породы средней твердости — 30—60, мягкие породы — 10—30 и очень мягкие — менее 10. Для производства извести могут применяться твердые карбонатные породы в фракционированном виде со следующими раз
68
мерами кусков (фракций), мм: 5—20; 20—40; 40—80; 80—120; 120— 180, а также мягкие без деления на фракции.
Карбонатные породы по химическому составу и сортности получаемой из них строительной извести классифицируют согласно нормативам (табл. 3).
Таблица 3
Классификация строительной извести в зависимости от карбонатной породы
Состав	Классы карбонатных пород (ОСТ 21—27—76)						
	. А	Б	В	Г	Д	Е	Ж
Углекислый кальций СаСО3, % не менее	92	86	77	72	52	47	72
Углекислый магний MgCOj, % не более	5	6	20	20	45	45	8
Глинистые примеси SiO2 + Al2O3 + Fe2O3, % не более	3	8	3	8	3	8	20
Вид получаемой извести	Воздушная кальциевая		Воздушная магнезиальная		Воздушная доломитовая		Гидратная
Сорт (ГОСТ 9179)	1,2	2,3	1,2	2,3	1,2	2,3	—
В сложившейся отечественной практике твердые карбонатные породы направляют для обжига на известь в шахтных печах, потребляющих фракционированное сырье (40—180 мм). При этом получаются отходы известняковой мелочи (менее 40 мм), составляющие 15—25 % объема добычи.
Мягкие карбонатные породы обжигают преимущественно во вращающихся печах без отходов известняковой мелочи. В этих печах обжигают также и твердые фракционированные породы.
Сырьем для производства воздушной извести также могут служить отходы металлургической, химической, строительной и других отраслей промышленности.
1.5.	Процесс получения извести
Производство извести состоит из следующих основных операций: добычи и подготовки сырья и топлива, обжига, превращения продукта обжига в порошок путем гашения или помола.
Добыча известняка обычно осуществляется открытым способом в карьерах после удаления верхних покрывающих и непродуктивных
69
слоев. Плотные известняково-магнезиальные породы взрывают. В зависимости от расстояния между карьером и заводом полученную массу в виде крупных и мелких кусков доставляют автомобильным, железнодорожным или водным транспортом.
Перед обжигом породу соответствующим образом подготавливают: сортируют по размеру кусков и, если необходимо, дробят.
Обжигают известь в основном в шахтных или вращающихся печах, но могут применяться также установки обжига во взвешенном состоянии (кипящем слое) и обжиг на спекательных решетках. В зависимости от качества сырья меняются температура обжига, производительность печей и свойства конечного продукта.
В производственных условиях известняки обжигают при температурах 1000— 1200 °C, доломиты — при температуре 750 — 900 °C.
При производстве воздушной извести известняк декарбонизируется по схеме
СаСО. СаО + СО2 — Q
Для разложения 1 кг СаСО3 необходимо затратить 1786 кДж тепла.
Процесс диссоциации углекислого газа — обратимый процесс, который зависит от температуры и парциального давления СО,.
Выходящий из печи обожженный материал — комовая негашеная известь — может отгружаться потребителю или подвергаться дальнейшей переработке до порошкообразного состояния. В отличие от других вяжущих известь превращается в порошок не только при помоле, но и самопроизвольно рассыпается при затворении ее водой (гашении).
Из комовой негашеной извести получают различные продукты: при помоле — молотую негашеную известь и при гашении — гашеную.
Помол извести осуществляют обычно в шаровых мельницах. Для тонкого измельчения (удельная поверхность — 5000— 7000 см2/г) применяют вибрационные мельницы. Затраты на помол составляют 115 - 150 МДж/т.
Гашение извести происходит при добавлении к ней воды:
СаО + Н2О -> Са(ОН)2 + Q
70
При гашении извести выделяется значительное количество теплоты: 1160 кДж на 1 кг СаО. В зависимости от количества воды конечным продуктом является известь-пушонка, известковое тесто или известковое молоко.
Для гашения извести в пушонку теоретически необходимо 32,13 % воды от массы кипелки. Практически воды берут в 2 — 3 раза больше, так как значительная ее часть испаряется.
Количество воды, необходимое для гашения извести в тесто, зависит от качества извести, способа гашения и составляет около 2,5 л на 1 кг кипелки. Содержание воды в конечном продукте (известковом тесте) обычно не превышает 50 %.
Гашение извести в промышленных масштабах производят в гид-раторах различной конструкции, к ним относятся гасильные барабаны (цилиндрической и бочкообразной формы), чашечные гидрато-ры, многобарабанные лопастные гидраторы и др. Для ускорения гашения применяют горячую воду или пар, так как при повышении температуры на каждые 10 °C скорость гашения увеличивается в 2 раза.
1.6.	Область применения
Строительная известь применяется в различных отраслях промышленности (табл. 4).
Таблица 4
Область применения строительной извести
Отрасль	Область применения
Строительство	Кладочные растворы, отделочные работы
Промышленность строительных материалов	Производство силикатного кирпича и стеновых силикатобетонных изделий
Металлургия	Выплавка стали, агломерация железных руд и флюсование руд цветных металлов
Химия	Производство соды, карбида, гипохлорида, кальция, магния и щелочей
Пищевая промышленность	Производство сахара
Целлюлозно-бумажная	Регенерация каустизированного шлама
Энергетика, сантехника, сельское и коммунальное хозяйство	Химводоочистка, дезинфекция, обработка почвы, сточных вод и прочие нужды
71
2.	Гипсовые вяжущие материалы
Гипсовые вяжущие материалы — группа воздушных вяжущих веществ, для производства которых используют сырье, содержащее сульфат кальция.
Традиционно в этих целях используют природное сырье (гипсовый камень, ангидрит, различные гипсосодержащие породы). В последнее время значительное внимание уделяют развитию технологий получения гипсовых вяжущих веществ из гипсосодержащих отходов промышленности (фосфогипс, борогипс, титаногипс и др.).
В зависимости от способа получения, а также особенностей твердения гипсовые вяжущие делят на четыре группы: безобжиговые, низкообжиговые (собственно гипсовые), высокообжиговые (ангидритовые) и смешанные (табл. 1).
2.1.	Сырье для производства гипсовых вяжущих веществ
Гипсовый камень — продукт измельчения горной породы осадочного (химического) происхождения, состоящей в основном из природного минерала — гипса (CaSO4-2H2O). Теоретический состав двуводного сульфата кальция, % по массе: СаО — 32,56; SO3 — 46,51; Н2О - 20,93.
В природе гипс встречается чаще всего в виде трех минералогических разновидностей, отличающихся друг от друга своей кристаллической структурой:
•	алебастр (гр. alabastros — белый) — плотный мелкозернистый минерал с сахаровидным изломом или крупнозернистый с беспорядочно ориентированными в пространстве кристаллами;
•	селенит (гр. selen — луна) — волокнистый, сложенный из правильно расположенных нитевидных кристаллов минерал, имеющий характерный шелковистый отлив;
•	гипсовый шпат — пластинчатый минерал с плоскими прозрачными кристаллами слоистой структуры.
Гипсовый камень и вяжущие вещества, получаемые в результате его переработки, имеют приближающийся к белому цвет.
72
Классификация гипсовых вяжущих материалов
Таблица 1
Классификация		Способ получения	Минералогический состав	Характеристика по скорости твердения	Область применения
1		2	3	4	5
Безобжиговые	Гипсовый цемент	Тонкий помол гипсового камня с активизатора-ми твердения	CaSO4-2H2O	Скорость твердения зависит от вида применяемого акгивизатора твердения. При использовании сульфатных солей начало схватывания — через 5.. .20 мин, конец — через 20.. .60 мин. При использовании в качестве акти-визатора портландцемента или извести схватывание и твердение происходит в течение 4... 12 ч	Готовые растворы и смеси; изготовление стеновых камней для малоэтажных зданий; изготовление архитектурных деталей для отделки внешних фасадов зданий
Низкообжиговые	Полуводный гипс р-модифи-кации	Тепловая обработка гипсового камня при температуре 140...160 °C в аппаратах, сообщающихся с атмосферой	p-CaS040,5H20	Схватывание и твердение протекает очень быстро (обычно в течение 10.. .30 мин). По срокам схватывания низкообжиговые гипсовые вяжущие подразделя-ются на три группы (быстрого, нормального и медленного твердения). При этом полуводный гипс p-модификации вследствие большей растворимости в воде гидратируется несколько быстрее	Изготовление панелей и плит перегородок, гипсокартонных и гипсоволокнистых листов, стеновых камней, архитектурно-декоративных изделий, вентиляционных коробов, штукатурных и шпаклевочных смесей и в других целях
	Полуводный гипс а-модифи-кации	Тепловая обработав гипсового камня в автоклавах при температуре 120... 140 °C или его кипячение в солевых растворах при температуре 100.. Л10 °C	a-CaSO40,5H2O		Изготовление форм и моделей в керамической и машиностроительной промышленности. Для медицинских целей (в хирургии, ортопедии и стоматологии). Изготовление декоративных скульптурных изделий и отливок. Производство штукатурных и отделочных работ
Окончание табл. 1
1		2	3	4	5
Высокообжиговые	Ангидритовый цемент	Обжиг гипсового камня при температуре 600...700 °C с последующим помолом совместно с щелочными или сульфатными активи-заторами твердения	CaSO4	Медленно схватывается и твердеет: начало схватывания не ранее 30 мин, конец — не позднее 24 ч	Кладочные растворы; устройство бесшовных набивных полов; изготовление искусственного мрамора
	Эстрихгипс	Обжиг гипсового или гипсоангидритового камня при температуре 800...1100 °C	CaSO4 CaO	Медленно схватывается и твердеет: начало схватывания не ранее 2 ч, конец — через 8... 12 (иногда 36) ч	Та же область применения, что и у ангидритового цемента
Смешанные	Гипсоизвестковые смеси	Дегидратация двуводного гипса за счет тепла гашения комовой извести	CaSO40,5H2O Са(ОН)2	Быстро схватываются и твердеют (обычно в течение 10...20 мин)	Изготовление низкомарочных строительных растворов и бетонов
	Гипсоцемент-нопуццол ано-вое вяжущее	Смешивание по-луводного гипса, портландцемента и пуццолановой добавки	CaSO40,5H2O 3CaO-SiO2 2CaO-SiO2 ЗСаОАЬгОз 4CaO-AL2O3 • Fe2C)3 SiO2 (аморфн.)	Сроки схватывания такие же, как и у применяемого полуводного гипса. Обычно начало схватывания не ранее 4 мин, конец — не позднее 20 мин	Изготовление санитарных кабин и ванных комнат, вентиляционных блоков, устройства оснований под полы в жилищном строительстве
Примеси могут придавать гипсу серый, желтоватый, розовый, бурый и другие оттенки. В качестве примесей в гипсе встречаются кварц, пирит, сера, карбонаты, бораты, глинистые и битуминозные вещества.
Гипсовый камень характеризуется следующими свойствами: прочность при сжатии — около 80 МПа, истинная плотность — 2200...2400 кг/м3, средняя плотность гипсового щебня в насыпном состоянии — 1300... 1600 кг/м3, твердость по шкале Мооса — 2. Растворимость гипса в воде (г/л) в пересчете на сульфат кальция при температуре 20 °C составляет 0,2; при 40 °C — 0,21; при 100 °C — 0,17.
Гипс используют преимущественно как сырье для производства низко- и высокообжиговых гипсовых вяжущих и в качестве добавки, вводимой при помоле клинкера портландцемента и его разновидностей с целью регулирования сроков схватывания. Другим направлением использования природного гипса является изготовление стеновых и перегородочных изделий, что обусловлено его низкой теплопроводностью: при 30 °C — 0,28...0,34 Вт/(м- °C).
Ангидрит — безводный сульфат кальция (CaSO4), в природе обычно залегающий под слоями гипса. Химически чистый ангидрит содержит, % по массе: СаО — 41,2; SO3 — 58,8. Ангидрит состоит из преимущественно мелких кристаллов, имеет белый с различными оттенками цвет и характеризуется прочностью 60...80 МПа, истинной плотностью 2,9...3,1 г/см3, твердостью 3...3.5. Применяется он для производства безобжиговых и высокообжиговых гипсовых вяжущих веществ, а также в качестве добавки для производства цемента.
Гипсосодержащие породы (глиногипс, гажа, арзик) состоят из трех основных компонентов: гипса, глины н карбонатов и представляют собой тонкодисперсную механическую смесь или рыхлые, сла-босцементированные образования серого, желтоватого или бурого цвета. Истинная плотность — около 2 г/см3, твердость по Моосу — менее 1. Кристаллическая структура — моноклинная, гексагональная и ромбическая. Химико-минералогическнй состав гипсосодержащих пород варьируется в широком диапазоне даже в пределах одного месторождения (содержание CaSO4-2H,O может изменяться от 30 до 70 %). Вяжущие вещества из гипсосодержащих пород по свойствам значительно уступают материалам, приготовленным из отно
75
сительно чистого природного двуводного гипса. Поэтому их применяют для получения гипсовых вяжущих только в местах добычи, если нет более качественного сырья.
Гипсосодержащие отходы образуются во многих производствах химической, пищевой и других отраслях промышленности, а также при десульфатизации промышленных газов. Эти отходы представляют собой влажные порошки или шламы с характерным цветом и запахом, содержащие в той или иной форме значительное количество различных модификаций сульфата кальция.
В настоящее время известно более 50 видов гипсосодержащих отходов. Наиболее удобно их классифицировать по происхождению. Впервые такая классификация была предложена Ю.Г. Мещеряковым. В соответствии с ней попутные продукты, содержащие сульфат кальция, образуются:
•	в производстве минеральных кислот: ортофосфорной (фосфогипс и фосфополу гидрат), ортоборной (борогипс) и плавиковой (фторангидрит); органических кислот: лимонной (цит-рогипс), виннокаменной (тартратогипс), молочной и муравьиной;
•	при химической переработке древесины (гидролизный гипс);
•	при производстве комплексных удобрений из минералов и горных пород, относящихся к группе сложных сульфатов (каинит, полигалит и др.);
•	при обработке водных растворов некоторых солей: FeSO4 (крем-негипс), СаС12 и др.;
•	при очистке промышленных газов, содержащих SO3 (сульфогипс);
•	при обработке водных растворов кислот, образующихся, например, при производстве диоксида титана (титаногипс), синтетических волокон и др.;
•	при производстве солей из озерной рапы, морской и океанической воды (рапной гипс);
•	при производстве витаминов (витаминный гипс).
Наибольший интерес для производства гипсовых вяжущих представляют крупнотоннажные отходы химической промышленности: фосфогипс, борогипс, фторгипс, титаногипс. Указанные отходы тонкодисперсны, имеют удельную поверхность 400...700 м2/кг, истин
76
ную плотность 2200...2400 кг/м3, насыпную плотность в сухом состоянии 400...800 кг/м3.
Гипсосодержащие отходы, как правило, содержат значительное количество влаги (15...150%), а также различное количество водорастворимых кислот и других вредных примесей, негативно влияющих на сроки схватывания и другие свойства получаемых вяжущих веществ. Поэтому прежде чем использовать отходы для производства гипсовых вяжущих веществ, их необходимо высушивать, производить промывку или нейтрализацию вредных примесей, что приводит к увеличению энергозатрат и усложняет технологический процесс производства. Другим недостатком этих отходов является неоднородность их химического и минералогического состава даже в условиях одного отдельно взятого предприятия.
Указанные недостатки сдерживают применение гипсосодержащих отходов в качестве сырья для производства гипсовых вяжущих веществ и в качестве добавки для производства портландцемента. Однако в последние годы в нашей стране и за рубежом накоплен значительный опыт в этой области. Полученные результаты показывают возможность и перспективность переработки гипсосодержащих отходов (прежде всего фосфогипса) в вяжущие вещества.
2.2.	Безобжиговые гипсовые вяжущие
Гипсовый цемент получают путем тонкого сухого или мокрого помола гипсового камня в шаровой мельнице. При помоле, как правило, вводят сульфатные активизаторы твердения (K,SO4, NaHSO4, ZnSO4, A12(SO4)3 и др.), а также портландцемент или известь в сочетании с кремнеземистыми компонентами.
Твердение гипсового цемента обусловлено способностью тонко-измельченного гипса к перекристаллизации вследствие образования пересыщенных растворов.
Чем тоньше измельчен гипсовый цемент, тем полнее протекает процесс перекристаллизации и выше прочность формирующейся мелкокристаллической структуры. При этом наблюдается некоторое уменьшение объема изделий, причем величина усадки возрастает с увеличением тонкости помола цемента и прочности затвердевшего камня.
77
Для получения из гипсового цемента теста пластичной консистенции требуется всего 15...20 % воды от массы вяжущего. Формование изделий производят в металлических разборных формах методом прессования, вибротрамбования или вибрирования с пригрузом с последующим выдерживанием в камерах вызревания от 2 до 4 сут. и сушкой в искусственных сушилах при 70...80 °C.
Затвердевший камень на основе безобжигового гипсового цемента имеет среднюю плотность 1600... 1900 кг/м3, водопоглощение 6... 12 %, предел прочности в возрасте 28 сут.: на сжатие — 5.. .35 МПа, на изгиб — 0,5...6 МПа.
2.3.	Низкообжиговые гипсовые вяжущие
Низкообжиговые гипсовые вяжущие вещества изготавливают путем термической обработки природного гипсового камня или фосфогипса до полуводного гипса (CaSO40,5H2O) с последующим или предшествующим этой обработке измельчением в тонкий порошок.
В настоящее время именно эти вяжущие вещества в основном используют для изготовления строительных изделий и производства строительных работ, для изготовления форм и моделей в фарфорофаянсовой, керамической, машиностроительной и других отраслях промышленности, а также в медицине. Свойства и область применения обусловливают устаревшие, но часто используемые на практике термины: «строительный, высокопрочный, формовочный гипс».
Низкообжиговые гипсовые вяжущие вещества, состоящие из полуводного гипса (далее: гипсовые вяжущие), производят в соответствии с требованиями ГОСТ 125 по технологическим регламентам, утвержденным в установленном порядке.
Используемый для производства гипсовых вяжущих гипсовый камень должен удовлетворять требованиям ГОСТ 4013, а фосфогипс — действующей нормативно-технической документации. В зависимости от содержания CaSO4-2H,O, % по массе, гипсовый камень подразделяют на 4 сорта: I > 95; II > 90; III > 80; IV > 70.
Низкотемпературная обработка двуводного сульфата кальция обеспечивает его частичную дегидратацию (выделение 15,76 % химически связанной воды) по схеме
CaSO • 2Н О -> CaSO  0,5Н,О + 1,5Н,0
4	2	4	’	2	’2
78
В зависимости от технологии получения полуводный гипс может образовываться в двух модификациях — аир.
Полуводный гипс ^-модификации получают при частичной дегидратации сырья при температуре 140... 160 °C в открытых аппаратах, сообщающихся с атмосферой (варочных котлах, сушильных барабанах, шахтных печах и др.). В таких условиях вода выделяется из гипса в виде водяных паров, и образуются плохо окристаллизован-ные, мелкие, пластинчатые или волокнистые кристаллы P-CaSO4-0,5H2O. Гипсовое вяжущее, состоящее преимущественно из P-модификации полуводного гипса, характеризуется высокой водо-потребностью для получения теста стандартной консистенции, невысокой прочностью и имеет тенденцию к ползучести. В строительной практике это вяжущее часто называют алебастром, или строительным гипсом.
Полуводный гипс а-модификации получают в результате обработки двуводного сульфата кальция в герметичных аппаратах (автоклавах) при температуре 120... 140 °C и давлении насыщенного водяного пара 0,13...0,3 МПа или кипячения этого же сырья в растворах некоторых солей (хлоридов, сульфатов, нитратов) при температуре 100...110 °C и атмосферном давлении. При этом вода выделяется из гипса в капельно-жидком состоянии и образуются крупные, плотные, игольчатые или призматические кристаллы a-CaSO40,5H2O. Гипсовое вяжущее, состоящее преимущественно из а-модификации полуводного гипса, медленнее гидратируется, характеризуется меньшей водопотребностью, а затвердевший гипсовый камень — более высокой прочностью (высокопрочный гипс).
Твердение гипсовых вяжущих обусловлено экзотермической реакцией гидратации полугидрата с образованием двуводного гипса. Этот процесс по направлению химических реакций обратен процессу получения полуводного гипса из двуводного при температурной обработке.
Механизм твердения полугидрата можно условно разделить на три этапа.
На первом этапе (растворение) при затворении полуводного гипса водой он начинает растворяться с поверхности до образования насыщенного раствора. Этот период характеризуется пластичным состоянием теста, что позволяет заполнять им все детали формы или опалубки и придавать еще не схватившейся массе ровную поверхность.
79
На втором этапе (коллоидация) наряду с гидратацией растворенного полугидрата и переходом его в двуводный гипс происходит прямое присоединение воды к твердому полуводному гипсу. Так как двуводный гипс обладает значительно меньшей растворимостью (примерно в 5 раз), чем полуводный, то насыщенный раствор по отношению к исходному полуводному гипсу является пересыщенным по отношению к образующемуся двуводному гипсу, вследствие чего последний выделяется из раствора. В результате образуется коллоидно-дисперсная система в виде геля (студня), в которой кристаллики новообразований связаны слабыми ван-дер-ваальсовыми силами молекулярного сцепления. Этот период характеризуется загустеванием теста (схватыванием).
На третьем этапе (кристаллизация) образовавшийся неустойчивый гель перекристаллизовывается в более крупные кристаллы, которые срастаются между собой в кристаллические сростки, что сопровождается твердением системы и ростом ее прочности. Дополнительному сращиванию кристаллов между собой способствует испарение воды из затвердевшего двуводного гипса. Полное высушивание завершает период формирования кристаллического каркаса и обеспечивает максимальную прочность гипсовым изделиям.
Гипсовые вяжущие имеют истинную плотность 2500...2800 кг/м3, насыпную плотность в рыхлом состоянии 800...1100 кг/м3, а в уплотненном 1250... 1450 кг/м3. Отличительной особенностью полуводно-го гипса является его способность при схватывании и твердении в первоначальный период увеличиваться в объеме (до 1%).
Основными техническими свойствами гипсовых вяжущих, применяемых для изготовления строительных изделий и производства строительных работ, являются: стандартная консистенция гипсового теста, сроки схватывания, тонкость помола, марка гипсового вяжущего по прочности. Перечисленные свойства определяют по ГОСТ 23789.
Тонкость помола гипсовых вяжущих оценивают по остатку при просеивании пробы, массой 50 г, на сите с отверстиями размером 0,2 мм. Тонкость помола определяют в процентах как отношение массы вяжущего, оставшегося на сите, к массе первоначальной пробы.
В зависимости от степени помола гипсовые вяжущие разделяют на три вида, приведенные в табл. 2.
80
Таблица 2
Классификация гипсовых вяжущих по степени помола
Вид вяжущего	Индекс степени помола	Максимальный остаток на сите с размерами ячеек 0,2 мм, %, не более
Грубого помола	I	23
Среднего помола	п	14
Тонкого помола	III	2
Стандартная консистенция (нормальная густота) характеризуется диаметром расплыва гипсового теста, вытекающего из полого цилиндра без дна с внутренним диаметром 50 мм и высотой 100 мм (вискозиметра Суттарда), при его поднятии. Диаметр расплыва должен быть равен (180 ± 5) мм. При этом строго регламентируют время эксперимента — 45 с. Стандартную консистенцию выражают в процентах как отношение массы воды, необходимой для получения гипсового теста указанной удобоукладываемости, к масОе гипсового вяжущего в граммах.
Гипсовое вяжущее, состоящее в основном из полуводного гипса a-модификации, характеризуется стандартной консистенцией 35...45 %, ар-модификации — 50...80 %, в то время как теоретически для гидратации требуется всего 18,6 % воды от массы вяжущего вещества. Вследствие значительного количества химически не связанной воды затвердевший гипсовый камень имеет большую пористость -30...50 %.
Гипсовое тесто стандартной консистенции в дальнейшем используют для определения сроков схватывания и предела прочности гипсовых вяжущих.
Сроки схватывания гипсового вяжущего определяют с помощью прибора Вика с иглой, измеряя время от начала контакта гипсового вяжущего с водой до начала и конца схватывания теста стандартной консистенции. Приготовленным тестом заполняют форму-кольцо, установленную на пластинке, и через каждые 30 с производят погружение в тесто иглы прибора Вика массой 300 г. После каждого погружения иглу тщательно вытирают, а пластинку вместе с кольцом передвигают так, чтобы игла при новом погружении попадала в другое место поверхности гипсового теста.
Начало схватывания определяют промежутком времени с момента всыпания вяжущего в воду до момента, когда свободно опущенная игла при погружении в тесто впервые не дойдет до поверхно
81
сти пластинки, аконец схватывания — когда игла погружается на глубину не более 1 мм. Сроки схватывания выражают количеством минут.
В зависимости от сроков схватывания различают три вида гипсовых вяжущих, приведенных в табл. 3.
Таблица 3
Классификация гипсовых вяжущих по срокам схватывания
Вид вяжущего	Индекс сроков твердения	Сроки схватывания, мин	
		начало, не ранее	конец, не позднее
Быстротвердеющий	А	2	15
Нормальнотвердеющий	Б	6	30
Медаеннотвердеющий	В	20	Не нормируется
Марку гипсовых вяжущих по прочности определяют испытанием иа предел прочности трех образцов-балочек размером 40x40x160 мм, изготовленных из гипсового теста стандартной консистенции. Через 2 ч после начала перемешивания вяжущего с водой затвердевшие образцы испытывают на изгиб, а образовавшиеся половинки балочек — на сжатие.
По пределу прочности при сжатии и изгибе гипсовые вяжущие делят на 12 марок: от Г-2 до Г-25 (табл. 4). Цифры в обозначении марки показывают минимальный предел прочности при сжатии в МПа. При этом марки Г-2...Г-7 обычно соответствуют полуводному гипсу p-модификации, а Г-10...Г-25 — а-модификации.
Таблица 4
Марки гипсовых вяжущих по прочности
Марка вяжущего	Предел прочности образцов-балочек в возрасте 2 ч, не менее, МПа (кгс/см2)		Марка вяжущего	Предел прочности образцов-балочек в возрасте 2 ч, не менее, МПа (кгс/см2)	
	при сжатии	при изгибе		при сжатии	при изгибе
Г-2	2(20)	1,2 (12)	Г-10	10(100)	4,5 (45)
Г-3	3(30)	1,8(18)	Г-13	13(130)	5,5 (55)
Г-4	4(40)	2,0 (20)	Г-16	16(160)	6,0 (60)
Г-5	5(50)	2,5 (25)	Г-19	19(190)	6,5 (65)
Г-6	6(60)	3,0 (30)	Г-22	22 (220)	7,0 (70)
Г-7	7(70)	3,5 (35)	Г-25	25 (250)	8,0 (80)
Гипсовые вяжущие, применяемые в фарфоро-фаянсовой, керамической, машиностроительной, автомобильной, авиационной и дру-
82
гих отраслях промышленности (формовочный гипс), по ГОСТ 125 должны соответствовать дополнительным требованиям, приведенным в табл. 5. Для производства этих вяжущих разрешается применять только гипсовый камень I сорта по ГОСТ 4013.
Таблица 5
Дополнительные требования к гипсовым вяжущим
Показатель	Вяжущие для фарфоро-фаянсовой и керамической промышленности	Вяжущие для других отраслей промышленности
Марка вяжущего	Г-5...Г-25	Г-5...Г-25
Тонкость помола, характеризуемая максимальным остатком на сиге с размером ячеек 0,2 мм, % по массе, не более	1	2
Начало схватывания, мин, не ранее Конец схватывания, мин, не позднее	6 30	6 30
Объемное расширение, %, не более	0,15	0,2
Примеси, не растворимые в соляной кислоте, %, не более	1,0	1,0
Содержание металлопримесей в 1 кг гипса, мг, не более	8	8
Водопоглощение, %, не менее	30	— .
Гипсовые вяжущие высшей категории качества должны удовлетворять дополнительным требованиям, указанным в табл. 6.
Таблица 6
Требования к гипсовым вяжущим высшей категории качества
Показатель	Вяжущие для изготовления строительных изделий и производства строительных работ	Вяжущие для фарфоро-фаянсовой и керамической промышленности
Марка вяжущего, не ниже	Г-5	Г-10
Тонкость помола, характеризуемая максимальным остатком на сите с размером ячеек 0,2 мм, %, не более	12	0,5
Примеси, не растворимые в соляной кислоте, %, не более	—	0,5
83
Пример условного обозначения гипсового вяжущего с прочностью 5,2 МПа (52 кгс/см2) со сроками схватывания: начало — 5 мин, конец — 9 мин и остатком на сите с размером ячеек 0,2 мм 9 %, т. е. вяжущего марки Г-5, быстротвердеющего, среднего помола: Г-5 АII.
Правила приемки, упаковки, маркировки, транспортирования и хранения гипсовых вяжущих определяются ГОСТ 26871.
2.4.	Высокообжиговые гипсовые вяжущие
Высокообжиговые гипсовые вяжущие вещества — медленно-схватывающиеся и медленнотвердеющие воздушные вяжущие, состоящие из безводного сульфата кальция и активизатора твердения. Наибольшую известность из этой группы вяжущих веществ получили ангидритовый цемент, разработанный П.П. Будниковым, и эстрихгипс. Их применяли в конце XIX — начале XX в. в основном в странах Восточной Европы. В настоящее время в нашей стране ангидритовый цемент и эстрихгипс применяются ограниченно, однако весьма вероятно появление интереса к этим вяжущим в недалеком будущем.
Ангидритовый цемент получают совместным помолом обожен-ного при температуре 600...700 °C гипсового камня и щелочных или сульфатных активизаторов.
В качестве щелочных активизаторов используют: известь (2...5 % от массы ангидрита), обожженный доломит (3...8 %), основной доменный шлак (10...15 %), а сульфатных активизаторов — бисульфат и сульфат натрия (0,6 %), железный или медный купорос (9 %), сульфат алюминия или алюминиевые квасцы (2 %). Сульфаты могут вводиться в состав цемента не только при его помоле, но и путем затворения растворами этих солей.
Необходимость введения активизаторов обусловлена тем, что в результате обжига при температуре выше 400°С гипс переходит в так называемый нерастворимый («намертво обожженный») ангидрит CaSO4, который медленно или совсем не схватывается и не твердеет. В присутствии воды и активизатора твердения CaSO4 образует неустойчивый сложный гидрат вида (активизатор)тСа8О4пН2О, распадающийся в дальнейшем на (активизатор)рН2О и m(CaSO4-2H2O).
Ангидритовый цемент характеризуется истинной плотностью 2800...2900 кг/м3, насыпной плотностью в рыхлом состоянии
84
850... 1100 кг/м3, а в уплотненном — 1200... 1500 кг/м3. Тонкость помола вяжущего должна соответствовать остатку на сите с размерами ячеек 0,008 мм не более 15 %. Количество воды, необходимое для получения цементного теста нормальной густоты, составляет 30.. .40 %. Начало схватывания ангидритового цемента — не ранее 30 мин, конец — не позднее 24 ч.
Ангидритовый цемент имеет марки 50, 100, 150 и 200, характеризующие предел прочности при сжатии (кгс/см2) образцов из раствора с нормальным песком состава 1:3, жесткой консистенции, высушенных до постоянной массы.
Эстрихгипс — высокообжиговое гипсовое вяжущее вещество, получаемое из природного гипса или ангидрита путем обжига при температуре 800... 1100 °C и последующего помола в тонкий порошок.
При обжиге происходит частичная термическая диссоциация сернокислого кальция: 2CaSO4 -> 2СаО + 2SO2 + О2, т.е. с образованием свободного оксида кальция при 800° С — около 3 %, при 1100 ° С — около 7 %. При затворении эстрихгипса водой оксид кальция играет роль активизатора твердения теста.
При твердении эстрихгипса безводный сульфат кальция переходит в двуводный. Гидратация протекает медленно в течение нескольких месяцев. Оксид кальция переходит в гидроксид, часть его может взаимодействовать с CaSO4, давая комплексные новообразования, а другая часть под действием углекислоты воздуха переходит в карбонат кальция.
Плотность эстрихгипса: истинная — 2800...3000 кг/м3, средняя в рыхлом состоянии — 900... 1200 кг/м3, в уплотненном — 1300...1700 кг/м3. Тонкость помола — остаток на сите с размерами ячеек 0,2 мм не более 5 %. Водопотребность эстрихгипса — 30.. .35 %. Он медленно схватывается и твердеет: начало схватывания — не ранее 2 ч, конец — обычно через 8...12 ч. В период схватывания тесто из эстрихгипса можно уплотнять, что способствует увеличению прочности более чем на 25 %, а также твердости.
В зависимости от предела прочности при сжатии (кгс/см2) высушенных до постоянной массы образцов из теста нормальной густоты (без песка) в возрасте 1 сут. и 28 сут. установлено три марки эстрихгипса: 100, 150 и 200.
Затвердевший гипсовый камень из эстрихгипса отличается высо
85
ким сопротивлением к истиранию. Коэффициент истираемости составляет 0,04...0,06 кг/м2 истираемой поверхности, т.е. гораздо выше, чем у керамической плитки.
Изделия из эстрихгипса характеризуются небольшой тепло- и звукопроводностью, однако по сравнению с изделиями из низкообжиговых гипсовых вяжущих веществ отличаются высокой морозостойкостью, повышенной водостойкостью и меньшей склонностью к пластическим деформациям.
2.5.	Смешанные гипсовые вяжущие
Гипсоизвестковое вяжущее, предложенное А.В. Волженским, представляет собой сухую смесь, получаемую дегидратацией двуводного гипса за счет тепла гашения извести. При этом известь гасится, поглощая воду, выделяющуюся из двуводного гипса:
2(CaSO4-2H2O) +ЗСаО = 2(CaSO40,5H2O) + ЗСа(ОН)2 + Q
Теоретически при этой реакции материалы могут нагреваться до 300 °C. Практически же дегидратацию следует проводить при 140...160 °C, что достигается выбором соотношения между исходными материалами (50...70 % гипсового камня и 50...30 % негашеной извести).
При производстве гипсоизвестковых сухих смесей измельчение исходных компонентов производят в щековых или молотковых дробилках до кусков размером 5... 10 мм, а затем осуществляют их совместный или раздельный помол в шаровой мельнице до остатка на сите с размерами ячеек 0,2 мм не более 5... 10 %. Приготовленную смесь направляют в термоизолированный реактор, где происходит реакция между известью и гипсом.
Гипсоизвестковое вяжущее при затворении водой схватывается через 10...20 мин. Оно применяется для изготовления низкомарочных строительных растворов и бетонов.
Для производства гипсоизвесткового вяжущего целесообразно использовать сульфатные отходы промышленности, в частности фосфогипс. В этом случае исключаются затраты топлива не только на дегидратацию двуводного сульфата кальция, но и на удаление из отходов механически примешанной воды, которое происходит за счет тепла гашения извести.
86
С целью повышения прочности и водостойкости гипсоизвестковых смесей рекомендуется применять различные пуццолановые добавки.
Гипсоцементно-пуццолановое вяжущее (ГЦПВ), разработанное А.В. Волженским с сотрудниками, получают путем смешивания по-луводного гипса, портландцемента и пуццолановой добавки в оптимальных количествах, определяемых расчетным или опытным способом.
В строительной практике используют ГЦПВ следующего состава, % по массе: полуводный гипс — 50...75; портландцемент — 15...25; пуццолановая добавка активностью не менее 200 мг/г (по поглощению оксида кальция) — 10...25.
ГЦПВ, как и исходный гипс, обладает короткими сроками схватывания, но затвердевший камень на его основе обладает высокой водостойкостью за счет образующихся при гидратации портландцемента малорастворимых гидросиликатов кальция.
Необходимость введения пуццолановых добавок обусловлена способностью содержащегося в них активного кремнезема SiO2 связывать часть гидроксида кальция Са(ОН)2, образующегося при гидратации алита, в низкоосновные гидросиликаты кальция. В этом случае в тестообразной смеси гипса с портландцементом понижается концентрация Са(ОН)2, что способствует образованию вместо высокоосновного гидроалюмината кальция ЗСаОА12О36Н2О его низкоосновной формы 2СаОА12О3-8Н2О.
В итоге при длительном твердении вместо высокосульфатной формы гидросульфоалюмината кальция 3CaOAl2O3-3CaSO4-31H2O (эттрингита) образуется моносульфатная — 3CaOAl2O3CaSO4- 12Н,О, что предотвращает возникновение вредных напряжений в затвердевшем камне и обеспечивает полную устойчивость системы во времени.
В качестве пуццолановых добавок используют трепел, диатомит, вулканический пепел, туф, трассы, золы и шлаки от сжигания топлива, горелые породы и т.п. Вместо портландцемента целесообразнее использовать пуццолановый портландцемент, а также шлакопорт-ландцемент.
ГЦПВ характеризуется следующими свойствами: тонкостью помола — остаток на сите с размерами ячеек 0,2 мм не более 15 %; сроками схватывания — начало не ранее 4 мин; конец не позднее
87
20 мин; пределом прочности образцов из теста нормальной густоты на основе полуводного гипса а-модификации — 20...30 МПа, р-мо-дификации — 100... 150 МПа; коэффициентом размягчения не менее 0,65.
Близкими к ГЦПВ свойствами характеризуются гипсошлакоце-ментно-пуццолановые (ГШЦП) и гипсоизвестково-шлаковые (ГИШВ) вяжущие.
ГЦПВ и ГИШВ применяются для изготовления санитарных кабин и ванных комнат, вентиляционных блоков, устройства оснований под полы в жилищном строительстве.
3.	Изделия на основе гипсовых вяжущих веществ
Гипсовые вяжущие вещества отличаются от всех известных минеральных вяжущих веществ быстрым твердением, хорошими формовочными свойствами и наибольшей экономичностью. Это позволяет сравнительно просто и в короткие сроки производить на их основе различные виды перспективных изделий для сборного строительства, характеризующихся сравнительно невысокой плотностью (800... 1500 кг/м3), достаточной прочностью, хорошими акустическими и теплофизическими свойствами.
В каждом строящемся здании наиболее дорогостоящими, трудо-и материалоемкими, а также тяжелыми конструкциями являются стены и перегородки. Стоимость перегородок может составлять до 15 %, а стен — до 35 % общей стоимости здания. Поэтому использование в этих целях гипсовых и гипсобетонных изделий представляется наиболее перспективным.
Для изготовления гипсовых изделий в основном используют низкообжиговые гипсовые вяжущие вещества, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 125, марок Г-2...Г-7, всех сроков твердения и степеней помола. Получаемые изделия характеризуются низкой водостойкостью, поэтому их разрешается использовать в зданиях с сухим и нормальным режимом помещений по СНиП П-3-79.
Эффективным методом увеличения водостойкости гипсовых изделий является применение для их изготовления смешанного гипсо-
88
цементно-пуццоланового вяжущего. Благодаря этому стало возможно производство стеновых блоков и панелей, оснований под полы, панелей для ванных комнат и других строительных изделий и конструкций.
Безобжиговые и высокообжиговые гипсовые вяжущие вещества в настоящее время имеют ограниченное применение для производства гипсовых и гипсобетонных строительных изделий.
Использование в составе гипсобетонной смеси заполнителей неорганического или органического происхождения позволяет сэкономить до 40 % вяжущего, что значительно снижает себестоимость изделий. Кроме того, применение заполнителей позволяет получать изделия с заданными средней плотностью, теплопроводностью, гвоздимостью и другими свойствами. К неорганическим заполнителям относят топливные и металлургические шлаки, песок, щебень и гравий из плотных горных пород, а также искусственные пористые заполнители. В качестве органических заполнителей чаще всего используют опилки любых древесных пород, а также древесную шерсть и муку, льняные очесы, отходы целлюлозы и т. п. Применяемые опилки должны иметь влажность не более 20 %, насыпную плотность 150...250 кг/м3 и крупность 2...5 мм.
Вода, используемая для приготовления гипсовой или гипсобетонной смеси, должна удовлетворять следующим требованиям: содержание ионов натрия и калия — не более 15 мг/л; содержание ионов хлора — не более 30 мг/л; водородный показатель pH — 6,5...7,5.
Роль арматуры могут выполнять органические волокна, равномерно распределенные в самой формовочной массе, или армирующие материалы, являющиеся частями конструкции самого изделия (картонная оболочка в гипсокартонных листах, деревянный каркас из реек в перегородочных панелях). Стальная арматура в гипсовых изделиях корродирует, поэтому ее применяют редко и тщательно защищают от коррозии специальными покрытиями.
В производстве гипсовых изделий широко применяют добавки, регулирующие скорость твердения гипса. По классификации, предложенной Б.В. Ратиновым и Т.П. Розенберг, добавки, регулирующие сроки схватывания, подразделяются на пять классов (табл. 7).
89
Таблица 7
Добавки, регулирующие сроки схватывания гипсовых смесей
Класс	Характеристика добавок	Основные добавки	Эффект
I	Сильные и слабые электролиты и неэлектролиты, изменяющие раствори-мость полугидрата и дигидрата и не взаимодействующие с ними с образованием труднорастворимых пле-нок на поверхности зерен	Сильные электролиты, не имеющие одноименных с гипсом ионов: NaCI, КС1, KNO3, NaNOj и др.	Ускорение или замедление схватывания в зависимости от концентрации, вследствие увеличения или уменьшения растворимости гипса. В произ-водстве сильные электролиты обычно применяются в небольших дозировках, при которых они являются хорошими ускорителями схватывания
		Сильные электролиты, имеющие одноименный с гипсом ион: Na2SO4, K.2SO4 и др.	
		Слабые электролиты и неэлектролиты: аммиак, этиловый спирт и др.	Понижают растворимость гипса и вызывают некоторое замедление процессов твердения
II	Центры кристаллизации	CaSO4-2H2O (молотый гипсовый камень или вторичный дигидрат, полученный измельчением высушенного схватившегося гипса)	Активный ускоритель схватывания. При возрастании концентрации до допустимого предела эффект сильно повышается
III	Поверхностноактивные соединения, адсорбирующиеся на полугидрате и дигидрате и замедляющие образование зародышей кристаллизации	Известково-клеевой замедлитель (кератиновый), сульфитно-спиртовая барда (ССБ) и др.	Замедление, усиливающееся при повышении концентрации добавки
IV	Вещества, образующие на зернах полугидрата и дигидрата труднорастворимые пленки	Фосфаты и бораты щелочных металлов, бура, борная кислота и др.	То же
V	Вещества, представляющие собой комбинацию добавок классов I...IV	Например, CaSO4'2H2O+NaCl+CCB	Замедление начальных сроков схватывания с последующим ускорением процесса гидратации
90
С целью уменьшения плотности гипсовых изделий и расхода вяжущего в процессе подготовки гипсового теста иногда добавляют пену и газообразующие добавки, получая пеногипсовые и газогипсовые изделия плотностью 300...800 кг/м3. Для производства таких изделий предпочтительно использовать гипсовые вяжущие марок Г-10...Г-25, тонкого помола, нормально- и медленнотвердеющие. Пену получают с помощью различных гидрофильных или гидрофобных поверхностно-активных веществ. Для повышения физико-механических характеристик пеногипсовых изделий в состав формовочной массы целесообразно вводить известь в сочетании с кремнеземистыми компонентами.
Производство газогипса осуществляют за счет поризации гипсового теста углекислым газом, выделяющимся в результате химической реакции между вводимыми карбонатными наполнителями и добавками кислот. В этих целях используют сильные кислоты (H2SO4, НС1 и т.д.) и их соли, а также кислоты средней силы (щавелевую, сульфосалициловую и др.). В качестве наполнителей применяют тонкомолотый известняк, доломит, карбонатсодержащие отходы различных производств и др.
Технология производства гипсовых изделий состоит из следующих операций: дозирование всех составляющих смеси; приготовление гипсобетонной смеси, формование изделий, быстрая распалубка, сушка изделий дымовыми газами или нагретым воздухом для повышения прочности.
Существует несколько методов формования гипсовых изделий.
По методу литья изделия формуют из гипсовой массы жидкой консистенции при содержании 50...70 % воды от массы гипса. Гипсовый раствор заливают в формы, никакого специального уплотнения не производят и после схватывания отлитые изделия освобождают из форм. Полученные изделия требуют длительной сушки. Метод литья применяют преимущественно при изготовлении штучных изделий (перегородочные плиты, блоки) из чистого гипса или при ограниченном содержании заполнителя.
Для изготовления других видов изделий чаще всего применяют жесткие и полужесткие гипсобетонные массы, обладающие малой подвижностью. При использовании таких масс требуются другие методы формования — вибрация, прессование, прокат.
Метод вибрации используют, когда изделия формуют из гипсового раствора с небольшим содержанием воды. Этим густым раство
91
ром заполняют формы, которые затем вибрируют на виброплощадке или производят уплотнение массы поверхностным вибратором. При изготовлении изделий из чистого гипса расход воды составляет 35.. .40 % от его массы, а для получения гипсобетонных смесей — 45...50 %.
При изготовлении гипсовых изделий методом проката обычно используют смесь гипсового вяжущего, опилок и песка в соотношении 1:1:1 по массе. Влажность формовочной смеси составляет порядка 10%. Изделия характеризуются средней плотностью 900... 1400 кг/м3 и пределом прочности при сжатии 4...5 МПа.
Метод прессования в настоящее время редко применяют в производстве гипсовых изделий. Изделия по этому способу формуют из слегка увлажненного пресс-порошка на специальных прессах под высоким давлением (5...40 МПа). Количество воды в этом случае превышает необходимое для перехода полугидрата в двуводный гипс всего лишь на 2...3 %, т.е. составляет 19...23 % от массы гипсового вяжущего. При этом методе резко повышается расход гипса, зато изделия обладают большой прочностью (50...60 МПа) и отпадает необходимость их сушки.
В соответствии с требованиями государственных стандартов гипсовые предприятия выпускают следующие виды изделий-, листы гипсокартонные и гипсоволокнистые, гипсобетонные панели и гипсовые плиты для перегородок.
Гипсокартонные листы (ГОСТ 6266) — листовые изделия, состоящие из несгораемого гипсового сердечника, все плоскости которого, кроме торцевых кромок, облицованы картоном, прочно приклеенным к сердечнику.
Гипсокартонные листы (ГКЛ) предназначены для отделки стен, устройства перегородок, подвесных потолков, огнезащиты конструкций, изготовления декоративных и звукопоглощающих изделий.
В зависимости от свойств и области применения различают четыре вида изделий: ГКЛ — обычные; ГКЛВ — влагостойкие; ГКЛО — с повышенной сопротивляемостью воздействию открытого пламени; ГКЛВО — влагостойкие с повышенной сопротивляемостью воздействию открытого пламени. По внешнему виду и точности изготовления гипсокартонные листы подразделяют на две группы: А и Б. Номенклатура гипсокартонных листов представлена в табл. 8.
Гипсокартонные листы по форме кромки по длинной (продольной) стороне подразделяют на пять типов (табл. 9).
92
Таблица 8
Номенклатура гипсокартонных листов
Вид листа	Размер листа, мм			Предельные отклонения от номинальных размеров для листов группы, мм						Масса 1 м2 листа, кг
	Толщина, h	Ширина, b	Длина, 1	А			Б			
				по длине	по ширине	по толщине	по длине	по ширине	по толщине	
гкл	6,5 8,0 9,5 12,5 14,0 16,0	600; 1200	2000... ...4000 с шагом 50 мм	0...-5	0...-5	± 0,5	±8	0...-5	±0,5	<1,00 h
	18,0 20,0 24,0					± 0,9			±0,9	
гклв гкло гклво	То же			То же			То же			0,8h...l,06h
Таблица 9
Типы продольных кромок гипсокартонных листов
Эскиз кромки	Тип кромки	Маркировка	Эскиз кромки			Тип кромки	Маркировка
Л.->	‘‘^1	Прямая	ПК	* с г 01 40-60* g		5 4 0 i	Утоненная с лицевой стороны	УК
	Полукруглая с лицевой стороны	плк					
			* О сч 00			Полукруглая и утоненная с лицевой стороны	ШТУК
	Закругленная	зк		40-60*			
Примечание: * Размеры приведены как справочные и не являются браковочным признаком.
Гипсокартонные листы относятся к группе горючести Г-1 (по ГОСТ 30244), к группе воспламеняемости В2 (по ГОСТ 30402), к группе дымообразующей способности Д1 (по ГОСТ 12.1.044), к группе токсичности Т1 (по ГОСТ 12.1.044).
Разрушающая нагрузка и допускаемый прогиб гипсокартонных листов должны соответствовать данным табл. 10.
Таблица 10
Требования к гипсокартонным листам по прочности
Толщина листов, мм	Разрушающая нагрузка для образцов, Н (кге), не менее		Прогиб для образцов, мм, не более	
	продольных	поперечных	продольных	поперечных
До 10,0 включ.	450 (45)	150(15)	—	—
Св. 10 до 18,0 включ.	600 (50)	180(18)	0,8	1,0
Св. 18,0	500 (60)	—	—	—
Водопоглощение листов ГКЛВ и ГКЛВО не должно превышать 10 %.
Листы имеют прямоугольную форму в плане. Отклонение от прямоугольное™ не должно быть более 3 мм для листов группы А и 8 мм — для листов группы Б.
Для листов группы А не допускаются повреждения углов и продольных кромок. Для листов группы Б допускаются малозначительные дефекты: не более 2 повреждений углов, с длиной наибольшего катета до 20 мм, и не более 2 повреждений продольных кромок длиной до 20 мм и глубиной до 5 мм.
Условное обозначение листов должно состоять из буквенного обозначения вида листа; обозначения группы листа; обозначения типа продольных кромок листов, цифр, выражающих номинальную длину, ширину и толщину листа в миллиметрах; номера ГОСТ 6266. Пример условного обозначения обычного гипсокартонного листа группы А с утоненными с лицевой стороны кромками длиной 3000 мм, шириной 1200 мм и толщиной 12,5 мм: ГКЛ-А-УК-ЗОООх 1200x12.5 ГОСТ 6266-97.
Плиты гипсовые для перегородок (ГОСТ 6428) изготавливают из гипсового вяжущего с минеральными или органическими заполни-
95
Рис. 1. Внешний вид плит гипсовых для перегородок
26(36)
28
26(36)
телями или без заполнителей в виде прямоугольного параллелепипеда с пазами и выступами (пазогребневые).
Внешний вид плит, их размеры и предельные отклонения от этих размеров представлены на рис. 1 и в табл. 11.
Таблица 11
Линейные размеры плит гипсовых для перегородок
Размер плит, мм			Предельные отклонения размеров для плит, мм					
Длина 1	Ширина b	Толщина h	высшей категории качества			первой категории качества		
			по длине	по ширине	по толщине	по длине	по ширине	ПО толщине
667 900 800 600	500 300 400 300	100; 80	±2	±1	±0,5	±3	±2	±1
Лицевые поверхности плит должны быть ровными, гладкими и не иметь жировых и других пятен. Отклонения от перпендикулярности смежных граней и от плоскостности лицевой поверхности, а
96
также отбитости углов и ребер не должны быть более указанных в табл. 12.
Таблица 12
Показатели внешнего вида плит гипсовых для перегородок
Наименование показателей	Допускаемые предельные отклонения для плит	
	высшей категории качества	первой категории качества
Отклонение от перпендикулярности смежных граней, мм, не более	2	2
Отклонение от плоскостности лицевой поверхности плит, мм, не более	0,5	2
Отбитость углов и ребер длиной не более 25 мм на одной плите, шт., не более	Не допускается	2
Прочность плит определяется пределом прочности при сжатии и изгибе образцов-балочек, размером 4x4x16 см, значение которого должно быть не менее указанного в табл. 13.
Т аблица 1 3
Требования к прочности плит гипсовых для перегородок
Предел прочности образцов-балочек, МПа (кгс/см2)			
при сжатии		при изгибе	
в возрасте 2 ч	высушенных до постоянной массы	в возрасте 2 ч	высушенных до постоянной массы
3,5 (35)	5,0 (50)	1,7(17)	2,4 (24)
Плотность плит определяется плотностью образцов-балочек, высушенных до постоянной массы, которая должна быть не более 1100 кг/м3 для высшей категории качества и 1350 кг/м3 для первой категории качества. Отпускная влажность плит по массе не должна превышать 12 %.
Условное обозначение плит должно состоять из сокращенного наименования продукции, типа, цифр, обозначающих размеры плит в мм и обозначения стандарта. Пример условного обозначения для плит пазогребневых длиной 667 мм, шириной 500 мм, толщиной 80 мм: ПлГ-667х500х80 ГОСТ 6428-83.
С гротельные .мшериалы
97
До 01.01.1998 г. по ГОСТ 6428-83 разрешалось наряду с пазогребневыми изделиями выпускать пазовые гипсовые плиты для перегородок (без выступов). В настоящее время ряд гипсовых предприятий продолжают выпускать пазовые плиты в соответствии с требованиями местных технических условий.
Панели гипсобетонные (ГОСТ 9574) предназначены для устройства ненесущих перегородок в зданиях различного назначения с сухим, нормальным, влажным и мокрым режимом помещений. Их изготавливают в соответствии с требованиями ГОСТ 9574 из бетонов на гипсовых вяжущих (включая гипсоцементно-пуццолановые, гип-соизвестково-шлаковые, гипсо-шлаковые и т.п.). Панели армируют каркасами, состоящими из спаренных деревянных брусков, образующих обвязки по контуру панелей и проемов и скрепленных деревянными рейками.
Гипсобетонные панели подразделяют в зависимости от конструктивного решения на типы: ПГ — без проемов, ПГП — с проемами, ПГВ — с вырезами.
Панели имеют отверстия для пропуска инженерных коммуникаций, замоноличенные трубки, каналы, штрабы или пазы для скрытой электропроводки, гнезда и закладные цилиндры для ответвительных коробок, выключателей и штепсельных розеток, если это предусмотрено проектом конкретного здания.
Форма и размер панелей, а также прочность гипсобетона должны соответствовать значенйям, указанным в рабочих чертежах. При этом марка гипсобетона панелей должна быть не менее М50.
Средняя плотность бетона панелей в сухом состоянии должна быть не менее 1100 и не более 1500 кг/м3.
Влажность (по массе) бетона при отпуске панелей потребителю не должна превышать 12 % для бетона на гипсовом вяжущем и 14 % для бетона на гипсоцементно-пуццолановом, гипсоизвестково-шла-ковом и гипсошлаковом вяжущем.
Панели имеют стальные монтажные петли, изготовляемые из стержневой гладкой горячекатаной арматурной стали, или периодического профиля, заделываемые на всю высоту панели. По согласованию с потребителем допускается изготовление панелей без петель.
Отклонения от геометрических параметров панелей не должны превышать значений, указанных в табл. 14.
98
Таблица 14
Допустимые отклонения от геометрических параметров панелей
Параметры	Предельное отклонение, мм
Длина панели: — до 4 м включительно — свыше 4 м	+8... -16 +10...-20
Высота панели	+5...-15
Толщина панели	±5
Высота и ширина проема, выреза	±10
Размеры, определяющие положение: — проемов, вырезов, отверстий (для пропуска инженерных коммуникаций) — замоноличенных трубок, каналов, штраб или пазов для скрытой электропроводки, гнезд и закладных цилиндров для ответвительных коробок, выключателей, розеток, углублений и прорезей для закрепления захватных устройств — монтажных петель	±10 ±40 ±50
Прямолинейность профиля бетонных поверхностей панелей на любом участке длиной 1,6 м	3
Разность длин диагоналей бетонных поверхностей панелей длиной: —	до 4 м включительно —	свыше 4 м —	проемов, вырезов	16 20 10
Лицевые поверхности панелей должны быть подготовлены под оклейку обоями и не иметь трещин, за исключением поверхностных, ширина которых не должна превышать 0,5 мм; раковин диаметром или наибольшим размером 15 мм; местных наплывов и впадин высотой (глубиной) более 2 мм. Допускаются отдельные (не более 2 шт. на 1 м2 поверхности) раковины диаметром или наибольшим размером не более 20 мм.
Ребра панелей не должны иметь околов гипсобетона глубиной более 10 мм, суммарная длина околов на 1 м ребра не должна превышать 100 мм.
Условные обозначения (марки) панелей соответствуют требованиям ГОСТ 23009. Марка панели состоит из буквенно-цифровых групп, разделенных дефисами.
Первая группа содержит обозначение типа панели и ее габаритные размеры: длину и высоту в дециметрах с округлением значений до
99
целого числа и толщину в сантиметрах. Вторая группа содержит марку бетона по прочности на сжатие и обозначение вида вяжущего (Г— гипсовое, ГЦ — гипсоцементно-пуццолановое, ГИ — гипсоизвестковошлаковое, ГШ — гипсошлаковое). В случаях, предусмотренных рабочими чертежами, марка панели может иметь третью группу, содержащую обозначения ее дополнительных характеристик.
Пример условного обозначения (марки) панели без проемов длиной 5960 мм, высотой 2740 мм, толщиной 80 мм, из бетона марки М50 на гипсовом вяжущем: ПГ60.27.8-50Г.
Гипсоволокнистые листы (ГОСТ Р 51829) — листовые изделия, получаемые из гипсового вяжущего и целлюлозного волокна (в том числе распушонной макулатуры).
Гипсоволокнистые листы (ГВЛ) предназначены для устройства межкомнатных перегородок, подвесных потолков и внутренней облицовки стен, устройства оснований под покрытие пола, использования для облицовки конструкций с целью повышения их предела огнестойкости.
В зависимости от свойств гипсоволокнистые листы подразделяют на два вида: ГВЛ — обычные, применяемые преимущественно для внутренней отделки зданий и помещений с сухим и нормальным влажностными режимами, и ГВЛВ — влагостойкие, лицевая и тыльная поверхности которых обладают повышенным сопротивлением проникновению влаги. Поверхностное водопоглощение листов ГВЛВ должно быть не более 1,0 кг/м2.
Номенклатура гипсоволокнистых листов представлена в табл. 15.
Таблица 15
Номенклатура гипсоволокнистых листов
Размер листа, мм			Предельное отклонение, мм			Масса 1 м2 листа, кг
Длина L	Ширина В	Толщина h	ПО длине	ПО ширине	ПО толщине	
1500	500; 1000	10,0; 12,5; 15,0; 18,0; 20,0	0 ...-3	0 ...-3	—	l,05h...l,25h
2000						
2500	1200		0...-5	0...-4	±3	
2700						
3000						
Продольные кромки листов по форме подразделяют на типы, приведенные на рис. 2, а, б. Размеры приведены как справочные и не являются браковочным признаком.
100
б
Рис. 2. Типы листов по кромке: а — прямая кромка (ПК); б — фальцевая кромка (ФК)
Гипсоволокнистые листы относятся к группе горючести Г1 (по ГОСТ 30244), к группе воспламеняемости В1 (по ГОСТ 30402), к группе дымообразующей способности Д1 (по ГОСТ 12.1.044) и группе токсичности Т1 (по ГОСТ 12.1.044).
Листы имеют прямоугольную форму. Отклонение от прямоуголь-ности должно быть не более 4 мм. На лицевой поверхности листов не должно быть масляных пятен, задиров, налипов, не допускаются отпечатки толкателей центрирующих устройств штабелеформирующей машины.
Гипсоволокнистые листы характеризуются пределом прочности при изгибе трех образцов, длиной (400±5) мм и шириной (300+5) мм, вырезанных на расстоянии не менее 100 мм от кромок листов, отобранных для контроля. Значение предела прочности при изгибе серии образцов должно быть не менее указанного в табл. 16. При этом отклонение минимального значения прочности отдельного образца от требований табл. 16 должно быть не более 10%.
Таблица 16
Требования к гипсоволокнистым листам по прочности
Номинальная толщина листа, мм	Предел прочности при изгибе образцов, МПа
До 10,0 включ.	6,0
Свыше 10,0 до 12,5 включ.	5,5
Свыше 12,5 до 15,0 включ.	5,0
Свыше 15,0 до 12,0 включ.	4,8
Свыше 18,0 до 20,0 включ.	4,5
Свыше 20,0 включ.	4,3
101
Твердость лицевой поверхности гипсоволокнистых листов должна быть не менее 20 МПа. Удельная эффективная активность естественных радионуклидов в гипсоволокнистых листах не должна превышать 370 Бк/кг.
Условное обозначение листов должно состоять из обозначения вида листов; обозначения типа продольных кромок; цифр, обозначающих номинальную длину, ширину и толщину листа в миллиметрах; номера ГОСТ Р 51829. Пример условного обозначения гипсоволокнистого влагостойкого листа с прямыми кромками, длиной 2500 мм, шириной 1200 мм и толщиной 10 мм: ГВЛВ-ПК-2500x1200x10 ГОСТ Р 51829-2001; то же, гипсоволокнистого обычного листа с фальцевой кромкой: ГВЛ-ФК-2500х 1200x10 ГОСТ Р 51829-2001.
Широко используют в строительстве и другие виды гипсовых материалов и изделий, выпускаемых в соответствии с требованиями местных технических условий-.
•Гипсовые блоки (камни), предназначенные для кладки внутренних и наружных стен зданий и изготавливаемые из гипсового или гипсоцементно-пуццоланового вяжущего с минеральными или органическими заполнителями, а также без заполнителей в виде полнотелых или пустотелых прямоугольных параллелепипедов.
•	Плиты гипсовые звукопоглощающие, предназначенные для снижения шума в помещениях, избавления от эффекта «эха» и улучшения восприятия речи.
•	Плиты гипсовые декоративные, применяемые для отделки потолков, перегородок и стен.
•	Панели основания пола, изготавливаемые из гипсобетона на основе гипсоцементно-пуццоланового вяжущего и применяемые при покрытии полов линолеумом, плитными и мастичными материалами.
•	Санитарно-технические кабины и вентиляционные блоки, представляющие собой законченные элементы зданий заводского изготовления.
•	Сухие строительные смеси, предназначенные для оштукатуривания стен и потолков с любым типом поверхности (гипсовой, бетонной, каменной, кирпичной), для подготовки оснований под малярные работы внутри помещений с нормальной влажностью.
102
Литература
Болдырев А.С. идр. Строительные материалы: Справочник / Под ред. А.С. Болдырева, П.П. Золотова. — М.: Стройиздат, 1989. — 567 с.
Волженский А.В., Стамбулко В.И., Ферронская А.В. Гипсоцементно-пуц-цолановые вяжущие, бетоны и изделия. — М.: Стройиздат, 1971. — 318 с.
Волженский А.В., Ферронская А.В. Гипсовые вяжущие и изделия (технология, свойства, применение). — М.: Стройиздат, 1974. — 328 с.
Воробьев Х.С. Гипсовые вяжущие и изделия (Зарубежный опыт). — М.: Стройиздат, 1983. — 200 с.
Гипс: Изготовление и применение гипсовых строительных материалов / Пер. с нем. X. Брюкнер и др. / Под ред. В.Б. Ратинова. — М.: Стройиздат, 1981.-223 с.
Горбовец М.Н. Изготовление гипсобетонных изделий: Учебник для проф.-техн. училищ. — М.: Высшая школа, 1981. — 176 с.
ГОСТ 125 — 79. Вяжущие гипсовые. Технические условия.
ГОСТ Р 51829 — 2001. Листы гипсоволокнистые. Технические условия.
ГОСТ 6266 — 97. Листы гипсокартонные. Технические условия.
ГОСТ 6428 — 83. Плиты гипсовые для перегородок. Технические условия.
ГОСТ 9574 — 90. Панели гипсобетонные для перегородок. Технические условия.
ГОСТ 23789 — 79. Вяжущие гипсовые. Методы испытаний.
ГОСТ 26871 — 86. Материалы вяжущие гипсовые. Правила приемки. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение.
Мак И.Л., Ратинов В.Б., Силенок С.Г. Производство гипса и гипсовых изделий. — М.: Госстройиздат, 1961. — 226 с.
Нагибин Г. В. Технология теплоизоляционных и гипсовых материалов. — М.: Высшая школа, 1973. — 135 с.
Печуро С. С. Производство гипсовых и гипсобетонных изделий и конструкций. — М.: Высшая школа, 1971. — 314 с.
Справочник по производству гипса и гипсовых изделий / Под ред. К.А. Зубарева. — М.: Госстройиздат, 1963. — 336 с.
Ферронская А.В. Долговечность гипсовых материалов, изделий и конструкций. — М.: Стройиздат, 1984. — 210 с.
103
4.	Цементы
Цементом называется гидравлическое вяжущее вещество, получаемое в результате совместного помола клинкера и добавок.
Классификация цементов по основным признакам представлена в табл. 1.
Таблица 1
Классификация цементов
Признак классификации	Виды цементов
По назначению	— общестроительные — специальные
По виду клинкера	На основе клинкера: — портландцементного; —	глиноземистого; —	высокоглиноземистого; —	сульфоалюминатного; — сульфоферритного
По вещественному составу	Чистоклинкерные (бездобавочные). С минеральными добавками
По прочности на сжатие	Цементы классов 22,5; 32,5; 42,5; 52,5 Цементы марок М200, М300, М400, М500, М550, М600 Цементы без нормирования прочности на сжатие
По скорости твердения (только общестроительные)	Нормальнотвердеющие — с нормированием прочности в возрасте 2 (7) и 28 сут. Быстротвердеющие — с нормированием прочности в 2 и 28 сут.
По срокам схватывания	Медленносхватывающиеся — с нормируемым сроком начала схватывания более 2 ч. Нормальносхватывающиеся — с нормируемым сроком начала схватывания от 45 мин до 2 ч. Быстросхватывающиеся — с нормируемым сроком начала схватывания менее 45 мин
Перечень показателей качества цементов по ГОСТ 30515-97 представлен в табл. 2.
104
Таблица 2
Показатели назначения цементов
Показатель, ед. изм.	Вид цемента	Нормативный документ
Прочность на сжатие и (или) изгиб, МПа	Все цементы	ГОСТ 310.4, ГОСТ 30744 (при поставке или сертификации по EN 197-1)
Вещественный состав, %	Все цементы	Методика головной организации
Равномерность изменения объема	Все цементы на основе портландцементного клинкера, кроме тампонажных	ГОСТ 310, ГОСТ 30744 (при поставке или сертификации по EN 197-1)
Самонапряжение, МПа	Напрягающие	ТУ 46854090
Линейное расширение, %	Безусадочные, расширяющиеся, напрягающие	ТУ 46854090, ГОСТ 11052
Тепловыделение, кал/г	Для гидротехнических сооружений	ГОСТ 310.5 -88 (1992)
Водоотделение, % или мл	Для строительных растворов, дорожные, тампонажные	ГОСТ 25328, ГОСТ 310.6-85 (1992)
Содержание оксида магния в клинкере, %	Все цементы на основе портландцементного клинкера	ГОСТ 5382
Содержание оксида серы, %	Все цементы на основе портландцементного клинкера	ГОСТ 5382
Содержание хлор-иона, %	Все цементы на основе портландцементного клинкера	ГОСТ 5382
Содержание шестивалентного хрома, %	Портландцемент для асбестоцементных изделий	ГОСТ 5382
Содержание оксида алюминия, %	Все цементы на основе глиноземистого (высокоглиноземистого) клинкера	ГОСТ 5382
Минералогический состав, %	Сульфатостойкие, тампонажные, цементы для труб, шпал, опор, мостовых конструкций	ГОСТ 22266
Удельная эффективность естественных радионуклидов, Бк/кг	Все цементы	ГОСТ 30108 -94
Сроки схватывания, мин.	Все цементы	ГОСТ 310.3, ГОСТ 30744 (при постав-ке или сертификации по EN 197-1)
Тонкость помола, % (см2/г)	Все цементы	
Нормальная густота (водопотребность), %	Все цементы	
Огнеупорность	Высокоглиноземистые цементы	ГОСТ 4069
105
Кроме указанных в табл. 2 показателей качества, цементы могут дополнительно оцениваться по таким показателям, как гидрофобность, сульфатостойкость, водонепроницаемость, коррозиестойкость и др.
Сведения о нормативной документации по выпускаемым промышленностью цементам представлены в табл. 3.
Таблица 3
Регламентация цементов нормативными документами
Вид клинкера	Вид цемента	Марка (класс)	Нормативный документ
Портландцементами	Портландцемент, портландцемент с минеральными добавками, шлакопортландцемент	мзоо... ...М600	гост 10178-85
	Сульфатостойкий портландцемент, сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками, сульфатостойкий шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент	мзоо... ...М500	ГОСТ 22266-94
	Портландцемент белый	М400, М500	ГОСТ 965-89
	Портландцементы цветные	МЗОО... ...М500	ГОСТ 15825-80
	Цемент для строительных растворов	М200	ГОСТ 25328-82
	Цемент напрягающий	М400, М500	ТУ 46854090
Глиноземистый	Глиноземистый цемент (ГЦ) Высокоглиноземистый цемент I (ВГЦ1) Высокоглиноземистый цемент II (ВГЦII) Высокоглиноземистый цемент III (ВГЦ III)	40; 50; 60 35 25; 35 25	ГОСТ 969-91
	Гипсоглиноземистый расширяющийся	280	ГОСТ 11052-74
4.1.	Цементы на основе портландцементного клинкера
1.	Портландцемент и шлакопортландцемент
Условное обозначение цемента включает:
•	указание наименования цемента — портландцемент, шлакопортландцемент. Допускается сокращенное обозначение наимено
106
вания (за исключением случаев поставки на экспорт) — соответственно ГЩ и ШПЦ;
•	марку цемента;
•	обозначение максимального содержания активных минеральных добавок в портландцементе — ДО, Д5, Д20;
•	обозначение быстротвердеющего цемента (при необходимости) — Б;
•	обозначение пластификации или гидрофобизации цемента (при необходимости) — ПЛ, ГФ;
•	обозначение цемента, полученного на основе клинкера нормированного минералогического состава (при необходимости) — Н;
•	обозначения стандарта — ГОСТ 10178-85.
Пример условного обозначения портландцемента марки 500, с содержанием активной минеральной добавки не более 20%, быстротвердеющего, пластифицированного:
портландцемент 500-Д20-Б-ПЛ ГОСТ 10178-85, или
ПЦ 500-Д20-Б-ПЛ ГОСТ 10178-85.
Пример условного обозначения шлакопортландцемента марки 400: шлакопортландцемент 400 ГОСТ 10178-85,
или
ШПЦ 400 ГОСТ 10178-85.
Классификация по вещественному составу и содержание активных минеральных добавок представлены в табл. 4.
Таблица 4
Классификация цементов
Тип и обозначение цемента		Активные минеральные добавки, % по массе				
		всего	в том числе			
			доменные гранулированные и электротермофос-форные шлаки	осадочного происхождения, кроме глиежа		прочие активные, включая глиеж
Портландцемент ПЦ- ДО		Не допускаются				
Портландцемент с минеральными добавками	ПЦ-Д5	До 5	До 5		До 5	До 5
	ПЦ-Д20, ПЦ- Д20- Б	Св. 5 до 20	Св. 5 до 20		Св. 5 до 10	Св. 5 до 20
Шлакопортландцемент ШПЦ, ШПЦ-Б		Св. 20 до 80	Св. 20 до 80		До Ю	До Ю
При производстве всех типов цементов допускается замена части активных минеральных добавок добавками, ускоряющими тверде
107
ние или повышающими предел прочности без ухудшения других строительно-технических свойств цементов (кренты, сульфоалюминат-ные и сульфоферритные продукты, обожженные алуниты и каолины). Суммарная массовая доля указанных добавок не должна превышать 5% массы цемента. Допускается также для интенсификации процесса помола введение технологических добавок, не ухудшающих качества цемента, в количестве не более 1 %, в том числе органических не более 0,15 % массы цемента.
Для производства цементов должны применяться:
•	портландцементный клинкер — специальный продукт, полученный из смеси минерального сырья, содержащего в основном (95— 97 %): оксиды кальция СаО (63—66 %), кремния SiO2 (21—24 %), алюминия А12О3 (4—8 %) и железа Fe2O3 (2—4 %), посредством высокотемпературного обжига (1450 — 1480°С) в специальных печах. Содержание оксида магния MgO в портландцементом клинкере не должно превышать 5 % по массе. Для отдельных предприятий допускается по специальному разрешению содержание оксида магния MgO не более 6 % при условии обеспечения равномерности изменения объема цемента при испытании в автоклаве. В состав портландцементного клинкера входят следующие основные клинкерные минералы: трехкальциевый силикат 3CaO-SiO2 (C3S) — алит (45—65 %); р — двухкальциевый силикат 2CaOSiO2 (C2S) — белит (15—30 %); алюминаты кальция (3—14 %) представлены в основном трехкальциевым алюминатом ЗСаО • А12О3 (С3А); алю-моферритная фаза (8—18 %) представлена в основном четырехкальциевым алюмоферритом 4СаО • А12О3 • Fe2O3 (C4AF);
•	активные минеральные добавки — шлаки, опоки и др., а также технологические добавки по соответствующей нормативно-технической документации. Содержание добавок должно соответствовать требованиям табл. 4.
•	гипсовый камень по ГОСТ 4013, предназначенный в основном для регулирования сроков схватывания цемента. Допускается применение фосфогипса, борогипса, фторогипса. При этом массовая доля ангидрида серной кислоты SO3 в цементе должна соответствовать требованиям табл. 5.
Марочная прочность цемента устанавливается по результатам определения активности цемента в соответствии с ГОСТ 310.4. Предел прочности цемента при изгибе и сжатии должен соответствовать значениям, приведенным в табл. 6.
108
Таблица 5
Допустимое содержание в цементе ангидрида серной кислоты
Вид цемента	Содержание SO,. % по массе	
	Не менее	Не более
ПЦ 400 - ДО, ПЦ 500 - ДО, ПЦ 300 - Д5, ПЦ 400 - Д5, ПЦ 500 - Д5, ПЦ 300 - Д20, ПЦ 400 - Д20, ПЦ 500 - Д20	1,0	3,5
Таблица 6
Показатели прочности цемента
Вид цемента	Гарантиро-ванная марка	Предел прочности, МПа (кгс/см2)			
		при изгибе в возрасте, сут.		при сжатии в возрасте, сут.	
		3	28	3	28
пц-до, ПЦ-Д5, ПЦ - Д20, ШПЦ	300 400 500 550 600	—	4,4 (45) 5,4 (55) 5,9 (60) 6,1 (62) 6,4 (65)	—	29,4 (300) 39,2 (400) 49,0 (500) 53,9 (550) 58,8 (600)
ПЦ - Д20 Б	400 500	3,9 (40) 4,4 (45)	5,4 (55) 5,9 (60)	24,5 (250) 27,5 (280)	39,2 (400) 49,0 (500)
ШПЦ-Б	400	3,4 (35)	5,4 (55)	21,5 (220)	39,2 (400)
Сведения о некоторых показателях качества цементов представ-
лены в табл. 7.
Таблица 7
Дополнительные показатели качества цементов
Показатель качества	Общестроительные цементы	Цементы специального назначения	
		Вид цемента	Значение показателя
1	2	3	4
Сроки схватывания: — начало (НС) — конец (КС)	Не ранее 45 мин Не позднее 10 ч	Портландцемент для дорожных и аэродромных покрытий; портландцемент для труб	НС не ранее 2 ч НС не ранее 2 ч 15 мин
Тонкость помола (удельная поверхность)	Остаток на сите 008 по ГОСТ 6613 менее 15 %	Портландцемент для дорожных и аэродромных покрытий	Не менее 280 м2/'кг
Пластичность доя пластифицированных цементов	Расплыв стандартного конуса из цементно-песчаного раствора состава 1:3 при водоцементном отношении 0,4 не менее 135 мм		
109
Окончание табл. 7
1	2	1	3	|	4
Гидрофобность	Цемент не впитывает воду в течение 5 мин от момента нанесения капли воды на его поверхность
Нормированный состав клинкера — для цементов с обозначением Н	Содержание трехкальциевого алюмината С;,А в клинкере не более 8 % (либо по согласованию с потребителем)
Эффективность при пропаривании: — 1-я группа — 2-я группа — 3-я группа	Коэффициент эффективности *: более 0,67 0,56 — 0,67 менее 0,56
Примечание. * Отношение активности, полученной при испытаниях после пропаривания по стандартному режиму, к активности в марочном возрасте при нормальных условиях твердения.
4.2.	Цементы сульфатостойкие
Условное обозначение цемента включает:
•	указание вида цемента — сульфатостойкий портландцемент (ССПЦ), сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками; сульфатостойкий шлакопортландцемент (ССШПЦ); пуццолановый портландцемент (ПГЩ). Сокращенное название допускается, за исключением случаев поставок на экспорт;
•	марку цемента;
•	обозначение максимального содержания активных минеральных добавок в портландцементе — ДО, Д5, Д20;
•	обозначение пластификации или гидрофобизации цемента (при необходимости) — ПЛ, ГФ;
•	обозначение стандарта — ГОСТ 22266-94.
Пример условного обозначения сульфатостойкого портландцемента марки 500, с содержанием активной минеральной добавки не более 20%, пластифицированного:
сульфатостойкий портландцемент 500-Д20-ПЛ ГОСТ 22266-94, или
ССПЦ 500-Д20-ПЛ ГОСТ 22266-94.
Пример условного обозначения сульфатостойкого шлакопортланд-цемента марки 400:
сульфатостойкий шлакопортландцемент 400 ГОСТ 22266-94, или
ПО
ССШПЦ 400 ГОСТ 22266-94.
Пример условного обозначения пуццоланового портландцемента марки 300:
пуццолановый портландцемент 300 ГОСТ 22266-94, или
ППЦ 300 ГОСТ 22266-94.
Классификация по вещественному составу и содержание активных минеральных добавок представлены в табл. 8.
Таблица 8
Классификация цементов по вещественному составу
Вид цемента	Содержание добавок, % по массе цемента	
	Гранулированного доменного шлака, электротермофосфор-ного шлака	Пуццоланы
Сульфатостойкий портландцемент	Не допускаются	
Сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками	От 10 до 201	
Сульфатостойкий шла-копортландцемент	От 40 до 602	—
Пуццолановый портландцемент	—	От 20 до 40
Примечания:
1 Допускается замена части шлака пуццоланой или золой (кислой) не более 10 % массы цемента.
2 Допускается смесь шлака и пуццоланы.
При производстве всех типов цементов допускается для интенсификации процесса помола введение технологических добавок, не ухудшающих качества цемента, в количестве не более 1 % массы цемента, а также введение пластифицирующих и гидрофобизирующих добавок в количестве не более 0,3 % массы цемента в пересчете на сухое вещество добавки.
Для производства цементов должны применяться:
•	портландцементный клинкер — специальный продукт, полученный из смеси минерального сырья, содержащего в основном оксиды кальция СаО (60 — 65 %), кремния SiO2 (19 — 24 %), алюминия А12О3 (4 — 6 %) и железа Fe2O3 (3 — 5 %), посредством высокотемпературного обжига (1450 — 1480°С) в специальных печах. Требования к минералогическому составу клинкера представлены в табл. 9;
111
Таблица 9
Требования к минералогическому составу клинкера
Показатель	Значение показателя, % по массе			
	Сульфатостойкий портландцемент	Сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками	Сульфатостойкий шлакопортландцемент	Пуццолано-вый портландцемент
Содержание трехкальциевого силиката C3S (ЗСаО • SiO2)	50		Не нормируется	
Содержание трехкальциевого алюмината С3А (ЗСаО • А120з)	5		8	
Сумма трехкальциевого алюмината С3А (ЗСаО • А12О3) и четырехкальциевого алюмоферрита C4AF (4CaOAl2O3Fe2O3)	22		Не нормируется	
Содержание оксида алюминия А12О3	5			
Содержание оксида магния MgO	5			
•	активные минеральные добавки —- шлаки и пуццоланы, а также технологические добавки по соответствующей нормативнотехнической документации. Содержание добавок должно соответствовать требованиям табл. 8;
•	гипсовый камень по ГОСТ 4013, предназначенный в основном для регулирования сроков схватывания цемента. Допускается применение фосфогипса, борогипса, фторогипса. При этом массовая доля ангидрида серной кислоты SO3 в цементе должна соответствовать требованиям табл. 10.
Таблица 10
Содержание серного ангидрида в цементе
Вид цемента	Содержание SO>. % по массе, не более
Сульфатостойкий портландцемент	3,0
Сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками	3,0
Сульфатостойкий шлакопортландцемент	4,0
Пуццолановый портландцемент	3,5
112
Марочная прочность цемента устанавливается по результатам определения активности цемента в соответствии с ГОСТ 310.4. Предел прочности цемента при изгибе и сжатии должен соответствовать значениям, приведенным в табл. 11 и табл. 6.
Таблица 11
Предел прочности цемента при изгибе и сжатии
Вид цемента	Гарантир о ванная марка	Предел прочности при изгибе в возрасте 28 сут., МПа (кгс/см2)	Предел прочности при сжатии в возрасте 28 сут, МПа (кгс/см2)
Сульфатостойкий портландцемент	400	5,4 (55)	39,2 (400)
Сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками	400 500	5,4 (55) 5,9 (60)	39,2 (400) 49,0 (500)
Сульфатостойкий шлакопортландцемент	300 400	4,4 (45) 5,4 (55)	29,4 (300) 39,2 (400)
Пуццолановый портландцемент	300 400	4,4 (45) 5,4 (55)	29,4 (300) 39,2 (400)
Сведения о некоторых показателях качества сульфатостойких цементов представлены в табл. 12.
Таблица 12
Показатели качества сульфатостойких цементов
Показатель качества	Значение
Сроки схватывания: — начало — конец	Не ранее 45 мин Не позднее 10 ч
Удельная поверхность (тонкость помола )	Не менее 250 м2/кг (для цементов, содержащих добавку осадочного происхождения, остаток на сите 008 по ГОСТ 6613 — менее 15%)
Пластичность для пластифицированных цементов	Расплыв стандартного конуса из цементно-песчаного раствора состава 1:3 или в водоцементном отношении 0,4 не менее 135 мм
Гидрофобность	Цемент не впитывает воду в течение 5 мин от момента нанесения капли воды на его поверхность
Равномерность изменения объема	Обеспечивается при кипячении в воде
113
4.3.	Цемент для строительных растворов
Цемент для строительных растворов представляет собой продукт совместного измельчения портландцементного клинкера, гипсового камня, активных минеральных добавок и добавок-наполнителей. Содержание портландцементного клинкера должно составлять не менее 20% массы цемента. В качестве добавок-наполнителей используются:
•	кварцевый песок с содержанием оксида кремния SiO2 не менее 90%;
•	кристаллический известняк;
•	мрамор;
•	пыль электрофильтров клинкерообжигательных печей.
Остальные материалы — аналогичные используемым при производстве портландцемента с минеральными добавками. Допускается введение до 0,5 % пластифицирующих, до 0,3 % гидрофобизирующих и до 1 % воздухововлекающих добавок от массы цемента, а также до 1 % технологических добавок, не ухудшающих качества цемента.
Свойства цемента для строительных растворов представлены в табл. 13.
Таблица 13
Показатели качества цемента для строительных растворов
Показатель качества	Значение показателя
Предел прочности при сжатии в 28-сут. возрасте, МПа (кгс/см2)	Не менее 19,6 (200)
Сроки схватывания: начало конец	Не ранее 45 мин Не позднее 12 ч
Водоотделение цементного теста при В/Ц = 1,0	Не более 30 % по объему
Тонкость помола	Остаток на сите 008 по ГОСТ 6613 не более 12 %
Содержание ангидрида серной кислоты SO3, %	Не менее 1,5... не более 3,5
Содержание щелочных оксидов, %	Не более 2
Цемент напрягающий
Условное обозначение цемента включает:
•	указание наименования цемента — напрягающий цемент (НЦ);
•	марку цемента по самонапряжению;
•	марку цемента по прочности;
•	обозначения технических условий — ТУ 46854090.
114
Пример условного обозначения напрягающего цемента с величиной самонапряжения в 28 сут. не менее 2,0 МПа, марки 500:
Напрягающий цемент НЦ-20-М500 ТУ 46854090.
Допускается обозначение
НЦ-20-М500 ТУ 46854090.
Показатели качества напрягающего цемента приведены в табл. 14.
Таблица 14
Показатели качества напрягающего цемента
Показатель	Марка цемента по самонапряжению			
	НЦ-10	НЦ-20	нц-зо	НЦ-40
Линейное расширение, %: — не более1 — не менее	1,0 0,2	1,5 0,3	2,0 0,4	2,0 0,5
Самонапряжение, МПа (кг/см2), не менее	0,7 (7)2	2,0 (20)	3,0 (30)	4,0 (40)
Предел прочности при сжатии, МПа (кг/см2), не менее, в возрасте: — 1 сут.: М400 М500 — 28 сут.: М400 М500	15,7(160) 19,6 (200) 39,2 (400) 49,0 (500)			
Продолжительность расширения, сут. — не менее — не более	5 20			
Сроки схватывания: — начало, мин — конец, ч	Не ранее 30 Не позднее 8			
Содержание ангидрида серной кислоты SO3, %: —	не менее —	не более	4,0 6,5			
Содержание оксида алюминия А12О3, %: — не менее — не более	7,0 11,0			
Тонкость помола, м ' кт. не менее остаток на сите 008 по ГОСТ 6613, %, не более	280 10			
Примечания: 1 По требованию заказчика может устанавливаться не более 0,5 %.
2 Допускается не контролировать, если величина свободного расширения соответствует требованиям технических условий.
115
Для производства цементов должны применяться:
•	портландцементами клинкер для производства портландцемента по ГОСТ 10178;
•	гипсовый камень по ГОСТ 4013;
•	шлак доменный гранулированный по ГОСТ 3476;
•	глиноземистый, синтетический известково-глиноземистый шлаки, сульфатированные клинкеры, глины, каолины, алуниты, слюды, сланцы, туфы, диопсиды, попутные продукты глиноземистого производства, шамотная пыль, кренты, золы, отходы топливно-энергетического, керамзитового, металлургического производства, имеющие в своем составе алюминаты кальция с содержанием оксида алюминия А1,О3 не менее 15 %. Допускается вводить в состав напрягающего цемента пластифицирующие и гидрофобизирующие добавки по ГОСТ 24211, а также декстрин по ГОСТ 6034.
Марочная прочность цемента устанавливается по результатам определения активности цемента в соответствии с ГОСТ 310.4.
Показатели самонапряжения и свободного расширения определяются на образцах, изготовленных из цементно-песчаного раствора составом Ц:П = 1:1 по массе с консистенцией, обеспечивающей рас-плыв стандартого конуса на встряхивающем столике в пределах 130— 145 мм.
4.4.	Портландцементы белые
Основные классификационные признаки белых портландцементов представлены в табл. 15.
Таблица 15
Классификационные празнаки белых портландцементов
Признак классификации	Вид цемента
Вещественный состав	Бездобавочный — портландцемент белый; портландцемент белый с добавками (до 20% АМД или добавок-наполнителей)
Белизна	1 -й сорт — коэффициент отражения не менее 80 %; 2-й сорт — то же не менее 75 %; 3-й сорт — то же не менее 70 %
Марка	М400 М500
116
Условное обозначение белых цементов должно включать:
•	наименование цемента — портландцемент белый (допускается ПЦБ);
•	сорт цемента;
•	марку цемента;
•	обозначение максимального содержания добавок в цементе (вид цемента) — ДО, Д20;
•	обозначение пластификации или гидрофобизации — ПЛ, ГФ;
•	обозначение стандарта.
Пример условного обозначения белого портландцемента с добавками, 2-го сорта, марки 400, пластифицированного:
ПЦБ 2-400-Д20-ПЛ ГОСТ 965-89
Требования к вещественному и химическому составу и свойствам цементов представлены в табл. 16.
Т аблица 16
Нормативные показатели качества белых цементов
Показатель качества	Количественное значение	
	ПЦБ ДО	ПЦБ Д20
Содержание активных минеральных добавок (АМД) и добавок-наполнителей	Не допускается	Суммарное — до 20%, в т.ч.: АМД осадочного происхождения — не более 10%, наполнители — не более 10%
Специальные добавки	Не более 2 % массы цемента	
Технологические добавки, не ухудшающие строительнотехнические свойства цементов	Не более 1 % массы цемента, в т. ч. органические — не более 0,15 % массы цемента	
Пластифицирующие или гидро-фобизирующие добавки	Не более 0,5 % массы цемента (по согласованию с потребителем)	
Коэффициент вариации прочности в 28 сут. (по результатам испытаний за квартал)	Не более 7 %	
Содержание ангидрида серной кислоты SO3	Не более 3,5 % по массе	
Содержание оксида магния MgO	Не более 4 % по массе	
Закиси железа FeO	Не более 0,5 % по массе	
Сроки схватывания: — начало — конец	Не ранее 45 мин Не позднее 10 ч	
Тонкость помола	Остаток на сите 008 не более 12 %, удельная поверхность не менее 250 м2/кг	
Признаки ложного схватывания	Не допускаются	
Предел прочности при сжатии, МПа, не менее	39,2 —М400 49,0 — М500	
117
4.5.	Портландцементы цветные
Основные классификационные признаки цветных портландцементов представлены в табл. 17.
Таблица 17
Классификационные признаки цветных цементов
Признак классификации	Вид цемента
Цвет	Красный Желтый Зеленый Голубой Розовый Коричневый Черный
Марка	МЗОО М400 М500
Требования к вещественному и химическому составу и свойствам цементов представлены в табл. 18.
Таблица 18
Качественный состав и свойства цветных цементов
Показатель качества	Количественное значение					
Содержание клинкера	Не менее 80 %					
Содержание активной минеральной добавки	Не более 6 % массы цемента					
Содержание минерального, искусственного, природного или органического пигмента	Не более 15 % массы цемента, органического — не более 0,5 % массы цемента					
Белизна клинкера	Не менее 68 % Для желто-красного и коричневого — не менее 40% Для черного — обычный клинкер					
Содержание специальных добавок	Не более 2 % массы цемента					
Содержание пластифицирующих и гидрофобизирующих добавок	Не более 0,3 % (по согласованию с потребителем)					
Содержание ангидрида серной кислоты SO-,	Не более 3,5 % по массе					
Содержание оксида магния MgO	Не более 5 % по массе					
Содержание свободной извести СаО	Не более 1,5 % по массе					
Сроки схватывания: — начало — конец	Не ранее 45 мин Не позднее 12 ч					
Тонкость помола	Остаток на сите 008 не более 10 %					
Признаки ложного схватывания	Не допускаются					
Коэффициент вариации прочности	Не более 5 % для МЗОО, М400 не более 3 % для М500					
Предел прочности, Мпа, не менее	МЗОО		М400		М500	
	Изгиб	Сжатие	Изгиб	Сжатие	Изгиб	Сжатие
	4,41	29,4	5,4	39,2	5,89	49
118
4.6.	Алюминатные цементы
1.	Алюминатные цементы могут быть глиноземистыми и высокоглиноземистыми .
Условное обозначение цементов включает:
•	указание вида цемента — глиноземистый цемент (ГЦ); высокоглиноземистый цемент I (ВГЦ I); высокоглиноземистый цемент II (ВГЦ II); высокоглиноземистый цемент III (ВГЦ III);
•	марку цемента (только для ГЦ и ВГЦ П);
•	обозначения стандарта — ГОСТ 969-91.
Пример условного обозначения глиноземистого цемента марки 40: Цемент глиноземистый 40 ГОСТ 969-91,
или
ГЦ 40 ГОСТ 969-91.
Содержание оксидов элементов в цементах должно соответствовать данным табл. 19.
Таблица 19
Содержание оксидов в алюминатных цементах
Вид цемента	Содержание оксидов элементов, %						
	AhO,, не менее	СаО*	Fe2O3**	SiO2	MgO	SO3	TiO,*
		Не более					
гц	35	—	—	—	—	—	—
ВГЦ1	60	32	1,0	3,0	1,5	2,0	0,05
ВГЦ II	70	28	1,0	1,5	1,0	2,0	0,05
ВГЦ III	80	18	0,5	0,5	0,5	0,5	0,05
Примечания. * Рекомендуемые значения;
*	* сумма Fe2O3 и FeO, пересчитанная на Fe2O3.
Допускается введение в состав цементов технологических добавок, не ухудшающих их свойства:
•	не более 2 % массы глиноземистых цементов;
•	не более 0,2 % массы высокоглиноземистых цементов.
Показатели качества цементов представлены в табл. 20.
119
Таблица 20
Показатели назначения алюминатных цементов
Показатель	Значение для цемента вида и марки						
	ГЦ			ВГЦ1	ВГЦ И		ВГЦ ш
	40	50	60	35	25	35	25
Предел прочности при сжатии, МПа, не менее в возрасте: — 1 сут. — 3 сут.	22,5 40,0	27,4 50,0	32,4 60,0	35,0	25,0	35,0	25,0
Остаток на сите 008 по ГОСТ 6613, % не более	10	10	10	10	10	10	10
Удельная поверхность, м2/кг, не менее			—			300	300	300	300
Сроки схватывания: — начало, не ранее, мин — конец, не позднее, ч	45 10	45 10	45 10	30 12	30 15	30 15	30 15
Огнеупорность, °C, не менее	—	—	—	1580	1670	1670	1750
2.	Цемент гипсоглиноземистый расширяющийся получается в результате совместного помола высокоглиноземистых ишаков (примерно 70% массы цемента) и гипсового камня. Для облегчения процесса помола допускается введение до 1 % технологических добавок, а также до 1 % от массы цемента специальных добавок, не ухудшающих качество цемента, для регулирования сроков схватывания (табл. 21).
Таблица 21
Показатели назначения гипсоглиноземистого цемента
Показатель	Значение показателя
Предел прочности при сжатии в возрасте 3 сут., МПа, не менее	28
Сроки схватывания: — начало, мин, не ранее — конец, ч, не позднее	10 4
Тонкость помола: остаток на сите 008 по ГОСТ 6613, %, не более	10
Линейное расширение образцов 40x40 х 160 из теста нормальной густоты в возрасте 3 сут., %: — не менее — не более	0,1 0,7
Количество ангидрида серной кислоты, %, не более	17
Равномерность изменения объема	Должна быть обеспечена
Водонепроницаемость: отсутствие признаков фильтрации воды при избыточном давлении 1 МПа через образцы-цилиндры диаметром и высотой 150 мм из цементно-песчаного раствора состава 1:2 через 24 ч	Должна быть обеспечена
120
4.7. Область применения цементов (табл. 22)
Таблица 22
Применение цементов
Вид цемента	Характерные особенности	Рациональная область применения
1	2	3
Цементы на основе портландцементного клинкера		
Портландцемент бездобавоч-ный (ПЦ-ДО)	М550, М600: высокий темп твердения; высокая атмосферостой-кость; высокая морозостойкость; низкая сульфатостойкость; средние деформации усадки	Производство бетонных и железобетонных сборных и монолитных конструкций из бетонов класса В 35 и выше. Не допускается для замены сульфатостойких цементов; для низкотер-мичных бетонов. Не рекомендуется: для производства бетонов классов менее В 30
	М500: средний темп твердения; высокая атмосферостой-кость; высокая морозостойкость; низкая сульфатостойкость; средние деформации усад- ки	Производство бетонных и железобетонных сборных и монолитных конструкций из бетонов класса В 20 — В 30. При введении суперпластификаторов — для любых классов. Не допускается для замены сульфатостойких цементов; для низкотер-мичных бетонов. Не рекомендуется для производства бетонов классов менее В 15
	М400: средний темп твердения; высокая атмосферостой-кость; высокая морозостойкость; низкая или средняя сульфатостойкость; средние деформации усадки	Производство бетонных и железобетонных сборных и монолитных конструкций из бетонов класса В 15 — В 25. При введении суперпластификаторов — до класса В 40. Не допускается для замены сульфатостойких цементов (кроме случаев слабоагрессивных сред). Не рекомендуется для строительных растворов
Портландцемент бездо-бавочныи на основе клинкера нормированного минералогического состава (ПЦ-ДО-Н)	М400, М500: средний темп твердения; высокая атмосферостой-кость; высокая морозостойкость; средняя сульфатостойкость; низкие деформации усадки	Производство бетонов для дорожных и аэродромных покрытий, мостовых конструкций, труб, шпал, опор ЛЭП, оболочек гидросооружений. Возможно применение взамен ПЦ-ДО М400, М500. Не допускается для замены сульфатостойких цементов в условиях средне- и сильноагрессивных сред. Не рекомендуется для строительных растворов
121
Продолжение табл. 22
1	2	3
Портландцемент с минеральными добавками до 5 % (ПЦ-Д5)	М55О, М600: высокий темп твердения; высокая атмосферостой-кость; высокая морозостойкость; низкая сульфатостой-кость; средние деформации усадки	Производство бетонных и железобетонных сборных и монолитных конструкций из бетонов класса В 35 и выше. Не допускается для замены сульфатостойких цементов; для низкотермичных бетонов. Не рекомендуется для производства бетонов классов менее В 30
	М500 средний темп твердения; высокая атмосферостой-кость; высокая морозостойкость; низкая сульфатостой-кость; средние деформации усадки	Производство бетонных и железобетонных сборных и монолитных конструкций из бетонов класса В 20 — В 30. При введении суперпластификаторов — для любых классов. Не допускается для замены сульфатостойких цементов; для низкотермичных бетонов. Не рекомендуется для производства бетонов классов менее В 15
	М400 средний темп твердения; высокая атмосферостой-кость; высокая морозостойкость; низкая или средняя сульфатостойкость; низкие деформации усадки	Производство бетонных и железобетонных сборных и монолитных конструкций из бетонов класса В 15 —В 25. При введении суперпластификаторов — до класса В 40. Не допускается для замены сульфатостойких цементов (кроме случаев слабоагрессивных сред). Не рекомендуется для строительных растворов
Портландцемент с минеральными добавками до 20% (ПЦ-Д20)	М500 средний темп твердения; средняя атмосферостой-кость; средняя морозостойкость; средняя сульфатостойкость; средние или высокие деформации усадки	Производство бетонных и железобетонных сборных и монолитных конструкций из бетонов класса В 20 — В 30. При введении суперпластификаторов — для любых классов. Не допускается для замены сульфатостойких цементов; для низкотермичных бетонов, для бетонов с маркой по морозостойкости F200 и выше без воздухововлекающих добавок. Не рекомендуется для производства бетонов классов менее В 15
	М400: средний темп твердения; средняя атмосферостой-кость; средняя морозостойкость;	Производство бетонных и железобетонных сборных и монолитных конструкций из бетонов класса В 15 — В 25. При введении суперпластификаторов — до класса В 40.
122
Продолжение табл. 22
1	2	3
	средняя сульфатостой-кость; средние или высокие деформации усадки	Не допускается для замены сульфатостойких цементов (кроме случаев слабоагрессивных сред), для бетонов с маркой по морозостойкости F200 и выше без воздухововлекающих добавок. Не рекомендуется для строительных растворов
Портландцемент с минеральными добавками быст-ротвердею-щий (ПЦ-Д20-Б)	М400, М500: высокий темп твердения; средняя атмосферостой-кость; средняя морозостойкость; пониженная сульфато-стойкость; средние или высокие деформации усадки	Производство бетонных и железобетонных сборных изделий повышенной отпускной прочности. Производство монолитных конструкций с быстрым оборотом опалубки. Допускается применение взамен ПЦ-Д5. Не допускается для замены сульфатостойких цементов; для низкотермич-ных бетонов, для бетонов с маркой по морозостойкости F200 и выше без воздухововлекающих добавок. Не рекомендуется для производства бетонов классов менее В 15
Шлакопорт-ландцемент (ШПЦ)	М500: средний темп твердения; средняя атмосферостой-кость; средняя морозостойкость; средняя сульфатостой-кость; средние деформации усадки	Производство бетонных и железобетонных сборных и монолитных конструкций из бетонов класса В 15 — В 30, особенно с применением ТВО. При введении суперпластификаторов — до класса В 40. Не рекомендуется для производства бетонов классов менее В 15, для бетонов с маркой по морозостойкости F200 и выше без воздухововлекающих добавок
	М400: средний темп твердения; средняя атмосферостой-кость; средняя морозостойкость; высокая сульфатостой-кость; высокие деформации усадки	Производство бетонных и железобетонных сборных и монолитных конструкций из бетонов классов до В 25, особенно с применением ТВО. При введении суперпластификаторов — до класса В 35. Для внутренних массивов гидротехнических сооружений (низко-термичные бетоны). Для строительных растворов. Не рекомендуется для бетонов с маркой по морозостойкости F100 и выше без воздухововлекающих добавок, для работы в условиях попеременного увлажнения и высыхания
123
Продолжение табл. 22
1	2	3
	МЗОО: низкий темп твердения; низкая атмосферостой-кость; низкая морозостойкость; высокая сульфатостойкость; высокие деформации усадки	Производство бетонных и железобетонных сборных и монолитных конструкций из бетонов классов до В 20, особенно с применением ТВО. Для внутренних массивов гидротехнических сооружений (низкотермичные бетоны). Для строительных растворов. При содержании С3А в клинкере менее 8 % допускается применение для замены сульфатостойких цементов. Не допускается для бетонов с маркой по морозостойкости более F100. Не рекомендуется для работы в условиях попеременного увлажнения и высыхания
Шлакопортландцемент быстротвер-деющий (ШПЦ-Б)	М400: высокий темп твердения; средняя атмосферостой-кость; средняя морозостойкость; средняя сульфатостойкость; средние деформации усадки	Производство бетонных и железобетонных сборных и монолитных конструкций из бетонов классов до В 25, особенно с применением ТВО. При введении суперпластификаторов - до класса В 35. Для внутренних массивов гидротехнических сооружений (низкотермичные бетоны). Не рекомендуется для бетонов с маркой по морозостойкости F200 и выше без воздухововлекающих добавок, для строительных растворов.
Сульфатостойкий портландцемент (ССПЦ) .	М400: средний темп твердения; высокая атмосферостой-кость; высокая морозостойкость; высокая сульфатостойкость; низкие деформации усадки	Производство бетонных и железобетонных монолитных и сборных конструкций и изделий, работающих в условиях высокоагрессивной среды по содержанию ионов SO43 ; СГ; Mg2’; СО;2 . Для бетонов, работающих в условиях попеременного замораживания-оттаивания, увлажнения и высыхания. Не рекомендуется для бетонов, к которым не предъявляются высокие требования по сульфатостойкости и (или) морозостойкости
124
Продолжение табл. 22
1	2	3
Сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками (ССПЦ-Д20)	М400, М500: средний темп твердения; высокая атмосферостой-кость; средняя морозостойкость; высокая сульфатостой-кость; средние деформации усадки	Производство бетонных и железобетонных монолитных и сборных конструкций и изделий, работающих в условиях высокоагрессивной среды по содержанию ионов SO42 ; СГ; Mg2’; СО22~. Допускается использовать взамен ПЦ-Д20. Не рекомендуется для бетонов с маркой по морозостойкости F200 и выше без воздухововлекающих добавок, для строительных растворов
Сульфатостойкий шлакопортландцемент (ССШПЦ)	МЗОО, М400: низкий темп твердения; средняя атмосферостой-кость; низкая морозостойкость; высокая сульфатостой-кость; высокие деформации усадки	Для подземных и подводных конструкций в сильноагрессивных средах. Не допускается применение в зоне попеременного замораживания-оттаивания, увлажнения - высыхания
Пуццолано-вый портландцемент (ППЦ)	МЗОО, М400: низкий темп твердения; низкая атмосферостой-кость; низкая морозостойкость; высокая сульфатостой-кость; высокие деформации усадки	Для подземных и подводных конструкций в сильноагрессивных средах. Для внутренних массивов гидротехнических сооружений. Не допускается применение в зоне попеременного замораживания - оттаивания, увлажнения-высыхания; для производства изделий и конструкций с применением ТВО
Цемент для строительных растворов	М200: низкий темп твердения; низкая атмосферостой-кость; низкая морозостойкость; высокие деформации усадки	Для строительных растворов и бетонов классов до В 7,5
Цемент напрягающий (НЦ)	НЦ-10: высокий темп твердения; высокая атмосферостой-кость; высокая морозостойкость; средняя сульфатостой-кость; очень низкие деформации усадки	Для бетонов с повышенными требованиями по водонепроницаемости (более W6) и морозостойкости. Для омоноли-чивания стыков. Для быстротвердею-щих бетонов
125
Продолжение табл. 22
1	2	
	НЦ-20: высокий темп твердения; высокая атмосферостой-кость; высокая морозостойкость; средняя сульфатостой-кость; расширяющийся	Для бетонов с повышенными требованиями по водонепроницаемости(более W12) и морозостойкости. Для омоно-личивания стыков. Для быстротвер-деющих бетонов. Не рекомендуется использование для бетонов и строительных растворов общеегрошелыю! о назначения
	ИЦ-30: высокий icMii терпения: высокая шмосферосюй-кошь: высокая моро юс тонкое ы.: средняя сульфатостой-кость; расширяющийся	Для беюнов конструкций с повышенными (реновациями по iрентное!ой- W12) и морозостойкости. Для омоно-личивания стыков. Для быстротвер-деющих бетонов. Для бетонов с нормируемым самонапряжением. Не рекомендуется применение в бетонных конструкциях, использование для бетонов и строительных растворов общестроительного назначения
	НЦ-40: высокий темп твердения; высокая атмосферостой-кость; высокая морозостойкость; средняя сульфатостой-кость; расширяющийся	Дтя бетонов конструкций с повышенными требованиями по трещиностой-кости, водонепроницаемости (более W12) и морозостойкости, для омоно-личивания стыков, для быстротвер-деющих бетонов, для бетонов с нормируемым самонапряжением. Не рекомендуется применение в бе-1ОННЫХ конс!р>кииях. использование для бетонов и строительных растворов обшестроительного назначения
Белые цементы (ПБЦ)	М400, М500 1,2,3-го сорта	Производство декоративных (белых, светлых) бетонов и растворов
Цветные цементы	МЗОО, М400, М500	Производство декоративных бетонов и растворов
Алюминатные цементы		
Глиноземистый цемент (ГЦ)	40, 50, 60 высокий темп твердения; высокая атмосферостой-кость; высокая морозостойкость; высокая сульфатостой-	Быстротвердеющие бетоны при производстве аварийно-восстановительных работ, жаростойкие растворы и бетоны. Не допускается применение в щелочных средах и при температуре в
126
Окончание табл. 22
1	2	3
Высокоглиноземистый цемент (ВГЦ)	Высокий темп твердения; высокая атмосферостой-кость; высокая морозостойкость; высокая сульфатостойкость; высокие деформации усадки	Для жаростойких бетонов Не допускается применение в щелочных средах и при температуре в период твердения выше 20°С.
Гипсоглиноземистый расширяющийся (ГГРЦ)	Высокий темп твердения; средняя атмосферостой-кость; средняя морозостойкость; высокая сульфатостойкость; высокая адгезия к старому бетону; расширяющийся	Изготовление расширяющихся, безусадочных водонепроницаемых бетонов и растворов, применяемых при замоноличивании стыков, конструкций, для гидроизоляции стыков сборной обделки тоннелей, для зачеканки раструбов стыковых соединений труб, при строительстве перемычек в емкостях для хранения топлива и т.п. Не должен применяться при температуре эксплуатации выше 80°С
4.8. Тенденции в области развития нормативной базы цементной промышленности
1.	С 01.03 2002 введен в действие ГОСТ 30744—2001 на испытания цемента, гармонизированный с европейским стандартом EN 196— 1, в котором предусмотрено использование для испытаний поли-фракционного песка по ГОСТ 6139. При замене песка на поли-фракционный фактическая активность цемента повышается ориентировочно на одну марку. Однако испытания активности при В/Ц = 0,5 вместо 0,4 приводят к снижению показателя прочности, так что фактически марка цемента в связи с изменениями в стандартах практически не изменится. ГОСТ 30744 действует параллельно с ГОСТ 310.1—310.4 и должен использоваться при поставках цементов по нормам EN 197—1.
2.	Ожидается утверждение нового стандарта на общестроительные цементы, который будет действовать параллельно с ГОСТ 10178— 85. Проект стандарта предусматривает:
• деление цементов по вещественному составу на пять типов:
—	Цем I — портландцемент;
—	Цем II — портландцемент с минеральными добавками;
—	Цем III — шлакопортландцемент;
—	Цем IV — пуццолановый цемент;
—	Цем V — композитный цемент.
127
•	нормирование прочности только классами по прочности 22,5; 32,5; 42,5; 52,5;
•	нормирование прочности в 2, 7 (для классов 22,5 и 32,5) и 28 сут;
•	изменения в методике определения некоторых показателей назначения в соответствии с нижепредставленной табл. 23.
Указанные изменения в стандартах на цемент способствуют «сближению» показателей качества продукции, производимой в различных странах. Один из ключевых моментов в оценке качества — методики определения показателей качества продукции. Как видно из табл. 23, введение ГОСТ 30744 устанавливает для цементов, производимых отечественной промышленностью, такие же методы оценки показателей качества, какие приняты в странах Европы.
Таблица 23
Методы определения активности цемента по стандартам различных стран мира
Показатель	Страна							
	Россия		Германия	Великобритания	ЕС	США	Япония	Китай
	ГОСТ 310.4	ГОСТ 30744						
В/Ц	0,40*	0,50	0,50	0,40	0,50	0,485	0,65	0.44
Тип песка	Монофрак-ционный	Полифрак-ционный	Поли-фракци-онный	Моно-фракционный	Поли-фракционный	Двуфракционный	Моно-фракционный	Двуфракционный
Размер зерен песка, мм	0,5 — 0,9	0.08—2,0	0,08 — 2,0	0,6 — 0,85	0,08—2,0	0,15 — 0,6	0,1 —0,3	0,25 — 0,65
Соотношение Ц: П	1 :3	1 : 3	I : 3	1 : 3	1 : 3	1 : 2,75	1 : 2	1 : 2,5
Способ уплотнения	Виброплощадка	Встряхив. стол	Встряхив. стол	Виброплощадка	Встряхив. стол	Штыкование	Штыкование	Виброплощадка
Образцы, размер, мм	Балочки 40x40x160	Балочки 40x40x160	Балочки 40x40x160	Кубы 70,7	Балочки 40x40x160	Кубы 50	Балочки 40x40x160	Балочки 40x40x160
Сроки испытаний, сут.	(3); 28	(2,7); 28	(2,7); 28	(3);28	(2,7); 28	(3,7); 28	(3,7): 28	(3,7); 28
Примечание. * Либо подбирается по специальной методике.
Литература
Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества: Учеб, для вузов. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1986. — 446 с.
Рояк С.М., Рояк Г.С. Специальные цементы. — М.: Стройиздат, 1993. -416 с.
Кузнецова Т.В., Талабер Й. Глиноземистый цемент. — М.: Стройиздат, 1988. — 272 с.
Кузнецова Т.В. Алюминатные и сульфоалюминатные цементы. — М.: Стройиздат, 1986. — 208 с.
Михайлов В.В., Литвер С.Л. Расширяющийся и напрягающий цементы и самонапряженные железобетонные конструкции. — М.: Стройиздат, 1974. — 312 с.
Цементные бетоны
1. Бетоны
Бетоном называется искусственный каменный материал, полученный в результате затвердевания рационально подобранной, однородно перемешанной и тщательно уплотненной смеси вяжущего, заполнителей, затворителей и добавок, которая до затвердевания называется бетонной смесью.
Бетоны могут изготавливаться на основе неорганических, органических и органо-минеральных вяжущих и существенно различаться по основным признакам (табл. 1).
Основными нормируемыми и контролируемыми показателями качества бетона являются:
—	класс по прочности на сжатие В (от В 0,5 до В 120);
—	класс по прочности на осевое растяжение Bt (от Bt0,4 до Bt 6) ;
—	марка по морозостойкости F (от F 15 до F 1000);
—	марка по водонепроницаемости W (от W2 до W 20);
—	марка по средней плотности D (от D 200 до D 5000).
Класс бетона по прочности на сжатие соответствует значению Кубиковой прочности бетона на сжатие (в МПа) с обеспеченностью 0,95.
Класс бетона по прочности на осевое растяжение соответствует прочности бетона на осевое растяжение с обеспеченностью 0,95.
Марка бетона по морозостойкости соответствует минимальному числу циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживают бетонные образцы в условиях стандартных испытаний.
Марка бетона по водонепроницаемости соответствует максимальному значению давления воды, которое выдерживают бетонные образцы без фильтрации в условиях стандартных испытаний.
5. Строи гельные материалы
129
Марка бетона по средней плотности соответствует среднему значению объемной массы бетона.
Различают:
•	бетонную смесь — до укладки и уплотнения;
•	свежеуложенный бетон — бетонную смесь, уложенную в форму или опалубку и уплотненную, до периода интенсивного структурообразования бетона;
•	бетон — твердеющий; в марочном возрасте; зрелый. Приведенные градации для бетона достаточно условны.
Таблица 1
Классификация бетонов
Признак классификации	Классификация	Пояснения и количественные характеристики
1	2	3
ГОСТ 25192 - 82		
Основное назначение	конструкционные	
	специальные	—	теплоизоляционные; —	жаростойкие; —	химически стойкие; —	напрягающие; —	декоративные; — радиационно-защитные
Вид вяжущего	цементные	цементные бетоны
	известковые	известковые бетоны, силикатные бетоны
	шлаковые	шлаковые бетоны, шлакозолобетоны, шлакощелочные бетоны
	гипсовые	гипсовые бетоны
	специальные: — полимерные; — полимерцемент-ные; — сера; -—металл	—	бетонополимеры — бетоны на минеральном вяжущем, пропитанные мономером с последующим твердением; —	полимербетоны; —	полимерцементные бетоны; —	серные бетоны; —	метоны
Вид заполнителей	плотные	плотность в куске > 2 г/см3
	пористые	плотность в куске < 2 г/см3
	специальные, в т.н. органические	
130
Окончание табл. 1
1	2	3
Структура	плотная	объем межзерновых пустот < 7 %
	поризованная	объем межзерновых пустот > 7 %
	ячеистая	
	крупнопористая	
Условия твердения	естественные	
	ТВО при атмосферном давлении	
	ТВО при давлении выше атмосферного (автоклавное твердение)	
Расширенная техническая классификация		
Предел прочности при сжатии	низкомарочные	класс до В 12,5 включительно
	рядовые	класс В15 —В35
	высокопрочные	класс В40 и выше
Средняя плотность	особо тяжелые	средняя плотность > 2501 кг/м3
	тяжелые	средняя плотность 2201 — 2500 кг/м3
	облегченные	средняя плотность 1801 —2200 кг/м3
	легкие	средняя плотность 501 — 1800 kt/mj
	особо легкие	средняя плотность < 500 кг/м3
Условия твердения (дополнительно к ГОСТ 25192-82)	нормальные	температура 18 — 22°С, относительная влажность воздуха > 95 %
	зимние	среднесуточная температура ниже 5°С, минимальная температура ниже 0°С
	жаркая сухая погода	температура в тени в 13.00 выше 25°С, относительная влажность воздуха < 50 %
Деформации при твердении	обычные	усадка > 0,02 % (0,2 мм/м)
	безусадочные	усадка < 0,02 % (0,2 мм/м)
	расширяющиеся	расширение > 0,02 % (0,2 мм/м)
Размер заполнителя	обычные	крупность заполнителя > 5 мм
131
2.	Бетонные смеси и бетоны
Характеристики основных показателей качества бетонных смесей и бетонов представлены в табл. 2.
Таблица 2
Качественные показатели бетонов и бетонных смесей
Показатель качества	Характеристика
Бетонная смесь	
Марка по удобоукладываемости	Показатель удобообрабатываемости бетонной смеси при укладке в форму или опалубку и при уплотнении
Марка по сохраняемости	Характеризует способность бетонной смеси сохранять марку по удобоукладываемости в течение требуемого времени с момента приготовления бетонной смеси
Расслаиваемость	Показатель, характеризующий способность бетонной смеси сохранять однородность при транспортировании, перегрузке, укладке и уплотнении
Однородность	Показатель, характеризующий равномерность распределения компонентов смеси в ее объеме, т.е. качество перемешивания
Связность	Показатель, характеризующий способность смеси деформироваться, например, при заполнении опалубки, без разрывов, т.е. с сохранением сплошности
Перекачиваемость	Показатель, характеризующий пригодность бетонной смеси к перекачиванию бетононасосами
В оздухововлечение	Показатель, характеризующий содержание в составе бетонной смеси вовлеченного воздуха в виде равномерно распределенных воздушных пузырьков
Свежеуложенный бетон	
Степень уплотнения	Показатель, характеризующий качество уплотнения бетонной смеси, численно равен соотношению фактической средней плотности бетона к расчетной средней плотности при отсутствии пустот
Бетон	
Класс бетона по прочности В (на сжатие, растяжение, растяжение при изгибе)	Значение предела прочности из номинального ряда, гарантированное с обеспеченностью 0,95
132
Окончание табл. 2
Показатель качества	Характеристика
Марка бетона по прочности М (на сжатие, растяжение, растяжение при изгибе)	Значение предела прочности из номинального ряда, гарантированное с обеспеченностью 0,5. Соотношение между марками и классами устанавливается при нормативном коэффициенте вариации V = 0,135 (для массивных гидротехнических конструкций — 0,17, для полистиролбетона — 0,18, для ячеистого бетона — 0,16) по формуле В = М (1 - 1,64V)
Марка бетона по средней плотности	Значение средней плотности бетона из номинального ряда в высушенном до постоянной массы состоянии
Марка бетона по морозостойкости	Основной показатель стойкости к атмосферным воздействиям, соответствует количеству циклов замораживания-оттаивания, которое выдерживает бетон в условиях стандартных испытаний
Марка бетона по водонепроницаемости	Соответствует избыточному давлению воды (атм), которое выдерживает бетон в условиях стандартных испытаний
Усадка	Свойство бетонной смеси и бетона уменьшаться в объеме вследствие гидратации цемента и массообменных процессов
Ползучесть	Свойство бетона деформироваться во времени при постоянном уровне действующих напряжений
Температурные деформации	Свойство бетона деформироваться вследствие изменения температуры
Жаростойкость	Способность бетона сохранять основные показатели назначения на требуемом уровне при воздействии высоких температур
Термостойкость	Способность бетона сохранять основные показатели назначения на требуемом уровне при воздействии циклических высоких температур в сочетании с охлаждением
Деформативность	Комплексный показатель, характеризующий развитие деформаций бетона при силовых воздействиях
133
Условное обозначение бетонной смеси содержит указание:
•	вида бетонной смеси: БСГ — бетонная смесь, готовая к употреблению; БСС — бетонная смесь сухая;
•	класса бетона, который может быть получен при соблюдении технических условий по применению бетонной смеси;
•	марки бетонной смеси по удобоукладываемости;
•	марки бетонной смеси по сохраняемости;
•	марки бетона по морозостойкости, которая может быть получена при соблюдении технических условий по применению бетонной смеси (при нормировании морозостойкости бетона);
•	марки бетона по водонепроницаемости, которая может быть получена при соблюдении технических условий по применению бетонной смеси (при нормировании водонепроницаемости бетона);
•	марки бетона по средней плотности (при нормировании);
•	стандарта на смеси бетонные — ГОСТ 7473-94.
Пример условного обозначения бетонной смеси, готовой к употреблению, марки по удобоукладываемости Ж1, марки по сохраняемости С-1, из которой при соблюдении технических условий может быть получен бетон класса В20, марки по морозостойкости F100, марки по водонепроницаемости W4, марки по средней плотности D1600:
БСГ В20 Ж1 С-1 F100 W4 D1600 ГОСТ 7473-94.
Для специальных бетонов возможно иное условное обозначение, например, для жаростойких бетонов принято обозначение
BR Р В20 И12,
где BR — бетон жаростойкий, Р(А, S) — вид вяжущего (Р — портландцемент, А — алюминатный цемент, S — силикатное вяжущее), В20 — класс бетона по прочности на сжатие, И12 — класс бетона по предельно допустимой температуре применения.
В табл. 3 представлена краткая информация о нормативных документах и области применения наиболее распространенных бетонов.
134
Таблица 3
Область применения бетонов
Вид бетона	Нормативный документ	Основные показатели назначения	Область применения
1	2	3	4
Бетоны тяжелые и мелкозернистые	ГОСТ 26633	Класс по прочности на сжатие В 3,5 — В 80; марки по прочности на сжатие М50 —М1000; класс по прочности на осевое растяжение B(t) 0,4 — B(t) 4,0; марки по прочности на осевое растяжение P(t) 5 — P(t) 50; класс по прочности на растяжение при изгибе B(tb) 0,4 — — B(tb) 8,0; марки по прочности на растяжение при изгибе P(tb) 5 — P(tb) 50; марки бетона по морозостойкости F 50—F 1000; марки бетона по водонепроницаемости W 2 — W 20	Изготовление бетонных и железобетонных сборных и монолитных изделий и конструкций для: ~ жилищио-граждан-ского строительства; -	дорожных и аэродромных покрытий; -	мостовых конструкций; -	гидротехнических сооружений; -	шпал, труб, опор ЛЭП
Бетон силикатный плотный	ГОСТ 2514	Класс по прочности на сжатие В 5 — В 60; марки по прочности на сжатие М75 — М700; класс по прочности на осевое растяжение B(t) 0,4 — B(t) 4,0; марки бетона по морозостойкости F 35 — F 600; марки бетона по водонепроницаемости W 2 — W 10; марки по средней плотности Пл1000 — Пл 2400	Изготовление сборных бетонных и железобетонных изделий: - панели перекрытий; - перемычки; -	колонны, ригели; -	стеновые блоки и панели; -	лестничные марши и площадки; -	плиты мощения и бортовые камни
Бетоны химически стойкие	ГОСТ 25246	Марки по прочности на сжатие МЗОО —Ml 100; марки по прочности на осевое растяжение P(t) 30 — P(t) 100; марки бетона по морозостойкости F 300 — F 1000; марки бетона по водонепроницаемости W 2 — W 20; марки по средней плотности Пл1500 — Пл 2200 и более; химическая стойкость — высокостойкие — Кхс > 0,8;	Изготовление изделий и конструкций, в процессе эксплуатации подвергающихся действию: -	минеральных кислот; -	органических кислот; -	аммиака; -	едкого натрия; -	медного купороса;
135
Продолжение табл. 3
1	2	3	4
		—стойкие — Кхс < 0,8; — относительно стойкие 0,3 <Кк< 0,5; — нестойкие Кж < 0,3	—хлористых солей; —растворителей; —нефтепродуктов
Бетоны легкие	ГОСТ 25820	Класс по прочности на сжатие В 0,35 — В 40; марки по прочности на сжатие М5 — М500; класс по прочности на осевое растяжение B(t) 0,4 — B(t) 4,0; марки бетона по морозостойкости F 25 — F 500 (для конструкционного); марки бетона по водонепроницаемости W 2—W 12 (для конструкционного); марки по средней плотности D200—D2000	Легкие бетоны: —конструкционные; — конструкционно-теплоизоля- ционные; —теплоизоляционные для несущих и ограждающих конструкций для жилищногражданского и специального строительства
Бетоны ячеистые	ГОСТ 25485	Класс по прочности на сжатие В 0,5 — В 15; марки по прочности на сжатие М7,5 — М200; класс по прочности на осевое растяжение B(t) 0,4 — B(t) 4,0; марки бетона по морозостойкости F 15—F 100; усадка при высыхании, не более —0,5 (0,7) мм/м — автоклавные; — 3 мм/м—неавтоклавные; марки по средней плотности D300—D1200; коэффициент теплопроводности 0,08—0,29 Вт/(м °C)	Производство: —панели стеновые бетонные и железобетонные для жилых и общественных зданий; —несущие стеновые панели и перекрытия; —блоки стеновые; —изделия теплоизоляционные
Полисти-ролбетон	ГОСТР 51263	Класс по прочности на сжатие В 0,5 —В 2,5; марки по прочности на сжатие М2 — М5; марки бетона по морозостойкости F 25— F 100; усадка при высыхании для наружных монолитных стен, не более —1,0 мм/м;	Производство: —теплоизоляционных шли D 150 — D250; —монолитная теплоизоляция чердаков и кровель D 150—D 250;
136
Окончание табл. 3
1	2	3	4
		марки по средней плотности D 150 - D 600; коэффициент теплопроводности 0,055 — 0,145 Вт/(м °C)	— монолитная теплоизоляция трехслойных панелей, блоков и наружных стен, в т.ч. в колодцевой кладке D 150 — D 250; — блоки или монолитные стены D 250 — D 600
Бетоны жаростойкие	ГОСТ 20910	Класс по прочности на сжатие: В 1 — В 40; марки по прочности на сжатие М 15 — М500; класс по прочности на осевое растяжение B(t) 0,4 — B(t) 4,0; марки по термостойкости Т(1)5 — Т(1)40 — водные теплосме-ны; Т(2) 10 — Т(2)25 — воздушные теплосмены; класс по предельно допустимой температуре применения ИЗ —И18; марки бетона по морозостойкости F 15 — F 75; марки бетона по водонепроницаемости W 2 — W 8; марки по средней плотности (для легкого жаростойкого бетона) D 300—D 1800; предельные значения усадки после нагрева — не более 1 — 2 % в зависимости от плотно- сти	Жаростойкие бетоны для сборных и монолитных конструкций, предназначенных для применения при эксплуатационных температурах до 1800°С
В табл. 4 представлена информация о нормативных документах, регламентирующих оценку основных показателей назначения бетонных смесей и бетонов.
137
Таблица 4
Регламентация нормативными документами показателен назначения бетонов н бетонных смесей
Показатели назначения	Смеси н бетоны	Нормативный документ
1	2	3
Удобоукладываемость, пористость, расслаиваемость, средняя плотность бетонной смеси	Все бетонные смеси	ГОСТ 10181-2000
Прочность на сжатие	Бетоны общестроительного и специального назначения	ГОСТ 10180 ГОСТ 28570 ГОСТ 22690 ГОСТ 17624 ГОСТ 22783
Прочность на растяжение	Бетоны специального назначения — для труб, гидротехнические	ГОСТ 10180 ГОСТ 28570, ГОСТ 22690 ГОСТ 17624 ГОСТ 22783
Прочность на растяжение при изгибе	Бетоны для дорожных и аэродромных покрытий	ГОСТ 10180
Водонепроницаемость	Бетоны специального назначения либо общестроительные с нормированием водонепроницаемости	ГОСТ 12730.5
Морозостойкость	Бетоны специального либо общестроительного назначения с нормированием морозостойкости	ГОСТ 10060 ГОСТ 26134 ГОСТ 7025
Усадка	Бетоны специального назначения	ГОСТ 24544 ГОСТ 18616 ГОСТ 20910 ГОСТ 25485
Ползучесть	Бетоны общестроительного и специального назначения	ГОСТ 24544
Модуль деформаций, призменная прочность, коэффициент Пуассона	Бетоны общестроительного и специального назначения	ГОСТ 24452
Истираемость	Бетоны д ля дорожных и аэродромных покрытий	ГОСТ 13087
138
Окончание табл. 4
1	2	3
Средняя плотность	Легкие, ячеистые, силикатные, полистиролбетон, специальные	ГОСТ 12730.1 ГОСТ 17623
Т еплопроводность	Легкие, ячеистые, по-листиролбетон, жаростойкие	ГОСТ 7076 ГОСТ 22024
Паропроницаемость	Ячеистые, полистирол бетон	ГОСТ 25898
Сорбционная влажность	Ячеистые, полисти-ролбетон	ГОСТ 24816 ГОСТ 17177
Влажность	Все бетоны	ГОСТ 12730.2 ГОСТ21718
Водопоглощение	Все бетоны	ГОСТ 12730.3 ГОСТ 7025
Показатели пористости	Плотные специальные	ГОСТ 12730.4
Коэффициент химической стойкости	Химически стойкие	ГОСТ 25246
Термостойкость	Химически стойкие Жаростойкие	ГОСТ 21341 ГОСТ 20910
Выносливость	Бетоны специальные — для шпал, мостовых конструкций	ГОСТ 24545
Тепловыделение	Бетоны специальные — гидротехнические	ГОСТ 24316
Горючесть	Бетоны химически стойкие, полистиролбетон	ГОСТ 12.1.044 ГОСТ 30244
Воспламеняемость	Полистиролбетон	ГОСТ 30402
Дымообразующая способность, токсичность продуктов горения	Полистиролбетон	ГОСТ 12.1.044
Коэффициент линейного теплового расширения	Химически стойкие	ГОСТ 15173
Трещиностойкость	Все бетоны	ГОСТ 29167
Предельно допустимая температура применения	Жаростойкие	ГОСТ 20910
Защитные свойства по отношению к стальной арматуре	Тяжелые, мелкозернистые, легкие конструкционные	СТ СЭВ 4421
139
3.	Выбор материалов для бетона
3.1.	Цемент
При выборе цемента для бетонов общестроительного и специального назначения следует руководствоваться данными табл. 5—7.
Таблица 5
Выбор типа цемента в зависимости от условий эксплуатации конструкции
№ п/п	Цемент	Условия эксплуатации конструкции						
		внутри здания		на открытом воздухе	при действии сред, агрессивных по содержанию сульфатов		в зоне переменного действия воды и мороза	в подземных частях и внутри гидротехнических сооружений
		w< 60%	w> 60%		в стабильных тем-ператур-но-влаж-ностиых условиях	при систематическом замораживании-оттаивании или увлажнении-высыхании		
1	пцдо1	р	р	р	н	н	д	д
2	ПЦД5,Д20'	р	р	р	н	н	Н	д
3	ШПЦ1	р	р	д	Д	Д	Н	д
4	БТЦ1	р	р	р	н	н	Н	н
5	БШГЩ*	р	р	д	.... Д ....	Д	Н	н
6	ССПЦ2	Д	Д	д	р	р	Р	н
7	ССШПЦ2	Д	Д	д	р	д	н	н
8	ппц1	н	Д	н	р	н	н	р
9	HLf	Д	Р	р	р	д	р	н
Примечания- 1 По ГОСТ 10178;2 по ГОСТ 22226 ;3 по ТУ 21-26-13-90.
Р — рекомендуется;
Д — допускается при технико-экономическом обосновании;
Н — не допускается.
Таблица 6
Выбор марки цемента в зависимости от класса бетона
Марка цемента	Класс бетона по прочности при сжатии					
	В10	В20	ВЗО	В35	В40	В50
Рекомендуемая	мзоо	МЗОО	М400	М500	М600	М600
Допускаемая	мзоо	М400	М500	М550, М600	М500, М55О	М550
140
Таблица 7
Выбор типа цемента в зависимости от условий твердения бетона
Условия твердения	Вид цемента по табл. 5 (порядковый номер)								
	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Нормальные и близкие к нормальным	Р	Р	Д	Р	д	р	д	Р	р
При температуре ниже 10°С	д	д	Н	Р	Н	д	Н	н	р
При тепловлажностной обработке: — режим до 13 ч — режим св. 13 ч	д	д	н	Р	Р	н	Н	н	р
	р	р	р	д	д	р	Р	н	Д
Примечание. Д, Р, Н — см. прим, к табл. 5
3.2.	Крупный заполнитель
Крупный заполнитель для тяжелого бетона должен удовлетворять требованиям ГОСТ 10268, 8267, 8268, 10260. Наибольшее влияние на технологические свойства бетонной смеси и строительно-технические свойства бетона оказывают гранулометрический состав, марка по прочности, содержание пылевидных и глинистых частиц и глины в комках. При расчете состава бетона наибольшая крупность заполнителя принимается по табл.8, марка по прочности — по табл. 9, зерновой состав крупного заполнителя должен удовлетворять требованиям табл. 10. Для специальных бетонов можно устанавливать дополнительные требования к качеству заполнителей.
Таблица 8
Наибольшая крупность заполнителя
Конструкции	Условия, определяющие крупность заполнителя
Вертикальные	— 0,75 наименьшего расстояния между арматурными стержнями в свету; — 0,33 наименьшего размера конструкции, но не более 150 мм
Горизонтальные	— 0,5 толщины конструкции, но не более 150 мм
Дорожные и аэродромные покрытия	40 мм
141
Таблица 9
Минимальная марка крупного заполнителя по прочности
Породы	Класс бетона							
	В12,5	В15	В20	В25	взо	В35	В40	В45
Изверженные	800	800	800	800	800	1000	1000	1200
Метаморфические	600	600	600	600	800	1000	1000	1200
Осадочные	300	300	400	600	800	1000	1000	1200
Показатель дробимости	Др 16	Др1б	Др16	Др12	Др12	Др8	Др8	Др8
Примечание. Для бетонов дорожных и аэродромных покрытий минимальная марка крупного заполнителя по прочности должна составлять 1200, -800 и 600 соответственно из изверженных, метаморфических и осадочных пород, показатель дробимости — Др8.
Таблица 10
Рекомендуемый фракционный состав крупного заполнителя
Наибольшая крупность за-полнителя, мм	Содержание фракций в крупном заполнителе, %				
	5—10	10—20	20—40	40—70	70—120
20	25—40	60—75	—	—	—
40	15—25	20—35	40—65	—	—
70	10—20	15—25	20—35	35—55	—
120	5—10	10—20	15—25	20—30	30—40
Содержание пылевидных и глинистых частиц (ПГ) в крупном заполнителе для бетонов классов выше В 20 не должно превышать 2%, а для бетонов классов ниже В20 — 3%.
3.3.	Мелкий заполнитель
Мелкий заполнитель — песок для строительных работ — должен удовлетворять требованиям ГОСТ 10268, 8736. Наибольшее влияние на технологические свойства бетонной смеси и строительно-технические свойства бетона оказывают гранулометрический состав (модуль крупности) песка, содержание пылевидных и глинистых частиц (ПГ), водопотребность. Пески с модулем крупности 1,5—2 повышают расход цемента до 5 %, а с модулем крупности менее 1,5 — до 12. При содержании в песке ПГ свыше 3 % расход цемента возрастает на 5% и более.
142
3.4.	Добавки
Для улучшения технологических свойств бетонных смесей и строительно-технических свойств бетонов следует применять химические добавки в соответствии с ГОСТ 7473 (табл. 11).
Таблица 11
Рекомендуемые добавки
Класс добавок по ГОСТ 24211	Представители	Дозировка*	Эффект от применения
Суперпластификаторы	с-з, Дф, СМФ	0,4 —0,8	Снижение водопотребности бетонной смеси более 20%
Сильнопласти-фицирующие	ЛСТМ-2, ЛТМ, МТС-1	0,15—0,3	Снижение водопотребности бетонной смеси до 20%
Среднепласти-фицирующие	лет, УПБ, пдк	0,1—0,2	Снижение водопотребности бетонной смеси до 10%
Слаболастифи-цирующие	щепк, нчк, ГКЖ-10, ГКЖ-11	0,05—0,1	Снижение водопотребности бетонной смеси до 5%, обеспечение воздухововлечения 3—5%, повышение морозостойкости бетона на 50—100 циклов
Газовыделяющие	136—41, 136—157 М ПАК	До 0,1 До 0,25	Повышение морозостойкости бетона на 200—300 циклов Производство ячеистых бетонов
Воздухововлекающие	СНВ, КТП, ОТП, ГКЖ-10, ГКЖ-11	0,005 — 0,03	Обеспечение воздухововлечения в бетонную смесь более 5%, повышение морозостойкости бетона на 100 — 200 циклов
Противомороз-ные	Поташ, НН, ХК, ННК,ННХК	До Ю	Твердение бетона при отрицательной температуре
Ингибиторы коррозии	НН, ТБН, БХН, БХК	2	Предотвращают коррозию арматуры в железобетоне
Регуляторы сроков схватывания: Замедлители Ускорители	Сахаристые в-ва (кормовая сахарная патока) НК, ХК, ННК, ННХК, СН, ТНФ	0,1 2 -	Замедление схватывания до нескольких часов. Ускорение схватывания и твердения в ранние сроки
Примечание. * % от массы цемента в пересчете на сухое вещество.
Более подробные сведения о добавках приведены в разделе «Добавки в бетон».
143
4.	Общие положения по расчету состава бетона
Основная цель расчета состава бетона — установить такое соотношение между компонентами, которое позволяет обеспечить требуемые технологические свойства бетонной смеси и нормируемые показатели назначения бетона в установленные сроки.
Расчет состава бетона целесообразно производить в такой последовательности [2,3,6,7]:
•	вычисляется средний контролируемый уровень прочности бетона;
•	определяется значение Ц/В по условию достижения требуемой прочности в марочном возрасте (28 сут.);
•	корректируется значение Ц/В, если к бетону предъявляются дополнительные, помимо достижения марочной прочности, требования, например, обеспечение требуемой прочности после тепловлажностной обработки, а также заданной морозостойкости, водонепроницаемости и т.п.;
•	проверяется соответствие значения Ц/В предельно допускаемым по условию получения бетона слитной структуры;
•	определяется расход воды, обеспечивающий необходимую удо-боукладываемость бетонной смеси;
•	определяется расход цемента;
•	проверяется соответствие значения расхода цемента нормативным по условию получения бетона слитной структуры и по техникоэкономическим соображениям;
•	вычисляется расход крупного заполнителя;
•	проверяется соответствие значения расхода крупного заполнителя предельным значениям, если установлены дополнительные требования, например, стойкость бетона к циклическим температурным воздействиям, перекачиваемость бетонной смеси бетононасосами и др.;
•	определяется расход мелкого заполнителя;
•	проверяется соответствие значения расхода мелкого заполнителя предельным по условию получения бетона слитной структуры;
•	проверяется водосодержание бетонной смеси на соответствие требованию получения нерасслаиваемой бетонной смеси;
•	определяется расчетная плотность бетонной смеси.
При использовании соответствующих расчетных формул приведенная схема расчета приемлема для определения состава тяжелого бетона общестроительного и специального назначения, в принципе приемлема
144
для определения расчетного состава бетона на пористых заполнителях. Основные расчетные формулы представлены ниже.
4.1.	Основные расчетные формулы для определения состава бетона
Средний контролируемый уровень прочности бетона определяется по следующим формулам:
•	при нормировании предела прочности по классам
Къ = Кмп Кт В,	(1)
где В — требуемый класс бетона;
Кмп, Kj. — коэффициенты, определяемые по табл. 12. В зависимости от среднего значения партионного коэффициента вариации прочности бетона VR. При отсутствии данных следует принимать значение VR = 0,09, при этом Кмп = 1,1. Следует иметь в виду, что значения VR часто приводятся в %;
•	при нормировании предела прочности бетона по маркам
R., = Кмп Кт • М/100,	(2)
где М — требуемая марка бетона.
Таблица 12 Значения коэффициентов в формулах
Коэф-фициенг	Значения ко					оффиииенпа при VR					
	0,06	0,07	0,08	0,09	0,01	0,11	0,12	0,13	0,14	0,15	0,16
Кт	1,07	1,08	1,09	1,Н	1,14	1,19	из	1,28	1,33	1,38	1,43
Кт‘	83	84	85	87	89	92	%	100	104	108	112
Кип	1,03	1,04	1,05	1,07	1,08	1,09	1,09	1,10	1,10	1,10	1,10
Приведенные в табл. 12 значения коэффициентов относятся к пределу прочности бетона при сжатии в марочном возрасте. При нормировании прочности бетона после тепловлажностной обработки значения коэффициентов Кт, Кт* следует умножить на 1,15.
Цементно-водное отношение определяется в целях получения требуемой прочности, плотности, морозостойкости бетона. Она устанавливается на основе известных в бетоноведении зависимостей и при необходимости корректируется в соответствии с требованиями норм. Различают два общих случая расчета состава бетона:
•	расчет состава бетона общестроительного назначения, у которого основной нормируемый показатель назначения — предел прочности при сжатии;
•	расчет состава бетона специального назначения.
145
4.2.	Бетоны общестроительного назначения
Для обеспечения требуемого предела прочности при сжатии в возрасте 28 сут. при нормальном твердении величина цементно-водного отношения определяется по формулам:
Д = i+ 0,5 при Ц/В < 2,5;	(3)
Й =	—0,5 при Ц/В > 2,5,	(4)
В OjRy
где Ry — средний контролируемый уровень прочности в марочном возрасте, МПа;
Rjj — активность цемента в возрасте 28 сут. при нормальном твердении, МПа;
а, ах — коэффициенты, значения которых принимаются в зависимости от качества заполнителей (табл. 13).
Таблица 13
Значения коэффициентов в формулах прочности
№ п/п	Заполнитель	Коэффициент	
		а	01
1	Высокого качества	0,65	0,43
2	Среднего качества	0,6	0,4
3	Низкого качества	0,55	0,37
Более точно значения коэффициентов в формулах (3), (4) могут быть приняты по табл. 14 и прил. 3.
Таблица 14
Значения коэффициента а в формулах (3), (4) в зависимости от качества заполнителей
Заполнитель	Содержание ПГ в заполнителе, до, %	Суммарное содержание ПГ в заполнителе, %	Значение коэффициента а для бетона на крупном заполнителе		
			щебень	гравий	
				горный	морской
Крупный Мелкий	0 0	0	0,65	0,57	0,55
Крупный Мелкий	0 3	0,75	0,6	0,55	0,53*
Крупный Мелкий	1 3	1,5	0,58	0,53*	0,51*
Крупный Мелкий	2 3	2,2	0,56	0,51*	0,49*
Крупный Мелкий	2 5	2,8	0,54*	0,49*	0,47*
Примечание. * К применению не рекомендуется.
146
При расчете цементно-водного отношения на первом этапе используется формула (3). Если при этом Ц/В > 2,5, следует выбрать:
•	цемент более высокой активности (марки);
•	заполнители более высокого качества.
Если реализовать указанные пункты невозможно, необходимо расчет значения Ц/В произвести по формуле (4).
Для обеспечения требуемого предела прочности при сжатии по окончанию тепловлажностной обработки (ТВО) значение:
Ц _ R|>,tbo + 8
В ~ 0,23Riitro+ 10 ’	’
7 Ц, 1 DU
где Rh тво — средний контролируемый уровень прочности бетона после ТВО, МПа;
Ry тв0 — активность цемента при пропаривании.
При отсутствии фактических данных об активности цемента при пропаривании величина Иц тв0 может быть определена по формуле
Кц.ТВО _ К-)ф Кц»	(6)
где КЭФ — коэффициент эффективности при пропаривании — паспортная характеристика цемента. Сведения о некоторых цементах, используемых в строительном комплексе, представлены в табл. 15.
Таблица 15
Характеристика цементов
Цементный завод	Марка цемента	Активность цемента, МПа		Коэффициент эффективно-сти при пропаривании	Группа эффективности при пропаривании
		в 28 сут.	после ТВО		
1	2	3	4	5	6
	М500	51,6	38,0	0,736	1
Белгородский	М400	48Л	36,0	0J44	1
Карачаево-Черкесский	М400	42,9	29,9	0,697	1
Липецкий	М400	43,6	29,3	0,67	2
Мордовский	М400	43,2	25,8	0,60	2
«Октябрь»	М500	50,1	28,1	0,56	3
«Пролетарий»	М500	51,0	30,9	0,617	2
	М500	51,8	32,3	0,623	2
Себряковский	М400	45,0	30,0	о”б67	2
147
Окончание табл. 15
1	2	3	4	5	6
	М550	56,8	35,0	0,616	2
Старооскольский	М500	53,8	32,1	0,60	2
	М400	46,7	27,1	0,58	2
Воскресенский	М500 М400	51,8 47,4	37,7 34,7	0,728 0,732	1 1
«Гигант»	М500	50,5	36,6	0,724	1
	М400	44,3	32,5	0,733	1
Пикалевский	М500 М400	50,3 44,0	39,5 34,2	0,785 0,777	1 1
Для обеспечения требуемой марки бетона по морозостойкости значение Ц/В можно определять по формуле
(7)
-= = -£- + 0,5, В аИц
где F — проектная марка бетона по морозостойкости, циклы; а — коэффициент, принимаемый равным 0,43; 0,45; 0,47
ветственно для цементов М400, М500, М600 (размерность кГс/см2), либо более точно по прил. 4. Средние значения цементноводного отношения можно принимать из табл. 16.
Таблица 16
Ориентировочные значения Ц/В для обеспечения требуемой марки бетона по морозостойкости
соот-
R«-
По методу расчета	Значения Ц/В при марке бетона по морозостойкости F, циклы			
	100	200	300	500
Г.И.Горчакова	1,93	2,16	2,32	2,57
В.П.Сизова	1,03	1,56	2,1	3,16
А.Е.Шейкина	0,56	1,01	1,96	3,15
О.В.Кунцевич	2,0	2,22		
А.И.Конопленко	0,6	1,62	2,36	3,07
ЕКБ-ФИП	1,67	1,71	2,0	2,5
Г.В.Несветаева	1,5	1,82	2,56	3,31
Среднее	1,33	1,73	2,22	2,93
Для обеспечения требуемой марки бетона по водонепроницаемости W можно использовать формулу
148
ц в
W аЯц
+ 0,5
(8)
где значение коэффициента а принимается в среднем равным 0,1 (размерность Ry — МПа), однако оно может значительно меняться в зависимости от качества заполнителей.
Для обеспечения расчетной долговечности железобетонной конструкции по критерию карбонизации защитного слоя значение Ц/В можно определить по одной из формул табл. 17.
Т аблица 1 7
Формулы для определения времени карбонизации защитного слоя
Автор	Формула	Значение коэффициента	Расчетное время карбонизации, лет, при В/Ц=0,5 и толщине защитного слоя, мм			
			10	20	30	40
Хамада	t=kx7R2 t — лет, х—см	k 03(U5+ЗВД) (В/Ц -0,25);	12,7	50,8	114,3	203,0
Смольчик	,=	£	 t— мес, х — мм		9,91	39,6	89,2	158,6
Кишитани	t (0,05х)2 (В/Ц-0,35)2 t — лет, х — мм		11,0	44,0	99,0	176,0
После выполнения расчетов следует проверить, соответствует ли полученное значение величины Ц/В требованиям нормативных документов для бетонов конкретных изделий. Некоторые данные представлены в табл. 18. Например, для бетонов однослойных или для верхнего слоя двухслойных дорожных покрытий максимальное значение величины В/Ц должно быть не более 0,5, т.е. минимальное значение величины Ц/В в этом случае равно 2. Если в результате расчетов по приведенным выше формулам в итоге оказалось, что Ц/В меньше 2, то окончательное значение Ц/В следует принять равным 2.
Если к бетону предъявляется, помимо прочности, ряд дополнительных требований (морозостойкость, водонепроницаемость), то из нескольких значений Ц/В принимается наибольшее.
При расчете составов некоторых специальных бетонов наряду с
149
формулами (1), (2) при определении Ц/В используются специальные формулы, приведенные в разделе «Бетоны специального назначения».
Т аблица 1 8
Минимальные значения Ц/В бетонов по условию обеспечения долговечности конструкций
Условия эксплуатации конструкции	Минимальное значение Ц/В
Внутренние зоны зданий и сооружений	1,33
В зоне переменного горизонта воды при климатических условиях: — особо суровых — суровых — умеренных	2,38 2,22 2,0
Под водой: — напорные — безнапорные	1,82 1,67
В условиях агрессивных сред для бетонов: — нормальной плотности W 2 — W 4 — повышенной плотности W 6 — особо плотных W 8 — W 12	1,43—1,67 1,82 2,22 — 2,5
В условиях переменного действия воды и мороза для бетонов с маркой по морозостойкости: F 100 F200 F300 F400 F500	1,67 1,82 2,0 2,22 2,5
Примечание. Марка бетона по водонепроницаемости принимается по ГОСТ 12730.5.
Расход цемента
Ц = (Ц/В)В,	(9)
где В — расход воды, кг/м3 (табл. 19).
При назначении расхода воды следует учитывать, что, например, для бетонов с повышенными требованиями по морозостойкости должно выполняться требование В < 40 х ВВ (где ВВ — объем вовлеченного воздуха, %). При невыполнении этого требования следует снизить водосодержание бетонной смеси без изменения ее подвижности, т.е. применить добавки — водопонизители (например, суперпластификаторы) .
150
Таблица 19
Ориентировочный расход воды на 1 м3 бетонной смеси на плотных заполнителях при температуре смеси 20 ° С
Марка смеси по	Расход воды при крупности (мм), л/м3							
	гравия				щебня			
	10	20	40	70	10	20	40	70
СЖ1	140	125	115	НО	150	140	125	120
Ж4	150	135	125	120	160	150	135	130
ЖЗ	160	145	130	125	170	160	145	140
Ж2	165	150	135	130	175	165	150	155
Ж1	175	160	145	140	185	175	160	165
ш	190	175	160	155	200	190	175	170
П2	200	185	170	165	210	200	185	180
ПЗ	215	200	190	180	225	215	200	190
П4	225	220	205	195	235	230	215	200
П5	235	230	220	210	245	240	225	210
Примечания-. 1. Смеси на цементе с нормальной густотой теста 27 % и модулем крупности песка 2.
2. При изменении нормальной густоты цементного теста на каждый % следует изменять расход воды на 3—5 л/м3.
3. В случае изменения модуля крупности песка на 0,5 следует изменять расход воды на 3—5 л/м3.
Полученное значение расхода цемента необходимо сверить с нормативными требованиями (табл. 20, 21).
Если в результате расчета по формуле (7) получилась величина, меньшая требуемой по нормам для конкретных условий эксплуатации, то следует принять нормативное значение расхода цемента. При этом можно рассмотреть вопрос о возможности использования цемента более низкой марки. Если проектируется состав бетонной смеси, которая к месту укладки будет подаваться трубопроводным транспортом с помощью бетононасосов или пневмонагнетателей, то расход цемента должен быть не менее 350 кг/м3. В случае экономической нецелесообразности такого решения часть цемента можно заменить наполнителем, например золой-уноса, дисперсность которой имеет один порядок с дисперсностью цемента.
151
Таблица 20
Минимальный расход цемента для бетонов железобетонных конструкций по ГОСТ 26633
Конструкции	Условия эксплуатации	Расход цемента, ki7mj		
		ПЦ-ДО; ПЦ-Д5; ССПЦ—ДО	ПЦ — Д20; ССПЦ — Д20	ШПЦ; ССШПЦ; ПуццПЦ
Неармирован-ные	Без атмосферных воздействий	Не нормируется		
	При атмосферных воздействиях	150	170	170
Армированные с ненапрягае-мой арматурой	Без атмосферных воздействий	150	170	180
	При атмосферных воздействиях	200	220	240
Армированные с преднапря-женной арматурой	Без атмосферных воздействий	220	240	270
	При атмосферных воздействиях	240	270	300
Требования ГОСТ 26633 по минимальному расходу цемента занижены, и для практических целей лучше применять минимальный расход цемента в соответствии с рекомендациями Европейского комитета по бетону (табл. 21).
Таблица 2 1
Минимальный расход цемента для бетонов железобетонных конструкций
Условия эксплуатации (внешняя среда)	Минимальный расход цемента, кг/м3	
	Обычно армированные конструкции	Предварительно напряженные конструкции
Сухая	260	300
Влажная без замораживания	280	300
Влажная с замораживанием	280	300
Дорожные и аэродромные покрытия	300	300
Морские сооружения	300	—
Слабая химическая агрессия	280	300
Средняя и сильная химическая агрессия	300	—
Примечание. Максимальный расход цемента 600 кг/м3.
152
Расход крупного заполнителя (щебня или гравия)
Щ(Г)= U0Q0 иупщ 1 -----------I--
Рнщ Рщ
(Ю)
где а — коэффициент раздвижки зерен крупного заполнителя;
У]]щ — пустотность крупного заполнителя;
Рнщ насыпная плотность крупного заполнителя, т/м3;
рщ — плотность крупного заполнителя в куске, т/м3.
Данные о плотности в куске для некоторых заполнителей приведены в табл. 22.
Таблица 22
Плотность некоторых заполнителей в куске
Заполнитель	Плотность в куске, г/см3	
	Диапазон	Среднее
Гранит	2,53—2,7	2,57
Гранито-гнейс	2,65—2,87	2,76
Гранодиорит	2,62—2,78	2,69
Диорит	2,67 — 2,92	2,81
Сиенит	2,85 — 3,05	2,95
Габбро	2,85—3,05	2,95
Кварцит	2,65 — 2,68	2,67
Андезит	2,7 —3,1	2,9
Базальт	2,9 —3,3	3,1
Пустотность крупного заполнителя
Vnui — 1 “Рнщ^ Рщ"	(11)
Пустотность крупного заполнителя обычно составляет 0,39 — 0,5. Значение величины а принимается в зависимости от пустотности заполнителей и армирования изделия по табл. 23 с учетом поправок, изложенных в примечании.
Полученное значение величины Щ(Г) подлежит проверке. Если проектируется состав бетонной смеси, которая будет подаваться к месту укладки по трубопроводам с применением бетононасосов или пневмонагнетателей, то должно выполняться условие
Щ / рщ < 0,45.	(12)
При проектировании состава бетона для конструкций, подвергающихся циклическим температурным воздействиям, значение вели-
153
Таблица 23 Рекомендуемые значения коэффициента раздвижки зерен крупного заполнителя
Пустотность песка	Пустотность щебня (гравия)							
	0,39	0,41	0,43	0,45	0,47	0,49	0,51	0,53
0,37	1,41 (1,48)	1,37 (1,45)	1,34 (1,42)	1,30 (1,39)	1,26 (1,36)	1,23 (1,33)	1,19 (1,29)	1,15 (1,23)
0,39	1,39 (1,47)	1,35 (1,44)	1,31 (1,41)	1,28 (1,38)	1,24 (1,34)	1,21 (1,30)	1,17 (1,27)	1,14 (1,23)
0,41	1,37 (1,45)	1,33 (1,42)	1,29 (1,39)	1,26 (1,35)	1,22 (1,32)	1,19 (1,28)	1,15 (1,24)	1,12 (1,21)
0,43	1,35 (1,43)	1,31 (1,39)	1,27 (1,37)	1,24 (1,33)	1,20 (1,30)	1,17 (1,26)	1,13 (1,22)	1,10 (1,19)
0,45	1,33 (1,41)	1,29 (1,37)	1,25 (1,35)	1,22 (1,31)	1,18 (1,28)	1,15 (1,24)	1,11 (1,20)	1,08 (1,17)
0,47	1,31 (1,39)	1,27 (1,35)	1,23 (1,33)	1,20 (1,29)	1,16 (1,26)	1,13 (1,22)	1,09 (1,18)	1,06 (1,15)
0,49	1,28 (1,36)	1,25 (1,33)	1,21 (1,31)	1,19 (1,27)	1,14 (1,24)	1,11 (1,20)	1,07 (1,16)	1,04 (1,13)
0,51	1,26 (1,34)	1,23 (1,31)	1,19 (1,29)	1,17 (1,25)	1,12 (1,22)	1,09 (1,18)	1,05 (1,14)	1,02 (1,11)
Примечание. В скобках — значения коэффициента а для тонкостенных и густо-армированных конструкций.
чины Щ, рассчитанной по формуле (12), должно быть в пределах 0,42—0,44. Необходимо иметь в виду, что в любом случае, даже если нет никаких ограничений, значение величины, рассчитанное по формуле (12), должно находиться в пределах 0,39—0,49. Это условие можно рассматривать как условную проверку правильности определения расхода крупного заполнителя.
Расход мелкого заполнителя (песка)
П = (1000- —-В--Щ-)рп ,	(13)
рц рщ
где рц — истинная плотность цемента (для портландцемента и портландцемента с минеральными добавками обычно составляет 3,05— 3,15 г/см3);
рп — истинная плотность песка (для кварцевых и полевошпатовых песков при отсутствии фактических данных можно принимать равной 2,65 г/см3).
154
По завершении расчета расхода мелкого заполнителя по формуле (13) производится проверка:
•	определяется объем пустот в песке
Vnn’ = 0,9 vnn X П /рнп ,	(14)
где рнп — насыпная плотность песка, кг/м3;
Vnn — пустотность песка, Vnn = 1 - рнп/рп.	(15)
Коэффициент 0,9 учитывает уменьшение пустотности песка при уплотнении бетонной смеси;
•	определяется объем цементного теста
Уцт = Ц /рц + В ;	(16)
•	проверяется выполнимость условия слитности структуры бетона
Уцт> 1,05 У*пп .	(17)
При невыполнении условия (17) следует произвести перерасчет состава бетона с учетом необходимости увеличения объема цементного теста и уменьшения объема пустот в песке.
Указанную проверку целесообразно проводить при П/Ц > 2.
Расчетная плотность бетонной смеси в уплотненном состоянии
рБС = Ц + В + Щ(Г) + П.	(18)
Для обычных тяжелых бетонов расчетная средняя плотность бетонной смеси составляет 2360 — 2450 кг/м3.
Содержание вовлеченного воздуха (расчетное значение)
BB<1000-i-B-S22-J3-) .	(19)
Рц Рщ(Г) Рц
Определение расчетной величины воздухововлечения является итоговой проверкой правильности расчета состава бетона. В бетонных смесях без воздухововлечения значение ВВ должно стремиться к 0.
4.3. Бетоны специального назначения
Бетон для дорожных и аэродромных покрытий
Основные показатели назначения бетонов: предел прочности на растяжение при изгибе, предел прочности при сжатии, марка по морозостойкости — устанавливаются в зависимости от категории дороги и расчетной температуры в зимний период в соответствии с табл. 24.
155
Таблица 24
Нормирование показателей назначения бетонов для дорожных и аэродромных покрытий
Категория дороги	Покрытие	Марка (класс) бетона		Марка по морозостойкости, при температуре		
		марка при изгибе	класс при сжатии	до - 10°С	до - 20°С	ниже -20°С
I, II	о, в	50, 55	50	F100	F150	F200
	н	40	35	—	F50	F50
III	о, в	45	40	F100	F150	F200
	н	35	30	—	F50	F50
Примечание. О — бетон для однослойных покрытий; В, Н — для верхнего или нижнего слоя двухслойных покрытий.
Значение Ц/В определяется по формуле (20) Ю.М. Баженова или (21) (СоюзДорНИИ) в зависимости от требуемой марки по прочности на растяжение при изгибе и формулам (3), (4) в зависимости от требуемого класса по прочности на сжатие. Из всех значений Ц/В принимается наибольшее:
Ц =...+ 0,2;	(20)
В аКци ’
Ц =--------Лр----------+ о, 1,	(21)
В 0,39Ици(1 - 0,025VB)
где Ици — активность цемента при изгибе, принимается по фактическим данным либо в зависимости от марки цемента по табл. 25; а — коэффициент, значения которого соответственно равны 0,37;
0,4; 0,42 для заполнителей низкого, среднего и высокого качества;
VB — объем вовлеченного воздуха, %.
Содержание вовлеченного воздуха в бетонной смеси должно составлять, %:
•	5 — 7 — для бетона однослойной и верхнего слоя двухслойной конструкции покрытия;
•	3 — 5 — для бетона нижнего слоя покрытия.
Таблица 25
Соотношение между маркой цемента и активностью при изгибе
Марка цемента	Минимальная активность при изгибе, МПа
М 400	5,4
М 500	5,9
М 550	6,1
М600	6,4
156
Далее расчет выполняется по общим формулам для всех бетонов. При этом следует иметь в виду, что для бетонов дорожных и аэродромных покрытий значение коэффициента раздвижки зерен крупного заполнителя рекомендуется принимать в пределах 1,5—1,6.
Центрифугированный бетон
Основные показатели назначения — класс бетона по прочности при сжатии, марка по морозостойкости.
Отличительная особенность — изменение первоначального состава смеси в процессе уплотнения.
Значение Ц/В остаточное:
JL = _^_ + o,4,
Вост 0,45Иц
(22)
где Вост — остаточное после уплотнения водосодержание бетонной смеси, в первом приближении допускается принимать Вост = 150 л/м3.
Далее расчет состава центрифугированного бетона производится по общим формулам. Необходимо учитывать следующее:
•	при выборе крупного заполнителя значение максимального размера должно быть не более 0,25 толщины стенки изделия;
•	при использовании заполнителя фракций 5—10 и 10—20 мм содержание фракции 5—10 мм должно составлять 25 — 40 % общего объема крупного заполнителя;
•	начальный расход воды затворения принимается достаточным для обеспечения марки бетонной смеси по удобоукладываемости Ш.
Бетон для виброгидропрессованных труб
Основные показатели назначения — класс бетона по прочности при сжатии, марка по водонепроницаемости. Значение Ц/В остаточное
(23)
Ц „ 5,2 Вост 1 | Вц
При этом значение Вост обычно составляет 140 —150 л/м3.
Далее расчет состава бетона для виброгидропрессованных труб производится по общим формулам.
157
Необходимо учитывать следующее:
•	соотношение Ц:Щ:П обычно составляет 1: (2,4...2,1): (1,6...0,9);
•	начальное водосодержание смеси подбирается из условия получения смеси жесткостью 8 — 10 с (Ж1).
Напрягающий бетон
Его получают на основе напрягающих цементов марок НЦ-10 — НЦ-40. Основными показателями назначения являются класс бетона, марка по самонапряжению, марка по морозостойкости, марка по водонепроницаемости.
Расчет состава производится с учетом требуемого класса прочности и марки по самонапряжению. Расход цемента устанавливается максимальным из определенного по следующим формулам значения:
ц = (ф-+ь)в;	<24>
S в
Ц = 550(-Ец-)2 +450,	(25)
Sp
где В — расход воды, л/м3;
Rb — требуемое значение предела прочности при сжатии, МПа;
Ry — активность цемента, МПа;
SpB, Spu — соответственно требуемая марка бетона и активность цемента по самонапряжению, кГс/см2.
При расчете допускается принимать коэффициент а в формуле (24) на 10 — 35 % выше, чем для бетона на основе портландцемента.
Дальнейший расчет состава производится по общим формулам.
Бетон на вторичных заполнителях
При расчете состава необходимо учитывать пониженное качество заполнителей по сравнении со щебнем. Значение Ц/В, обеспечивающее требуемый предел прочности бетона, определяется из формулы:
Rb = 0,63(1 - 0,01НМВ)(1,1 - Ц/В) Иц(Ц/В - Ь),	(26)
где НМВ — объем низкомодульных включений в составе крупного заполнителя, %.
Далее расчет производится по общим формулам.
Следует иметь в виду, что бетонные смеси на вторичных заполнителях обладают повышенной на 10 — 30 % водопотребностью.
158
Мелкозернистый бетон
Значение Ц/В, обеспечивающее требуемую прочность мелкозернистого бетона, определяется из формулы
R, = аИц(Ц/(В + ВВ) - 0,8),	(27)
где ВВ — объем вовлеченного воздуха, принимается в пределах 20— 70 л/м3 в соответствии со следующими данными (л/м3):
•	подвижная смесь на среднем и крупном песке — 20;
•	то же, на мелком песке — 30;
•	жесткая смесь на среднем и крупном песке — 50;
•	то же, на мелком песке — 70;
а принимается соответственно равным 0,8; 0,75; 0,65 для заполнителей высокого, среднего и низкого качества (для крупного, среднего и мелкого песка).
Значение В/Ц и соотношение п = П/Ц определяется по графикам приложений 1 и 2 и уточняется экспериментально с учетом необходимой удобоукладываемости бетонной смеси.
Расход цемента
1 _|_ и _|_ И
Рц Ц Рп
Расход песка
П = (1000 - Ц/рц - В - ВВ)рп,	(29)
или
П = Ц • п.	(30)
При этом необходимо учитывать, что для обеспечения слитности структуры бетона должно выполняться условие
Уцт > 1,05 Vnn,	(31)
где Уцт — объем цементного теста;
V*nn — объем пустот в песке.
Следовательно, минимальный расход цемента
ц =	_ в - ВВ)рц ,	(32)
Рнп
где рнп* — средняя насыпная плотность песка в уплотненном состоянии; допускается принимать рнп* =1,1 рнп.
Соблюдение условия (32) можно рассматривать как проверку расчета состава мелкозернистого бетона.
159
4.4.	Легкие бетоны
Ячеистые бетоны
Расчет состава ячеистого бетона основан на следующих основных положениях:
• любой единичный объем состоит из объема цемента, наполнителя и объема пор, часть которых заполнена водой, что может быть представлено для объема смеси 1 м3 в виде уравнения
——+-^-+B+Vnnp = 1000 ,	(33)
Рц Рн
где Ц и Н— расход цемента и наполнителя, кг/м3;
В — расход воды, л/м3;
Упор — объем пор за счет применения порообразователя, л;
р„, ри — соответственно истинная плотность цемента и наполни-теля, кг/л.
Расчетная плотность ячеистого бетона
1.15Ц + Н = рБ.	(34)
Соотношение между цементом и наполнителем Н/Ц = С принимается по табл. 26.
Таблица 26
Соотношение С=Н/Ц для ячеистых бетонов
Бетоны	
автоклавные	неавтоклавные
1 — 1,75	0,75 — 1,25
Из уравнения (34) с учетом данных табл. 26 получим
1,15Ц + СЦ = сБ,	(35)
откуда
Ц = сБ/(1,15 + С);	(36)
Н = СЦ.	(37)
Из уравнения (33), принимая В = (В/Т)(Ц+Н), где В/Т — водотвердое отношение (табл. 27), получим
ц(_1_+_^+)+упор = 1000,	(38)
Рц Рн 1
160
откуда определяется требуемое количество пор за счет применения порообразователя.
Таблица 27
Ориентировочные значения величины В/Т
Средняя плотность ячеистого бетона	ВТ
300	0,45
500	0,4
700	0,35
900	0,3
Примечание. Значения В/Т более точно определяются экспериментальным путем. При этом за основной критерий принимается требуемая текучесть смеси, значения которой представлены в табл. 28.
Таблица 28
Требуемая текучесть смеси по Суттарду при литьевом способе формования
Средняя плотность ячеистого бетона	Диаметр расплыва по Суттарду, см
300	38
500	30
700	22
900	14
Далее определяется необходимое количество порообразователя Д: • для газобетона, кг/м3
д=.. Хдор.	(39)
м 1390К
где К — коэффициент, учитывающий эффективность использования газообразующей добавки — алюминиевой пудры, принимается равным 0,85;
• для пенобетона, л/м3
где К — коэффициент, учитывающий эффективность использования пенообразователя, принимается по опытным данным. Допускается для предварительной оценки состава принимать К = 0,8.
Легкие бетоны на пористых заполнителях
Исходными данными для расчета состава бетона являются требуемые марки (класс) по прочности, плотности и удобоукладываемости.
Подвижность легкобетонных смесей принимается по табл. 29.
6. Орошельные мшериалы
161
Таблица 29
Рекомендуемая подвижность легкобетонных смесей
Конструкции	Рекомендуемая марка бетонной смеси по удобоукладываемости
Тонкостенные, бетонируемые в вертикальном положении	П2--ПЗ
Массивные, изготавливаемые по стендовой технологии	П1
Массивные, изготавливаемые на вибро площадках	Ж1 — Ж2
Тонкостенные, бетонируемые в горизонтальном положении	Ж2 — ЖЗ
Необходимый вид заполнителя и его свойства определяются в соответствии с рекомендациями табл. 30.
Таблица 30
Рекомендуемые марки пористого заполнителя
Марка бетона	Предельная мар-ка керамзитобе-тона по плотности	Предельная марка заполнителя по			Доля мелкого заполнителя в объеме заполнителей
		плотности		прочности	
		крупного	мелкого		
М50 — М100	1100	300 — 500	600 — 900	П50	0,35—0,6
М100 — М200	1600	400 — 600	600—1600	П100	0,4 — 0,65
Более М200	1800	600 — 800	Более 800	П 150	0,5 — 0,7
Ориентировочный расход цемента определяется по табл. 31.
Таблица 31
Расход цемента
Марка бетона	Расход цемента М 400, кг/м3	
	Жесткие смеси	Подвижные смеси
50	170—190	180 — 200
75	200 — 220	210 — 230
100	235 — 260	240 — 270
150	275 — 310	320 — 340
200	320 — 330	340 — 380
250	370 — 420	400 — 450
При использовании цемента другой марки следует применять переходной коэффициент. Общий расход заполнителей
3 = рБ-1,15Ц,	(41)
где рБ — средняя плотность бетона (требуемая марка бетона по плотности), кг/м3;
Ц — расход цемента, кг/м3.
162
Расход песка
3 а-о-Рй, t Г ’ Й1Н
где рпн, рн — соответственно средняя (насыпная) плотность мелкого и крупного заполнителей, кг/м3;
г — доля мелкого заполнителя в общем объеме заполнителей (см. табл. 30).
Расход крупного заполнителя
К = 3 - П.	(43)
Расход воды определяется по табл. 32.
Таблица 32
Расход воды для обеспечения требуемой подвижности бетонных смесей
Марка бетон-ной смеси по удобоукла-дываемости	Расход воды, кг/м3					
	Плотный песок			Пористый песок		
	Средняя насыпная плотность крупного заполнителя, кг/м3					
	300	500	800	300	500	800
пз	235—250	225—240	215—230	350—375	340—365	330—355
П2	225—240	215—230	205—220	325—350	315—340	305—330
П1	215—230	205—220	195—210	300—325	290—315	270—305
Ж1	205—220	195—210	185—200	275—300	265—290	255—280
Ж2	195—210	185—200	175—190	250—270	240—260	230—250
ЖЗ	185—200	175—190	165—180	225—240	215—235	205—225
5. Нормативные и расчетные значения прочностных и деформационных характеристик бетона
Основными прочностными характеристиками бетона в соответствии со СНиП 52—01—2003 являются нормативные значения:
—	сопротивления бетона осевому сжатию п (призменная прочность);
—	сопротивление бетона осевому растяжению Rbt .
Основными деформационными характеристиками бетона являются нормативные значения:
—	предельные относительные деформации бетона при осевом сжатии ebo п и при осевом растяжении ebto п;
—	начальный модуль упругости бетона Еь п.
163
Дополнительно устанавливаются следующие деформационные характеристики:
—	начальный коэффициент поперечной деформации п;
—	модуль сдвига бетона G;
—	коэффициент температурной деформации бетона аЪ1;
—	характеристика jb сг и мера ползучести Сь сг;
—	относительные деформации усадки бетона eshr.
В СНиП 2.03.01—84 приведены данные о нормативных значениях Rb n, Rbt п, Еь п, для бетонов классов В 1 — В 60 (табл. 33).
Таблица 33
Нормативные значения основных прочностных н деформационных характеристик бетонов классов В 15 — В 60 по СНиП 2.03.01—84
Показатель	Класс бетона В									
	15	20	25	30	35	40	45	50	55	60
Rb.n, МПа	11	15	18,5	22	25,5	29	32	36	39,5	43
Rbt.„, МПа	1,15	1,40	1,60	1,80	1,95	2,10	2,20	2,30	2,40	2,50
Еь.п,ГПа	23	27	30	32,5	34,5	36	37,5	39	39,5	40
Для бетонов классов В 70 и выше, предусмотренных СНиП 52— 01—2003, нормативные значения Rb n,	n, Eb п представлены в табл. 34.
Таблица 34
Нормативные значения основных прочностных и деформационных характеристик бетонов классов В 70 — В 120
Показатель	Класс бетона В					
	70	80	90	100	110	120
Rb.n, МПа	45	50	59	65	75	83
Rbt,n, МПа	2,9	3,25	3,5	3,75	4,0	4,25
Eb>n, ГПа	41,5	42,5	44	45,5	47	48,5
Остальные характеристики могут быть рассчитаны по формулам раздела 6.
6. Расчет состава бетона при нормировании некоторых показателей назначения
При проектировании состава бетона для некоторых специальных конструкций возникают задачи, связанные с необходимостью обеспечения, помимо прочности, морозостойкости, водонепроницаемости и других показателей назначения бетона. Например, для гидротехнических бетонов нормируется предельная растяжимость. Иногда
164
возникает необходимость в обеспечении требуемых значений начального модуля упругости бетона и т.п. В таких случаях целесообразно проектировать состав бетона по следующей схеме:
•	по эмпирическим зависимостям определяется необходимый предел прочности при сжатии и дополнительные требования к материалам, позволяющие получить нужное значение искомой величины;
•	расчет состава бетона производится с целью обеспечения требуемой по предыдущему пункту прочности.
Общие зависимости между основными показателями назначения:
1.	Начальный модуль упругости бетона Ео, ГПа:
Е =К К К К °’05Rpr+57	(44)
r,Q b.Eb.vb.yb.N	„„	,	v**»?
1 ~l-------
3,8+Rpr
где Rpr — предел призменной прочности бетона, МПа, равный 0,54  R109;
КЕ — коэффициент, учитывающий упругие свойства крупного заполнителя:
F V +F 11-V 1 Ке=0,456(- albl ........va.i.2)+о,544,	(45)
67
где Еа1, Еа2 — модуль упругости i-ro крупного заполнителя, ГПа;
Val, V 2 — абсолютный объем i-ro крупного заполнителя в смеси.
Kv — коэффициент, учитывающий абсолютную концентрацию крупного заполнителя.
Kv = 0,286(Va/0,45) + 0,714.	(46)
Кц — коэффициент, учитывающий тип цемента:
•	для применения портландцемента и портландцемента с минеральными добавками при C3S > 37 %, С3А > 3 %
Кц = 0,0167(C3S/C3A) + 0,833;	(47)
•	в случае применения расширяющихся и напрягающих цементов К = 1 при твердении бетона в свободных условиях развития деформаций.
Кц = 1,1 при твердении в условиях ограничения развития деформаций.
KN — коэффициент приведения к нормам Европы (EN), численно равный 0,8.
2.	Относительная деформация, соответствующая пределу кратковременной прочности при сжатии,
cR = (0,0216(p/2,4)+O,O364)(RpR/Eo)0-5 ,	(48)
165
где р — средняя плотность бетона, т/м3;
Ео — начальный модуль упругости бетона, МПа.
3.	Удельные эффективные энергозатраты на статическое разрушение (эффективная энергия разрушения)
D 2
<49)
где XR — коэффициент упругости в вершине диаграммы, численно равный Rpr/erE0.
4.	Предел прочности при осевом растяжении
R = aR°\	(50)
где а = 0,29 для тяжелых бетонов; а = 0,27 для легких бетонов на
пористых заполнителях.
5.	Модуль упругости при растяжении
Е01 = aR°'754,	(51)
где а = 16,96 для тяжелых бетонов и а = 11,17 для легких бетонов. 6. Предельная растяжимость (деформация, соответствующая пределу кратковременной прочности)
eRt = O,41(Rt/Eo)0-86.	(52)
7.	Удельная мера ползучести бетона, 1  Ю’/МПа
Со = 126,75 В 0-784,	(53)
где В — класс бетона по прочности на сжатие.
8.	Влажностная усадка бетона
£5НБ = £shU Кв;ц /(1+KV3/VU),	(54)
где £SHU — влажностная усадка цементного камня, изготовленного из цементного теста с В/Ц = 0,4 (справочная величина, табл. 35); Кв/Ц — коэффициент, учитывающий влияние В/Ц, отличное от 0,4, численно равный 1,98 • В/Ц + 0,18;
V3 — объемная концентрация заполнителей;
V — объемная концентрация цементного камня, V = 1 - V3;
К = 0,8-1.
Таблица 35
Справочные данные по усадке цементного камня, В/Ц = 0,4
Цементный завод	BSHU, МММ
Белгородский	2,8—3,5
«Большевик»	3,6
«Октябрь»	2,7
«Пролетарий»	3,3—3,5
Себряковский	2,6
Старооскольский	3,0
166
Приложения
Водо-цементное отношение
Приложение 1
Рис. 1. График для выбора соотношения между цементом и песком средней крупности (во-допотребность 7%), которое обеспечивает за-
данную подвижность (удобоуклады ваемость) цементно-песчаной сме-
си при определенном водо-цементном отношении; 1, 2, 3, 4 — соответственно Ц:П = Г.1; 1:2; 1:3; 1:4
Примечание. При использовании мелкого песка с водопотребностью свыше 7% содержание его уменьшают на 5 % на каждый процент увеличения водопотребности. При применении крупного песка содержание его увеличива-
Отношение П/Ц по приложению 1
Рис. 2. График для корректировки соотношения Ц/П, обеспечивающего заданную подвижность цементно-песчаной смеси в зависимости от модуля крупности песка:
1 — М = 2,5; 2— М = 1,5; 5 — М = 0,75
167
Приложение 3
Значения поправок к коэффициенту а в формуле прочности бетона
Фактор и его значение	В/Ц		
	0,5	0,6	0,7
Значение поправки	0	-0,03	-0,05
Фактор и его значение	Наибольшая крупность заполнителя, мм				
	10	20	40	80	150
Значение поправки	-0,04	-0,02	0	+0,02	+0,03
Фактор и его значение	Нормальная густота цементного теста, %				
	23	25	27	29	31
Значение поправки	+0,03	+0,015	0	-0,015	-0,03
Фактор и его значение	Модуль крупности песка					
	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0
Значение поправки	-0,05	-0,03	-0,015	0	+0,015	+0,03
Фактор и его значение	Содержание С3А в клинкере, %				
	4	6	8	10	12
Значение поправки	+0,04	+0,02	0	-0,02	-0,04
Фактор и его значение	Жесткость смеси, с					
	0	5	10	20	30	40
Значение поправки	0	+0,01	+0,02	+0,03	+0,04	+0,05
Фактор и его значение	Подвижность смеси, см				
	2	6	10	14	18
Значение поправки	0	-0,01	-0,02	-0,03	-0.04
Фактор и его значение	Водосодержание смеси, л/м3				
	150	170	190	210	230
Значение поправки	+0,04	0	-0,04	-0,08	-0,12
Примечания-. 1. Поправки суммируются. 2. Промежуточные значения определяются интерполяцией.
168
Литература
1.	Баженов Ю.М. Технология бетона: Учеб, пособие. — 2-е изд., перераб. — М.: Высшая школа, 1987. — 415с.
2.	Скрамтаев Б.Г., Шубенкин П.Ф., Баженов Ю.М. Способы определения состава бетона. — М.: Стройиздат, 1966. — 158 с.
3.	ГОСТ 27006. Бетоны. Правила подбора состава.
4.	Невский В.А., Касторных Л.И. Добавки в бетоны и растворы: Учеб, пособие. — Ростов н/Д: РГСУ, 2002.
5.	Сизов В.П. Об уточнении зависимости прочности бетона от различных факторов/УБетон и железобетон. 1977. №11.
6.	Сизов В.П. Прогнозирование морозостойкости бетонаУУБетон и железобетон. 1992. № 6.
7.	Производство сборных железобетонных изделий: Справочник У Г.И. Бердичевский, А.П. Васильев, Л.А. Малинина и др.; Подред. К.В. Михайлова, К.М. Королева. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1989. — 447 с.
8.	Несветаев Г.В. Цементные бетоны: Учеб, пособие. — Ростов нУД: РГСУ, 1995. - 104 с.
9.	Несветаев Г.В. Расчет состава цементных бетонов: Учеб, пособие. - Ростов нУД: РГСУ, 2001. - 46 с.
Добавки в бетон
В зависимости от назначения (основного эффекта действия) химические добавки для бетонов по ГОСТ 24211 подразделяются на следующие виды.
1.	Регулирующие свойства бетонных смесей:
а)	пластифицирующие:
I группа — суперпластификаторы,
II группа — сильнопластифицирующие,
III группа — среднепластифицирующие,
IV группа — слабопластифицирующие;
б)	стабилизирующие;
в)	водоудерживающие;
г)	улучшающие перекачиваемостъ;
д)	регулирующие сохраняемость бетонных смесей: замедляющие схватывание, ускоряющие схватывание;
е)	поризующие (для легких бетонов): воздухововлекающие, пенообразующие, газообразующие.
2.	Регулирующие твердение бетона:
а)	замедляющие твердение;
б)	ускоряющие твердение.
3.	Повышающие прочность и (или) коррозионную стойкость, морозостойкость бетона и железобетона, снижающие проницаемость бетона:
а)	водоредуцирующие I, II, III и IV групп;
б)	колъматирующие;
в)	поризующие (для тяжелых бетонов):
170
—	воздухововлекающие;
—	газообразующие;
г)	повышающие защитные свойства бетона по отношению к стальной арматуре (ингибиторы коррозии стали).
4.	Придающие бетону специальные свойства:
а	) противоморозные (обеспечивающие твердение при отрицательных температурах);
б	) гидрофобизирующие I, II и III групп.
В отдельные группы выделены тонкодисперсные минеральные и комплексные добавки.
Перечень добавок, регулирующих свойства бетонных смесей и бетона, представлен в табл. 1. Добавки, регулирующие схватывание смесей и твердение бетона, повышающие долговечность бетона и придающие ему специальные свойства, приведены в табл. 2.
Химические добавки для тяжелого, легкого, мелкозернистого бетонов следует выбирать на основании рекомендаций нормативнотехнической документации [1—5] и технико-экономических расчетов.
Выбор добавки должен производиться в зависимости от технологии приготовления бетонной смеси и от способа изготовления изделий и конструкций с учетом влияния добавок на свойства бетонной смеси и бетона.
Применение добавок в тяжелом и мелкозернистом бетонах позволяет решать следующие технологические задачи:
•	уменьшать расход дорогого цемента;
•	уменьшать расход дефицитного крупного заполнителя вплоть до замены тяжелого бетона мелкозернистым;
•	улучшать технологические и реологические свойства бетонной смеси;
•	регулировать потерю подвижности смеси во времени, скорость процессов схватывания и твердения;
•	сокращать продолжительность тепловой обработки бетона в тепловых агрегатах;
•	ускорять сроки распалубливания при естественном твердении бетона в условиях полигона;
•	повышать прочность, водо- и газонепроницаемость бетона;
•	повышать морозостойкость, коррозионную стойкость бетона и железобетона;
•	усиливать защитное действие бетона по отношению к арматуре.
171
Добавки, регулирующие свойства бетонных смесей и бетона
Таблица 1
Вид добавок	Наименование	Условное обозначение	Рекомендуемая дозировка, % массы цемента (на сухое вещество)	ГОСТ (ТУ)	Эффект от применения
1	2	3	4	5	6
Пластифицирующие I группы	Разжижитель С-3	С-3	0,5...1,0	ТУ 6-36-020429-625	Увеличение по-движности бетон-ной смеси от мар-ки П1 до П5 без снижения прочно-сти бетона
	Разжижитель СМФ	СМФ	0,5...1,0	ТУ 6-14-929	
	Дофен	ДФ	0,5...1,5	ТУ 14-6-55	
	Суперпластификатор 10-03	10-03	0,5...1,0	ТУ 44-3-874	
	Суперпластификатор НКНС 40-03	40-03	0,5...1,0	ТУ 38-4-0258	
	Меламинформальдегидная анионоактивная смола	МФ-АР	0,5...1,0	ТУ 6-05-1926	
Пластифицирующие П группы	Лигносульфонат технический модифицированный	ЛСТМ-2	0,15...0,25	ТУ 13-0281036-16	Увеличение по-движности бетон-ной смеси от марки П1 до П4 без снижения прочно-сти бетона
	Аплассан	АПЛ	0,4...0,9	ТУ 6-01-24-63	
	Модифицированные лигносульфонаты	ХДСК-1	0,15...0,25	ТУ 65-336, ВСН65.09	
		ХДСК-3	0,15...0,25	ТУ 65-33-26	
		НИЛ-20	0,15...0,25	ТУ 400-802-4	
		НИЛ-21	0,15...0,25	ТУ 400-1-102-1	
		МТС-1	0,15...0,25	ТУ 67-542	
		ОКЗИЛ	0,15...0,25	ТУ 84-229	
		ЛСТ-МЩ-1	0,15...0,25	ТУ ОП 13-62-185	
		код-с	0,15...0,25	ТУ 3021	
Продолжение табл, 1
СО
1	2	3	4	5	6
Пластифицирующие Ш группы	Лигносульфонат технический	лет	0,15...0,25	ОСТ 13-183-83	Увеличение подвижности бетон-ной смеси от мар-ки П1 до ПЗ без снижения прочно-сти бетона
	Лигнопан Б	Лигнопан Б-^Лигно-пан Б-3	0,2...0,3	ТУ 2601-002-20127879	
	Мелассная упаренная после-дрожжевая барда	УПБ	0,15...0,25	ОСТ 18-126	
	Водорастворимый препарат С-1	С-1	0,005...0,02	ТУ 6-14-10-55	
	Водорастворимые препараты ВРП-1,ВРП-Э50	ВРП-1 ВРП-Э50	0,005...0,02	ТУ 64-11-02	
	Плав дикарбоновых кислот	пдк	0,4...0,9	ТУ 6-03-20-70	
	Пластификатор формиатноспиртовой	ПФС	0,4...0,9	ТУ 84-1067	
Пластифицирующие IV группы	Нейтрализованный черный контакт	нчк	0,05...0,2	ТУ 38-602-22-18	Увеличение по-движности бетон-ной смеси от мар-ки П1 до П2 без снижения прочности бетона
	Контакт черный нейтрализованный рафинированный	КЧНР	0,05...0,2	ТУ 38-602-22-17	
	Мылонафт	Ml	0,05...0,2	ГОСТ 13302	
	Этилсиликонат натрия	ГКЖ-10	0,05...0,2	ТУ 6-02-696	
	Метилсиликонат натрия	ГКЖ-11	0,05...0,2	ТУ 6-02-696	
	Синтетическая пластифицирующая добавка	СПДФ	0,05...0,2	ТУ 38-502	
	Модифицированная синтетическая поверхностно-активная добавка	СПД-м	0,05...0,2	ТУ 38-30318	
Продолжение табл. 1
1	2	3	4	5	6
	Щелочной сток производства капролактама	щспк	0,2...0,35	ТУ 113-03-488	
	Модифицированный щелочной сток производства капролактама	ЩСПК-М2	0,1...0,3	ТУ 113-03-616	
Стабилизирующие, водоудерживающие и улучшающие перекачиваемость	Полиоксиэтилен	поэ	0,02...0,2	ТУ 6-05-231-340	Раствороотделение бетонной смеси с ОК = 20...22 см не более 2,5 %. Водоотделение смеси с ОК=20... 22 см не более 2%. Снижение давления на 20 %. Сохраняемость смеси - 2...3 ч
	Гипан	гп		ТУ 6-01-166	
	Метилцеллюлоза водорастворимая	мц-юо		ТУ 6-01-1857	
	Комплексная органическая добавка	код-с	0,2...0,3	ТУ 3021	
	Регенерационные стоки сахарорафинадного производства	PC	0,25-0,5	ТУ 18-2-18	
	Бентонитовая глина	БГ	3...10	ТУ 39-043	
Поризующие (для легких бетонов)	Воздухововлекающие				Обеспечение тре-буемого воздухововлечения в пре-делах 9... 15 % без снижения прочно-сти бетона. Потеря вовлечен-ного воздуха после 30 мин выдержки не более 25 %
	Смола нейтрализованная воздухововлекающая	СНВ, снвк	0,05...0,25	ТУ 81-05-7	
	Смола древесная омыленная	сдо	0,1...0,4	ТУ 13-05-02	
	Клей талловый пековый	ктп	0,05...0,3	ОСТ 13-145	
	Омыленный талловый пек	отп	0,05...0,3	ОСТ 13-145	
	Вспомогательный препарат	оп	0,05...0,3	ГОСТ 8433	
	Сульфонол	с	0,1...0,3	ТУ 6-01-1001-77	
	Омыленный древесный пек	ЦНИПС-1	0,1...0,4	ТУ 81-05-16	
Окончание табл. 1
1	2	3	|	4		5	6
	Пеиообразующие				Обеспечение тре-буемого воздухо-вовлечения в пределах 10...25 % без снижения прочности бетона. Потеря вовлечен-ного воздуха после 30 мин выдержки не более 25 %
	Пенообразователь	ПО-6К		ТУ 38-10740	
	Пенообразователь (пена для пожаротушения)	ПО-ЗНП		ТУ 38-00-05807999-20	
	Пенообразователь	ПО-6НП		ТУ 38-00-05807999-33	
	Пенообразователь Морпен	ПО-6НП-М		ТУ 2481-015-05807999	
	Пенообразователь	ПО-ПБ1		ТУ 2481-001-31820565	
	Пенообразователь	Пеностром		ТУ 0258-001-22299560	
	Газообразующие				
	Пудра алюминиевая	ПАК, ПАП-1,		ГОСТ 5494	
Поризующие (для тяжелых бетонов и растворов)	Газообразующие				
	Этилгидридсесквиоксан	ПГЭН	0,05...0,08	ТУ 6-02-280	Объем выделив-шегося газа в уплотненной бетонной смеси 1,5...3,5%. Повышение морозостойкости более, чем в 2 раза
	Полигидросилоксаны	136-4 (бывшая ГКЖ-94)	0,05...0,08	ГОСТ 10834	
		136- 157М (бывшая ГКЖ-94)	0,05...0,08	ТУ 6-02-694	
	Воздухововлекающие				
	Смола нейтрализованная воздухововлекающая	СНВ, СНВК	0,005...0,035	ТУ 81-05-7	Воздухосодержа-ние в уплотненной смеси 2...5 % (по объему). Повышение моро-зостойкости бето-на в 2 раза и более
	Смола древесная омыленная	сдо	0,005...0,035	ТУ 13-05-02	
	Клей талловый пековый	КТП	0,005... 0,03 5	ОСТ 13-145	
	Омыленный талловый пек	ОТП	0,005... 0,03 5	ОСТ 13-145	
	Вспомогательный препарат	оп	0,005... 0,03 5	ГОСТ 8433	
	Сульфоиол	с	0,005... 0,03 5	ТУ 6-01-1001-77	
Таблица?
о>	Добавки, регулирующие схватывание смесей и твердение бетона, повышающие долговечность
бетона и придающие специальные свойства
Вид добавок	Наименование	Условное обозначение	Дозировка, % массы цемента (на сухое вещество)	ГОСТ (ТУ)	Эффект от применения
1	2	3	4	5	6
Замедлители схватывания и твердения	Нитрилотриметиленфосфорная кислота	НТФ	0,02...0,15	ТУ 6-02-1171, ТУ 6-09-52-83	Увеличение времени потери под-вижности смеси от исходного значе-ния до 2 см в 2 раза и более при темпе-ратуре окружающего воздуха (20±2) °C. Снижение прочно-сти бетона на 30 % и более в возрасте до 7 сут.
	Кормовая сахарная патока (меласса)	КП	О,О5...О,3	ТУ 18 РСФСР 409	
	Молочная сыворотка		0,1...0,2	ГОСТ 49-92	
	Лигносульфонат технический	лет	0,25...0,35	ОСТ 13-183-83	
	Мелассная упаренная после-дрожжевая барда	УПБ	0,25...0,35	ОСТ 18-126	
	Фенилэтоксисилоксан	113-63	0,25...0,35	ТУ 6-02-995	
	Этилгидридсесквиоксан	ПГЭН	0,1...0,15	ТУ 6-02-280	
Ускорители схватывания и твердения	Лигнопан Б	Лигнопан Б-3	0,2...0,3	ТУ 2601-002-20127879	Ускорение схваты-вания на 25 % и более при темпера-туре окружающего воздуха (20±2) °C; повышение прочности бетона на 20 % и более в воз-расте 1 сут. нормального тверде-ния
	Поташ (карбонат калия)	II	До 5 %	ГОСТ 10690	
	Хлорид кальция	ХК	0,5...2	ГОСТ 450	
	Нитрат кальция	НК	1...3	ГОСТ 4142	
	Нитрит-нитрат кальция	ННК	2...3	ТУ 6-18-194	
	Нитрит-нитрат-хлорид кальция	ННХК	1...3	ТУ 6-18-194	
	Сульфат натрия	сн	0,5...2	ГОСТ 6318, ТУ 38-10742	
	Нитрат натрия	НН!	0,5...2	ГОСТ 828	
Продолжение табл. 2
1	2	3	4	5	6
	Хлорид натрия	ХН	До 4 %	ГОСТ 13830, ТУ 6-13-14	
	Тринатрийфосфат	ТНФ	1,0...3,5	ГОСТ 201, ТУ 6-08-250	
	Тиосульфат натрия	TH	1...3	ТУ 244	
	Зеленый щелок	зщ	0,02...0,11	ТУ 110-31-47	
	Алюминат натрия	АН	До 3 %		
Кольматирующие (уплотняющие)	Комплексная минеральнохимическая добавка	КМХ	2...5	ТУ 5870-003-49938321	Повышение водонепроницаемости бетона на 4 —7 ступеней
	Сульфат железа	сж	До 3 %	ГОСТ 4148, ГОСТ 9485	Повышение мар-ки бетона по во-донепроницаемо-сти на 2 ступени и более
	Хлорид железа	ХЖ	До 3 %	ГОСТ4147,ГОСТ 11159	
	Нитрат железа	нж	До 3 %	ГОСТ 41И	
	Нитрат кальция	НК	До 3 %	ТУ 6-03-367	
	Сульфат алюминия	CA	До 3 %	ГОСТ 12966	
	Диэтиленгликолевая смола	ДЭГ-1	1,0...1,5	ТУ 6-05-1823	
	Триэтиленгликолевая смола	ТЭГ-1	1,0...1,5	ТУ 6-05-1823	
	Полиаминная смола	С-89	0,6... 1,5	ТУ 6-05-1224	
	Битумная эмульсия (эмульбит)	БЭ	5...10		
Г идрофобизирующие	I группа				Снижение водо-поглощения бетона в 5 раз и бо-лее (через 28 сут. испытания)
	Фенилэтоксисилоксан	113-63 (бывшая ФЭС-50)	0,1...0,2	ТУ 6-02-995	
	Алюмометилсиликонат натрия	АМСР-3	0,1...0,2	ТУ 6-02-700	
	Органо-минеральная добавка	омд	0,1...0,2		
	II группа				Снижение водо-поглощения бето-на в 2...4,9 раза (через 28 сут. испытания)
	Эмульсия силиконовая (50 %)	КЭ 30-04		ТУ 6-02-816	
	Комплексная органоминеральная добавка	комд-с	0,1...0,2		
Продолжение табл. 2
00
1	2	3	4	5	6
	Полигидросилоксаны	136-41 (бывш. ГКЖ-94)	0,05... 0,08	ГОСТ 10834	
		136-157М (бывш. ГКЖ-94М)	0,05...0,08	ТУ 6-02-694	
	III группа				Снижение водо-поглощения бе-тона в 1,4. ..1,9 раза (через 28 сут. испытания)
	Этилсиликонат натрия	ГКЖ-10	0,05...0,2	ТУ 6-02-696	
	Метилсиликонат натрия	ГКЖ-11	0,05...0,2	ТУ 6-02-696	
	Сернокислые соли пеназолинов	ССП	0,05...0,2		
Противоморозные	Противоморозная добавка Лиг-нопан Б	Лигнопан Б-4		ТУ 5870-002-49938321	Твердение бетона при температуре минус (15±5) °C с набором проч-ности 30 % и более от прочности в возрасте 28 сут. нормального твердения
	Карбамид (мочевина)	М		ГОСТ 2081	
	Соединение нитрата кальция с мочевиной	НКМ		ТУ 6-03-349	
	Нитрит натрия	НН		ГОСТ 19906, ТУ 38-10274	
	Нитрат натрия	НН)		ГОСТ 828	
	Ускоряющая противоморозная добавка	УПДМ		ТУ 64-6-381	
	Формиат натрия спиртовой	ФНС		ТУ 38-50274	
	Поташ (карбонат калия)	п		ГОСТ 10690	
	Хлорид натрия	хн		ГОСТ 13830, ТУ 6-13-14	
	Хлорид кальция	хк		ГОСТ 450	
	Нитрат кальция	НК		ГОСТ 4142	
	Нитрит-нитрат кальция	ннк		ТУ 6-18-194	
Окончание табл. 2
1	2	3	4	5	6
	Нитрит-нитрат-хлорид кальция	ннхк		ТУ 6-18-194	
Ингибиторы коррозии стали	Нитрит натрия	НН	2...3	ГОСТ 19906,ТУ38-10274	Значения тока пассивации ста-ли более 10 mA/см2 и потен-циала пассива-ции стали более минус 450 mV
	Нитрит-нитрат кальция	ннк	2...4	ТУ 6-18-194	
	Тетраборат натрия	ТБН	0,2...3	ГОСТ 8429	
	Бихромат натрия	БХН	0,5	ГОСТ 2651	
	Бихромат калия	БХК	0,5	ГОСТ 2652	
	Катапин-ингибитор	КИ-1	0,025...0,15	ТУ 6-01-4089387-34	
Для бетонов, к которым предъявляются специальные требования по долговечности (морозостойкости, водонепроницаемости, коррозионной стойкости и другим показателям), выбор добавок следует производить по ведущему агрессивному воздействию.
Снижение материалоемкости бетонов может быть достигнуто за счет применения водоредуцирующих добавок (суперпластифика-торов и комплексных добавок на их основе). Их использование позволяет в равнопрочных бетонах уменьшить расход цемента на 15...20 %. Сочетание и дозировка водоредуцирующих монодобавок и комплексных добавок приведены в табл. 3. Характер воздействия водоредуцирующих добавок на показатели назначения бетона отражен в табл. 4.
Независимо от достигаемого эффекта по экономии цемента при приготовлении бетонов, к которым предъявляются повышенные требования по долговечности, в состав бетонной смеси целесообразно вводить воздухововлекающие, слабопластифицирующие добавки или их сочетания с ускорителями твердения.
Для получения бетонной смеси с требуемыми технологическими свойствами в ее состав рекомендуется вводить следующие добавки:
•	для приготовления литых и высокоподвижных бетонных смесей — суперпластификаторы и сильнопластифицирующие добавки;
•	для снижения жесткости и увеличения подвижности — пластифицирующие, воздухововлекающие и комплексные на их основе;
•	для повышения однородности и связности бетонной смеси — стабилизирующие, слабопластифицирующие, воздухововлекающие, гидрофобизирующие-воздухововлекающие;
•	для ускорения твердения или повышения электропроводности смеси — добавки ускорителей твердения и ингибиторов коррозии стали.
Для получения бетонов высокой плотности и высокопрочных бетонов класса В40 и более следует обязательно вводить суперпластификаторы и комплексные добавки на их основе.
Для обеспечения стойкости бетонных и железобетонных конструкций в зависимости от условий эксплуатации и вида коррозионного воздействия агрессивной среды необходимо применять следующие добавки:
180
Таблица 3
Сочетание и дозировка комплексных добавок
Назначение	Условное обозначение комплексов	Количество добавок в составе комплексных в расчете на сухое вещество, % массы цемента
1	2	3
Добавки одноцелевого действия		
Пластифицирующие	С-3 + лет	0,3...0,45 + 0,15... 0,25
	С-3+(ЩСПК,ЩСПК-2М,СПД-м,ЧСЩ)	0,35...0,45+ 0,15...0,25
	С-3 + ЛСТ+ ГКЖ-10 (ГКЖ-11)	0,3...0,45+ 0,15...0,25 +0,1...0,2
Ингибиторы коррозии стали	НН + (ТБН, БХН, БХК)	1,8...2 + 0,2...0,5
Ускорители схватывания	ХК + (НН|(ХН, ННК)	0.5...3+ 0,5...3
Добавки многоцелевого назначения		
Пластифицирующие и воздухововлекающие	С-3 + (СНВ, КТП)	0,5...0,7 + 0,002...0,01
	С-3 + ЧСЩ + (СНВ, КТП)	0,35.. .0,45+0,15.. .0,25+0,002.. .0,01
	ЛСТ + (СНВ, КТП, С, ОП)	0,1...0,25 + 0,002...0,01
	ВРП-1 +с	0,005...0,02 + 0,005...0,02
	(ЩСПК, ЩСПК-2М, СПД-м) + + (СНВ, КТП, С, ОП)	0,1...0,3 + 0,002...0,01
	ЧСЩ + КТП	0,1...0,25+ 0,005...0,01
Пластифицирующие и газообразующие	ЛСТ + (136-41,136-157М, ПГЭН)	0,1...0,3 + 0,05. ..0,1
Пластифицирующие и ускорители твердения	С-3 + (ЛСТ, ЧСЩ) + сн	0,35.. .0,45 + 0,15.. .0,2 + 0,3... 1,5
	ЛСТ + (СН, НН|( ХК, НК, ННХК)	0,1...0,3 + 0,3...1,5
	ЛСТ + (НЧК, КЧНР) + сн	0,1...0,2 + 0,!...0,2 + 0,5...1,5
	ЧСЩ + ХК	0,1...0,25+ 0,05...0,2
	УПБ + СН	0,1. ..0,3 + 0,5... 1,5
Окончание табл. 3
1	2	3
*	(ЩСПК, ЩСПК-2М, СПД-м) + + (НК, СН, ТНФ)	0,1...0,35+0,05...0,2
Пластифицирующие, воздухововлекающие и ускорители твердения	лет + СНВ + (СН, НК)	0,1.. .0,2 + 0,005.. .0,03 + 0,5... 1,5
Пластифицирующие, воздухововлекающие и ингибиторы коррозии стали	лет+енв + ннк	0,1...0,15+ 0,01...0,03+ 0,5...1,5
Пластифицирующие, газообразующие и ускорители твердения	ЛСТ + (ПГЭН, 136-41, 136-157М) + СН	0,1...0,15+0,05...0,1 +0,5...1,5
Воздухововлекающие и ускорители твердения	СНВ + (СН, НК, ННХК)	О,ОО5...О,О2+О,5...1,5
Газообразующие и ускорители твердения	(ПГЭН, 136-41, 136-157М) + НК	0,05...0,1 +0,5...1,5
Воздухововлекающие и ингибиторы коррозии стали	СНВ + (НН, ННК)	0,005...0,02 + 0,5...1,5
Ускорители твердения и ингибиторы коррозии стали	ХК + (НН, ННК)	0,5...3 + 0,5...3
Кольматирующие и замедлители схватывания	(СА, ХЖ, НЖ, СЖ, НК) + лет	0,5...2 + 0,15...0,25
Гидрофобизирующие и ускорители твердения	(АМСР, ГКЖ-10, ГКЖ-11) + НК	0,1...0,2 + 0,5...1,5
Гидрофобизирующие и газообразующие	(АМСР, ГКЖ-10, ГКЖ-11) + + (ПГЭН, 136-41, 136-157М)	0,1...0,2 + 0,05. ..0,1
Гидрофобизирующие и воздухововлекающие	(АМСР, ГКЖ-10, ГКЖ-11) + СНВ	0,1...0,2 + 0,005...0,02
Примечание. Из компонентов, указанных в скобках, применяется только один.
Таблица 4
Влияние водоредуцирующих добавок на свойства бетонной смеси и бетона
Добавки	Критерий эффективности			
	Уменьшение расхода воды, %	Повышение водонепроницаемости бетона на число марок	Изменение прочности бетона от исходной 100 %, до %	Повышение морозостойкости бетона на число марок
1	2	3	4	5
Водоредуцирующие I группы				
кмх	35...40	4...7	180...200	3...4
С-3, 10-03 , 40-03, ДФ, МФ-АР, СМФ	20...30	>4	125...140	1...1,5
с-з + лет	20...30	>4	125...140	1...1,5
С-3 + ЩСПК (ЧСЩ)	20...30	>4	125...135	2.5...3
С-З + ЛСТ (ЧСЩ) + СНВ (КТП)	20...25.	>4	125...135	3...4
'	Водоредуцирующие II группы				
Лигнопан Б-1, Лигнопан Б-3	12...19	2...3	115...120	1...1.5
ЛСТМ-2, МЛС, АПЛ	12...15	2...3	115...120	1,5...2
ЛСТ + ЩСПК	15...20	2...3	120...130	2...3
С-З + СНВ (КТП)	15...20	2...3	120...125	2...3
С-З + ЛСТ + ГКЖ-10 (ГКЖ-11)	20...25	1,5...2	125...135	2...3
Водоредуцирующие III группы				
ЛСТ, УПБ, ВРП-1, С-1, ИДК, ПФС	10...12	1,5...2	ПО...115	1...1,5
ЩСПК, ЧСЩ	10...12	1,5...2,5	ПО...115	1,5...2,5
ЩСПК-М2. СПД-м	10...12	1,5...2,5	115...120	1,5...2,5
НЧК, КЧНР, М|; ГКЖ-10, ГКЖ-11	6...10	1,5...2,5	105...ПО	1,5...2,5
оо
Окончание табл. 4
1	2	3	4	5
ЧСЩ + КТП	8...10	1...2	105...НО	2...3
ЛСТ + СН (НК, ННХК, ННК)	10...12	1,5...2	ПО...125	1...1,5
УПБ + СН	10...12	1,5...2	НО...125	1...1,5
ЛСТ + НЧК (КЧНР) + СН	10...12	1,5...2	100...115	3...4
ЛСТ + СНВ (КТП, ОП, С)	8...10	2...3	105...110	2...3
ВРП-1 +с	8...10	2...3	105...110	2...3
ЩСПК (ЩСПК-М2, СПД-м) + + СНВ (КТП, ОП, С)	10...12	2...3	ПО...115	2...3
ЛСТ+СНВ + СН(НК)	10...12	1,5...2	100...115	3...4
ЛСТ+ 136-41(136-157М,ПГЭН) + СН	10...12	1,5...2	ПО...115	4...5
С-3 + ЛСТ + ГКЖ-10 (ГКЖ-11)	20...25	1,5...2	125...135	2...3
Водоредуцирующие IV группы				
СНВ, КТП, ОТП, СДО, ОП, с	2...3	1,5...2	—	3...4
136-41, 136-157М, ПГЭН	3...5	1,5...2	—	4...5
ДЭГ-1, ТЭГ-1, С-89	5...7	3...4	105...ПО	1...2
ХК, НК, ННХК, СН, НН, ТНФ	2...3	0,5...1	ПО...120	0,5...1
СНВ + СН (НК, ННК, ННХК)	2...3	1,5...2	100... 105	3...4
136-41 (136-157М, ПГЭН) + НК	3...5	1,5...2,5	105...110	4...5
Примечание. Из компонентов, указанных в скобках, применяется только один.
Таблица 5
Рекомендуемое количество противоморозиых добавок
Расчетная температура бетона, °C	Количество добавок в расчете на сухое вещество, % по массе цемента							
	Лигнопан Б~4	НН	ХН+ХК	НКМ, НК+М*	НК+М, ННК+М	ННХК, НН+ХК*, ХК+ННК*	ННХК+М	П
0... 5	2	4...6	3+0...3+2	3...5	3+1...4+1,5	3...5	2+1...4+1	5...6
6...10	3	6...8	3,5+3,5...4+2,5	6...9	5+1,5...7+2,5	6...9	4,5+1,5.. .7+2,5	6...8
-И. ..15	4	8...10	3+4,5...3,5+5	7...10	6+2... 8+3		7...10	6+2... 8+3	8...10
- 16...- 20	—	-—	2,5+6...3+7	9...12	7+3... 9+4	8...12	7+2...9+4	10...12
-21...-25	—			—	—	10...14	8+3...10+4	12...15
Примечания: * Соотношение компонентов 1:1 по массе в расчете на сухое вещество.
1.	При температуре бетона выше -5°С вместо ХН возможно применение ХК (до 3 % по массе цемента).
2.	Концентрация раствора затворения (с учетом влажности заполнителей) не должна превышать:
для П - 30 %; для НКМ, НК + М, ННК + М, ННХК, ННХК+М, ХН+ХК, ХК+ННК — 25 %; для НН — 20 %.
оо
•	для повышения морозостойкости бетона — воздухововлекающие, газообразующие, слабопластифицирующие, гидрофоби-зирующие-воздухововлекающие, гидрофобизирующие-газооб-разующие;
•	для повышения стойкости бетона при воздействии солей, в том числе в условиях капиллярного подсоса и испарения — те же, что для повышения морозостойкости, а также суперпластификаторы, гидрофобизирующие и кольматирующие;
•	для повышения непроницаемости бетона — кольматирующие, водоредуцирующие, воздухововлекающие, гидрофобизирую-щие-возду хововлекающие;
•	для повышения защитного действия по отношению к стальной арматуре — ингибиторы коррозии стали: НН и ННК — для конструкций, предназначенных для эксплуатации в слабоагрессивных средах, а комплексные: НН+ТБН, НН+БХН, НН+БХК — для конструкций, предназначенных для эксплуатации в средне- и сильноагрессивных средах.
Для сокращения режима тепловой обработки, а также для ускорения твердения бетонов, выдерживаемых на полигонах в естественных условиях, в состав бетона следует вводить добавки ускорителей твердения и комплексные на их основе.
При изготовлении изделий из легкого бетона на пористых заполнителях могут применяться все химические добавки, рекомендуемые для тяжелых бетонов, с аналогичными проектными характеристиками, условиями приготовления и применения с учетом некоторых особенностей.
При использовании водопотребных мелких заполнителей (золы и золошлаковых смесей ТЭС, пористого песка и др.) следует применять пластифицирующие добавки, а повышение плотности бетона при этом можно компенсировать увеличением объема вовлеченного воздуха за счет применения воздухововлекающих добавок.
Дозировка пластифицирующих добавок для конструкционных легких бетонов находится в тех же пределах, что и для тяжелых бетонов.
При изготовлении изделий из конструкционно-теплоизоляционного бетона целесообразно использовать воздухововлекающие добавки. Одновременно с ними могут применяться:
•	пластификаторы — для снижения на 10...20 % водосодержа-ния бетонной смеси и отпускной влажности бетона;
186
•	гидрофобизаторы — для уменьшения водопоглощения бетоном в ограждающих конструкциях, эксплуатируемых в агрессивных средах;
•	ускорители твердения — для создания требуемой распалубоч-ной прочности бетона при сокращенных режимах тепловой обработки.
Количество вводимых химических монодобавок и комплексных добавок необходимо определять по рекомендациям [1—5]. Оптимальное количество добавок устанавливается экспериментально при подборе состава бетона.
Рекомендуемое количество противоморозных добавок в зависимости от расчетной температуры бетона приводится в табл. 5.
Области допустимого применения бетонов с противоморозными добавками приводятся в табл. 6.
Таблица 6
Область применения бетонов с противоморозными добавками
Тип конструкций и условия их эксплуатации	ХКГ ХН+ +ХК	нк,нкм, нк+м, ннк+м	ХК+ +НН	ннхк, ннхк+м	НН	п
1	2	3	4	5	Т~	~Т~
1. Предварительно-напряженные изделия и конструкции (кроме указанных в п. 2), стыки сборномонолитных и сборньи конструкций					+	
2. То же, армированные сталью А600, А800, АтбОО, Ат800, АтЮОО						
3. Железобетонные изделия и конструкции с ненапряженной рабочей арматурой:						
3.1. Диаметром 5 мм и менее	—	+	—	—	+	4~
Диаметром более 5 мм	—	+		+	+	+
3.2. Имеющие выпуск арматуры или закладные детали:						
— без специальной защиты стали	—	+	—	—	+	
— с цинковым покрытием по стали	—	—	—	—	+	—
— с алюминиевым покрытием	—	—	—	—	—	—
— с комбинированным покрытием (щелочестойкими лакокрасочными или другими по металлизационному подслою), а также стыки без закладных деталей		+			+	
187
Окончание табл. 6
1	2	3	4	5	6	7
3.3. Предназначенные для эксплуатации в средах:						
— в неагрессивных газовых	—	+		+	+	+
— в агрессивных газовых	—	+	—	—	+	
— в зоне переменного уровня воды и в зонах действия блуждающих по-стояных токов от посторонних источников		+			+	
— в жидких и газовых средах в нормальном, влажном и мокром режимах при наличии в заполнителе включений реакционноспособного кремнезема		+		+		
— в неагрессивных и агрессивных водных средах (кроме указанных в след, пункте)	+	+	+	+	+	+*
— в агрессивных сульфатных водах или в растворах солей и едких щелочей при наличии испаряющих поверхностей					+	
3.4. Для электрифицированного транспорта и промышленных предприятий, потребляющих по-стояный электрический ток						
4. Сборно-монолитные конструкции из оконтуривающих блоков толщиной > 30 см с монолитным ядром		+	+	+	+	+
5. Бетонные изделия и конструкции при эксплуатации в жидких и газовых средах в нормальном, влажном и мокром режимах при наличии в заполнителе включений реакционноспособного кремнезема		+	+	+		
Примечания: « + » и «-» — соответственно допускается или не допускается к применению; «звездочка» — допускается к применению в сочетании с добавкой замедлителя схватывания.
При использовании добавок следует учитывать требования [3,5], которые ограничивают применение добавок в бетонных и железобетонных изделиях и конструкциях в зависимости от условий их эксплуатации (табл. 7).
188
Таблица 7
Области недопустимого использования добавок
Изделия и конструкции, условия их эксплуатации	Запрещается введение добавок
1. Предварительно-напряженные изделия и конструкции	ХК, ХЖ, ННХК, УПБ
2. То же, армированные сталью класса А400	ХК, ХЖ, ННХК, УПБ, НК, ННК, нж
3. Железобетонные изделия и конструкции с ненапряженной рабочей арматурой: 3.1. Диаметром 5 мм и менее	ХК, ХЖ
3.2. Имеющие выпуск арматуры или закладные детали:	
- без специальной защиты стали	ХК, ХЖ, ННХК
- с цинковым покрытием по стали	ХК, ХЖ, ННХК, СН, ТНФ, НК, ННК, НЖ, БХК, БХН
- с алюминиевым покрытием по стали	ХК, ХЖ, СН, ТНФ, НН, НН|, БХК, БХН
3.3. Предназначенные для эксплуатации в средах:	
- в агрессивных газовых	ХК, ХЖ
- в жидких и газовых средах в нормальном, влажном и мокром режимах при наличии в заполнителе включений реакционноспособного кремнезема	ХК, ХЖ, СН, ТНФ, НН, ННЬ БХК, БХН, ТБН
- в зоне переменного уровня воды и в зонах действия блуждающих постоянных токов от посторонних источников	ХК, ХЖ, ННХК
- в агрессивных сульфатных водах и в растворах солей и едких щелочей при наличии испаряющих поверхностей	ХК, ХЖ, ННХК, НК, НЖ, ННК
3.4. Для электрифицированного транспорта и промышленных предприятий, потребляющих постоянный электрический ток	ХК, ХЖ, СН, ТНФ, НН, НН(, БХК, БХН, ТБН, СА, СЖ, ННХК, НК, ННК
4. Бетонные изделия и конструкции при эксплуатации в жидких и газовых средах в нормальном, влажном и мокром режимах при наличии в заполнителе включений реакционноспособного кремнезема	СН, ТНФ, НН, НН|, БХК, БХН, ТБН
Примечания-.
1.	Возможность применения добавок по п. 1, 2, 3.1, 3-2 должна уточняться с учетом требований п. 3.3.
2.	Ограничения по применению бетонов с добавками по п. 3.2 распространяются и на бетонные изделия.
189
3.	К бетону конструкций, периодически увлажняемых водой, конденсатом или технологическими жидкостями, должны предъявляться такие же требования, как и к бекону конструкций, эксплуатируемых в нормальном, влажном и мокром режимах.
4.	Добавку НЖ запрещается применять в бетонах, подвергающихся тепловой обработке или периодическому нагреванию при эксплуатации выше 70°С.
Литература
1.	Бердичевский Г. И. и др. Производство сборных железобетонных изделий: Справочник / Под ред. К. В. Михайлова, К. М. Королева. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1989.
2.	ГОСТ 24211-91. Добавки для бетонов. Общие технические требования. (Взамен ГОСТ 24211-80).
3.	Пособие по применению химических добавок при производстве сборных железобетонных конструкций и изделий (к СНиП 3.09.01—85)/НИИЖБ,— М.: Стройиздат, 1989.
4.	Руководство по применению бетонов с противоморозными добавками/ НИИЖБ Госстроя СССР. - М.: Стройиздат, 1978.
5.	Пособие по проектированию защиты от коррозии бетонных и железобетонных строительных конструкций (к СНиП 2.03.11—85) / НИИЖБ. — М.: Стройиздат, 1989.
Арматурная сталь
СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения» регламентирует применение для железобетонных конструкций следующих видов стальной арматуры, установленных соответствующими стандартами:
—	горячекатаную гладкую и периодического профиля диаметром 3—80 мм;
—	термомеханически упрочненную периодического профиля диаметром 6—40 мм;
—	механически упрочненную в холодном состоянии (холодноде-формированная) периодического профиля или гладкая, диаметром 3—12 мм;
—	арматурные канаты диаметром 6—15 мм.
Кроме того, в большепролетных конструкциях могут быть применены стальные канаты (спиральные, двойной связки, закрытые).
Для сталежелезобетонных конструкций (конструкций, состоящих из стальных и железобетонных элементов) применяют листовую и профильную сталь по соответствующим нормам и стандартам (СНиП П-23).
Основным нормируемым и контролируемым показателем качества стальной арматуры является класс арматуры по прочности на растяжение, обозначаемый:
А — для горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры;
В — для холоднодеформированной арматуры;
К — для арматурных канатов.
Класс арматуры соответствует гарантированному значению предела текучести (физического или условного) в МПа, устанавливаемому в соответствии с требованиями стандартов и технических условий, и принимается в пределах от А240 до А1500, от В500 до В2000 и от К1400 до К2500.
191
Горячекатаную стержневую арматуру поставляют по ГОСТ 5781, термомеханически упрочненную стержневую арматуру — по ГОСТ 10884.
Сталь горячекатаную для армирования железобетонных конструкций подразделяют на классы в зависимости от механических свойств — класса прочности (установленного стандартом нормируемого значения условного или физического предела текучести, Н/мм2):
А240 (A-I), А300 (А-П), А400 (А-Ш), А600 (A-IV), А800 (A-V), А1000 (A-VI).
Арматурная сталь выпускается в стержнях или мотках: сталь класса А240 (A-I) изготовливают гладкой, сталь классов АЗОО (А-П), А400 (А-Ш), А600 (A-IV), А800 (A-V), А1000 (А-VI) — периодического профиля.
Арматурная сталь периодического профиля представляет собой круглые профили с двумя продольными ребрами и поперечными выступами, идущими по трехзаходной винтовой линии. Для профилей диаметром 6 мм допускаются выступы, идущие по однозаходной винтовой линии, диаметром 8 мм — по двухзаходной винтовой линии.
Арматурная сталь класса АЗОО (А-П), изготовленная в обычном исполнении, профилем, приведенным на рис. 1, а, и специального назначения АсЗОО (Ас-П) профилем, приведенным на рис. 2, а, должна иметь выступы, идущие по винтовым линиям с одинаковым заходом на обеих сторонах профиля.
Сталь класса А400 (А-Ш), изготовленная профилем, приведенным на рис. 1, б, и классов А600 (A-IV), А800 (A-V), А1000 (А-VI) профилем, приведенным на рис. 2, б, должна иметь выступы по винтовым линиям, имеющим с одной стороны профиля правый, а с другой — левый заходы.
Арматурная сталь специального назначения класса АсЗОО (Ас-П) имеет профили, приведенные на рис. 1, а или 2, а.
Профиль специального назначения изготовляется (рис. 2,а) по согласованию изготовителя с потребителем. Форма и размеры профилей, приведенных на рис. 2, а и б, могут уточняться.
По требованию потребителя сталь классов АЗОО (А-П), А400 (А-Ш), А600 (A-IV), А800 (A-V) изготавливают гладкой.
Принятые обозначения классов дополняются индексами для указания при необходимости способа изготовления, особых свойств или назначения арматуры. Так, термомеханически упрочненную стержневую арматурную сталь обозначают символом Ат, сталь специального назначения (северного исполнения) — Ас, термомеханически упрочненную сталь свариваемую обозначают буквой С (например, АтбООС), 192
Рис. 1. Профили арматурной стали
Рис. 2. Профили арматурной стали
а такую же сталь с повышенной стойкостью против коррозионного растрескивания под напряжением — буквой К (например, АтЮООК).
Арматурная термомеханически упрочненная сталь выпускается классов Ат400С, Ат500С, АтбОО, АтбООС, АтбООК, Ат800, Ат800К, AtIOOO, АтЮООК и Ат1200.
Арматурную термомеханически упрочненную сталь изготавливают с периодическим профилем по ГОСТ 10884 (рис. 3) или по ГОСТ 5781.
7. Строительные материалы
193
t. b2
Рис. 3. Профили арматурной стали
По согласованию с потребителем арматурную сталь класса прочности Ат800 и выше допускается изготовлять гладкой.
Номинальные диаметры стержней периодического профиля соответствуют номинальным диаметрам равновеликих по площади поперечного сечения круглых гладких стержней (табл. 1).
Арматурную горячекатаную сталь классов А240 (A-I) и А300 (А-II) диаметром до 12 мм и класса А400 (А-1П) диаметром до 10 мм включительно изготовляют в мотках или стержнях, больших диаметров — в стержнях. Арматурную сталь классов А600 (AIV), А800 (A-V) и А1000 (A-VI) всех размеров изготовляют в стержнях, диаметром 6 и 8 мм — по согласованию с потребителем в мотках.
Стержни имеют стандартную длину от 6 до 12 м, по согласованию изготовителя с потребителем допускается изготовление стержней от 5 до 25 м.
Маркировка арматурной стали должна содержать:
194
Таблица 1
Характеристика арматурной стали
Номер профиля (номинальный диаметр стержня dH), мм	Площадь поперечного сечения стержня, см‘	Масса 1 м профиля	
		Теоретическая, кг	Предельные отклонения (ГОСТ 5781),%
6	0,283	0,222	
8	0,503	0,395	+9,0 ...-7,0
10	0,785	0,617	
12	1,131	0,888	+5,0...-6,0
14	1,540	1,210	
16	2,010	1,580	
18	2,540	2,000	
20	3,140	2,470	
22	3,800	2,980	+3,0 ...-5,0
25	4,910	3,850	
28	6,160	4,830	
32	8,040	6,310	
36	10,180	7,990	
40	12,570	9,870	+3,0 ...-4,0
45	15,000	12,480	
50	19,630	15,410	
55	23,760	18,650	
60	28,270	22,190	+2,0...-4,0
70	38,480	30,210	
80	50,270	39,460	
•	номинальный диаметр (номер профиля), мм;
•	обозначение класса прочности;
•	обозначение ее эксплуатационных характеристик — свариваемости (индекс С), стойкости против коррозионного растрескивания (индекс К).
Примеры условного обозначения арматурной стали различного класса прочности и технического назначения:
арматурная сталь диаметром 20 мм, класса прочности А300 (А-П):
20А300 ГОСТ 5781-82;
арматурная сталь диаметром 18 мм, класса прочности А240 (A-I):
18А240 ГОСТ 5781-82;
арматурная сталь диаметром 20 мм, класса прочности Ат800:
20Ат800 ГОСТ 10884-94;
то же, диаметром 10 мм, класса прочности Ат400, свариваемой (С): 10Ат400С ГОСТ 10884-94;
195
то же, диаметром 16 мм, класса прочности АтбОО, стойкой против коррозионного растрескивания (К):
16Ат600К ГОСТ 10884-94.
Арматурную термомеханически упрочненную сталь диаметром 10 мм и более изготовляют в виде стержней длиной, оговоренной в заказе.
Арматурная сталь диаметрами 6 и 8 мм изготовляется в мотках. Изготовление арматурной стали классов Ат400С, Ат500С и АтбООС диаметром 10 мм допускается в мотках.
Стержни изготовляют мерной длины от 5,3 до 13,5 м. Допускается изготовление стержней мерной длины до 26 м.
Предельные отклонения по длине стержней мерной длины должны соответствовать требованиям ГОСТ 5781 и ГОСТ 10884.
Арматурную сталь изготовляют из углеродистой и низколегированной стали марок, указанных в табл. 2. Марка стали указывается потребителем в заказе. При отсутствии указания марку стали устанавливает предприятие-изготовитель. Для стержней класса А600 (A-IV) марки стали устанавливают по согласованию с потребителем. Марки углеродистой стали обыкновенного качества определены в ГОСТ 380.
В обозначении марок низколегированных сталей первая цифра означает содержание углерода в сотых долях процента, буквы: Г — марганец, С— кремний, Т— титан, X— хром, А— азот, Ю — алюминий, Ц — цирконий, Р — бор. Цифры после букв означают примерное содержание соответствующего элемента в целых единицах процента.
Арматурную сталь классов А240 (A-I), АЗОО (А-П), А400 (А-Ш), А600 (A-IV) изготовляют горячекатаной, класса А800 (A-V) — с низкотемпературным отпуском, класса А1000 (A-VI) — с низкотемпературным отпуском или термомеханической обработкой в потоке прокатного стана.
Допускается не проводить низкотемпературный отпуск стали классов А800 (A-V) и А1000 (А-VI) при условии получения относительного удлинения не менее 9% и равномерного удлинения не менее 2% при испытании в течение 12 ч после прокатки.
Механические свойства арматурной стали должны соответствовать нормам, указанным в табл. 3.
Для стали класса АЗОО (А-П) диаметром свыше 40 мм допускается снижение относительного удлинения на 0,25 % на каждый миллиметр увеличения диаметра, но не более чем на 3%.
Для стали класса АсЗОО (Ас-П) допускается снижение временного сопротивления до 426 МПа (43,5 кгс/мм2) при относительном удлинении 85 30% и более.
Для стали марки 25Г2С класса А400 (А-Ш) допускается сниже-
196
Таблица 2
Характеристика сталей для изготовления арматурной стали
Класс арматурной стали	Обозначение по ранее действовавшей НТД	Номинальный размер, мм	Марка стали
А240	A-I	6—40	СтЗкп, СтЗпс, СтЗсп
А300	А-П	10—40	Ст5сп, Ст5пс
		40—80	18Г2С
АсЗОО	Ас-11	10—32 (36—40)	югт
А400	А-III	6—40	35ГС,25Г2С
		6—22	32Г2Рпс
Ат400С		6—40	СтЗсп, СтЗпс
Ат500С		6—40	Ст5сп, Ст5пс
А600	A-IV	10—18	80С
		(6-8) 10—32 (36—40)	20ХГ2Ц
АтбОО	At-IV	10—40	20ГС
АтбООС	At-IVC		25Г2С, 35ГС, 28С, 27ГС
АтбООК	At-IVK		10ГС2, 08Г2С, 25С2Р
А800	A-V	(6-8) 10—32 (36—40)	23Х2Г2Т
Ат800	Ат-V	10—32	20ГС, 20ГС2, 08Г2С, 10ГС2, 28С, 25Г2С, 22С
		18—32	35ГС, 25С2Р, 20ГС2
Ат800К	Ат-VK	18—32	35ГС, 25С2Р
А1000	A-VI	10—22	22Х2Г2АЮ, 22Х2Г2Р, 20Х2Г2СР
Ат 1000	Ат-VI	10—32	20ГС, 20ГС2, 25С2Р
АтЮООК	Ат-VIK		20ХГС2
Ат 1200	Ат-VII	10—32	30ХС2
Примечания:
1. Размеры, указанные в скобках, изготовляют по согласованию с потребителем.
2. Буквы Ст означают сталь, цифры от 0 до 6 — условный номер марки в зависимости от химического состава стали. Для обозначения степени раскисления стали после номера марки добавляют индексы: кп — кипящая, пс — полуспокойная, сп — спокойная.
ние временного сопротивления до 560 МПа (57 кгс/мм2) при пределе текучести не менее 405 МПа (41 кгс/мм2), относительном удлинении 85 не менее 20%.
197
Вероятность обеспечения механических свойств, указанных в табл. 3, должна быть не менее 0,95.
Допускается изготовление арматурной стали класса А800 (A-V) из стали марок 22Х2Г2АЮ, 22Х2Г2Р, и 22Х2Г2СР.
В стали марки 35ГС, предназначенной для изготовления арматурной стали классов АтбООС, Ат800 и Ат800К, массовая доля углерода должна быть 0,28—0,33 %, а марганца 0,9—1,2 %.
Механические свойства арматурной стали
Класс арматурной стали	Предел текучести от		Временное сопротивление разрыву ов		Относительное удлинение 5s, %	Равномерное удлинение 5р, %	Ударная вязкость при температуре -60 °C		Испытание на изгиб в холодном состоянии (с — толщина оправки, d — диаметр стержня)
	Н/мм2	кгс/ мм2	Н/мм2	кгс/ мм2			МДж/м2	кгс-м/ см2	
	не менее								
А240 (A-I)	235	24	373	38	25	—	—	—	180°; с = d
АЗ 00 (А-П)	295	30	490	50	19	—	—	—	180°; с = 3d
АсЗОО (Ас-П)	295	30	441	45	25	—	0,5	5	180°; с = d
А400 (А-Ш)	390	40	590	60	14	—	—	—	90°; с = 3d
А600 (A-IV)	590	60	883	90	6	2	—	—	45°; c = 5d
А800 (A-V)	785	80	1030	105	7	2	—	—	45°; с = 5d
А1000 (A-VI)	980	100	1230	125	6	2	—	—	45°; c = 5d
По согласованию с потребителем допускается не проводить испытание на ударную вязкость арматурной стали класса АсЗОО (Ас-П).
Для А600 (A-IV) диаметром 18 мм стали марки 80С норма изгиба в холодном состоянии устанавливается не менее 30° .
Для А24О (A-I) диаметром свыше 20 мм при изгибе в холодном состоянии на 180° с = 2d, для А300 (А-П) диаметром свыше 20 мм с = 4d.
На поверхности стержней, включая поверхность ребер и выступов, в соответствии с требованиями ГОСТ 5781 не должно быть трещин, раковин, плен и закатов.
198
Механические свойства арматурной термомеханически упрочненной стали до и после электронагрева, а также результаты испытаний ее на изгиб должны соответствовать установленным требованиям (табл. 4).
Таблица 4
Механические свойства арматурной термомеханически упрочненной стали
Класс арматурной стали	Номинальные диаметры, мм	Температура Электр о-нагре-ва, °C	Механические свойства				Испытание на изгиб в холодном состоянии, градус	Диаметр оправки (d — номинальный диаметр стержня)
			Временное сопротивление разрыву Св, Н/мм2	Условный или физиче-ский предел текучести аод(Сг), Н/мм2	Относительное удлинение, %			
					Ss	5Р		
			не менее					
Ат400	6—40	—	550	440	16	—	90	3d
Ат500	6—40	—	600	500	14	—	90	3d
АтбОО	10—40	400	800	600	12	4	45	5d
Ат800	10— 32*	400	1000	800	8	2	45	5d
Ат 1000	10—32	450	1250	1000	7	2	45	5d '
Ат 1200	10—32	450	1450	1200	6	2	45	5d
Примечание. * Для Ат800К — диаметры 18—32 мм.
Для АтбООС допускается снижение временного сопротивления разрыву на 50 Н/мм2 ниже норм, указанных в таблице, при увеличении относительного удлинения 85 на 2 % (абс.) и равномерного удлинения 8; на 1 % (абс.).
Для Ат400С, Ат500С и АтбОО в стержнях временное сопротивление разрыву не должно превышать значений, приведенных в таблице, более чем на 200 Н/мм2.
Для Ат1200 в состоянии поставки допускается снижение условного предела текучести до 1150 Н/мм2.
При испытании арматурной стали классов прочности Ат800, Ат1000 и Ат1200 непосредственно после прокатки допускается снижение показателей пластичности на 1 % (абс.).
По требованию потребителя регламентируют требования по релаксации напряжений, усталостной прочности и по испытанию на изгиб с разгибом.
Для арматурной стали классов прочности Ат800, Ат1000 и Ат1200 релаксация напряжений не должна превышать 4% за 1000 ч при исходном усилии, составляющем 70% максимального усилия, соответствующего временному сопротивлению разрыва (см. табл. 4).
199
Арматурная сталь классов прочности Ат800, Ат1000 и Ат1200 должна выдерживать без разрушения 2 млн циклов напряжения, составляющего 70% номинального предела прочности на растяжение. Интервал напряжения для гладкой арматурной стали должен составлять 245 Н/мм2, для арматурной стали периодического профиля — 195 Н/мм2.
Для арматурной стали классов Ат400С, Ат500С и АтбООС испытание на изгиб может быть заменено испытанием на изгиб с разгибом. После испытания ни один из испытываемых образцов не должен иметь разрывов или трещин, видимых невооруженным глазом.
Для арматурной стали классов прочности Ат800, Ат1000 и Ат1200 условный предел упругости ст0 02 должен быть не менее О,85сто ,.
Маркировка и упаковка горячекатаной стали для армирования железобетонных конструкций
Концы стержней из низколегированных сталей класса А600 (A-IV) должны быть окрашены красной краской, класса А800 (A-V) — красной и зеленой, класса А1000 (А-VI) — красной и синей. Допускается окраска связок на расстоянии 0,5 м от концов.
Стержни упаковывают в связки массой до 15 т, перевязанные проволокой или катанкой. По требованию потребителя стержни упаковывают в связки массой до 3 и 5 т.
На связки краска наносится полосами шириной не менее 20 мм на боковую поверхность по окружности (не менее 1/2 длины окружности) на расстоянии не более 500 мм от торца.
На мотки краска наносится полосами шириной не менее 20 мм поперек витков с наружной стороны мотка.
На неупакованную продукцию краска наносится на торец или на боковую поверхность на расстоянии не более 500 мм от торца.
На ярлыке, прикрепленном к каждой связке стержней, наносят условное обозначение класса по пределу текучести (например, А400) или принятое обозначение класса арматурной стали (например, А-1П).
Маркировка и упаковка арматурной термомеханически упрочненной стали для железобетонных конструкций
Маркировка производится в соответствии с ГОСТ 10884 при прокатке или же при отсутствии прокатной маркировки несмываемой краской. 1. Маркировка при прокатке.
Арматурная сталь периодического профиля имеет маркировку класса прочности и завода-изготовителя, наносимую при ее прокатке в виде маркировочных коротких поперечных ребер или точек на поперечных выступах.
200
Маркировочные короткие поперечные ребра высотой 0,5 мм, не выходящие за пределы габаритного размера по окружности диаметром dj, располагают на поверхностях, примыкающих к продольным ребрам (см. рис. 3, а, в).
Маркировочные точки высотой, равной высоте поперечного выступа, представляют собой конусообразные утолщения на поперечных выступах (см. рис. 3, б).
Класс прочности арматурной стали обозначают числом поперечных выступов согласно табл. 5 в интервале t, по рис. 3.
Таблица 5
Маркировка арматурной стали при прокатке
Класс прочности арматурной стали	Число поперечных выступов в интервале t.
Ат400	3
Ат500	1
АтбОО	4
Ат800	5
АтЮОО	6
Ат1200	7
2.	При отсутствии прокатной маркировки концы стержней или связки арматурной стали соответствующего класса должны быть окрашены несмываемой краской следующих цветов:
Ат400С — белой;
Ат500С — белой и синей;
АтбОО — желтой;
АтбООС — желтой и белой;
АтбООК — желтой и красной;
Ат800 — зеленой;
Ат800К — зеленой и красной;
Ат1000 — синей;
AtIOOOK — синей и красной;
Ат1200 — черной.
Допускается окраска связок на расстоянии 0,5 м от концов.
Стержни упаковывают в связки массой до 10 т, перевязанные проволокой. По требованию потребителей стержни упаковывают в связки массой до 3 т.
При поставке стали в мотках каждый моток должен состоять из одного отрезка арматурной стали. Масса мотка — до 3 т. Моток должен быть равномерно перевязан по окружности не менее чем в четы
201
рех местах. Каждая из этих вязок должна иметь промежуточную стяжку (вязку), которая располагается на уровне средней толщины мотка.
К каждому мотку или связке стержней должен быть прочно прикреплен ярлык, на котором указывают:
•	товарный знак или товарный знак и наименование предприятия-изготовителя;
•	условное обозначение арматурной стали;
•	номер партии;
•	клеймо технического контроля.
При несоответствии механических свойств арматурной стали маркировке, нанесенной при ее прокатке, фактический класс прочности должен быть указан на ярлыке и в документе о качестве, а концы стержней должны быть окрашены краской в соответствующий фактическому классу цвет.
Правила приемки и методы испытания арматуры установлены соответствующими стандартами и техническими условиями. Испытание на растяжение проводят по ГОСТ 12004, а испытание на изгиб — по ГОСТ 14019.
Холоднодеформированную арматуру (арматурную проволоку) диаметром от 3 до 12 мм изготавливают способом холодного волочения и подразделяют по форме поперечного сечения на гладкую и периодического профиля (рис. 4), а также по классам прочности: 500, 600, 1200, 1300, 1400, 1500. Класс прочности соответствует гарантированному значению условного предела текучести проволоки, МПа, с доверительной вероятностью 0,95. В условных обозначениях холоднодеформированная арматура (проволока) обозна-
Таблица 6
Расчетная площадь поперечного сечения и теоретическая масса 1000 м проволоки
Номинальный диаметр (номер профиля), мм	Площадь поперечного сечения, мм2	Масса 1000 м, кг
3,0	7,07	55,5
4,0	12,57	98,7
5,0	19,63	154,1
6,0	28,27	221,9
7,0	38,48	302,1
8,0	50,27	394,6
Примечание. Линейная плотность проволоки периодического профиля класса В500 не должна превышать следующих значений: диаметром 3 мм — 0,052 кг, диаметром 4 мм — 0,092 кг, диаметром 5 мм — 0,144 кг.
202
чается буквой В. Например, проволока диаметром 5 мм класса прочности 1400 обозначается: 5-В1400.
Пример полного условного обозначения проволоки номинальным диаметром 3,0 мм класса прочности 500:
проволока 3-В500 ГОСТ 6727-80.
В качестве ненапрягаемой арматуры применяют проволоку класса B500(Bp-I, В500С), которую изготовляют из низкоуглеродистой стали по ГОСТ 380, а для напрягаемой арматуры применяют проволоку гладкую и периодического профиля классов прочности 1200,1300, 1400 и 1500, которую производят из углеродистой конструкционной стали марок 65—85 по ГОСТ 14959. Проволоку класса В600, изготовляемую из стали марок СтЗкп и Ст5пс с термической обработкой, можно применять в качестве ненапрягаемой и напрягаемой арматуры.
Рис. 4. Периодические профили:
о — арматурной низкоуглеродистой проволоки В500; б — высокопрочной арматурной проволоки В1200 — В1500; в — арматурной проволоки повышенной прочности класса В600
203
Марку стали для арматурной проволоки завод-изготовитель выбирает так, чтобы обеспечить заданные стандартами и техническими условиями механические свойства (табл. 7).
Таблица 7
Характеристика холоднотянутой проволоки
Класс арма-	гост	Класс	Номинальный	Разрывное уси-	Усилие, соответствующее условно-	Относительное удлинение после разрыва	Число переги-	Диаметр оправки при испытании на изгиб
турной	и ТУ	прочно-	диаметр,	лие, кН	му преде-	на рас-	бов на	на 180° в
прово-		сти	мм		лу теку-	четной	180°	холодном
ЛОКИ					чести Ро,,	длине		
					кН	100 мм,		состоя-
						51оо, %		НИИ, мм
				не менее				
в	гост	500	3	3,9	3,5	2	4	
	6727	500	4	7,1	6,2	2,5	4	
		500	5	10,6	9,7	3	4	
в	ТУ 14-	600	4	10,5	8	2,5	4	
	-4-	600	4,5	13,2	10,2	2,7	4	
	1322-	600	5	16,4	12,5	3	5	
	-85	600	6	22,6	18	4	6	
в	ГОСТ	1500	3	12,6	106	4	9(8)	
	7348	1400	4	21,4	18	4	7(6)	
		1400	5	32,8	27,5	4	5(3)	
		1400	6	47,3	39,7	5		30
		1300	7	60,4	50,7	6		35
		1200	8	74	62	6		40
Примечания:
1. В скобках приведены данные для проволоки периодического профиля.
2. Для гладкой стабилизированной проволоки диаметром 5 мм (ТУ 14-4-1362-85) усилие, соответствующее условному пределу текучести, равно 30,1 кН. Высокопрочную арматурную проволоку в процессе изготовления подвергают низкотемпературному отпуску, в результате чего повышаются ее упругие свойства: развернутая из мотка и свободно уложенная проволока должна сохранять нормируемую прямолинейность.
Высокопрочную проволоку диаметром 7 и 8 мм изготовляют по разовым заказам, согласованным с заводом-изготовителем.
Метизная промышленность освоила производство следующих новых видов арматурной проволоки:
•	стабилизированной гладкой высокопрочной проволоки диаметром 5 мм с повышенной релаксационной стойкостью;
•	низкоуглеродистой проволоки периодического профиля диаметром 4—6 мм повышенной прочности класса В600.
Проволока изготовляется в мотках массой 500—1500 кг. Допус-
204
кается изготовление проволоки в мотках массой 20—100 кг. Каждый моток должен состоять из одного отрезка проволоки. Проволока должна быть свернута в мотки неперепутанными рядами.
Арматурные канаты (рис. 5) изготавливают из высокопрочной холоднотянутой проволоки. Для наилучшего использования прочностных свойств проволоки в канате шаг свивки принимают максимальным, обеспечивающим нераскручиваемость каната, обычно в пределах 10—16 диаметров каната.
Рис. 5. Поперечное сечение арматурных канатов: а — К-7; б— К-19
Механические свойства арматурных канатов приведены в табл. 8.
Таблица 8
Характеристика арматурных канатов
Класс арматурных канатов	ГОСТ, ТУ	Класс прочности канатов	Диаметр, мм		Номинальная площадь поперечного сечения каната, мм2	Разрывное усилие каната, кН	Усилие при условном пределе текучести Ро,2,кН	Относительное удлинение при разрыве, 6, %	Теоретическая масса, 1 м, кг
			У ело в ный диаметр каната	Проволоки					
							Не м	гнее	
К-7	гост	1500	6	2	22,7	40,6	34,9	4	0,173
	13840	1500	9	3	51	93,5	79,5	4	0,402
		1500	12	4	90,6	164	139,5	4	0,714
		1400	15	5	141,6	232	197	4	1,116
К-19	ТУ 14-4-22-71	1400	14,2	2,8	128,7	236,9	181,5	4	1,014
Примечание. Линейная плотность семипроволочных канатов приведена для шага свивки, равного 16 диаметрам каната.
В процессе производства канаты К-7 и К-19 подвергают низкотемпературному отпуску. Согласно ТУ 14-4-1362-85 усилие, соответствующее условному пределу текучести, равно 30,1 кН.
205
Маркировка и упаковка арматурной проволоки и канатов.
Арматурную проволоку и канаты поставляют в несмазанном виде. Канаты поставляют на барабанах или в мотках, проволоку в мотках массой 500—1500 кг, равномерно перевязанных по окружности не менее чем в трех местах. Допускается изготовление проволоки в мотках массой 20—100 кг, перевязанных не менее чем в трех местах. Каждый моток должен состоять из одного отрезка проволоки.
По требованию потребителя моток массой 500—1500 кг должен иметь промежуточные вязки, расположенные внутри мотка.
Мотки проволоки массой 20—100 кг связывают в бухты.
К каждому мотку (бухте) должен быть прочно прикреплен ярлык, на котором указывают:
•	товарный знак или наименование и товарный знак предприятия-изготовителя;
•	условное обозначение проволоки;
•	номер партии;
•	клеймо технического контроля.
Правила приемки и методы испытания проволоки установлены соответствующими стандартами и техническими условиями. Испытание на растяжение проводят по ГОСТ 12004, испытание на перегиб по ГОСТ 1579, а испытание на изгиб — по ГОСТ 14019.
В качестве ненапрягаемой арматуры железобетонных конструкций следует применять:
а)	стержневую арматуру классов А400 (А-Ш), Ат400С и Ат500С — для продольной и поперечной арматуры;
б)	арматурную проволоку класса В500 — для поперечной и продольной арматуры;
в)	стержневую арматуру классов А240(А-1), А300(А-П)и АсЗОО(Ас-П) — для поперечной арматуры, а также для продольной арматуры, если другие виды ненапрягаемой арматуры не могут быть использованы;
г)	стержневую арматуру класса АтбООС — для продольной арматуры;
д)	стержневую арматуру классов A600(A-IV), АтбОО и АтбООК — для продольной арматуры в вязаных каркасах и сетках;
е)	стержневую арматуру классов A800(A-V), Ат800, Ат800К, AIOOO(A-VI), АтЮОО, АтЮООК, Ат1200 — для продольной сжатой арматуры, а также для продольной сжатой и растянутой арматуры при смешанном армировании конструкции (наличии в них
206
напрягаемой и ненапрягаемой арматуры) в вязаных каркасах и сетках.
Из-за хладноломкости запрещается применять арматуру классов АЗОО (А-П) марки стали Ст5пс (диаметром 18—40 мм) и класса А240(А-1) марки стали СтЗкп, А600 (A-IV) и выше при температуре ниже -30°С; класса А400 (А-Ш) при температуре ниже -40°С.
Арматуру классов А400(А-Ш), Ат400С, Ат500С, АтбООС, В500, А240(А-1), АЗОО(А-П) и АсЗОО(Ас-П) рекомендуется применять в виде сварных каркасов и сеток.
Допускается использовать в сварных сетках и каркасах арматуру классов АтбООК (из стали марок 10ГС2 и 08Г2С) и Ат800 (из стали марки 20ГС) при выполнении крестообразных соединений контактно-точечной сваркой.
Ненапрягаемая арматура классов А240(А-1), АЗОО(А-П), А400(А-Ш), Ат400С, Ат500С, АтбООС хорошо сваривается контактной и дуговой сваркой; А600 (A-IV) и А800 (A-V) — только контактной сваркой.
В качестве напрягаемой арматуры предварительно напряженных конструкций следует применять стержневую арматуру классов A800(A-V), Ат800, Ат800К, AIOOO(A-VI), Ат1000, AtIOOOK и Ат1200; высокопрочную арматурную проволоку и арматурные канаты.
В качестве напрягаемой арматуры также допускается применять стержневую арматуру классов A600(A-IV), АтбОО, АтбООС, АтбООК.
В качестве напрягаемой арматуры конструкций, предназначенных для эксплуатации в агрессивной среде, следует преимущественно применять арматуру класса A600(A-IV), а также классов АтбООК, Ат800К, AtIOOOK и арматуру других видов в соответствии со СНиП 52-01-2003.
Для монтажных (подъемных) петель элементов сборных железобетонных и бетонных конструкций должна применяться горячекатаная арматурная сталь класса АсЗОО(Ас-П) марки 10ГТ и класса А240(А-1) марок СтЗсп и СтЗпс, а также класса А240(А-1) по ТУ 14-2-736-87 (особенно для конструкций, предназначенных для применения в районах с расчетной температурой ниже -30°С). В случае, если возможен монтаж конструкций при расчетной зимней температуре ниже -40°С, для монтажных петель не допускается применять сталь марки СтЗпс, так как данная сталь является хладноломкой.
Для закладных деталей и соединительных накладок применяют, как правило, прокатную углеродистую сталь класса С38/23.
При проектировании и производстве сборных железобетонных
207
конструкций в ряде случаев следует учитывать величину модуля упругости арматуры ЕДтабл. 9):
Таблица 9
Расчетные значения модуля упругости арматуры
Класс арматуры	Модуль упругости Е,, МПа	Класс арматуры	Модуль упругости Б, МПа
А240 (A-I), А300 (А-П), АсЗОО (Ас-П) А400 (А-Ш), Ат400С, Ат500С	2,0хЮ5	В1200—1500	2,0x105
		В500	2,0x105
А600 (A-IV), АтбОО, АтбООС, АтбООК, А800 (A-V), Ат800, Ат800К А1000 (А-VI), Ат 1000, АтЮООК, Ат 1200	1,9x105	В600	1,9x105
		К-7, К-19 (К1400—К1500)	1,8x105
Для массового производства сварных арматурных сеток необходима унификация их основных размеров, что является определяющим условием для создания и нормальной эксплуатации высокопроизводительных сварочных машин. ГОСТ 8478 содержит 56 марок сеток.
Для изготовления сварных сеток применяют низкоуглеродистую арматурную проволоку класса В500 диаметром 3—10 мм и стержневую сталь класса А400 (А-Ш), Ат400С, Ат500С диаметром 6—10 мм.
По виду поставки сетки подразделяют на рулонные и плоские; последние изготовляют шириной от 1040 до 3630 мм и длиной до 9 м. Шаг продольных стержней 100, 150, 200 мм, шаг поперечных стержней — от 50 до 300 мм.
Строительные растворы. Сухие строительные смеси
1.	Классификация растворов
Строительный раствор — это искусственный камнеподобный материал, образовавшийся в результате затвердевания рационально подобранной, тщательно перемешанной и уложенной в соответствии с назначением смеси, состоящей из вяжущего мелкого заполнителя (песка), воды и специальных минеральных или (и) органических добавок, придающих растворной смеси необходимые технологические, а затвердевшему раствору — требуемые строительно-технические свойства.
Растворы классифицируются по следующим признакам.
По основному назначению на:
•	кладочные, в том числе и для монтажных работ, применяемые для кладки стен с использованием бутового камня, керамического и силикатного кирпича и камней и других мелкоразмерных стеновых изделий;
•	облицовочные, применяемые для крепления облицовочных плит из природного камня, керамических и бетонных плиток по готовой кладке стен из кирпича и других штучных изделий;
•	штукатурные, предназначенные для нанесения на готовые поверхности стен слоев грунта, набрызга и накрывки при выполнении штукатурных работ;
•	специальные: декоративные, тепло- и гидроизоляционные, акустические, жаростойкие, кислотостойкие, тампонажные.
209
По применяемым вяжущим на:
•	п р о с т ы е (на вяжущем одного вида): известковые, гипсовые, цементные;
•сложные (на смешанных вяжущих): цементно-известковые, цементно-глиняные, известково-гипсовые.
По средней плотности на:
•	тяжелые, имеющие среднюю плотность 1500 кг/м3 и более, приготавливаемые с использованием плотных песков (природных кварцевых или полевошпатных, дробленных из плотных горных пород или металлургических шлаков);
•	легкие со средней плотностью менее 1500 кг/м3, в качестве заполнителя в которых применены пески, получаемые дроблением пористых горных пород (туфов, пемзы и др.) или искусственных пористых материалов (керамзита, аглопорита, перлита и др.).
По готовности к применению растворные смеси подразделяются на:
•	готовые, доставляемые на объект в готовом к применению виде или приготовленные смешиванием всех составляющих на приобъектных бетоно-растворных установках;
•сухие, приготавливаемые на специализированных предприятиях в сухом виде и требующие смешивания с водой или водными растворами добавок на объекте непосредственно перед применением.
7.1.	Требования к материалам
Для приготовления готовых растворных смесей применяют материалы, отвечающие требованиям стандартов и технических условий на эти материалы.
В качестве вяжущих материалов применяют:
•	гипсовые вяжущие по ГОСТ 125 (строительный и высокопрочный гипс, ангидритовые вяжущие);
•	известь строительную воздушную и гидравлическую по ГОСТ 9179;
•	портландцемент и шлакопортландцемент по ГОСТ 10178;
•	цементы пуццолановый и сульфатостойкий по ГОСТ 22266;
210
•	белый портландцемент по ГОСТ 965:
•	цветные портландцементы по ГОСТ 15825:
•	цемент для строительных растворов по ГОСТ 25328;
•	глину (согласно требованиям, изложенным в приложении В к ГОСТ 28013-98);
•	смешанные вяжущие по нормативным документам на конкретные виды вяжущих.
В качестве заполнителей применяют:
•	песок для строительных работ, отвечающий требованиям ГОСТ 8736;
•	золы-уноса от сжигания каменных и бурых углей по ГОСТ 25818;
•	золо-шлаковые пески, получаемые дроблением золо-шлаковых смесей от сжигания каменных и бурых углей, по ГОСТ 25592;
•	пористые пески, получаемые дроблением природных или искусственных пористых каменных материалов, по ГОСТ 25820;
•	песок из шлаков тепловых электростанций по ГОСТ 26644;
•	песок из шлаков черной и цветной металлургии по ГОСТ 5578.
Вода для затворения растворных смесей должна быть проверена на соответствие требованиям ГОСТ 23732; вода из системы питьевого водоснабжения может применяться без предварительной проверки.
Для регулирования технологических свойств растворных смесей и эксплуатационных характеристик растворов в их состав вводят химические добавки:
•	пластифицирующие, уменьшающие водосодержание и, как правило, улучшающие их водоудерживающую способность и понижающие расслаиваемость; растворы с такими добавками имеют повышенную прочность и морозостойкость;
•	ускоряющие твердение растворов;
•	улучшающие сцепление раствора с основанием;
•	предотвращающие замерзание растворных смесей до затвердевания;
•	придающие растворам специальные свойства: гидрофобизиру-ющие, окрашивающие, повышающие водонепроницаемость, морозостойкость, кислотостойкость и др.
211
1.2.	Технологические свойства растворных смесей
Качество готовых к применению смесей, в том числе полученных затворением сухих смесей, согласно ГОСТ 28013—98 характеризуется следующими показателями:
«подвижностью, оцениваемой глубиной погружения стандартного конуса, выраженной в см; по этому показателю растворные смеси подразделяются на 4 марки (табл. 1).
Таблица 1
Классификация растворных смесей по подвижности
Марка по подвижности	Погружение конуса, см
Пк 1	От 1 до 4 вкл.
Пк2	Св. 4 до 8 вкл.
ПкЗ	Св. 8 до 12 вкл.
Пк4	Св. 12 до 14 вкл.
«водоудерживающей способностью, оцениваемой массой испытанной пробы после 10-минутного впитывания из нее воды 10 слоями промокательной бумаги в течение 10 мин, выраженной в процентах к исходной ее массе. Этот показатель должен быть не менее 90%, а для глиносодержащих смесей — не менее 93%;
•	расслаиваемостью, характеризующейся процентным соотношением разности и суммы относительных содержаний песка в верхней и нижней половинах слоя смеси толщиной 150 мм после вибрирования ее в течение 1 мин. Для всех смесей этот показатель должен быть не более 10%;
•	средней плотностью, контролируемой в тех случаях, когда она оговорена в нормативной или проектной документации;
•	влажностью сухих смесей, которая до затворения водой должна быть не более 0,1% к массе смеси.
К растворным смесям специального назначенияч могут предъявляться дополнительные требования в соответствии с их назначением.
1.3.	Требования к затвердевшим растворам
К затвердевшим растворам предъявляются требования по следующим показателям:
212
•	прочность при сжатии в образцах-кубах с ребром 7,07 см, определяемая в проектном возрасте:
•	для растворов, приготовленных без применения гидравлических вяжущих, — 7 сут.;
•	для растворов, приготовленных с применением гидравлических вяжущих —• 28 сут; прочность растворов в проектном возрасте характеризуется марками М4, MIO, М25, М50, М75, М100, М150 и М200;
•морозостойкость, оцениваемая числом циклов попеременного замораживания и оттаивания при температурах, соответственно, -15—20°С и +15—20°С, вызвавшим снижение прочности при сжатии не более чем на 25% по сравнению с контрольными образцами, а массы — не более чем на 5%. Морозостойкость характеризуется марками F10, F15, F25, F50, F100, F150 и F200. Для растворов марок М4 и М10, а также для приготовленных без применения гидравлических вяжущих, марки по морозостойкости не назначаются и не контролируются.
•	влажность, определяемую по потере массы при высушивании образцов или проб раствора до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре 105 ±5 °C , а для растворов на гипсовом вяжущем — 45—55 °C;
•средняя плотность затвердевших растворов, определяемая при нормальной, естественной и нормированной влажности, а также в сухом и воздушно-сухом состоянии.
1.4.	Приготовление растворных смесей
Растворные смеси приготавливают, как правило, на централизованных растворных заводах (узлах). Технологический процесс приготовления включает подготовку заполнителей (удаление включений крупнее 5 мм, фракционирование, удаление пылевидных и глинистых примесей промывкой, сушку, подогрев), дозирование заполнителя, вяжущих, воды и добавок, тщательное их перемешивание до получения однородной смеси.
В каждом конкретном случае определяется такой набор операций, который обеспечивает получение смесей с требуемыми технологическими характеристиками. Так, если используется песок, отвечающий требованиям по гранулометрическому составу и крупности зерен, операции по его фракционированию могут быть исключены;
213
при приготовлении летних смесей нет необходимости подогревать заполнители и т.д.
Перемешивание составляющих смеси осуществляется в раство-росмесителях гравитационного (свободного) или принудительного смешивания, работающих циклично или непрерывно. При приготовлении растворных смесей необходимо соблюдать следующие условия:
•	дозир'ование составных частей должно производиться по массе; при производительности смесителя не более 5 м3/ч допускается дозирование по объему;
•	погрешность дозирования составляющих, независимо от способа, не должна превышать:
1 % — при дозировании вяжущих, воды и добавок;
2% — при дозировании песка;
•	тщательное перемешивание составляющих;
•	соответствие подвижности смеси заданной величине.
Последовательность дозирования и загрузки составляющих в смеситель зависят от назначения раствора.
Приготовление летних растворов производят при следующей последовательности: сначала в смеситель подают отдозированную воду, затем загружают заполнитель, вяжущее и пластификатор (известковое или глиняное тесто). Очень часто растворные смеси приготавливают с органическими (пластифицирующими, микропенообразующими, гидрофобизующими) добавками или (и) электролитами, предназначенными для ускорения твердения при положительных температурах воздуха. Перед введением этих добавок из них приготавливают рабочие растворы, которые и дозируют в необходимых количествах в смеситель. Рабочие растворы добавок заливают в отдозированную воду затворения, а затем загружают остальные составляющие в указанной выше последовательности. Перемешивание всех компонентов проводят до получения однородной массы, но не менее 1 мин.
Растворные смеси, предназначенные для кладочных и штукатурных работ при отрицательных температурах воздуха, должны приготавливаться с противоморозными добавками: поташом, нитритом натрия, нитратом кальция совместно с мочевиной. Рабочий раствор поташа следует вводить в растворные смеси непосредственно перед затворением их водой только на передвижных или приобъектных смесительных установках. При этом подогрев растворных смесей с поташом не допускается в связи с опасностью их быстрого загустева
214
ния. По этой же причине смеси с поташом должны быть израсходованы в возможно короткий срок. При применении нитрита натрия или нитрата кальция с мочевиной из них предварительно приготавливаются рабочие растворы, дозируемые в смеситель.
Водные растворы солей допускается приготавливать заранее при условии их хранения в плотно закрытой емкости. Для предотвращения выпадения кристаллов солей водные растворы следует периодически перемешивать с проверкой соответствия требуемой плотности. Плотность растворов и содержание химических добавок в 1 л раствора при 20 ° С приведены в табл. 2 и 3.
Таблица 2
Плотность растворов и содержание безводных К,СО3 н NaNO2 в 1 л раствора при 20°С
Поташ К2СО,			Нитрит натрия NaNO2		
Плотность раствора, КГ/7Л	Содержание безводного КгСОз в 1 л р-ра, кг	Температура замерзания раствора, °C	Плотность раствора, кг/л	Содержание безводного К2СО3 в 1 л р-ра, кг	Температура замерзания раствора, °C
1,016	0,020	-0,7	1,011	0,020	-0,8
1,053	0,063	-2,0	1,038	0,062	-2,8
1,090	0,109	-3,6	1,065	0,106	-4,7
1,129	0,158	-5,4 ...	1,092	0,153	-6,9
1,149	0,184	-6,4	1,107	0,177	-8,1
1,169	0,210	-7,6	1,122	0,202	-9,2
1,190	0,238	-8,9	1,145	0,240	-11,7
1,211	0,266	-10,3	1,161	0,267	-13,9
1,232	0,296	-12,1	1,176	0,293	-15,7
1,254	0,326	-14,1	1,191	0,322	-18,3
1,276	0,357	-16,2	1,198	0,356	-19,6
1,298	0,390	-18,7	1,214	0,364	-16,5
1,344	0,457	-24,8	1,247	0,424	-11,7
1,375	0,500	-30,0	1,282	0,488	-9,5
1,414	0,566	-36,5	1,299	0,520	-6,0
Приготовление водных растворов химических добавок следует производить в металлических или деревянных емкостях, а также в специальных установках — солерастворителях. В целях экономии емкости водные растворы солей рекомендуется применять плотностью (по ареометру) 1,375 кг/л для раствора поташа и 1,29 кг/л для раствора нитрита натрия, что соответствует содержанию безводной соли 0,5 кг в одном литре раствора. Растворы нитрата кальция и мо-
215
Таблица 3
Плотность растворов н содержание безводных Ca(NO3)2 и CO(NH,), в 1 л раствора при 20°С
Нитрат кальция Ca(NO3)2			Мочевина CO(NH-h		
Плотность раствора, кг/л	Содержание Ca(NO3), в 1л р-ра, кг	Температура замерзания раствора. °C	Плотность раствора, кг/л	Содержание CO(NH2)2 в 1л раствора, кг	Температура замерзания раствора, СС
1,02	0,030	-0,8	1,015	0,058	-2,0
1,04	0,058	-1,7	1,020	0,076	-2,6
1,06	0,087	-2,6	1,025	0,093	-3,2
1,08	0,113	-3,2	1,030	0,111	-3,7
1,10	0,142	-4,0	1,035	0,128	-4,1
1,12	0,170	-5,1	1,040	0,146	-4,6
1,14	0,147	-6,0	1,045	0,164	-5,0
1,16	0,227	-7,2	1,050	0,182	-5,6
1,18	0,253	-8,7	1,055	0,200	-6,2
1,20	0,285	-10,1	1,060	0,216	-6,6
1,22	0,317	-11,9	1,065	0,224	-6,8
1,24	0,347	-13,6	1,070	0,252	-7,3
1,26	0,380	-15,6	1,075	0,268	-7,6
чевины рекомендуется приготавливать концентрированными: нитрата кальция — плотностью 1,34 кг/л (50%-ный раствор), а мочевины — плотностью 1,085 кг/л (30%-ный раствор). В приготавливаемые растворные смеси растворы этих добавок вводятся в тех количествах, которые обеспечивают сохранение жидкой фазы при соответствующих отрицательных температурах окружающей среды. Содержание нитрата кальция (НК) и мочевины (МК) в комплексной добавке принимают в зависимости от среднесуточной температуры воздуха в соотношении от 1:1 до 3:1.
Указанные добавки не допускается применять при кладке и монтаже конструкций, расположенных в зоне переменного уровня воды или под водой при отсутствии специальной защитной гидроизоляции. Поташ, кроме того, не допускается применять в растворах с заполнителями, содержащими реакционноспособный кремнезем (опал, халцедон и др.), при возведении из силикатного кирпича эле
216
ментов конструкций, подверженных увлажнению (карнизы, цоколи и т. п.) и при облицовке стен из силикатного кирпича и блоков марки 75 и ниже.
При приготовлении зимних растворных смесей необходимо иметь в виду следующее. Приготавливать растворы без химических добавок при средней температуре наружного воздуха ниже 5°C и минимальной суточной температуре ниже 0°С следует в отапливаемом помещении. Песок, применяемый для приготовления раствора, не должен содержать смерзшихся комьев размером более 1 см, а также льда. При подогреве песка его температура не должна превышать 60°С. Известковое и глиняное тесто не должно подвергаться замерзанию и иметь температуру ниже 5 °C. В случае применения подогретой воды затворения температура ее не должна быть выше 80 °C.
Готовые растворные смеси должны доставляться на строительные объекты в специальных растворовозах или приспособленных для этих целей автосамосвалах. Доставленные смеси следует выгружать в приемно-расходные бункера или в контейнеры-ящики, в которых растворная смесь подается к рабочему месту. Запрещается выгрузка растворных смесей на землю.
Сухие растворные смеси следует хранить на приобъектных складах в упакованном виде в крытых помещениях, исключающих их увлажнение. Не допускается хранить сухие смеси в поврежденной упаковке. Растворные смеси из сухих составов готовят так же, как и обычные, затворяя их водой или растворами добавок в количестве, указанном в сопроводительном документе. В некоторых случаях, согласно предписанию изготовителя, сухие смеси после смешивания с водой необходимо выдержать в течение некоторого времени (обычно не более 15 мин), после чего снова перемешать. Необходимость повторного перемешивания вызвана наличием в сухих составах полимерных добавок, для растворения которых в воде требуется дополнительное время.
1.5.	Контроль качества растворных смесей
Контроль качества растворных смесей производится в соответствии с ГОСТ 5802 и включает в себя определение следующих показателей:
•	подвижности;
•	расслаиваемости;
217
•	водоудерживающей способности;
•	плотности (в тех случаях, когда она нормируется).
Пробы для испытания растворной смеси и изготовления образцов отбирают до начала схватывания смеси. Отбор проб следует производить из смесителя по окончании перемешивания, на месте применения раствора из транспортных средств или рабочего ящика. Пробы отбирают не менее чем из трех мест с различной глубины порциями объемом не менее 3 л каждая. Точечные пробы дополнительно перемешивают в течение 30 с. Испытание должно быть начато не позднее 10 мин после отбора пробы. Общий объем отобранной пробы должен быть таким, чтобы смеси хватило на проведение всех запланированных испытаний.
Подвижность растворной смеси характеризуется измеряемой в сантиметрах глубиной погружения в нее эталонного конуса. При проведении испытания необходимо иметь прибор для определения подвижности (прибор СтройЦНИИЛа), сосуд для растворной смеси емкостью 3 л в форме усеченного конуса с диаметром нижнего основания 150 мм, верхнего основания 250 мм, высотой 180 мм, стальной стержень диаметром 12 мм, длиной 300 мм.
Перед определением подвижности проверяют свободное перемещение рабочей части прибора (штанги с конусом) по вертикали, а поверхность конуса очищают от загрязнений и протирают влажной тканью. Конический сосуд заполняют растворной смесью на 1 см ниже его краев и уплотняют ее штыкованием стержнем 25 раз и 5— 6-кратным легким постукиванием о стол, после чего его ставят на площадку прибора. Острие конуса приводят в соприкосновение с поверхностью смеси в сосуде, фиксируют штангу стопорным винтом и делают первый отсчет по шкале. Затем отпускают стопорный винт, давая конусу свободно погружаться в смесь. Во время погружения конуса никакие механические воздействия на прибор (толчки, перемещения и т.п.) не допускаются. Второй отсчет по шкале снимают через 1 мин после начала погружения конуса.
Глубину погружения конуса, измеренную с погрешностью до 1 мм, определяют по разности между вторым и первым отсчетами. Ее оценивают по результатам двух испытаний на разных пробах растворной смеси одного замеса как среднее арифметическое значение и округляют до целых сантиметров. Разница в показателях частных испытаний не должна превышать 20 мм, в противном случае испытания необходимо повторить на новых пробах смеси.
218
Расслаиваемость растворной смеси характеризует ее связность при динамических воздействиях (например, при перевозке автомобильным транспортом, перекачивании и т.п.).
Для проведения испытания необходимо иметь две стальные формы размером 150 х 150 х 150 мм, лабораторную виброплощадку типа 435А, обеспечивающую вертикальные колебания частотой 2900± 100 в минуту, амплитуду (0,5+0,05) мм и жесткое крепление формы с растворной смесью к поверхности стола; весы лабораторные с погрешностью взвешивания не более 2 г; шкаф сушильный, обеспечивающий температуру (105+5) °C в течение всего периода сушки; тканое сито с ячейками 0,14 мм; четыре противня; стальной стержень диаметром 12 мм и длиной 300 мм.
Из замеса или доставленной на объект растворной смеси отбирают две пробы, каждую из которых перед испытанием перемешивают. Количество смеси в каждой отобраннной пробе должно быть достаточным для заполнения двух стальных форм (около 8 л). Растворную смесь из пробы укладывают и уплотняют в форме 30 штыкованиями стальным стержнем, а затем подвергают вибрированию в течение 1 мин. После вибрирования верхний слой смеси высотой (7,5±0,5) см отбирают из формы на предварительно взвешенный противень, а нижнюю — на второй противень. Противни с отобранными порциями смеси взвешивают с погрешностью не более 2 г. Содержимое противней подвергают мокрому рассеву на сите с ячейками 0,14 мм в проточной воде до полного удаления вяжущего.
Отмытые порции заполнителя переносят на чистые взвешенные противни, высушивают до постоянной массы при температуре 105— 110 °C и взвешивают с погрешностью до 2 г.
Содержание заполнителя в верхней (нижней) части уплотненной растворной смеси (%) определяют по формуле
¥ = ^Ь-100, т2
где nij — масса отмытого высушенного заполнителя из верхней (нижней) части образца, г;
ш,— масса растворной смеси, отобранной из верхней (нижней) части образца, г.
219
Показатель расслаиваемое™ растворной смеси (%) определяют по формуле
где AV — абсолютная величина разности между содержанием заполнителя в верхней и нижней частях образца, %;
LV — суммарное содержание заполнителя в верхней и нижней частях образца, %.
Показатель расслаиваемости для каждой пробы смеси определяют дважды и вычисляют с округлением до 1 % как среднее арифметическое значение результатов двух определений, отличающихся между собой не более чем на 20% от меньшего значения. При большем расхождении результатов испытание повторяют на новой пробе растворной смеси.
Водоудерживающую способность определяют путем испытания слоя растворной смеси толщиной 12 мм, уложенной на промокательную бумагу.
Для проведения испытания одного образца смеси необходимо иметьЮ листов промокательной бумаги размером 150x150 мм; прокладку из марлевой ткани размером 250x250 мм; металлическое кольцо, внутренним диаметром 100 мм, высотой 12 мм и толщиной стенки 5 мм; стеклянную пластинку размером 150x150 мм, толщиной 5 мм; весы лабораторные с погрешностью взвешивания не более 0,1 г.
Взвешенные с погрешностью до 0,1 г 10 листов промокательной бумаги укладывают на стеклянную пластинку, сверху укладывают марлевую прокладку, на которую устанавливают металлическое кольцо. Прибор в собранном виде взвешивают. Затем кольцо заполняют вровень с краями тщательно перемешанной растворной смесью, прибор снова взвешивают и оставляют на 10 мин. По истечении этого времени металлическое кольцо с помощью марлевой прокладки снимают, а промокательную бумагу взвешивают.
Водоудерживающую способность вычисляют по формуле
V = (1 - m2 т‘ >100. т4 -т3
(2)
где mt и т, - масса промокательной бумаги до и после испытания, г; пг, и ш4 — масса прибора в собранном виде без растворной смеси и с растворной смесью, г.
220
Водоудерживающую способность растворной смеси определяют дважды для каждой пробы и вычисляют как среднее арифметическое значение результатов двух определений, отличающихся между собой не более чем на 20% от меньшего значения.
Плотность растворной смеси характеризуется отношением массы уплотненной смеси к ее объему и выражается в кг/м3.
Для проведения испытания необходимо иметь стальной цилиндрический сосуд емкостью (1000±2) см3 с внутренним диаметром 113 мм и высотой 100 мм; весы лабораторные с погрешностью взвешивания до 2 г; стальной стержень диаметром 12 мм, длиной 300 мм.
Перед испытанием пустой сосуд взвешивают, а затем наполняют растворной смесью с избытком. Смесь в сосуде уплотняют сначала 25 штыкованиями стальным стержнем (от стенок сосуда по спирали к центру), а затем — 5—6-кратным легким постукиванием о стол. Избыток растворной смеси срезают стальной линейкой, поверхность тщательно выравнивают вровень с краями сосуда, а стенки сосуда очищают влажной тканью от налипшей смеси. Сосуд с смесью взвешивают. Плотность растворной смеси вычисляют по формуле
где тиШ] — масса мерного сосуда с растворной смесью и пустого мерного сосуда, г.
Плотность растворной смеси определяют как среднее арифметическое значение результатов двух определений плотности смеси из одной пробы, отличающихся между собой не более чем на 5% от меньшего значения. При большем расхождении результатов определение повторяют на новой пробе смеси.
1.6.	Контроль физико-механических характеристик растворов
К контролируемым физико-механическим показателям затвердевших растворов относятся:
•	предел прочности при сжатии;
•	средняя плотность;
•	влажность;
•	водопоглощение;
•	сцепление с основанием;
•	морозостойкость.
221
Обязательному контролю подлежит прочность раствора, а остальные характеристики — только в тех случаях, если они нормируются в проектной или другой документации.
Прочность раствора на сжатие определяют на образцах-кубах размерами 70,7 х 70,7 х 70,7 мм в возрасте, установленном в нормативной документации (или проекте) на данный вид раствора. На каждый срок испытания изготавливают три образца. Для проведения испытания необходимо иметь: разъемные стальные формы с поддоном и без поддонов по ГОСТ 22685, пресс гидравлический, обеспечивающий создание разрушающей нагрузки на образец в диапазоне от 20 до 80% своей шкалы; штангенциркуль; стержень диаметром 12 мм, длиной 300 мм; шпатель.
Образцы из растворных смесей с подвижностью до 5 см изготавливают в форме с поддоном. Формы заполняют в два слоя. Уплотнение слоев в каждом отделении формы производят 12 нажимами шпателя: 6 нажимов вдоль одной стороны (первый слой) и 6 — в перпендикулярном направлении (второй слой). Избыток раствора срезают вровень с краями стальной линейкой и заглаживают поверхность.
Образцы из растворной смеси подвижностью 5 см и более изготавливают в формах без поддона. Для этого форму устанавливают на постель полнотелого керамического кирпича, покрытую газетной бумагой, смоченной водой. Кирпич должен иметь влажность не более 2% и водопоглощение 10—15% по массе. Для устранения сильных неровностей на постелях кирпичи следует притереть вручную один о другой. Растворную смесь укладывают в форму за один прием с небольшим избытком и уплотняют штыкованием стержнем 25 раз по спирали от стенок формы к центру.
Образцы из растворных смесей на гидравлических вяжущих выдерживают до распалубки в камере нормального хранения при температуре (20 ± 5) °C и относительной влажности воздуха 95—100%, а образцы из смесей на воздушных вяжущих — в помещении при температуре (20 ± 2) °C и относительной влажности (65 + 10)%. Как правило, образцы освобождают из форм через (24 ± 2) ч после изготовления. Однако, если образцы изготовлены из смесей на шла-копортландцементе или пуццолановом портландцементе с добавками замедлителей схватывания или из смесей для зимних работ и хранились на открытом воздухе, распалубку их рекомендуется производить через 2—3 сут. После освобождения из форм образцы сле
222
дует до испытания хранить при температуре (20 ± 2) °C с соблюдением следующих условий хранения:
•	образцы из смесей на гидравлических вяжущих в течение первых 3 сут должны храниться в камере нормального твердения при относительной влажности воздуха 95—100%, а оставшееся время до испытания — в помещении с относительной влажностью воздуха (65 ± 10)% (из растворов, твердеющих на воздухе) или в воде (из растворов, твердеющих во влажной среде);
•	образцы из смесей, приготовленных на воздушных вяжущих, после распалубки следует хранить в помещении при относительной влажности воздуха (65 ± 10)%;
•	образцы из смесей с химическими противоморозными добавками и без них для зимних работ должны храниться в формах на открытом воздухе в тех же условиях, что и конструкции. Сверху образцы необходимо укрыть толем или другим рулонным материалом для предотвращения попадания на них воды или снега. Испытание этих образцов на сжатие должно производиться после 3 ч оттаивания в сроки, необходимые для поэтажного контроля прочности раствора, а также по истечении 28 сут. твердения после их оттаивания и хранения при температуре (20±2) °C. В некоторых случаях, оговоренных проектом производства работ, проводят испытание прочности образцов, твердевших 28 сут. при отрицательной температуре, после их оттаивания в течение 3—6 ч в зависимости от температуры твердения.
Перед испытанием на сжатие образцы измеряют штангенциркулем с погрешностью до 0,1 мм. Образцы, хранившиеся в воде, должны быть вынуты из нее не ранее чем за 10 мин до испытания и вытерты влажной тканью. Образцы, хранившиеся на воздухе, необходимо очистить волосяной щеткой.
Образцы устанавливают между опорными плитами гидравлического пресса так, чтобы сжимающее усилие было направлено параллельно слоям укладки смеси при формовании. Шкалу силоизмерите-ля пресса выбирают так, чтобы ожидаемое разрушающее усилие находилось в диапазоне от 20 до 80% максимального усилия, развиваемого прессом. Нагрузка на образец должна возрастать непрерывно со скоростью (0,6±0,4) МПа/с до его разрушения. Предел прочности на сжатие R вычисляют для каждого образца с погрешностью до 0,01 МПа по формуле
223
.. ... я *|	6
А
где Р — разрушающее усилие, Н;
А— рабочая площадь сечения образца, м2.
Рабочую площадь сечения образца вычисляют как среднее арифметическое значение площадей двух противоположных опорных граней. Предел прочности при сжатии вычисляют как среднее арифметическое значение результатов трех испытаний.
Прочность затвердевших растворов в горизонтальных швах кладки, а также в монтажных швах крупноблочных и крупнопанельных стен определяют испытанием на сжатие образцов-кубов с размерами ребер 2—4 см, изготовленных из двух пластинок, взятых из швов. Из пластинок выпиливают квадраты, размер сторон которых в два раза превышает толщину пластинки, равную толщине шва. Пластинки склеивают тонким слоем (1—2 мм) гипсового теста, которым выравнивают опорные поверхности пластинок. Для этого на стеклянную пластинку кладут лист смоченной водой газетной бумаги, на который наносят ровным слоем гипсовое тесто и сразу укладывают склеенные пластинки одной из плоских граней. Через 10—15 мин излишки теста, выступившего за пределы образца, удаляют, а образец поднимают и таким же образом выравнивают другую его грань. Через одни сутки образцы испытывают на сжатие. Если толщина пластинок достаточна для получения образцов необходимого размера, то допускается образцы-кубы выпиливать из таких пластинок.
Прочность раствора определяют как среднее арифметическое значение из результатов испытаний пяти образцов. Для определения прочности раствора в кубах с ребром 70,7 мм результаты испытаний необходимо умножить на коэффициенты, приведенные в табл.4.
Таблица4
Поправочный коэффициент к расчету прочности раствора
Раствор	Размер ребра куба, см		
	2	з	4 _
	Коэффициент		
Летний	0,56	0,68	0,80
Зимний, отвердевший после оттаивания	0,46	0,65	0,75
224
Среднюю плотность раствора определяют испытанием образцов-кубов с ребром 70,7 мм, изготовленных из растворной смеси, или пластин размером 50x50 мм, взятых из швов конструкции. Толщина пластин должна соответствовать толщине шва. Образцы изготавливают и испытывают сериями, каждая из которых состоит из трех образцов. Плотность раствора определяют в состоянии естественной влажности и нормированном влажностном состоянии: сухом, воздушно-сухом, нормальном, водонасыщенном. Влажностное состояние, при котором требуется контроль плотности раствора, регламентируется нормативной или проектной документацией.
Растворы для каменных кладок и монтажа бетонных и железобетонных изделий и конструкций
Выбор вяжущих для приготовления растворов для каменных кладок, монтажа крупноблочных и крупнопанельных стен и других конструкций при твердении раствора в условиях положительных температур следует производить с учетом условий эксплуатации в соответствии с рекомендациями, приведенными в табл. 5.
Таблица 5
Выбор вяжущих для растворов, твердеющих при положительной температуре
Условия эксплуатации конструкций	Вид вяжущего
Для надземных конструкций при относительной влажности воздуха помещений до 60% и более, а также для фундаментов, возводимых в малоувлаж-ненных и влажных грунтах	Портландцемент, пластифицированный и гидрофобный портландцементы, шлакопортландцемент, пуццолаповый портландцемент, цемент для растворов, известково-шлаковое вяжущее
Для фундаментов при агрессивных сульфатных водах	Сульфатостойкие портландцементы, пуццолановый портландцемент
Примечание. При температуре воздуха ниже 10°С в растворы на известково-шлаковых вяжущих рекомендуется добавлять портландцемент в количестве 15—25 % объема вяжущего с одновременным увеличением дозировки песка на 15—25 %. Для обеспечения требуемых водоудерживающей способности и расслаиваемости, а также экономии вяжущего в состав раствора следует вводить минеральные (известь, глина) и химические добавки. Минеральные добавки применяют, как правило, в виде теста, которое дозируется в замес по объему. Дозировка известкового теста производится из расчета его плотности 1400 кг/м3. При другой фактической плотности дозировку теста корректируют, умножая плотность на коэффициенты, приведенные в табл. 6.
8. Строительные материалы
225
Таблица 6
Плотность известкового теста и коэффициенты приведения к известковому тесту плотностью 1,4 кг/л
Плотность известкового теста, кг/л	Коэффициент приведения к известковому тесту плотностью 1,4 кг/л	Плотность известкового теста, кг/л	Коэффициент приведения к известковому тесту плотностью 1,4 кг/л
1,50	0,80	1,34	1,17
1,48	0,83	1,32	1,25
1,46	0,87	1,30	1,33
1,44	0,90	1,28	1,43
1,42	0,95	1,26	1,54
1,40	1,00	1,24	1,67
1,38	1,05	1,22	1,82
1,36	1,Н	1,20	2,00
Глину применяют либо в виде глиняного теста с глубиной погружения в него стандартного конуса 13—14 см или в виде глиняного порошка грубого помола. В последнем случае его дозировка производится при тощей глине в таком же количестве, как и теста; при глине средней жирности и жирной глине дозировка по сравнению с тестом уменьшается на 15 и 25% соответственно. Характеристика глины по жирности и плотность глиняного теста приведены в табл. 7.
Таблица 7
Плотность глиняного теста из глины разной жирности
Глина	Плотность глиняного теста с глубиной погружения стандартного конуса 13—14 см, кг/м3	
	Средняя	Максимальная
Жирная с содержанием песка до 5%	1350	1400
Средней жирности с содержанием песка до 15%	1450	1500
Тощая или суглинок с содержанием песка до 30%	1550	1600
Состав раствора требуемой марки с применением различных вяжущих, а также минеральных пластифицирующих добавок (извести и глины) определяют в следующем порядке с обязательной корректировкой его на соответствие всем нормируемым показателям качества по ГОСТ 28013.
Сначала определяют расход вяжущего, руководствуясь рекомендациями табл. 8.
226
Таблица 8
Ориентировочные расходы вяжущего на 1 м3 песка и на ! м3 цементно-известковых и цементно-глиняных растворов
Вяжущее	Марка раствора М„	Марка вяжущего мя	Показатель RSQ«	Расход вяжущего, кг	
				на 1 м3 песка	на 1 м’’ раствора
	300	500	230	460	510
		400		575	600
		500		360	410
	200	400	180	450	490
		500		280	330
	150	400	140	350	400
		300		470	510
		500		205	250
	100	400	102	255	300
Вяжущее по		300		340	390
ГОСТ		500		160	195
10178;		400		200	240
ГОСТ		300		270	310
25328;		200		405	445
ГОСТ 22266		400		140	175
	50	300	56	185	225
		200		280	325
		300		105	135
	22)	200	31	155	190
		150		93	ПО
	10	100	14	140	165
		50		280	320
		50		120	145
		25		240	270
Примечание. Расход вяжущих указан для смешанных цементно-известковых и цементно-глиняных растворов и песка в рыхлонасыпном состоянии при ес-
тественной влажности 3—7%. Rr = Мв/1000; Qe — расход вяжущего с данной активностью на 1 м3 песка, кг.
Для получения заданной марки раствора в случае применения вяжущих, отличающихся маркой М от приведенных в табл. 8, расход вяжущего на 1 м3 песка определяют по формуле
где — расход вяжущего с активностью по табл. 8 на 1 м3 песка, кг.
227
При определении составов кладочных растворов, предназначенных для эксплуатации в воздушных агрессивных средах по СНиП 2.03—11—85, следует обеспечить расход цемента не менее значений, приведенных в табл. 9.
Таблица 9
Минимальные расходы цемента в кладочных растворах для эксплуатации в воздушных агрессивных средах
Конструкция	Группа агрессивности газа по СНиП 2.03—II—85	Условия эксплуатации по СНиП 11—3—79*	Разновидности грунтов по степени влажности по СНиП 2—02—01—83	Минимальный расход цемента в растворе на 1м3 сухого песка, кг
Надземные наружные Надземные внутренние Фундаменты	А	При сухом и нормальном режиме помещений	В маловлажных грунтах	100
Надземные наружные Надземные внутренние Фундаменты	В	При влажном режиме помещений	Во влажных грунтах	125
Надземные наружные Надземные внутренние Фундаменты	В	При мокром режиме помещений	В насыщенных водой грунтах	150
Количество неорганического пластификатора (известкового или глиняного теста) Va (в м3 на 1 м3 песка) определяют по формуле
Va = 0,17(1 - 0,002Qe).
При применении каменных материалов с повышенным водопо-глощением при жаркой и сухой погоде расход известкового теста для повышения водоудерживающей способности растворной смеси может быть увеличен в 1,5 раза.
Доля неорганического пластификатора, определенная по формуле (6), ограничивается в зависимости от влажностного режима эксплуатации зданий и сооружений. При применении цементно-глиняных растворов для надземных конструкций при относительной влаж
228
ности воздуха помещений до 60% и для кладки фундаментов в маловлажных грунтах отношение объема глиняного теста к насыпному объему цемента должно быть не более 1,5:1.
При применении цементно-глиняных и цементно-известковых растворов для надземных кострукций при относительной влажности воздуха помещений более 60% и для кладки фундаментов во влажных грунтах это отношение должно быть не более 1:1.
Расход воды на 1 м3 песка для получения растворной смеси заданной подвижности определяют опытными замесами. Для цементно-известковых и цементно-глиняных смесей подвижностью 9—10 см расход воды на 1 м3 песка
В = 0,5(QB + Q3), где В — расход воды, л;
Q, — расход известкового (глиняного) теста, кг.
Водосодержание растворных смесей уточняется с учетом требуемой подвижности (табл. 10).
Таблица 10
Рекомендуемая подвижность растворных смесей
Назначение раствора	Рекомендуемая глубина погружения конуса, см
Монтаж и расшивка вертикальных и горизонтальных швов стен из крупных бетонных блоков и панелей	5—7
Подача растворонасосом	14
Кладка из обыкновенного кирпича, бетонных камней и камней из легких пород	9—13
Обычная бутовая кладка	4—6
Заливка пустот в бутовой кладке	13—14
Вибрированная бутовая кладка	1—3
Например, требуется установить состав цементно-известкового раствора марки 50 для надземной кладки стен зданий с относительной влажностью воздуха помещений 50—60%. Кладка выполняется в летних условиях. Вяжущее — портландцемент марки 400 насыпной плотностью 1100 кг/м3. Плотность известкового теста 1400 г/м3. Песок природный насыпной плотностью 1200 кг/м3 при влажности 5%.
Расход цемента марки 400 на 1 м3 песка согласно табл.8 для раствора марки 50 составляет 140 кг. Тогда насыпной объем цемента
229
Vb = —= 0,127 м3. Согласно (6) расход известкового теста на 1 м3 песка V3 = 0,17 (1 - 0,002  Q) = 0,17 (1 - 0,002  140) = 0,122 м3, или 0,122 - 1400 = 171 кг.
Состав раствора в объемных частях можно выразить, поделив объемы цемента, известкового теста и песка на объем цемента:
V V 1	0122	1
\гЧ:ч=1:аП7:аЙ7 = 1:0’96:7'9'
Можно принять Ц : Д : П = 1 : 1 : 8.
Для определения расхода материалов на один замес растворосме-сителя с барабаном объемом 150 л сначала находим сумму составных частей 1 + 1 + 8 = 10.
_г 0,150	„
Расход цемента на замес V =------ = 0,015 м3, или Q =
в 10
= 0,015- 1100 = 16,5 кг.
Расход известкового теста на замес V, = — — = 0,015 м3, или г 10
= 0,015 • 1400 = 21 кг.
Расход песка на замес Vn= -- — -8=0,12 м3, или Qn=0,12-1200 = = 144 кг.
Расход воды на замес Вз = 0,5(Qb+Q3) =0,5(16,5+21) = 18,75 л.
Этот расход воды получен без учета воды, содержащейся в песке и известковом тесте. Для получения растворной смеси заданной подвижности дозировка воды уточняется на пробном замесе.
Для определения расхода материалов на 1 м3 раствора необходимо предварительно определить плотность растворной смеси рр см и произвести следующие вычисления:
•	вычислить фактический объем замеса V3, разделив массу всех материалов, израсходованных на его приготовление, на плотность смеси;
•	вычислить расход каждой составляющей на 1 м3 раствора по формулам
Ц = ^-1000; Д =	 1000;
V	V
3	3
230
П = ^2- 1000; В = Ь-1000.
*3	*3
Составы цементных, цементно-известковых и цементно-глиняных растворов в объемных частях приведены в табл. 11.
Таблица 11
Составы растворов для кладки стен надземных частей зданий и для фундаментов
Марка раствора	Составы в объемной дозировке при марке вяжущего				
	500	400	|	300	I 200	150
Составы цементно-известковых и цементно-глиняных растворов для надземных конструкций при относительной влажности воздуха помещений до 60% и для фундаментов в маловлажных грунтах					
300	1:0,15:2,1	1:0,07:1,8	—	—	—
200	1:0,2:3	1:0,1:2,5	—	—	—
150	1:0,3:4	1:0,2:3	1:0,1:2,5	—	—
100	1:0,5:5,5	1:0,4:4,5	1:0,2:3,5	—	—
75	1:0,8:7	1:0,5:5,5	1:0,3:4	1:0,1:2,5	—
50	—	1:0,9:8	1:0,6:6	1:0,3:4	—
25	—	—	1:1,4:10,5	1:0,8:7	1:0,3:4
10	—	—	—	—	1:1,2:9,5
Составы цементно-известковых и цементно-глиняных растворов для надземных конструкций при относительной влажности воздуха помещений свыше 60% и для фундаментов во влажных грунтах					
300	1:0,15:2,1	1:0,07:1,8	—	—	—
200	1:0,2:3	1:0,1:2,5	—	—	—.
150	1:0,3:4	1:0,2:3	1:0,1:2,5	—		—
100	1:0,5:5,5	1:0,4:4,5	1:0,2:3,5	—	—_
75	1:0,8:7	1:0,5:5,5	1:0,3:4	1:0,1:2,5	—
50	—	1:0,9:8	1:0,6:6	1:0,3:4	—
25	—	—	1:1:9 * 1:0,8:7	1:0,8:7	1.0,3:4
10	—	—	—	—	1:1:10,5 1:0,8:97*
Составы цементно-песчаных растворов для фундаментов и других конструкций, расположенных в насыщенных водой грунтах и ниже уровня грунтовых вод					
300	1:2,1	1:1,8	—	—	—
200	1:3	1:2,5	—	—	—
150	1:4	1:3	1:2,5	—	—
100	1:5,5	1:4,5	1:3	—	—
75	1:6	1:5,5	1:4	1:2,5	—
50	—	—	1:6	1:4	—
Примечания: 1. Песок принят с естественной влажностью 3—7 %.
* Над чертой — составы цементно-известковых растворов, под чертой — цементно-глиняных.
231
Средние значения прочности на сжатие растворов цементных и на смешанных вяжущих в различные сроки в % к их прочности в 28-суточном возрасте при температуре (20 ± 3) °C приведены в табл.12.
Таблица 12
Средние значения прочности при сжатии растворов в возрасте от 3 до 90 сут.
Возраст, сут.	3	7	14	28	60	90
Прочность, %	33	55	80	100	120	130
Темп нарастания прочности при сжатии зависит от температуры (табл. 13).
Таблица 13
Нарастание прочности растворов при различных температурах окружающей среды
Возраст, сут.	Прочность раствора при температуре твердения, %						
	1°С	5 °C	10°С	20°С	30°С	40°С	50°С
1	1	4	6	13	23	32	43
2	3	8	12	23	38	54	76
3	5	11	18	33	49	66	85
7	15	25	37	55	72	87	100
14	31	45	60	80	92	100	—
21	42	58	74	92	100	—	—
28	52	68	83	100	—	—	—
При применении шлакопортландцемента, пуццоланового портландцемента и цемента для строительных растворов необходимо учитывать замедление нарастания прочности растворов при температуре ниже 15°С. В этих случаях величины относительной прочности растворов, приведенные в табл. 13, следует умножать на коэффициенты:
0,3 — при температуре 0°С;
• 0,7 — при температуре 5°C;
0,9 — при температуре 10°С;
1,0 — при температуре 15 °C и выше.
Для конструкций, возводимых в зимних условиях из панелей, крупных блоков и обычной кладки способом замораживания, должны применяться цементные, цементно-известковые и цементноглиняные растворы с органическими пластификаторами-микропе-нообразователями. В качестве вяжущего в них следует применять 232
портландцемент. При определенных условиях допускается применение также шлакопортландцемента и пуццоланового портландцемента. Прочность этих растворов сразу после оттаивании следует принимать равной 2 кгс/см2 для растворов марки 25 и выше на портландцементе при толщине стен и столбов более 38 см и 0 кгс/ см2 для растворов на шлакопортландцементе и пуццолановом портландцементе независимо от толщины стен и столбов, а также растворов на портландцементе при толщине стен и столбов менее 38 см.
При возведении каменных, крупноблочных и крупнопанельных конструкций в зимних условиях без обогрева рекомендуется применять растворы марки 50 и выше на портландцементе марки не ниже 300 с противоморозными химическими добавками. В качестве таких добавок рекомендуется применять поташ, нитрит натрия и комплексную добавку, состоящую из нитрата кальция и мочевины.
Рекомендуемые дозировки этих добавок в зависимости от среднесуточной температуры воздуха приведены в табл. 14.
Таблица 14
Дозировки противоморозных добавок
Вид добавки	Среднесуточная температура воздуха		Количество добавки, % массы цемента	Соотношение между компонентами добавки по сухому веществу
Поташ	0 ..	.-5°	5	
	-6..	. -15°	10	—
	-16.	..-30°	15	—
Нитрит натрия	0 ..	.-5°	5	—
(НН)	-6.	..-9°	8	—
	-10 .	..-15°	10	—
Нитрат кальция с	0 ..	.-5°	5	НК:М = 1:1
мочевиной (НКМ)	-6..	.-15°	10	НК:М = 2:1
	-16.	..-25°	15	НК:М = 3:1
Если по условиям производства работ не требуется интенсивное твердение растворов с химическими добавками, допускается их использование при температуре наружного воздуха в среднем на 5°C ниже указанной в табл. 14.
Применение растворов с добавками, указанными в табл. 14, за
233
прещается при строительстве зданий и сооружений, эксплуатируемых при влажности воздуха помещений более 60% (бани, прачечные, цехи с влажными процессами и т.п.), или температуре выше 40°С (дымовые трубы, вентиляционные каналы и т.п.), а также в агрессивных средах, вызывающих разрушение растворов.
Не допускается применение растворов с этими добавками при возведении конструкций, расположенных в зоне переменного уровня воды или под водой без специальной защитной гидроизоляции. Применение поташа не допускается, если в заполнителях содержится реакционноспособный кремнезем (опал, халцедон и др.), а также в растворах, предназначенных для возведения из силикатных материалов элементов конструкций, подверженных увлажнению (карнизы, цоколи и т.п.). Этот запрет распространяется на растворы для облицовки стен из силикатного кирпича и блоков марки 75 и ниже. В растворах с поташом не рекомендуется применять в качестве пластификатора известковое тесто; их следует приготавливать с глиняным тестом в объеме не более 40% объема цемента. Остальные добавки (НН и НКМ) совместимы как с известковым, так и с глиняным тестом. Во всяком случае дозировка поташа в растворах, применяемых при возведении конструкций из силикатного кирпича и блоков, не должна превышать 10% массы цемента.
При возведении подземной неармированной кладки допускается с целью понижения температуры замерзания раствора применение хлоридов кальция, натрия и аммония или смеси хлоридов кальция и натрия в соотношении 1:1 в количестве 4—7% массы цемента. Применение этих добавок для кладки стен жилых и общественных зданий не допускается, так как они образуют высо-лы. Для понижения температуры замерзания растворных смесей допускается применение других химических добавок — электролитов в соответствии с их назначением, регламентированным нормативными документами.
Для ориентировочной оценки прочности растворов марки 50 и выше, приготовленных на портландцементе марки 300 и выше и твердеющих при отрицательной температуре, можно руководствоваться данными, приведенными в табл. 15.
234
Таблица 15
Набор прочности растворов, твердеющих при отрицательной температуре
Вид добавки	Средняя темпе-ратура твердения, °C	Прочность раствора,% марки, при твердении на морозе			
		3 сут.	7 сут.	28 сут.	90 сут.
Поташ	-5	15	25	60	80
	-6 до-15	10	20	50	65
	ниже -15	5	10	35	50
Нитрит на-трия	До-5	5	10	40	55
	-6 до-15	3	5	30	40
Нитрат кальция с мочевиной	До-5	20	30	50	90
	от-6 до-15	10	15	40	70
	ниже -15	5	10	30	50
Примечание. При применении шлакопортландцемента и пуццоланового портландцемента данные таблицы следует умножать на 0,8.
При применении в зимних условиях растворов с химическими добавками должны соблюдаться правила охраны труда и техники безопасности. К важнейшим из них относятся следующие:
•	к работе с добавками допускаются лица, достигшие 18 лет и прошедшие медицинское освидетельствование и инструктаж;
•	лица, имеющие повреждения кожных покровов, к приготовлению рабочих растворов не допускаются;
•	рабочие, занятые на приготовлении рабочих растворов, должны быть обеспечены спецодеждой — комбинезонами, резиновыми сапогами и перчатками, утепленными с внутренней стороны;
•	цистерны и емкости с водными растворами добавок должны храниться в местах, не доступных для посторонних лиц;
•	кристаллические (безводные) добавки должны храниться в запираемых сухих помещениях в таре завода-изготовителя; вход в эти помещения посторонним лицам должен быть запрещен;
•	хранение нитрита натрия не допускается в одном помещении с оксидами и растворами, имеющими кислую среду, при взаимодействии которых могут образоваться ядовитые газы;
•	в помещениях, где хранится кристаллический нитрит натрия,
235
запрещается вести работы с открытым пламенем, а также курить;
•	помещения, где готовят водные растворы нитрита натрия, должны быть оборудованы приточно-вытяжной вентиляцией;
•	на всех емкостях с водными растворами нитрита натрия должна быть предупредительная надпись о ядовитых свойствах этой добавки;
•	запрещается принимать пищу в помещениях, где хранятся кристаллические добавки или приготавливаются их водные растворы.
1.7.	Штукатурные растворы
При выполнении обычных штукатурок применяют цементные, цементно-известковые, известковые, известково-гипсовые, гипсовые и глино-известковые растворы. В качестве заполнителя в штукатурных смесях применяют песок, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 8736 с наибольшей крупностью зерен, не превышающей, мм:
•	2,5 — для слоев обрызга и грунта;
•	1,25 — для отделочного слоя (накрывки).
Перед применением штукатурные смеси должны быть процежены и иметь подвижность, см:
•	раствор для грунта — 7—8;
•	раствор для набрызга:
—	при ручном нанесении — 8—12;
—	при механизированном способе нанесения — 9—14;
• раствор для накрывки:
—	без применения гипса — 7—8;
—	с применением гипса — 9—12.
Подвижность штукатурных смесей рекомендуется регулировать с помощью органических пластификаторов.
Выбор и применение растворов для обычных штукатурок следует осуществлять с учетом условий, в которых будут эксплуатироваться здания и сооружения, помещения и отдельные конструктивные элементы, согласно рекомендациям, приведенным в табл. 16.
236
Таблица 16
Рекомендуемые области применения обычных штукатурных растворов
Условия эксплуатации помещений и конструкций	Раствор
Помещения с относительной влажностью воздуха св. 60%, а также наружные стены, цоколи, карнизы и т.п., подвергающиеся систематическому увлажнению	Цементные и цементно-известковые
Помещения с относительной влажностью воздуха до 60%, а также наружные стены, не подвергающиеся систематическому увлажнению: -	наружные каменные и бетонные стены, а также внутренние каменные и бетонные стены, перегородки и перекрытия; -	наружные и внутренне каменные, деревянные и гипсовые стены (в районах с устойчиво сухим климатом); -	внутренние деревянные и гипсовые стены и перегородки	Известковые и цементно-известковые Известково-гипсовые и глиноизвестковые Известково-гипсовые и гипсовые
При выборе вяжущих для приготовления штукатурных смесей с учетом их применения следует руководствоваться рекомендациями, приведенными в табл. 17.
Т аблица 1 7
Вяжущие, рекомендуемые для обычных штукатурных смесей
Штукатурка	Оштукатуриваемые поверхности	Рекомендуемые вяжущие
Наружная — для стен, цоколей, карнизов и т.п., подвергающихся систематическому увлажнению, а также внутренняя - для стен, перегородок и перекрытий в помещениях с относительной влажностью воздуха св. 60%	Каменные и бетонные	Пуццолановый портландцемент, шлакопортланд-цемент, портландцемент марок 300—400
Наружная - для стен, перегородок и перекрытий в помещениях с относительной влажностью воздуха до 60%	Каменные и бетонные	Известь, известковошлаковые и т.п. местные вяжущие, портландцемент марки 300
Внутренняя - для стен, перегородок и перекрытий в помещениях с относительной влажностью воздуха до 60%	Деревянные и гипсовые; каменные и бетонные	Смесь извести с гипсом, глиной; известь, известь с добавкой гипса, портландцемент марки 300, глина
237
Для увеличения времени начала схватывания растворных смесей, приготовленных с использованием гипса, рекомендуется в их состав вводить замедлители схватывания согласно табл. 18.
Таблица 18
Рекомендуемые замедлители схватывания для растворов с гипсом
Замедлитель	Состояние замедлителя при применении	Дозировка замедлителя на сухое вещество, %
Мездровый и костный клей Гашеная известь Квасцы Бура Клееизвестковый состав 1:0,5:8,5 (клей:известковое тес-то.вода)	Водный раствор Тесто плотностью 1400 кг/м3 Водный раствор Водный раствор Водный раствор	0,2—0,5 5—20 5—20 5—20 0,2—0,5
В табл. 19 приведены ориентировочные составы смесей для нанесения обрызга и грунта с учетом условий эксплуатации помещений.
Таблица 19
Рекомендуемые составы для слоев подготовки (обрызга и грунта)
Вид оштукатуриваемой по-верхности	Вид и состав растворов			
	Цементный	Цементно-известковый	Известковый	Известковогипсовый
Наружная штукатурка стен, цоколей, карнизов и т.п., подвергающихся систематическому увлажнению, а также внутренняя штукатурка в помещениях с относительной влажностью воздуха св. 60%				
Для обрызга				
Каменные и бетонные	От 1:2,5 до 1:4	От 1:0,3:3 до 1:0,5:5	—	—
Для г		рунта		
Каменные и бетонные	От 1:2 до 1:3	От 1:0,7:2,5 до 1:1,2:4	—	—
Наружная штукатурка стен, не подвергающихся систематическому увлажнению, и внутренняя штукатурка в помещениях с относительной влажностью воздуха до 60%				
Для обрызга				
Каменные и бетонные Деревянные и гипсовые	—	От 1: 0,5:4 до 1:0,7:6	От 1:2,5 до 1:4	От 1:0,3:2 до 1:1:3
Для г		рунта		
Каменные и бетонные Деревянные и гипсовые	—	От 1:0,7:3 до 1:1:5	От 1:2 до 1:3	От 1:0,5:1,5 до 1:1,5:2
238
Составы растворов для отделочных слоев (накрывки) наружных и внутренних штукатурок приведены в табл. 20.
Таблица 20
Рекомендуемые составы растворов для отделочных слоев
Вид грунта	Вид и состав раствора			
	Цементный	Цементно-известковый	Известковый	Известковогипсовый
Наружная штукатурка стен, цоколей, карнизов и т.п., подвергающихся систематическому увлажнению, а также внутренняя штукатурка в помещениях с относительной влажностью воздуха св. 60%				
Цементный и цементно-известковый	От 1:1 до 1:1,5	От 1:1:1,5 до 1:1,5:2	—	—
Наружная штукатурка стен, не подверженных систематическому увлажнению, и внутренняя штукатурка в помещениях с относительной влажностью воздуха до 60%				
Цементный и цементно-известковый	—	От1:1:2до1:1,5:3	—	—
Известковый и известково-гипсовый	—	—	От 1:1 до 1:2	От 1:1:0 до 1:1,5:0
Для наружной штукатурки стен зданий, не подвергающихся систематическому увлажнению, а также для внутренней штукатурки стен, перегородок и перекрытий с относительной влажностью воздуха помещений до 60% вместо цементно-известковых растворов допускается применение цементно-глиняных при дозировке глины в виде теста с глубиной погружения стандартного конуса 13—14 см. Отношение объема глиняного теста к насыпному объему цемента не должно быть больше, чем 1,5:1.
Для оштукатуривания стен из грунтовых материалов (саман и т.п.) в сухом климате при относительной влажности воздуха помещений не выше 60% могут применяться глиняные растворы (табл. 21).
Таблица 21
Рекомендумые составы глиняных растворов
Вид глины	Состав раствора по объему (глиняное тесто:песок)	Марка раствора	
		В сухом климате	В умеренно-влажном климате
Жирная	1:4	10	2
Средней жирности	1:3	10	2
Тощая или суглинок	1:2,5	10	2
Примечание. Марки растворов даны для оштукатуривания стен, защищенных от увлажнения, в состоянии естественной влажности.
239
Температура растворных смесей в момент их использования должна быть при температуре наружного воздуха от 0 до 5°C — не менее 15°С; от 5°С и выше — не менее 10°С.
При производстве штукатурных работ в зимнее время в отапливаемых помещениях или температуре воздуха не ниже 10°С применяют составы растворов такие же, как и в летних условиях. Растворы, предназначенные для оштукатуривания поверхностей при отрицательной температуре, должны приготавливаться с проти-воморозными химическими добавками (поташом, нитритом натрия, нитратом кальция с мочевиной), обеспечивающими твердение растворов при отрицательных температурах. Применение указанных добавок следует производить так же, как и в кладочных растворах.
2. Декоративные растворы
Декоративные растворы предназначены для заводской отделки лицевых поверхностей стеновых панелей и крупных блоков, а также для отделки фасадов зданий и интерьеров. Они должны обладать необходимой прочностью на сжатие и сцепление с отделываемой поверхностью, светостойкостью, водостойкостью и морозостойкостью. Требования к декоративным растворам по водостойкости и морозостойкости устанавливаются в проектной документации с учетом реальных температурно-влажностных режимов эксплуатации зданий и помещений.
В зависимости от вида декоративной отделки растворы подразделяются на цементно-песчаные, известково-песчаные, терразитовые и камневидные. Кроме растворов, декоративную отделку подготовленных поверхностей осуществляют с использованием полимерцемент-ных, цементно-перхлорвиниловых, цементно-коллоидных и других составов.
Для приготовления декоративных растворов и составов в зависимости от их назначения и вида отделываемых поверхностей применяют вяжущие в соответствии с рекомендациями, приведенными в табл. 22.
240
Таблица 22
Рекомендуемые вяжущие для отделочных работ
Отделываемые поверхности	Вяжущие для растворов и составов
Лицевые поверхности панелей из тяжелых и легких бетонов	Портландцементы белые и цветные
Лицевые поверхности панелей и блоков из силикатных бетонов	Известь, портландцементы белые и цветные, полимерцементы, коллоидный цементный клей (КЦК)
Фасады зданий из панелей и блоков, фасады зданий кирпичные	Известь, потландцементы белые и цветные
Интерьеры в панельных и блочных зданиях	Гипсополимерцемент (ГПЦ), коллоидный цементный клей (КЦК), цементперхлорвинил (ЦПХВ)
Интерьеры в кирпичных зданиях	Известь, гипс, гипсополимерцемент (ГПЦ), цементперхлорвинил (ЦПХВ)
В качестве красящих добавок в растворах для известково-песчаных, терразитовых и камневидных отделочных слоев следует применять свето-, щелоче- и кислотостойкие природные или искусственные пигменты в соответствии с рекомендациями, содержащимися в табл. 23.
Таблица 23
Характеристика и дозировка красящих пигментов
Пигмент	Цвет	Технические свойства пигмента		Расход пигмента к массе сухого вяжущего, %
		Кислотостойкость	Красящая способность	
Охра	Желтый	Слабая	Средняя	10—12
Умбра сырая	Коричневый	Слабая	Высокая	10—12
Умбра жженая	Темно-коричневый	Слпбая	Высокая	10—12
Сурик железный	Красный	Средняя	Средняя	10—12
Мумия	Красный	Слабая	Средняя	10—12
Перекись марганца	Черный	Слабая	Средняя	10—12
Графит	Серый	Высокая	Средняя	4—6
Окись хрома	Зеленый	Средняя	Средняя	5—6
Ультрамарин	Голубой	Низкая	Средняя	5—8
Кость жженая	Черный	Средняя	Высокая	3—4
Белыми пигментами в декоративных растворах и составах служат гашеная известь, белый цемент, молотый белый мрамор. Пигменты должны быть измельчены до полного прохода через сито с 1600 отв/см2 и до остатка на сите с 3600 отв/см2 не более 2%.
241
В качестве заполнителей в растворах следует применять мытые кварцевые пески, пески, получаемые дроблением отходов добычи блоков из массива горных пород и образующихся при производстве облицовочных плиток и архитектурно-строительных изделий из этих блоков, а также дроблением горных пород, запасы которых утверждены для производства декоративного щебня и песка. Песок для декоративных растворов характеризуется следующими показателями, установленными ГОСТ 22856:
•	цветом;
•	зерновым составом;
•	прочностью;
•	морозостойкостью;
•	содержанием пылевидных частиц.
Цвет характеризуют основным цветом и оттенком. При этом в определении цвета вторым словом является основной цвет, а первым — оттеночный. Например, светло-зеленый, темно-коричневый и т.п. Цвет песка должен отвечать цвету образца, установленного договором на поставку.
Песок может поставляться без разделения на фракции или в виде двух фракций: крупной — св. 2,5 до 5 мм и мелкой —до 2,5 мм. В случае поставки без разделения на фракции в сопроводительном документе должна быть указана группа песка по крупности в соответствии с табл. 24.
Таблица 24
Характеристика песка разных групп
Песок	Модуль крупности Мц,	Полный остаток на сите № 063, % по массе
Повышенной крупности	Св. 3,0 до 3,5	Св. 65 до 75
Крупный	Св. 2,5 до 3,0	Св. 45 до 65
Средний	Св. 2,0 до 2,5	Св. 30 до 43
Если при определении группы песка он отвечает по модулю крупности одной группе, а по полному остатку на сите № 0,63 — другой, то группу песка определяют только по модулю крупности.
Содержание в песке, поставляемом без разделения на фракции, количество зерен, проходящих через сито № 0,63, не должно превышать 10 % по массе, а зереи размером свыше 5 мм — 15 %. Содержание в песке фракции до 2,5 мм зерен, проходящих через сито № 016, ие должно превышать 15% по массе, а размером свыше 2,5 мм — 15%.
242
Содержание в песке фракции свыше 2,5 до 5 мм зерен, проходящих через сито 2,5 мм? не должно превышать 15% по массе, а размером свыше 5 мм — 15%.
Марки песка по прочности в зависимости от прочности исходной горной породы должны быть не менее:
800 — для изверженных пород;
400 — для метаморфических пород;
300 — для осадочных пород.
Содержание пород прочностью менее 20 МПа в исходных горных породах прочных и средней прочности, применяемых для получения песка, не должно превышать 10% по массе, а в низкопрочных породах — 15%.
Щебень и исходную горную породу, используемые для производства песка, по морозостойкости подразделяют на марки F25, F50, F100, F200 и F300. Содержание в песке пылевидных частиц размером меиее 0,05 мм, определяемых отмучиванием, не должно превышать при прочности породы 800 кгс/см2— 3%, 400 кгс/см2 — 4%, 300 кгс/см2 — 5 %. В песке не допускаются засоряющие примеси и глина в комках.
Декоративные растворные смеси приготавливают так же, как и обычные, соблюдая следующую последовательность загрузки составляющих в барабан смесителя. При добавлении извести в цементные растворы для камневидных декоративных отделочных слоев и штук-турок в растворосмеситель сначала загружают воду и известковое тесто, затем засыпают цветной цемент или портландцемент, заранее перемешанный в сухом виде с порошком красителя, производят перемешивание в течение 2—3 мин. В полученную массу засыпают заполнитель и производят перемешивание до получения однородной массы.
Для терразитовых отделочных слоев и штукатурок применяют сухую смесь, которую затворяют водой и перемешивают на рабочем месте. Никакие добавки в раствор перед употреблением не допускаются. Не разрешается также добавлять воду и известковое тесто в готовую растворную смесь (поставляемую централизованно) во избежание изменения цвета затвердевшего раствора.
Перед нанесением декоративного штукатурного раствора поверхность следует обработать грунтовочным составом из КЦК — 1 часть, и воды 0,5 части (по массе), после чего нанести слой обрызга толщиной 1—1,5 мм, грунт и отделочный слой. Между каждой операцией необходимо соблюсти технологический перерыв 10—30 мин.
243
Составы цветных известково-песчаных растворов, цветных терразитовых смесей и растворов, имитирующих каменные породы, при- , ведены в табл. 25—28.
Таблица 25
Составы цветных известково-песчаных растворов
Компонент	Составы растворов, % по массе, при цвете штукатурок							
	Белый	Серый	Терракотовый	Зеленый	Светло-зеленый	Желтый	Желтый насыщенный	Кремовый
Известковое тесто	10	20	15	15	22	10	20	12
Портландцемент белый М400	7	—	—	'—	2	—	6	—
Портландцемент М400	—	5	10	15	—	20	—	8
Песок кварцевый	—	74	—	—	74	—	—	—
Песок кварцевый белый	—	—	58	—	—	—	—	68
Песок горный желтый	—	—	—	—	—	15	—	—
Песок белого известняка	—	—	—	—	—	—	—	60
Песок мраморный	70	—	—	—	—	40	—	18
Мука мраморная	13	—	—	—	—	10	—	—
Молотый кирпичный щебень	—	—	15	—	—	—	—	—
Крошка мраморная (околь-цит) 0,5—2мм	—	—	—	60	—	—	—	—
Перекись марганца	—	1	—	—	—	—	—	—
Сурик железный	—	—	2	—	—	—	—	—
Пигмент зеленый	—	—	—	5	—	—	—	—
Окись хрома	—	—	—	5	2	—	—	—
Охра	—	—	—	—	—	4,5	6	2
Мумия	—	—	—	—	—	0,5	—	—
244
Таблица 26
Составы терразитовых сухих смесей
Компонент	Составы терразитовых сухих смесей для декоративных штукатурок в объемных частях и цвет смеси							
	Белый	Серый	Темносерый	Красный	Коричневый	Кремовый	Желтый	Зеленый
Портландцемент МЗОО	0,75	1	2,5	1	1	1	0,75	0,75
Известь-пушонка	3	3	0,5	3	3	3	2	2
Мука мраморная белая	2	2	—	—	3	3	2	2
Крошка мраморная белая	8	3,5	3	3	0,5	8	—	3
Крошка мраморная желтая	—	—	—	—	—	—	4	—
Слюда	0,5	0,5	0,5	0,5	—	0,5	0,5	0,5
Песок кварцевый белый	—	3,5	5	5	5	—	4	5
Сажа (к массе цемента)	—	0,2	0,3	—	—	—	—	—
Сурик железный к массе сухой смеси, %	—	—	—	2,5	—	—	—	—
Умбра жженая	—	—	—	—	0,1	—	—	—
Окись хрома	—	—	—	—	—	—	—	0.5
Примечания: 1. Содержание пигментов дано в % по массе сухой смеси, содержание сажи — в % по массе цемента. 2. Размер зерен наполнителя — 2— 4 мм.
Таблица 27
Составы растворов, имитирующих каменные породы
Компонент	Составы растворов, имитирующих каменные породы, при цвете штукатурки, % по массе									
	Белый					Желтый и светло-желтый				
	№ 1	№2	№3	№4	№5	№ 1	№2	№3	Xs 4	№5
Портландцемент белый	25	22	20	—	—	—	—	—	—	—
Пуццолановый цемент	—	—	—	17	19	16	21	20	18	18
Известь-тесто	—	3	5	3	2	4	3	4	3	—
Известняковая мука	—	—	—	9	4	7	—	—	4	4
Крошка белого мрамора 0,6—2,5 мм	75	—	75	71	75	72	—	—	72	75
Крошка доломита 0,6— 2,5 мм	—	—	—	—	—	—	73	—	—	—
Мраморная мука	—	—	—	—	—	—	—	6	—	—
Охра	—	—	—	—	—	1	3	2	2	2,5
Мумия	—	—	—	—	—	—	—	1	1	0,5
245
Таблица 28
Составы растворов, имитирующих каменные породы
Компонент	Составы растворов, имитирующих каменные породы при цвете штукатурки, % по массе										
	Песочный			Красный под гранит			Серый под гранит				
	Ns 1	№2	№3	№ 1	№2	№3	№ 1	№2	Ns3	Ns 4	Ns 5
Портландцемент белый	—	23	22	6	6	—	—	—	—	—	17
Пуццолановый портландцемент	21	—	—	—	—	21	—	23	24	—	—
Портландцемент	—	—	—	18	19	—	27	—	—	24	—
Известь-тесто	—	—	—	—	—	—	—	—	3	—	3
Крошка белого мрамора 0,6— 2,5 мм	—	19	—	—	—	—	—	—	—	—	—
Крошка черного мрамора	—	—	—	—	—	—	—	18	—	—	—
Крошка гранита (серого)	—	—	—	30	—	7	52	57	72	70	72
Крошка лабрадорита	—	—	—	15	13	7	18	—	—	—	—
Крошка гранита (красного)	—	—	—	30	62	56	—	—	—	—	—
Крошка мраморная желтая	—	—	19	—	—	—	—	—	—	—	—
Песок кварцевый	56	56	56	—	—	—	—	—	—	—	—
Песок мраморный	19	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
Мраморная мука	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	8
Охра	—	—	2,5	1	—	7,5	—	—	—	—	—
Ультрамарин	—	—	—	—	—	—	—	0,5	—	—	—
Мумия	—	—	0,5	—	—	—	—	—	1	—	—
Графит	—	—	—	—	—	—	3	—	—	—	—
246
2.1.	Составы для декоративной отделки фасадов и интерьеров
Декоративная отделка фасадов и интерьеров может выполняться путем обработки подготовленных поверхностей клеящими составами с последующим нанесением декоративной крошки из природных каменных и искусственных материалов. В качестве связующего применяют коллоидный цементный клей (КЦК), гипсополимерцемент (ГПЦ), цемеитоперхлорвииил (ЦПХВ) и другие материалы, обладающие высокой прочностью и сцеплением с каменными материалами.
Клеящие составы наносят на тщательно выровненные поверхности после их грунтовки. Материал грунтовочного слоя выбирают с учетом вида клеящего состава. Так, при применении клеящих поли-мерцементных составов поверхности грунтуют поливинилацетатиой водоэмульсионной краской, разведенной до вязкости 30—40 с (по вискозиметру ВЗ-4), марки ВА-17 при отделке фасадов и ВА-27 — интерьеров. В случае применения коллоидного цементного клея (КЦК) приготавливают грунтовочный состав разбавлением КЦК водой в соотношении КЦК : вода = 1:0,5 (по массе).
Грунтовочный слой наносят пневматическим ручным краскораспылителем или меховым валиком. Клеящие составы наносят на высохший слой грунта меховым валиком отдельными участками площадью не более 2—3 м2. В клеящие составы можно добавлять тонкий чистый кварцвый песок — маршалит в соотношении 2:1:1 (поливинилацетатная краска : маршалит : белый цемент). Нанесенный клеевой слой, толщина которого должна составлять 2/3 размера зерен минеральной крошки, выравнивают широким металлическим шпателем.
Декоративную крошку наносят на свеженанесенный слой клеящего состава с помощью пневматического крошкомета при давлении воздуха 0,12—0,2 МПа. Для отделки применяют крошку каменных пород — гранита, кварцита, твердого мрамора и др.; дробленую керамику; стеклокрошку, приготовленную из боя белого и цветного стекла в виде окатанных или неокатанных зерен; пластмассовую крошку. Размер зерен крошки должен быть от 2 до 5 мм.
Крошкомет представляет собой металлический бункер емкостью 3—3,5 л с форсункой, соплом диаметром 8—10 мм. Сопло держат на расстоянии 0,4—0,5 м от обрабатываемой поверхности, регулируя факел разброса количеством подаваемого сжатого воздуха. Для обеспечения равномерного покрытия всей отделываемой поверхности
247
крошку наносят вертикальными полосами снизу вверх и слева направо. При этом крайнюю правую полосу шириной 0,5 м, покрытую клеящим составом, не заполняют крошкой, а вновь покрывают клеящим составом при подготовке следующего участка.
После затвердевания и высыхания клеящего слоя поверхность обрабатывают для закрепления и защиты декоративных частиц прозрачным акрилатным лаком 113 или прозрачным бесцветным лаком «Силикон-4».
3. Сухие строительные смеси
Сухая строительная смесь представляет собой тщательно приготовленную в заводских условиях смесь, состоящую из минерального и (или) полимерного вяжущего, заполнителя, наполнителя и полимерных модифицирующих добавок. Для придания специальных свойств в их состав могут входить добавки: ускорители твердения, порообразователи, противоморозные, окрашивающие, гидрофобизи-рущие и др.
На место производства работ сухие смеси доставляются герметично упакованными в бумажные мешки (расфасованные по 5—50 кг) или в полипропиленовых биг-бэгах вместимостью от 500 до 2000 кг. Доведение сухих смесей до готовности к применению производится затворением их водой в соответствии с рекомендациями производителя. В некоторых случаях после перемешивания растворную смесь рекомендуется выдержать 10—15 мин, после чего еще раз перемешать.
Мировой и отечественный опыт применения сухих строительных смесей показал их высокую эффективность и преимущества по сравнению с традиционными методами производства работ. Этот метод обеспечивает:
•	повышение производительности труда в 1,5—3 раза в зависимости от вида работ, механизации, транспортирования и т.п.;
•	снижение материалоемкости в 3—4 раза за счет возможности нанесения более тонкими слоями. Для некоторых видов работ этот показатель больше: плиточных работ — в 7 раз, выравнивания стен и потолков — в 10 раз;
•	стабильность составов и, как следствие, повышение качества строительных работ;
248
•	длительность срока хранения без изменения свойств и расходование по мере необходимости;
•	возможность транспортирования и хранения при отрицательной температуре.
Популярности сухих строительных смесей способствует то, что по ряду технологических признаков они намного превосходят традиционные растворные смеси. Прежде всего необходимо отметить их высокую водоудерживающую способность и нерасслаиваемость. Так, если традиционные смеси имеют водоудерживающую способность 90—93%, а показатель расслаиваемое™ до 10%, то смеси из сухих составов имеют эти показатели соответственно 98—99% и 1—2%. Благодаря этому сухие растворные смеси практически не отделяют воду в течение всего периода их выработки и не отдают воду основанию, на которое они нанесены, что создает благоприятный влажностный режим для твердения вяжущего.
Присутствие в сухих смесях полимерных добавок придает им способность более прочно сцепляться с другими материалами, что очень важно для надежного скрепления отдельных элементов (кирпича, камней, плиток и т.п.), повышает долговечность покрытий (штукатурных, отделочных, гидроизоляционных и др.).
Признанными мировыми лидерами в производстве и применении сухих смесей являются Германия, Испания и Франция. За последнее десятилетие в России создано несколько сот небольших фирм, годовой объем производства которых в 1999 г. составил около 300 тыс. т. Многие из этих предприятий динамично развиваются, увеличивая объемы производства при одновременном улучшении качества продукции: сеть предприятий ТИГИ-КНАУФ, «Опытный завод сухих смесей» в Москве и др. В Ростове-на-Дону успешно функционирует завод по производству сухих строительных смесей «ТиМ». Отечественные предприятия по производству сухих смесей оснащены в основном импортным оборудованием. Отечественными фирмами АНТЦ «АЛИТ», «КОНСИТ», «ВСЕ Л У Г» и др. разработано и выпускается комплектное оборудование для минизаводов для производства сухих строительных смесей широкой номенклатуры.
Сухие строительные смеси классифицируются по ряду признаков: виду вяжущего, дисперсности наполнителя и основному назначению.
По виду вяжущего смеси подразделяются на:
•	цементосодержащие;
•	бесцементные.
249
По дисперсности наполнителя на:
•	крупнозернистые — с наибольшей крупностью зерен наполнителей не более 2,5 мм;
•	тонкодисперсные — с крупностью зерен наполнителя не более 0,315 мм.
По назначению сухие смеси различаются следующим образом (табл. 29).
Основными компонентами сухих строительных смесей являются вяжущие, наполнители и добавки.
В качестве вяжущих в смесях используют портландцемент (обычный, белый или цветной), известь-пушонку, гипс. Наполнителями служат кварцевый или полиминеральный песок определенного фракционного состава; песок обязательно должен быть чистым, не содержать органических и других примесей. Дисперсный наполнитель получают тонким помолом карбонатных пород (известняка, доломита, мрамора, мела) или природных (пуццолан, трепела, опоки и др.). Для этой цели могут использоваться и активные техногенные отходы: молотые основные шлаки, зола уноса, микрокремие-зем. Все дисперсные наполнители должны иметь максимальный размер зерен не более 100 мкм. Малые размеры и большая удельная поверхность зерен наполнителей обусловливают улучшение удо-бообрабатываемости, водоудерживающей способности смесей и увеличение их плотности.
В сухих строительных смесях особая роль принадлежит добавкам.
По функциональному признаку эти компоненты смесей подразделяются на:
•стабилизирующие, придающие смесям реологические свойства, оптимальные в конкретных условиях применения: связность, легкую укладываемость тонкими слоями при нанесении на различные основания. Важным положительным свойством этих добавок является уменьшение и даже полное исключение седиментации наполнителей и испарения воды из готовой смеси до схватывания вяжущего. Такое влияние стабилизирующих добавок положительно сказывается и на свойствах затвердевшего материала. В качестве стабилизирующих добавок чаще всего применяют эфиры целлюлозы: карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ), метилгид-роксиэтилцеллюлозу (МГЭЦ), метилцеллюлозу и др. Из доба-
250
Таблица 29
Классификация сухих смесей по назначению
вок этого вида, широко применяемых зарубежными и отечественными производителями сухих смесей, можно назвать эфиры марок Tilosa, Walocel М, Kulminal и др. Стабилизирующие добавки
251
вводят в сухие смеси в виде дисперсных порошков, гранул или волоков в количестве 0,1— 1 % массы сухой смеси в зависимости от ее назначения;
«диспергируемые полимерные порошки (ДПП), получаемые сушкой распылением латексных эмульсий. По своей химической природе они бывают различных типов: стирол-бутадиеновые, винилацетатэтиленовые и винилацетатакриловые сополимеры, гомополимеры полиакриловых эфиров, винил ацетатные гомополимеры и др. Из широко применимых в производстве сухих строительных смесей можно назвать Movilit, Vinnapas, Roximat PAV и др., выпускаемые немецкими фирмами. При затворении сухих смесей водой ДПП в ней диспергируется, а при испарении воды образует пленки, увеличивающие непроницаемость и прочность (особенно, на растяжение) затвердевшего материала. Кроме того, ДПП заметно улучшают подвижность и водоудерживающую способность свежих смесей, их прилипание к обрабатываемым поверхностям, замедляют испарение воды из смеси и существенно увеличивают сцепление с различными основаниями, которое может достигать 1 МПа и более. ДПП содержатся в сухих смесях в количестве до 3 % массы всех составляющих.
В зависимости от назначения сухих смесей в их состав включают пеногасители (для уменьшения воздухововлечения), гидрофобизато-ры, суперпластификаторы, ускорители твердения, армирующие синтетические волокна, пигменты, порообразователи.
Керамические материалы
1.	Керамические материалы и изделия
Керамика — древнейший искусственный материал, полученный обжигом глины. Возраст кирпича как строительного материала составляет примерно 5000 лет, а облицовочную глазурованную керамику уже использовали в XII в. до н.э. Развитие керамического производства в России началось в XIV в., и в дальнейшем как в России, так и за рубежом кирпич оставался основным стеновым материалом. Из профилированного кирпича выкладывали сложные рельефы в самой кладке, а изразцовые вставки и другие декоративные элементы украшали карнизы, парапеты и интерьеры зданий.
Этот древнейший строительный декоративный материал не устарел и сегодня. При оценке комфортности жилья (по 20-балльной шкале) кирпич как стеновой материал занимает второе место после древесины, которая со временем разрушается, а кирпич становится еще ценнее, так как приобретает новое эстетическое качество — старого вечного материала.
Лучшие творения современных отечественных и зарубежных архитекторов и дизайнеров убеждают, что прогресс техники способствует возрождению традиционных керамических изделий, имеющих тысячелетний опыт применения, но уже на новой технической основе и в соответствии с требованиями современной архитектуры (табл. 1).
Керамические материалы и в будущем не потеряют своего значе-
253
Таблица 1
254
Общая классификация керамических материалов и изделий
Назначение	Основные изделия	Основное исходное сырье	Способ производства изделий	Температура обжига, °C	Вид черепка	Вид керамики
1	2	3	4	5	6	7
Конструкционная керамика	Керамический кирпич и камни, панели из них, кирпич для дымовых труб	Глина легкоплавкая, кварцевый песок, шамот, промышленные отходы угледобычи и углеобогащения, кремнеземистые осадочные породы	Пластический, жесткий, полусухой	9501100	Пористый, грубозернистого строения	Грубая (грубозернистая терракота)
Облицовочная керамика	Кирпич и камни лицевые	Глина легкоплавкая и тугоплавкая красно-и светложгущая-ся, кварцевый песок, шамот	Пластический, жесткий, полусухой	9501100	То же	То же
	Плитки облицовочные	Глина тугоплавкая и огнеупорная светложгу-щаяся, кварцевый песок, эрк-лез, полевой шпат, каолин и 		Полусухой со шликерной подготовкой массы, пластический	10001200	Пористый или спекшийся, мак-рооднородного строения	Тонкая (терракота, фаянс), «каменная»
Продолжение табл. 1
255
1	2	3	4	5	6	7
Кровельная керамика	Черепица	Глина легкоплавкая, кварцевый песок, шамот	Пластический и полусухой	950 1100	Пористый, однородный, зернистого строения	Грубая (терракота)
Санитарнотехническая керамика	Умывальники, унитазы, раковины, сливные бачки, биде и др.	Глина беложгущаяся огнеупорная, каолин, кварцевый песок, шамот, полевой шпат	Литьем в гипсовых формах	1150- 1300	Пористый или спекшейся	Тонкая (фаянс, полуфарфор, фарфор)
	Дренажные	Глина легкоплавкая, кварцевый песок и др.	Пластический	1000 1050	Пористый	Грубая (терракота)
Трубы	Канализационные	Глины огнеупорные или тугоплавкие, шамот, каолин, кварцевый песок и др.	То же	1250 1300	Пористый и спекшийся	Грубая
Дорожные материалы	Клинкерный кирпич, плитка	Тугоплавкие глины, шамот, песок	Пластический и полусухой	1250— 1300	Спекшийся	«Каменная» (керамический гранит)
Специальная керамика: — кислотоупорная	Кирпич и плитка	Глина беложгущаяся огнеупорная, каолин, кварц, полевой шпат, шамот, тугоплавкая глина	Пластический	120СТ 1300	То же	«Каменная», кислотоупорный фарфор
— огнеупорная	Кирпич, камни, фасонные изделия	Огнеупорная глина, каолин, шамот	Пласт ический полусухой, трамбование из порошковых масс	1350 2000	Пористый и спекшийся	Алюмосиликатная
256
Окончание табл . 1
1	2	3	4	5	6	7
— теплоизоляционная	Кирпич, плиты, скорлупы.	Трепел, диатомит, пенообразователь, опилки, перлит	Пластический, литьевой	850- 1000	Высокопористый ячеистый	Грубая высокопористая
— огнеупорная теплоизоляционная	Плиты, войлок, рулонный материал, бумага, картон, фетр	Муллитокремнеземистая вата, бентонитовая, каоли-нитовая глины, пенообразователь, каолин	Виброформование, прессование, литье	1200 2000	Высокопористый, ячеистый, волокнистый	Огнеупорная высокопористая
Декоративнохудожественная керамика	Изразцы, декоративные детали, скульптура, вазы и др.	Глина легкоплавкая и тугоплавкая, кварцевый песок, шамот и др.	Пластический, полусухой, трамбование, литье	950— 1100	Пористый, грубо или тонкозернистый	Грубая(терракота)
ния, так как обладают высокими декоративными качествами, долговечностью, огнестойкостью, высокими физико-механическими свойствами и эксплуатационными качествами, исключающими необходимость частых ремонтов.
Строительные изделия из керамики не ограничиваются только кирпичом и отделочными материалами, а представлены большой группой функциональных изделий, таких как черепица, канализационные и дренажные трубы, санитарно-техническая и кислотоупорная керамика, тротуарные и дорожные плиты и др. Широко используются также керамические огнеупорные и теплоизоляционные изделия, которые сохраняют свои функциональные свойства в разнообразных условиях службы при высоких температурах (см. табл. 1).
Долговечность, высокие художественно декоративные качества, огнестойкость, водонепроницаемость, полное отсутствие токсичности, кислотостойкость определили широкое распространение керамических изделий в строительстве.
2.	Конструкционная строительная керамика
Изделия конструкционной строительной керамики в основном представлены керамическим кирпичом и камнями, панелями из керамического кирпича и кирпичом для дымовых труб (табл. 2).
Таблица 2
Продукция строительной керамики
Вид изделий	Способ прессования	Применение
Кирпич полнотелый, одинарный, утолщенный и модульных размеров	Пластический, жесткий	Для фундаментов, цоколей, наружных и внутренних стен зданий
Кирпич и камни пустотелые	Пластический, жесткий	Для наружных и внутренних стен помещений с сухим и нормальным влажностным режимом
Кирпич полнотелый	Полусухой	То же, с учетом упругой характеристики для неармированной кладки (табл. 3)
9. Строительные мшериалы
257
2.1.	Кирпич и камни керамические
Таблица 3
Упругая характеристика неармнрованной кладки из керамического кирпича (СНиП 11-22-81)
Кладка	При марках раствора			При прочности раствора	
	25 — 200	10	4	0,02 — 2	Нулевой
Из керамических камней	1200	1000	750	500	350
Из кирпича пластического прессования полнотелого и пустотелого	1000	750	500	350	200
Из кирпича полусухого прессования	500	500	350	350	200
Упругие характеристики кладки из кирпича полусухого прессования, выпускаемого по новым технологиям, предприятиям-изготовителям необходимо уточнять в соответствии с результатами экспериментальных исследований и утверждать в установленном порядке.
Основные требования к кирпичу и камням представлены в ГОСТ 530-91 «Кирпич и камни керамические»
Основные виды и размеры керамического кирпича
Кирпич керамический изготавливают в форме параллелепипеда полнотелым или пустотелым. Основные виды и размеры кирпича, изготавливаемого различными способами, виды и формы пустот приведены в табл. 4—6.
Таблица 4
Основные размеры кирпича
Кирпич	Условное обо-значение	Номинальные размеры, мм		
		длина	ширина	толщина
Одинарный:				
— полнотелый	Кирпич К-0	250	120	65
— пустотелый	Кирпич КП-0	250	120	65
Пустотелый утолщенный	Кирпич КП-У	250	120	88
Модульных размеров одинарный	Кирпич КМ	288	138	63
Модульных размеров утолщенный	Кирпич КМ-У	288	138	88
Утолщенный с горизонтальным расположением пустот	Кирпич КУГ	250	120	88
258
Масса кирпича должна быть не более 4,3 кг.
Таблица 5
Основные виды и формы пустот кирпича, изготавливаемого способом экструзии
Кирпич		Условное обозначение вида	Количество отверстий, шт.	Пустотность, %
1		2	3	4
250 65 yZ у тычек 120/\	sf постель —< Л0Ж0К	К-0	—	—
Кирпич с вертикальными отверстиями				
Ch 1 1 00 1 00 /	/\	1 ЬО /	/ \ 1 V» / J \J ° 1 7—т "7\ v zi \ Ч 7 / /о„б\ \ W \ \°/		КП-0 КП-У	19	13
jul |оо Joo VW		КП-0 КП-У	32	22
259
Продолжение табл. 5
2	3	4
КП - 0 КП-У	21	34 и 45
КП-0 КП-У	18	29 и 38
КП-0 КП-У	28	32 и 42
КП-0 КП-У	8	33
260
Окончание табл. 5
1			2	3	4
ж AW //j \ V /	/ / \ V	/ / 04 о Г\ / / гч f V / 00[ »л' 40			КП-0 КП-У	19	20
Кирпич с горизонтальными отверстиями					
	L	12 250	0	КУГ	6	42
88JS	к 12 250	э	КУГ	6	42
Примечание. Полнотелый кирпич может быть без пустот и с технологическими пустотами.
261
Таблица 6
Основные виды н формы пустот кирпича полусухого прессования
Кирпич	Условное обозначение вида	Количество отверстий, шт.	Пустотность, %
050...бй	к-о	8 (несквозные)	и
016...20	к-о	3	2,0—3,14
016...20 /	хЛ / о о /	\	к-о	8	5,4—8,4
016...20 /o'4/ ° о ф> ооо /1 <О о О х^ J	к-о	И	7,4—11,5
016...20	к-о	17	11,4—17,8
262
Основные виды и размеры керамических камней
Керамические камни изготавливают пустотелыми способом пластического и жесткого формования. Основные виды камней и их размеры приведены в табл. 7—8.
Таблица 7
Основные размеры камней
Камень	Условное обо-значение	Номинальные размеры, мм		
		длина	ширина	толщина
Камень	Камень К	250	120	138
Камень модульных размеров	Камень КМ	288	138	138
Камень модульных размеров укрупненный	Камень КМУ	288	288	88
Камень укрупненный	Камень КУК	250	250	138
		250	250	188
		180	250	138
Камень укрупненный с го-	Камень КУГ	250	250	120
ризонтальным расположением пустот		250	200	80
Камень укрупненный до-	Камень КУК	380	180	138
пускается по согласованию		380	255	188
с потребителем		380	250	138
Масса одного камня должна быть не более 16 кг.
Таблица 8
Основные виды и размеры камней
Камень	Условное обозначение вида	Количество отверстий, шт.	Пустотность, %
1	2	3	4
Камни с вертикальными отверстиями			
250 138 120	К	7	25 и 33*
263
Продолжение табл. 8
1						2	3	4
	12	250 .. О/'Х				К	18	27 и 36*
138^	12(	.50 , Vх				К	21	34 и 45*
138	12	.50 у п/4				к	28	32 и 42*
12С 138 1	250>'\^''					к	19	33
264
Продолжение табл. 8
265
Продолжение табл. 8
1				2	3	4
Камни с горизонтальным расположением отверстий						
250 250 ГД20				КУГ	8	52
8	)_/	250	200	КУГ	3	52
Камни укрупненные для кладки стен толщиной в один камень						
3 138^-	80	йРГ		КУК	41	45
266
Окончание табл. 8
Примечание. * Величина пустотности приведена для ширины отверстий 12 и 16 мм.
Виды и размеры пустот
Пустоты могут быть сквозными и несквозными. В изделиях они располагаются перпендикулярно или параллельно постели. Толщина наружных стенок должна быть не менее 12 мм.
Виды пустот и их размеры приведены в табл. 9.
Таблица 9
Виды пустот и их размеры
Пустоты	Размеры пустот, мм, не более		
	Ширина	Диаметр	Сторона
Щелевидные	16	—	—
Цилиндрические	—	20	—
Квадратные	—	—	20
Примечание. Диаметр несквозных пустот и размеры горизонтальных не регламентируют. Для укрупненных камней допускаются технологические пустоты (для захвата при кладке с площадью сечения пустот не более 13% от площади основания).
Внешний вид кирпича и камней
Поверхность граней изделий должна быть плоской, ребра — прямолинейными. Возможные отклонения по размерам изделий и перпендикулярности граней приведены в табл. 10.
267
Таблица 10
Предельные отклонения по размерам изделий н перпендикулярности граней
Вид сырья	Способ прессе-вания	Отклонения от номинальных размеров, мм, по:			
		длине	ширине	толщине	перпендикулярности
Лессы, трепелы, диатомиты	Пластический	+ 7	+ 5	—	±4
Глинистое	Пластический и полусухой	±5	4	3 (±4)	±3
Примечание. В скобках — для камня.
Допускается выпускать изделия с закругленными вертикальными ребрами с радиусом закругления не более 15 мм.
По фактуре поверхности (ложковой, тычковой) изделия могут быть гладкими или рифленными.
Число видимых дефектов на поверхности кирпича и камня не должно превышать допустимых величин (табл. 11).
Таблица 11
Вид и число дефектов, допустимых на поверхности кирпича и камня
Вид дефекта	Число дефектов
Отбитости углов глубиной от 10 до 15 мм	2
Отбитости и притупленности ребер глубиной не более 10 мм и длиной от 10 до 15 мм	2
Трещины протяженностью до 30 мм по постели полнотелого кирпича и пустотелых изделий не более чем до первого ряда пустот (глубиной на всю толщину кирпича или 1/2 толщины тычковой или ложковой грани камней): — на ложковых гранях; — на тычковых гранях	1 1
Отколы от известковых включений (дутиков) размером от 3 до 6 мм и глубиной не более 6 мм	3
Не допускается поставка потребителю недожженных и пережженных изделий. Количество половника в партии не должно превышать 5 %.
268
Физико-механические свойства изделий
Т аблица 1 2
Марки кирпича и камней по прочности
Марка	Предел прочности, МПа (кгс/см2)							
нзде-	при сжатии		при изгибе					
			полнотелого кирпича пластического формования		кирпича полусухо-			
					го прессования и		утолщенного кир-	
					пустотелого кирпича		пича	
	Средний	Наименьший для отдельного образца	Средний	Наименьший для отдельного образца	Средний	Наименьший для отдельного образца	Средний	Наименьший
	для 5 образцов		для 5 образцов		для 5 образцов		для 5 образцов	для отдельного образца
300	30,0(300)	25.0(250)	4,4(44)	2,2(22)	3,4(34)	1,7(17)	2,9(29)	1,5(15)
250	25,0(250)	20,0(200)	3,9(39)	2,0(20)	2,9(29)	1,5(15)	2,5(25)	1,3(13)
200	20,0(200)	17,5(175)	3,4(34)	1,7(17)	2,5(25)	1,3(13)	2,3(23)	1,1(11)
175	17,5(175)	15,0(150)	3,1(31)	1,5(15)	2,3(23)	1,1(Н)	2,1(21)	1,0(10)
150	15,0(150)	12,5(125)	2,8(28)	1,4(14)	2,1(21)	1,0(10)	1,8(18)	0,9(9)
125	12,5(125)	10,0(100)	2,5(25)	1,2(12)	1,9(19)	0,9(9)	1,6(16)	0,8(8)
100	10,0(100)	7,5(75)	2,2(22)	1,1(11)	1,6(16)	0,8(8)	1,4(14)	0,7(7)
75	7,5(75)	5,0(50)	1,8(18)	0,9(9)	1,4(14)	0,7(7)	1,2(12)	0,6(6)
Для кирпича и камней с горизонтальным расположением пустот
100	10,0(100)	7,5(75)	—	—	—	—	—	—
75	7,5(75)	5,0(50)	—	—	—	—	—	—
50	5,0(50)	3,5(35)	—	—	—	—	—	—
35	3,5(35)	2,5(25)	—	—	—	—	—	—
25	2,5(25)	1,5(15)	—	—	—	—	—	—
Примечание. Предел прочности при изгибе определяют по фактической площади кирпича без вычета площади пустот.
Таблица 13
Гидрофизические и теплофизические свойства изделий
Водопоглощение, %, не менее		Морозостой-кость, марка	Средняя плотность изделий, кг/м3		Т еплопроводность, Вт/м-°С	
Полнотелые	Пустотелые		Полнотелые	Пустотелые	Полнотелые	Пустотелые
8	6	F15, F25, F35, F50	1600—2300	700—1500	0,45—0,8	0,3—0,57
269
Таблица 14
Изменение теплопроводности керамических камней размером 250x250 мм в зависимости от числа рядов воздушных прослоек и их ширины
Количество рядов воздушных прослоек по направлению теплового потока	Ширина воздушных прослоек, мм	Пустотность, %	Средняя плотность изделий, кг/м3	Коэффициент теплопроводности камня, Вт/м-°С
5	32,0	54	780	0,364
7	18,5	44	960	0,327
9	11,0	34	ИЗО	0,335
И	6,4	24	1290	0,336
Таблица 15
Требования к морозостойкости керамических изделий для наружной части стен (на толщину 12 см) и для фундаментов (на всю толщину)
Конструкции	Значения F при предлагаемом сроке службы конструкции, лет		
	100	50	25
Наружные стены или их облицовка в зданиях с влажностным режимом помещений: — сухим или нормальным	25	15	15
— влажным	35	25	15
— мокрым	50	35	25
Фундаменты и подземные части стен из кирпича полнотелого пластического формова-	35	25	15
НИЯ			
Каждая партия поставляемых изделий должна сопровождаться документом о качестве, в котором указывают:
•	наименование предприятия-изготовителя и (или) его товарный знак;
•	наименование и условное обозначение изделий (табл. 16);
•	номер и дату выдачи документа;
•	номер партии и количество отгружаемых изделий;
•	массу кирпича и камней;
270
•	водопоглощение;
•	марку кирпича и камней по прочности и морозостойкости;
•	удельную эффективную активность естественных радионуклидов*;
•	теплопроводность изделий**;
•	обозначение настоящего стандарта.
Таблица 16
Примеры условных обозначений керамических изделий по ГОСТ 530-95
Характеристика изделия	Условное обозначение
Кирпич керамический полнотелый одинарный марки по прочности 100, марки по морозостойкости F15	Кирпич К-0 100/15/ ГОСТ 530-95
Кирпич керамический пустотелый одинарный марки по прочности 150, по морозостойкости F15	Кирпич КП-0 150/15/ ГОСТ 530-95
Кирпич керамический утолщенный марки по прочности 125, по морозостойкости F25	Кирпич КП-У 125/25/ ГОСТ 530-95
Кирпич керамический утолщенный с горизонтальным расположением пустот марки по прочности 100, по морозостойкости F15	Кирпич КУГ ЮО/15/ГОСТ 530-95
Камень керамический марки по прочности 100, по морозостойкости F15	Камень К 100/15/ ГОСТ 530-95
Камень керамический укрупненный марки по прочности 150, по морозостойкости F15	Камень КУК 150/15/ ГОСТ 530-95
Камень керамический модульных размеров марки по прочности 175, по морозостойкости F15	Камень КМ 175/15/ ГОСТ 530-95
Камень керамический укрупненный с горизонтальным расположением пустот марки по прочности 50, по морозостойкости F15	Камень КУГ 50/15/ ГОСТ 530-95
* Удельная эффективная активность естественных радионуклидов (А^) в изделиях не должна быть более 370 БК/кг.
** Изделия, предназначенные для кладки наружных стен зданий и сооружений, должны подвергаться испытанию на теплопроводность.
271
272
Таблица 17
2.1.6. Контроль качества кирпича и камней
Методы испытаний
Размеры изделий, толщина наружных стенок, протяженность трещин, длина отбитости и притупленности	Марка по прочности	Марка по морозостойкости	Водопо-глощение	Удельная эффективная активность естественных радионуклидов Аэфф	Теплопроводность	Наличие	
						известковых включений (дутиков)	водорастворимых солей в черепке
Измеряют с погрешностью 1 мм, металлической линейкой согласно ГОСТ 427 и угольником — по ГОСТ 3749. Длина и ширина измеряются в 3 местах — по ребрам и середине постели, толщина — в середине тычка и ложка. При закругленных углах замеры производят на расстоянии 15 мм от ребер	Для камня — определяют по значению предела прочности при сжатии, кирпича — по значению пределов прочности при сжатии и изгибе в соответствии с ГОСТ 8462. Испытания на сжатие проводят для кирпича — на образцах — целых кирпичах или на двух половинках, для камня — на целом камне. Образцы кирпича и камня пластического формования изготовляют путем соединения и выравнивания опорных поверхностей цементным р-ром, шлифованием гипсовым р-ром или применяя прокладку из технического войлока, картона и других материалов	Согласно ГОСТ 7025 число циклов попеременного замораживания и оттаивания, при которых на изделии не возникают признаки видимых повреждений. В арбитражных случаях марку определяют по потере прочности (<5%) и массы (<3%)	Согласно ГОСТ 7025 определение водо-поглоще-ния образцов производят в воде с температурой 20±50°С при атмосферном давлении в течение 48 ч	Согласно ГОСТ 30108 на изделиях, уложенных в пакеты или на поддоны	Согласно ГОСТ 26254 в климатической камере с автоматическим поддерживанием температуры в холодной зоне (-30±1)°, в теплой (+20±1)°С	По ГОСТ 530 пропариванием изделий, не подвергавшихся воздействию влаги, в течение 1 ч и охлаждению в течение 4 ч	Возможность образования высолов на поверхности изделий в процессе строительства и эксплуатации определяют путем испытания на капиллярный подсос. Половинку изделия погружают в дистиллированную воду на глубину 1—2 см и в течение 7 сут. поддерживают заданный уровень воды, затем изделия высушивают и сравнивают со второй половиной изделия
2.2.	Панели из керамического кирпича
Кирпичные панели различных видов изготавливают на стендах непосредственно в условиях строительной площадки и в цехах действующих кирпичных заводов (табл. 18, 19).
Таблица 18
Виды и область применения панелей
Вид	Область применения
Несущие фасадные панели	Для сборных бескаркасных мало- и многоэтажных кирпичных зданий, для облицовки наружных стен многоэтажных офисных и жилых высотных зданий, имеющих стальной, сборный железобетонный или монолитный каркас
Перегородки	Применяют как межквартирные и межкомнатные
Декоративные панели	Элементы декоративной отделки жилых, офисных, торговых помещений и оград
Таблица 19
Конструкции панелей н преимущества их использования
Конструкция панелей	Преимущества использования панелей
1.	Панель из лицевого кирпича толщиной в 1/2 кирпича заданных размеров и формы 2.	Трехслойная кирпичная панель толщиной в два слоя по 1/2 кирпича с утеплителем посередине. 3.	Панель трехслойная: 2 внешних слоя по 1/4 кирпича и средний слой утеплителя толщиной 50—100 мм. 4.	Панели-перегородки в 1/4 кирпича	1.	Расход кирпича и раствора уменьшается почти в два раза по сравнению с обычным методом строительства зд аний из кирпича 2.	Высокая прочность, морозостойкость и сейсмостойкость. 3.	Д ля раствора не требуется специальных зимних добавок. 4.	Отсутствие высолов на поверхности кирпича при строительстве в осенне-зимний период. 5.	Эстетика внешнего вида высококачественной кирпичной кладки. 6.	Гибкость выбора цвета кирпича и цвета раствора. 7.	Простота изготовления.
Для предотвращения появления высолов на поверхности кирпича, улучшения тепло- и звукоизоляционных качеств стеновой конструкции и ее долговечности между кирпичной панелью и слоем тепловой изоляции рекомендуется создавать воздушную прослойку толщиной 25—50 мм.
273
2.3.	Кирпич глиняный для дымовых труб (ГОСТ 8426-75)
Предназначен для кладки кирпичных и футеровки железобетонных промышленных дымовых труб при температуре нагрева кирпича не более 700°С.
Кирпич изготавливают из глин с добавками или без них способом экструзии и обжигают при температуре 1000—1100°С. Он может быть полнотелым и пустотелым, площадь пустот не должна превышать 20 % от площади основания кирпича. Толщина наружных стенок должна быть не менее 30 мм. Количество пустот, их форма и размеры не регламентируются (табл. 20).
Таблица 20
Типы кирпича и их размеры
Типы кирпича	Вид кирпича				Размеры, мм		
					Длина	Ширина	Толщина
Прямоугольный: — одинарный — утолщенный		\	2	|\ 'Л Р, /1 Чрф-МЯ			250 250	120 120	65 88
Клинообразный: ~ радиальнопродольный одинарный — радиальнопродольный одинарный — радиальнопродольный утолщенный — радиальнопродольный утолщенный					120 (70)	250	65
		1			120(100)	250	65
	1				120 (70)	250	88
					120(100)	250	88
— радиальнопоперечный одинарный — радиальнопоперечный одинарный — радиальнопоперечный утолщенный — радиальнопоперечный утолщенный					250 (200)	120	65
					250 (225)	120	65
					250 (200)	120	88
					250 (225)	120	88
274
Допускаемые отклонения от размеров не должны превышать для величин 200, 250 мм (±4) и для величин 65, 120 мм (±3) (табл. 21).
Таблица 21
Допускаемые дефекты на кирпиче
Искривление ребер и граней кирпича, мм, не более	Отбитости или притупленности ребер и углов размером от 5 до 10 мм	Трещины на всю толщину кирпича глубиной до 5 мм	Недожог кирпича*	Известковые включения, вызывающие после пропаривания трещины и отколы на поверхности размером более 5 мм
3	2	1	Не допускается	Не допускаются
Примечание. * Определяют сравнением с эталоном по цвету и водопоглощению, которое не должно превышать водопоглощение эталона более чем на 1,5 %.
Общее количество кирпича, имеющего отклонения по внешнему виду, в том числе парный половник, не должно превышать 5 %.
Кирпич глиняный, предназначенный для строительства дымовых труб, должен иметь определенные физико-механические свойства, достаточные для обеспечения надлежащего качества (табл. 22).
Таблица 22
Физико-механические свойства кирпича
Водопоглощение, %, не менее	Морозостойкость, марка	Марка по прочности	Предел прочности, МПа (кгс/см ), не менее			
			при сжатии		при изгибе	
			Средний для 5 образцов	Наименьший для отдельного образца	Средний для 5 образцов	Наименьший для отдельного образца
6	F25, F35, F50	300	30(300)	25(250)	4,4(44)	2,8(28)
		250	25(250)	20(200)	4,0(40)	2,6(26)
		200	20(200)	15(150)	3,4(34)	2,4(24)
		150	15(150)	12,5(125)	2,8(28)	2,2(22)
		125	12,5(125)	10(100)	2,5(25)	2,0(20)
После испытаний киприча на морозостойкость не должно быть признаков видимых повреждений (расслоения, шелушения, растрескивания), а потеря прочности при сжатии после испытания не должна превышать 20%.
2.4.	Приемка, маркировка, транспортирование и хранение изделий
Приемку изделий по показателям внешнего вида проводят путем визуального осмотра и замера выявленных дефектов. Объем выборки, приемочные и браковочные числа приведены в ГОСТ 530-95.
Количество образцов, необходимых для проведения испытаний, приводится в табл. 23. Методы испытаний перечислены в табл. 17.
Таблица 23
Количество образцов для проведения испытаний
Показатель	Количество образцов, шт.	
	Кирпич и камни керамические	Кирпич доя дымовых труб
Размеры и правильность формы	24	100
Наличие известковых включений	5	10
Масса, водопоглощение, морозостойкость	5	10
Предел прочности при сжатии: — камней — кирпича	5 10	10
Предел прочности при изгибе кирпича	5	5
В арбитражных случаях отбор пробы и контрольную проверку проводят в присутствии представителей завода-изготовителя.
Маркировка готовой керамической продукции, ее транспортировка и хранение должны осуществляться в соответствии с требованиями, изложенными в табл. 24.
Таблица 24
Маркировка, транспортирование и хранение изделий
Требования к		
маркировке	транспортированию	хранению
Изделия маркируются: — оттиском клейма в процессе изготовления на каждом кирпиче; — несмываемой краской при помощи трафарета на тычковой поверхности изделия, находящегося в среднем ряду пакета. Каждый пакет должен иметь транспортную маркировку по ГОСТ 14192	Применяются поддоны или пакеты, которые скрепляются металлической лентой или термоусадочной пленкой. На поддонах изделия должны быть уложены в «елку», «на платок» или «на ребро» с перекрестной перевязкой. Масса одного пакета не должна превышать 0,85 т. Погрузка и выгрузка пакетов изделий должны производиться механизированным способом при помощи специальных грузозахватных устройств. Погрузка навалом (набрасыванием) и выгрузка сбрасыванием не допускается	Хранятся изделия пакетами на поддонах раздельно по маркам и видам в сплошных одноленточных штабелях в один или два яруса. Допускается хранение и на ровных площадках с твердым покрытием в одноленточных штабелях пакетами без поддонов
276
3. Облицовочная керамика
3.1.	Кирпич и камни керамические лицевые (ГОСТ 7484-78)
Кирпич и камни керамические лицевые изготавливают из глинистого сырья, трепелов и диатомитов способом экструзии или полусухого прессования с добавками или без них, с нанесением фактурного слоя или без него, в зависимости от области применения (табл. 25).
Таблица 25
Область применения
Вид изделия	Область применения
С матовой гладкой или рельефной лицевой поверхностью: из сырья естественного цвета, при объемном окрашивании массы, двухслойном формовании и ангобированные	Для отделки фасадов зданий и внутренней отделки помещений общественных зданий (кинотеатров, клубов, кафе, магазинов, школ и др.). Профильный кирпич — для кладки карнизов, поясов, углов и др.
Глазурованные	Небольшие вставки, обрамления фактурных или цветовых пятен на фасаде, отделка лоджий, внутренних интерьеров
Торкретированные	Отделка стен зданий выше цокольного этажа, простенков, поясков, карнизов
Виды, размеры и марки
В зависимости от назначения облицовочная керамика (кирпич, камни) может производиться различными способами и с разнообразной лицевой поверхностью (табл. 26), прочность, морозостойкость и показатели водопоглощения регламентируются ГОСТ 7484.
Таблица 26
Способы изготовления лицевых кирпича и камней
Вид изделий	Способ изготовления
1	2
С гладкой или рельефной лицевой поверхностью	Из сырья естественного цвета или окрашенного в массе путем ввода в сырьевые материалы добавок (объемное окрашивание) способом пластического или полусухого прессования
С офактуренной лицевой поверхностью: 1. Торкетированные	Нанесением пескоструйной установкой минеральной крошки на лицевые поверхности сырца пластического формования с последующей сушкой и обжигом кирпича. Лицевая поверхность кирпича после обжига шероховатая и имеет цвет используемой минеральной крошки
277
1	2
2. Ангобированные	На ложковую и тычковую стороны глиняного бруса, выходящего из ленточного пресса, или на высушенный сырец наносят ангобную суспензию. После сушки и обжига на лицевых поверхностях кирпича образуется декоративное матовое керамическое покрытие толщиной 0,1—0,3 мм. Цвет ангоба зависит от цвета используемых материалов и керамических пигментов
3. Глазурованные	Глазурную суспензию наносят на лицевые грани кирпича. Глазурь может быть глухая и прозрачная, блестящая и матовая. Цвет покрытия зависит от используемого керамического пигмента
4. Двухслойный кирпич	Кирпич формуют на двух перпендикулярно установленных прессах пластического формования с переходной головкой. Лицевой слой имеет толщину 3—5 мм и состоит из свегложгущихся окрашенных или неокрашенных глин. Лицевая поверхность — матовая
5. Профильный кирпич	Кирпич профилированный в процессе изготовления по тычку или ложку. Форма профиля — полувал, четвертной вал и т.д. (рис. 1)
Рис. 1. Виды профильного лицевого кирпича
По размерам кирпич и камни должны соответствовать требованиям ГОСТ 530, по соглашению с потребителем могут выпускаться камни, а также профильные изделия других размеров (табл. 27).
278
Таблица 27
Марки кирпича и камней
По прочности		По морозостойкости		
Средний	Высокий	Для изделий из карбонатосодержащих глин с водопо-глощением более 14 %	Для изделий из трепелов и диатомитов	Для изделий из остальных видов глин
100, 125, 150, 200	250, 300	Не менее 35	Не менее 35	25,35, 50
Предел прочности при сжатии и изгибе кирпича и предел прочности при сжатии камней должен быть не менее величин, указанных в табл. 12. Морозостойкость изделий определяется по количеству циклов попеременного замораживания и оттаивания, при которых на образцах не появляются признаки видимых повреждений (см. табл. 17).
Водопоглощение кирпича и камней должно быть не менее 6%. Максимальные значения водопоглощения для лицевых изделий, получаемых из различных видов глиномасс, приведены в табл. 28.
Таблица 28
Водопоглощение лицевых изделий, %
Состав глиномасс, используемых для изготовления изделий				
Беложгущиеся глины	Карбонатосодержащие глины (СаСОз>10%)	Глины с добавкой трепелов и диатомитов	Трепелы и диатомиты	Остальные виды глин
Не более 12	Не более 20	Не более 20	Не более 28	Не более 14
Внешний вид лицевых изделий
Кирпич и камни должны иметь две лицевые поверхности — ложковую и тычковую. По соглашению с потребителем допускается выпуск изделия с одной лицевой поверхностью.
Кирпич и камни по форме, размерам и расположению пустот в изделиях, толщине наружных стенок, размерам пустот, отклонениям для нелицевой поверхности изделий по внешним признакам должны отвечать требованиям ГОСТ 530. Общее количество кирпича и камней с отбитостями, превышающие допустимые, включая парный половняк, должно быть не более 5 % (Табл. 29, 30).
Не допускаются к использованию изделия, имеющие на лицевой поверхности следующие дефекты: трещины, трещины расслоения по контакту фактурного слоя с основной массой, отколы, а также пятна, выцветы и другие дефекты, видимые на расстоянии 10 м на открытой площадке при дневном свете.
279
Таблица 29
Допускаемые отклонения от номинальных размеров и показателей внешнего вида лицевой поверхности кирпича и камней (для одного изделия)
Показатель	Величина
Отклонения от размеров, мм, не более: — по длине — по ширине — по толщине	±4 +3 +3,-2
Неперпендикулярность граней и ребер кирпича и камня, отнесенная к длине 120 мм, мм, не более	2
Непрямолинейность лицевых поверхностей и ребер, мм, не более: — по ложку — по тычку	3 2
Отбитость или притупленность углов и ребер длиной от 5 до 15 мм, шт., не более	1
Отдельные посечки шириной не более 0,5 и длиной до 40 мм на 1 дм2 лицевой поверхности, шт., не более	2
Таблица 30
Дефекты глазурованной поверхности
Показатель	Норма
Наплывы и волнистость глазури, засорение, неравномерность окраски глазури, видимые с расстояния 10 м	Не допускаются
Наколы (углубления в глазури) диаметром более 2 мм	Не допускаются
Пузыри (вздутия) общей площадью более 2 см2 для кирпича и более 4 см2 для камня	Не допускаются
Мушки (темные точки) диаметром более 3 мм отдельные рассеянные	Не допускаются более 3 шт. для кирпича и более 6 шт. для камня
Плешины общей площадью более 2 см2 для кирпича и более 4 см2 для камня	Не допускаются
Сухость глазури общей площадью более 2 см2 для кирпича и более 4 см2 для камня	Не допускается
Слипыш зашлифованный общей площадью более 2 см2 для кирпича и более 4 см2 для камня	Не допускается
Щербины и зазубрины на кромках глазурованной поверхности шириной более 4 мм и длиной более 10 мм	Не допускаются более 4 шт.
280
Методы испытаний
Основные методы испытаний кирпича приведены в табл. 17.
Ширину посечек определяют с помощью мерной лупы с четырехкратным увеличением по ГОСТ 25706.
При определении соответствия лицевой поверхности кирпича и камней утвержденным образцам-эталонам по цвету и тону окраски, рисунку рельефа, наличию пятен, выцветов, отколов, в том числе от известковых включений, недожога и пережога, а также других дефектов внешнего вида отобранную от партий пробу кирпича и камней укладывают вперемежку с образцами-эталонами на вертикально установленном щите площадью не менее 1 м2. Осмотр производят с расстояния 10 м на открытой площадке при дневном освещении. При несоответствии изделий образцам-эталонам партия приемке не подлежит.
Маркировка, транспортирование и хранение
Кроме основных требований к маркировке, транспортированию и хранению кирпича и камней, приведенных в табл. 24, необходимо соблюдать следующее:
•	при укладке изделий между глазурованными поверхностями прокладывается плотная бумага (ГОСТ 2228 или ГОСТ 8273);
•	изделия должны храниться в клетках на подкладках (поддонах, контейнерах) раздельно по маркам, виду и цвету лицевых поверхностей;
•	при погрузке, транспортировании и выгрузке изделий должна обеспечиваться их сохранность от повреждений и загрязнения.
3.2.	Плитки облицовочные керамические
Плитки облицовочные керамические используются для внутренней облицовки стен, отделки фасадов и полов (табл. 31).
Таблица 3 1
Области применения плиток
Для внутренней облицовки стен	Для полов	Для облицовки фасадов зданий
1	2	3
В строительстве лечебных и торговых помещений, столовых и кухонь, санитар-	Для настила полов в промышленных, жилищно-бытовых и общественных зданиях с высокими требованиями к чистоте (больницы, лаборатории, школы,	Применяют для облицовки наружных стен здании, цоколей, для отделки лоджий, эркеров, вставок, поясов, фризов, для облицовки
281
Окончание табл. 31
1	2	3
ных узлов, бытовых помещений, прачечных, плавательных бассейнов, станций метрополитена и др.	санитарные узлы), с возможными воздействиями жиров и других химических реагентов (цеха химических производств, мясокомбинатов), с интенсивным движением (лестничные клетки, вокзалы, торговые залы), в помещениях, где материал для полов служит и декоративным элементом в архитектурном оформлении (вестибюли общественных зданий и др.), и для настила полов в лоджиях и балконах. Плитки глазурованные в зависимости от степени износостойкости применяют для настила полов: —	в ванных и туалетных комнатах жилых зданий 1—4-й степени износостойкости; —	в ванных, душевых, умывальных комнатах и бытовых помещениях промышленных зданий — 3—4-й; —	в помещениях общественных зданий — 4-й	подземных пешеходных переходов и проездов для движения транспорта, обрамления оконных и дверных проемов. Для облицовки фасадных поверхностей стеновых панелей применяют ковры из мелкоразмерных керамических плиток, плитки больших размеров укладывают в гнезда специальных матриц, которые заливаются цементно-песочным раствором
В зависимости от области применения к плиткам предъявляются различные требования по физико-механическим свойствам и внешнему виду.
Плитки облицовочные глазурованные для внутренней облицовки стен (ГОСТ 6141-91)
Плитки облицовочные для внутренней облицовки классифицируют по ряду признаков (табл. 32).
Таблица 32
Классификация плиток для внутренней облицовки стен
Классификационный признак	Вид
Характер поверхности	Плоские, рельефно-орнаментированные, фактурные
Глазурованное покрытие	Прозрачное или глухое, блестящее или матовое, одноцветное или декорированное многоцветными рисунками (методом сериографии, набрызгивания и др.)
Форма	Квадратная, прямоугольная, фигурная (табл. 33, рис. 2)
Характер кромок	Прямая, закругленная с одной стороны или с нескольких смежных сторон (с завалом)
282
Таблица 33
Виды и размеры плиток
Параметр	Форма плиток							
	квадратная			прямоугольная			фигурная	
Длина, мм	200	150	100	200	200	150	150	205
Ширина, мм	200	150	100	150	100	100	75	187
Толщина, мм	7—8	5—6	5—6	7—8	7—8	5—6	5—6	5—6
Рис. 2. Типы керамических фигурных плиток:
1, 2 — угловые; 3— 6 — карнизные; 7— 10 — плинтусные
Плитки должны иметь на монтажной поверхности рифления высотой не менее 0,3 мм.
В зависимости от размеров и формы согласно ГОСТ 6141-91 изготавливают 50 типов плиток. По согласованию с потребителем допускается изготовление плиток других размеров и форм.
Допускаемые отклонения по размерам и форме плиток приведены в табл. 34 и 35. При этом в зависимости от сортности плиток наличие дефектов на их лицевой поверхности нормируется (табл. 36).
Таблица 34
Допускаемые отклонения по размеру
Отклонения от номинальных размеров, %, не более			Разница между наибольшим и наименьшим размерами плиток од-ной партии по длине и ширине, мм, не более	Разброс показателей по толщине плиток одной партии, мм, не более	Различие в толщине одной плитки, мм, не более
По длине и ширине	По толщине для плиток длиной				
	до 150 мм	свыше 150 мм			
±0,8	±10	±8	1,5	1,0	0,5
283
Таблица 35
Допускаемые отклонения от формы плиток
Показатель	Норма для плиток	
	1-го сорта	2-го сорта
Кривизна лицевой поверхности, мм, не более	0,8	1,1
Косоугольность, мм, не более: — для плиток длиной до 150 мм включительно — для плиток длиной свыше 150 мм	0,5 1,0	
Таблица 36
Виды дефектов на лицевой поверхности плиток
Дефект	Норма для плиток	
	1 -й сорт	2-й сорт
Отбитости	Не допускаются	Допускаются длиной не более 2 мм в количестве не более 2 шт.
Щербины, зазубрины на ребрах	То же	Допускаются шириной не более 1 мм общей длиной не более 10 мм
Плешина	То же	Допускается общей площадью не более 10 мм2
Пятно	То же	Допускается не видимое с расстояния 2 м
Мушки	Допускай 1 м	этся не видимые с расстояния: 2 м
Засорка	Не допускается	Допускается не видимая с расстояния 2 м
Наколы	Допускав 1 м	этся не видимые с расстояния: 2 м
Прыщи, пузыри, вскипание глазури	Не допускаются	Допускаются вдоль ребра плитки шириной не более 2 мм
Волнистость и углубление глазурей	То же	Допускаются не видимые с расстояния 2 м
Слипыш	То же	Допускается общей площадью не более 5 мм2
Просвет вдоль краев цветных плиток	То же	Допускается вдоль края плитки шириной не более 2 мм
Следы от зачистных приспособлений вдоль ребра лицевой поверхности	То же	Допускаются не видимые с расстояния 2 м
Нарушения декора (разрыв краски декора, смещение декора, нарушение интенсивности окраски)	Допускав 1 м	этся не видимые с расстояния: 2 м
Общее число допустимых дефектов на одной плитке не должно быть более: двух — на плитках 1-го сорта и трех — на плитках 2-го сорта.
284
По своим физико-механическим показателям облицовочные плитки для внутренних работ должны соответствовать определенным нормам (табл. 37).
Таблица 37
Физико-механические показатели плиток для внутренней облицовки
Наименование показателя	Норма
Водопоглощение, % не более: — для масс, содержащих карбонаты — полиминеральные глины	16 24
Предел прочности при изгибе, МПа, не менее	15,0
Термическая стойкость глазури, °C: — плиток, покрытых белой глазурью — плиток, покрытых цветной глазурью	150 125
Твердость глазури по Моосу, не менее	5
Химическая стойкость	При воздействии раствора № 3 не должно быть потери блеска глазури и изменения цветового тона
Плитки керамические фасадные и ковры из них (ГОСТ 13996-93)
По внешнему виду лицевая поверхность фасонных плиток может быть:
•	гладкой или рельефной;
•	неглазурованной, глазурованной полностью или частично одно-ил и многоцветной глазурью (блестящей или матовой);
•	с прямыми или закругленными кромками боковых граней.
Основные размеры выпускаемых керамических фасадных плиток, а также характер их монтажной поверхности приведены в табл. 38 и 39, а допустимые показатели предельных отклонений по форме плиток и дефектам на фасадных плитках — в табл. 40 и 41.
Таблица 38
Основные размеры плиток и предельные отклонения по размерам
Координационные размеры, мм		Номинальная толщи-на, мм	Предельные отклонения, %	
			По длине и ширине	По толщине
Длина	Ширина			
50	50	4	±2	±15
150	75	7	±1,5	±15
150	150	7и9	+ 1,5	±15
200	100	7и9	±1,5	±15
200	150	9	±1,5	±15
200	200	9	±1,5	±15
250	100	7и9	±1,0	±15
300	100	9	±1,0	±15
300	150	9	±1,0	±15
285
Координационный размер соответствует суммарной величине номинального размера плитки и ширины шва (4—8 мм).
Таблица 39
Характер монтажной поверхности плиток
Длина плиток, мм	Размеры рифления, мм, не менее		Отношения суммы периметров рифлений к периметру плитки, мм, не менее
	Глубина пазов	Высота выпуклостей	
50	0,7	0,7	—
50—150	2,0	2,0	0,5
Более 150	2,0*	2,0*	1,2
Примечание. * Пазы или выпуклости в виде «обратного конуса».
Таблица 40
Допускаемые отклонения от формы плиток
Разница между наибольшим и наименьшим значениями толщины одной плитки, мм, не более	Косоугольность плитки (разность длин диагоналей) , мм, не более	Кривизна плитки (отклонения лицевой поверхности плитки от плоскости), мм, не более
1	2, или не более 1 % длины грани	2, или не более 0,75 % длины наибольшей диагонали
Таблица 4 1
Допускаемые дефекты на фасадных плитках
Дефект	Норма для плиток размерами, мм		
	50	от 50 до 200	более 200
Отбитости углов не более: — общая площадь, мм2 — число, шт.	4 1	10 2	15 2
Отбитости ребер, мм, не более: — ширина — общая длина	1 3	2 15	3 20
Посечка общей длиной, мм, не более	2	25	30
Цек и трещины на лицевой поверхности	Не допускаются		
Щербины, зазубрины, плешины, выплавки, засорки, слипыши, мушки, пузыри, пятна, прыщи, наколы	Допускаются не видимые с расстояния 1 м		
Сухость глазури, волнистость, неравномерность окраски глазурью, нечеткость контура рисунка, разрыв декора, смещение декора, недожог красок	Допускаются не видимые с расстояния 2 м		
Частичное покрытие граней плиток глазурью толщиной не более 1 мм	Допускается		
Также как и плитки для внутренней облицовки, плитки керамические фасадные должны отвечать определенным физико-механическим показателям, некоторые из них при этом более жесткие (табл. 42).
286
Таблица 42
Физико-механические показатели плиток
Показатель	Значения для плиток	
	стеновых	ЦОКОЛЬНЫХ
Водопоглощение, %: — не менее — не более	2 9	2 5
Для плиток, изготовленных из масс, содержащих шлаки, полиминеральные глины и карбонаты, не более	12	—
Морозостойкость, циклы, не менее	40	50
Термическая стойкость глазури, °C, не менее	125	125
Предел прочности при изгибе, МПа (кгс/см^), не менее	16(160)	18(180)
Твердость глазури по МООСу, не менее	5	5
Примечание. Предел прочности при изгибе для плиток толщиной 4 мм не опре-
деляют.
Плитки прямоугольной или квадратной формы площадью не более 115 см2 или бой керамической плитки площадью не менее 3 см2 (брекчия) поставляют в виде ковров, состоящих из бумаги, на которую лицевой поверхностью наклеены плитки (табл. 43).
Таблица 43
Характеристики ковра
Бумага	Вид клея	Ширина шва между плитками, мм Для плиток длиной, мм		Плотность набора плиток в коврах «брек-чия»
		до 50 мм	более 50 мм	
Оберточная, мешочная или иная, массой не менее 70 г на 1 м2	Костный, мездровый или другой (кроме жидкого стекла), обеспечивающий прочность наклейки, легко смывающийся, не дающий пятен и не разрушающий растворный шов	4+1	8 ±2	0,7—0,8
Номинальные размеры ковров устанавливают по согласованию с потребителем, допускаемые отклонения по размерам регламентируются соответствующими нормативами (табл. 44).
Таблица 44
Допускаемые отклонения по размерам ковров
Предельные отклонения ковров от размеров, %		Косоугольность, мм, не более		Отклонения от прямой линии крайних пли-ток	Максимальный выход, мм, не более	
по длине	по ширине	при длине ковров, мм			плитки за кромку	бумаги за грань плитки
		до 500	более 500			
+ 0,4	-0,8	3	5	Не должно превышать отклонений по размерам плитки	20	На ширину шва
287
Плитки керамические для полов (ГОСТ6787-2001)
По внешнему виду лицевая поверхность плиток для полов может быть:
•	гладкой или рельефной;
•	неглазурованной и глазурованной (блестящей или матовой, прозрачной или заглушенной);
•	одноцветной и многоцветной (узорчатой, порфировидной, мраморовидной и декорированной различными методами);
•	неглазурованная поверхность плиток может быть полированной;
•	с прямыми или закругленными кромками боковых граней.
По своему назначению плитки подразделяют на основные и бордюрные, по форме — на квадратные, прямоугольные, многоугольные и фигурные (рис. 3). Основные размеры плиток приведены в табл. 45, размеры многогранных и фигурных плиток устанавливает предприятие-изготовитель.
Таблица 45
Основные размеры плиток для полов
Координационные размеры, мм		Номинальные размеры, мм		Примечание
Длина	Ширина	Длина | Ширина	Толщина	
Квадратные плиты				
500	500	Устанавливает	Не менее	Координационный
400	400	предприятие-	7,5	размер соответст-
330	330	изготовитель, что-		вует суммарной
300	300	бы ширина шва		величине номи-
250	250	составляла от		нального размера
200	200	2 до 5		плитки и ширины
150	150			шва
Прямоугольные плиты				
500	300			
400	300			
300	200			
250	200			
200	150			
Примечание. Могут быть изготовлены плитки других размеров, при этом номинальные размеры должны быть установлены в соответствии с требованиями табл. 45.
288
Рис. 3. Типы керамических плиток для полов:
1—квадратная; 2— прямоугольная; 3— треугольная; 4— шестигранная; 5— четырехгранная; 6 — пятигранная; 7— восьмигранная; 8, 9 — фигурные
Длина бордюрных плиток должна соответствовать длине (ширине) основных плиток. Ширину шва и толщину бордюрных плиток устанавливает предприятие-изготовитель.
Отклонения от установленных номинальных размеров и формы плиток приведены в табл. 46.
Таблица 46
Допускаемые отклонения по размерам и форме плиток
Показатель	Норма, мм, не более
Отклонение от номинальных размеров: —	по длине и ширине —	по толщине Разность между наибольшим и наименьшим размерами плиток одной партии по длине и ширине Разность между наибольшим и наименьшим значениями толщины одной плитки (разнотолщинность) Отклонение формы плиток от прямоугольной (косоугольность) Отклонение лицевой поверхности от плоскостности (кривизна лицевой поверхности) Искривление граней	±1,5 ±0,5 2,0 0,5 1,5 1,5 1,5
На монтажной поверхности плиток должны быть рифления высотой (глубиной) не менее 0,5 мм.
На лицевой поверхности плиток не допускаются трещины, цек, а также дефекты, размеры которых превышают значения, приведенные в табл. 47.
10. Строительные материалы
289
Таблица 47
Допускаемые дефекты на лицевой поверхности плиток
Вид дефекта	Значение для одной плитки, мм, не более
Щербины и зазубрины:	
— шириной в направлении,	
перпендикулярном ребру	1
— общей длиной	10
Посечка длиной	10
Примечание. Суммарное число дефектов на одной плитке в любой комбинации не должно быть более трех.
На лицевой поверхности плиток не допускаются видимые с расстояния 1 м плешины, пятна, мушки, волнистость глазури, смещение и разрыв декора, засорка, выплавки, пузыри, наколы, прыщи, сухость глазури, нечеткость рисунка, недожог красок, неравномерность окраски глазури.
Физико-механические показатели плиток должны соответствовать указанным в табл. 48.
Таблица 48
физико-механические свойства плиток для полов
Вид дефекта	Норма для плиток	
	неглазуро ванных	глазурованных
Водопоглощение, % не более Предел прочности при изгибе, МПа (кгс/см2), не	3,5	4,5
менее, для плиток толщиной: — до 9,0 мм включительно	28 (280)	28(280)
— св. 9,0 мм Износостойкость (по кварцевому песку), г/см2,	25 (250)	25 (250)
не более	0,18	—
Износостойкость, степень	—	1-4
Термическая стойкость глазури, °C	—	125
Морозостойкость, число циклов, не менее	25	—
Твердость глазури по Моосу, не менее	—	5
Примечание. Глазурь должна быть химически стойкой к действию раствора Ns3 по ГОСТ 27180.
290
Таблица 49
Испытания облицовочных плиток (табл. 49)
Методы испытаний облицовочных плиток по ГОСТ 27180-2001
Контроль	Методы испытаний
Контроль линейных размеров и правильности формы	Длину и ширину плитки измеряют штангенциркулем по двум граням лицевой поверхности на расстоянии 5 мм от грани. Длину и ширину ковра измеряют линейкой в двух местах по крайним рядам плиток и в центре ковра. Толщину плиток замеряют штангенциркулем, высоту рифлений включают в измеряемую толщину. Искривление лицевой поверхности и граней измеряют при помощи щупа (калибра). Косоутольность плитки определяют с помощью угольника с углом 90°
Контроль внешнего вида	Сплошной контроль внешнего вида осуществляют визуально на расстоянии не более 1 м. Наличие невидимых трещин определяют на слух путем простукивания плиток деревянным или металлическим молоточком. При контроле цвета плитки укладывают на щите вперемежку с образцами-эталонами
Определение прочности наклеивания плиток на бумагу	При плитках размером 50x50 мм ковры трехкратно свертывают и развертывают, после чего ни одна плитка не должна оторваться от бумаги. При плитках размером более 50х х50 мм устанавливают ковер в вертикальное положение не менее чем на 1 мин
Определение плотности укладки плиток в коврах П	В коврах с продольной укладкой и коврах типа «брекчия» вычисляют по формуле П=(т~т1) п/т2> где т—масса проверяемого ковра, г; т ।— масса основы ковра, г; т2—масса 1 м2 наклеиваемых плиток, г; п—число ковров, приходящихся на 1 м2
Определение водо-поглощения W	Испытания проводят на целых плитках или отколотых частях. Водонасыщают плитки путем кипячения в течение 1 ч или под вакуумом.W=[(m|-m) 100]/m, где m, — масса образца после водо-насыщения, г; m— масса высушенного образца, г
Определение предела прочности при изгибе RH3	Высушенную плитку устанавливают на две опоры лицевой поверхностью вверх и в середине плитки прикладывают нагрузку. Расстояние между опорами — от 80 до 90 % длины плитки. R„, = = ЗР1/2Ы1 , где Р — нагрузка в момент разрушения образца, Н; 1 — расстояние между опорами, мм: b—ширина образца, мм; h — наименьшая толщина образца без рифлений в месте излома, мм
Определение износостойкости негла-зурованных плиток для полов (О)	Из плиток выпиливают образцы со сторонами размером 50 или 70 мм и помещают лицевой поверхностью к шлифовальному диску машины для испытания. На шлифовальную дорожку насыпают слой абразивного материала, После 30 оборотов диска машину выключают, образец вынимают, поворачивают на 90° и снова шлифуют. Таким образом производят шлифование 4 раза. Q = 3m.t/S, где т4— суммарная потеря массы после 4 циклов, г; S —площадь образца, см2
292
Окончание табл. 49
Контроль	Методы испытаний
Определение износостойкости глазурованных плиток для полов	Из плиток выпиливают 16 образцов 100 х 100 мм (8 —для испытаний, 8 — для визуального сравнения). Образцы укрепляют в приборе для испытания, в который помещена шлифовальная смесь (стальные шарики диаметром 1—5 мм, корунд и вода). Прибор приводят в движение, а затем последовательно после 150, 300, 450, 600,900, 1200, 1500 и более оборотов из плиты с образцами извлекают по одному образцу. Составляют квадрат из 16 плиток и рассматривают с расстояния 2 м. Степень износостойкости устанавливают по первому видимому повреждению на поверхности образцов (1-я степень — 150 оборотов; 2-я — 300—600 оборотов; 3-я — 900— 1500 оборотов; 4-я — более 1800 оборотов)
Определение термической стойкости	Образцы помещают в нагретый сушильный шкаф (100—150°С) и выдерживают в течение 30 мин в зависимости от вида плиток, после чего опускают в сосуд с проточной водой, температура которой 15°С. После охлаждения на глазурованную поверхность наносят несколько капель органического красителя и протирают мягкой тканью. Плитки считают термически стойкими, если в результате однократного испытания не будет обнаружено повреждения глазурованной поверхности
Определение морозостойкости	Высушенные образцы укладывают в сосуд с водой, насыщают в течение 48 ч, затем протирают влажной тканью, помещают в морозильную камеру и замораживают при температуре минус 15 до минус 20°С в течение 2 ч. После чего на 1 ч погружают в сосуд с водой, температура которой плюс 15—20°С. Эту температуру поддерживают в течение всего периода оттаивания образцов. Одно замораживание и оттаивание составляет 1 цикл испытания. Образцы считают морозо-стойкими, если после требуемого числа циклов не было обнаружено повреждений
Определение химической стойкости глазури	На глазурованную поверхность плитки приклеивают уплотняющей мастикой стеклянный цилиндр диаметром 80 мм, который наполняют кислым или щелочным раствором по ГОСТ 27180 на высоту 20 мм и выдерживают от 6 ч до 7 сут. в зависимости от вида растворов. Глазурь считают химически стойкой, если при осмотре с расстояния 25 см нет явного изменения испытуемой поверхности
Определение твердости лицевой поверхности по Моосу	Контролируют с помощью пробных минералов. Острой гранью минерала легким нажатием проводят по лицевой поверхности. Твердость лицевой поверхности образца соответствует твердости того пробного минерала, который предшествует минералу, повреждающему поверхность образца
Способы маркировки и упаковки, а также транспортирования и хранения представлены в табл. 50.
Таблица 50
Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение керамических плиток
Маркировка	Упаковка	Транспортирование и хранение
1.	На монтажную поверхность каждой плитки* и ковер должен быть нанесен товарный знак предприятия-изготовителя 2.	Каждая упаковочная единица (пакет, ящик, стопа и др.) должна быть снабжена этикеткой, в которой указывают наименование или товарный знак предприятия-изготовителя; дату изготовления, размеры; количество плиток (шт., м2). Этикетка прикрепляется к упаковке или вкладывается в нее. 3.	Транспортная маркировка грузов — по ГОСТ 14192. На каждое грузовое место должны быть нанесены манипуляционные знаки «хрупкое, осторожно», «беречь от влаги»	1.	В каждой упаковке должны быть плитки одного размера, цвета, рисунка, вида лицевой поверхности. 2.	Плитки упаковывают в деревянные или картонные ящики, укладывают их вертикально на грань вплотную друг к другу. 3.	В контейнеры допускается укладка стопами, обернутыми бумагой и перевязанными шпагатом или полипропиленовой лентой. Для обертывания стоп следует применять бумагу по ГОСТ 8273 массой 1 м2 не менее 80 г. Применение бумажного шпагата не допускается. 4.	Ковры должны быть уложены на поддон по ГОСТ 9078 в стопы высотой не более 1,25 м в универсальные контейнеры или собраны в транспортные пакеты	1.	Плитки (ковры) транспортируют всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевоза грузов, действующими на данном виде транспорта. 2.	Размещать и крепить груз необходимо в соответствии с «Техническими условиями погрузки и крепления грузов», с учетом полного использования грузоподъемности вагонов и контейнеров. 3.	Плитки должны храниться в закрытых помещениях или под навесом, ковры — в закрытых сухих помещениях
* Фасадные плитки — кроме плиток размером 50 х 50 мм.
4. Кровельная керамика (черепица)
Этот вид керамики представлен черепицей керамической (глиняной), которая используется в качестве кровельного материала для жилых и общественных зданий и сооружений. Укладывают ее на обрешетку, за которую она удерживается шипами и привязывается проволокой. Черепичная крыша долговечная, экономичная в эксплуатации, огнестойкая, защищает сооружение от солнечной радиации и позволяет создавать необходимую архитектурную форму. Классифицируется по способу изготовления и по виду лицевой поверхности (табл. 51).
Таблица 5 1
Классификация черепицы
По способу изготовления	По виду лицевой поверхности		
Пластического и полусухого прессования	Из естественно окрашенных глин	Ангобированная	Глазурованная блестящей, матовой, прозрачной или глухой глазурью
Рельеф поверхности черепицы, размеры, количество выступов и впадин не стандартизированы и могут отличаться на различных предприятиях-изготовителях (рис. 4 и табл. 52).
Рис. 4. Виды керамической черепицы: а — ленточная плоская; б — ленточная пазовая; в — штампованная пазовая; г — коньковая
294
Таблица 52
Основные виды и размеры черепицы
Вид черепицы	Размеры и допускаемые отклонения, мм				Масса 1 .м' покрытия в водонасы-щенном состоянии, кг, не более	Количество на 1 м2 кровли, шт.
	кроющие (полезные)		габаритные			
	длина	ширина	длина	ширина		
Пазовая:						
— штампованная	310 (+22) 333 347 (-6)	190 (+8) 190 190 (-4)	Не нормируется	Не нормируется	50	17
— ленточная	333	200	400	200	50	15
	333 (+5)	180 (+3)	400 (±5)	200 (±3)	50	17
	333	140	400	165	50	21,4
Ленточная:						
— плоская	160(±5)	155(±3)	365(±5)	155(±3)	60	40,3
— S-образная	333	175	390	215	50	17
	290 (+5)	175 (+3)	340 (+5)	225 (+3)	50	20
Коньковая	333(±4)	—	365(+4)	200(±3)	10 кг на 1 пог. м	
Возможен выпуск черепицы других размеров.
Физико-механические показатели черепицы должны соответствовать указанным в табл. 53.
Таблица 53
Физико-механические свойства черепицы
Показатель	Норма
Разрушающая нагрузка при испытании на излом черепицы в воздушно-сухом состоянии, Н(кгс), не менее: -	—для S-образной ленточной —	для пазовой штампованной —для остальных вадов черепицы пластического формования —	для плоской черепицы полусухого прессования	1500(150) 900(90) 800(80) 400(40)
Водопроницаемость	Водонепроницаемая
Морозостойкость, циклы, не менее	25
295
По внешнему виду черепица должна соответствовать требованиям, приведенным в табл. 54.
Таблица 54
Основные требования к внешнему виду черепицы
Показатель	Норма
Искривление поверхности и ребер черепицы (коробление), мм, не более	3
Глубина пазов (фальцев) черепицы, мм, не менее	5
Шероховатость поверхности	Незначительная
Цвет	Однотонный
Известковые включения, вызывающие отколы и трещины	Не допускаются
Определенные требования предъявляются к размерам шипов и отверстий, которые должны обеспечивать надежное крепление изделия на крыше (табл. 55).
Таблица 55
Размеры шипов и отверстий для крепления черепицы
Показатель	Норма
Высота шипов для подвески, мм, не менее: — у штампованной черепицы — у ленточной	10 20
Диаметр отверстия, мм, не менее — в средней части шипа ленточной черепицы — в ушке пазовой штампованной черепицы	1,5 1,5
Диаметр отверстий на перекрываемом конце черепицы полусухого прессования, мм	3+1
Структура черепка в изломе должна быть однородной, без расслоений. При легком постукивании металлическим предметом черепица должна издавать чистый, недребезжащий звук. Виды дефектов черепицы приведены в табл. 56.
Общее количество дефектов по показателям внешнего вида на отдельной черепице должно быть не более 4.
296
Таблица 56
Виды дефектов черепицы
Показатель	Норма
Отбитости, мм: — на перекрывающей стороне — на перекрываемой стороне, не более:	длиной шириной	Не допускаются 50 10
Поселки, мм: — на перекрывающей стороне — на перекрываемых кромках, в количестве шт., не более	Не допускаются 2
При отбитости и смятии шипов, высота оставшейся части, мм, не менее: —	для штампованной черепицы —	для ленточной черепицы	7 14
Для глазурованной поверхности черепицы —	волнистость глазури —	натеки глазури высотой, мм, не более —	плешины и слипыш общей площадью, мм2, не более —	засорка подглазурная диаметром от 2 до 4 мм, шт., не более —	мушки диаметром до 5 мм, не более —	наколы диаметром до 1 мм —	сухость, вскипание глазури вдоль краев черепицы шириной, мм, не более	Допускается 1,5 20 5 3 Допускаются 3
Рекомендуемые методы контроля за качеством черепицы приведены в табл. 57.
Таблица 57
Методы контроля
Контролируемый параметр	Рекомендуемый метод контроля
Внешний вид	Визуально
Однотонность цвета	На расстоянии 10 м
Размеры и правильность формы	Стальной линейкой по ГОСТ 427 с погрешностью измерений не более 1 мм
Структура черепка	Визуально по однородности в изломе
Прочность на излом	Разрушением образца черепицы сосредоточенной нагрузкой, прикладываемой по середине пролета по однопролетной схеме
Водопроницаемость	На черепице, уложенной на опоры, герметично укрепляют прозрачную трубку диаметром 25 мм и высотой 200 мм. Трубку заполняют водой до высоты 150 мм, поддерживая этот уровень в течение 3 ч. Отсутствие капель на нижней поверхности черепицы свидетельствует о водонепроницаемости
Наличие известковых включений	Путем пропаривания (см. табл. 17).
Масса 1м2 покрытия из черепицы в насыщенном водой состоянии	Вычисляют умножением средней массы черепицы в насыщенном водой состоянии на количество штук черепицы на 1 м2 покрытия. Насыщение водой проводят в течение 48 ч
Количество штук черепицы на 1 м* покрытия	Определяют как частное от деления 1 м2 на среднюю кроющую площадь одной черепицы в кв. м
Морозостойкость	Определяют по ГОСТ 7025
297
Правила поставки и контроля черепицы
Поставка производится комплектно по спецификации заказчика, где указывается количество рядовых черепиц, половинок и коньковых (ориентировочно). Если спецификация отсутствует, то в комплекте пазовой штампованной и ленточной черепицы должно быть 5%, а в комплекте плоской ленточной черепицы — 2% коньковой, половинок должно быть 3%, поровну правых и левых.
Каждая партия черепицы, отгружаемая в упакованном виде потребителю, должна иметь маркировку (табл. 58) и сопровождаться документом о качестве, в котором указываются:
•	номер и дата выдачи документа;
•	наименование предприятия-изготовителя и его адрес;
•	наименование получателя;
•	номер партии и дата изготовления;
•	тип, вид, габаритные и кроющие размеры черепицы;
•	количество черепиц в партии;
•	результаты испытаний черепицы;
•	обозначение технических условий.
При необходимости проведения контрольных испытаний от каждой партии отбирают в заранее установленном порядке не менее 25 шт. образцов или 1% от партии.
Таблица 58
Маркировка, хранение и транспортировка
Маркировка	Хранение	Транспортировка
Марка предприятия-изготовителя должна быть обозначена на нижней или на перекрываемой части лицевой стороны каждой черепицы. Упаковывается черепица попарно, лицевой поверхностью друг к другу	В специальных контейнерах, укладывают на ребро по длине в штабель с перестилкой каждого ряда картоном по ГОСТ 3135 или деревянной стружкой по ГОСТ 5244	На транспортную тару должна быть нанесена транспортная маркировка по ГОСТ 14192. Погрузка и выгрузка черепицы должна производиться механизированным способом с помощью специальных захватов
298
5.	Санитарно-технические изделия
Санитарно-технические изделия предназначены для санитарно-гигиенического и хозяйственного применения и представлены умывальниками, унитазами, смывными бачками, писсуарами и другими изделиями, которые устанавливают в санитарных узлах жилых, общественных и промышленных зданий и различных объектов.
Изготавливают эти изделия из фарфоровых, полуфарфоровых, фаянсовых, шамотированных масс и покрывают белой или цветной глазурью. Согласно ГОСТ 15167-93 «Изделия санитарные керамические» поверхность санитарных изделий подразделяется на видимую, функциональную, монтажную и невидимую (табл. 59).
Таблица 59
Виды поверхностей и их характеристика
Вид поверхности	Характеристика поверхности
Видимая	Поверхность изделия, видимая спереди и сбоку в процессе его эксплуатации
Невидимая	Поверхность — не видимая спереди и сбоку в процессе его эксплуатации
Функциональная	Участок поверхности, подвергающейся воздействию водопроводной и сточной воды
Монтажная	Поверхность, предназначенная для крепления и сборки
Основные параметры и размеры должны соответствовать требованиям стандартов или технической документации на изделия конкретных видов. При этом должны быть использованы показатели качества, приводимые в ГОСТ 15167 (табл. 60).
Таблица 60 Технические требования к изделиям
Водопоглощение, %			Механическая прочность изделий, кН (кгс)			Полезный объем смывных бачков, л, не менее
вид масс						
Фарфоровые	Полуфар-форовые	Фаянсовые	Умывальники	Унитазы	Биде	
1	5	12	1,50(150)	2,0 (200)	2,0(200)	6
299
Изделия ие должны иметь сквозных видимых и невидимых трещин, холодного треска и цека. Допускаемые дефекты и деформации изделий приведены в табл. 61 и 62.
Таблица 61
Допускаемые дефекты на видимых и функциональных поверхностях
Вид дефекта	Дефекты по сортам		
	1	2	3
Плешины	Не допускаются	Допускаются общей площадью не более 1,0 см2	|	3,0 см2	
Посечки: — на умывальники — на смывных бачках — на других изделиях	Не допускаются Допуск 10 мм Допует 15 мм	Допускаются общей длиной не более 10 мм	|	20	мм аются общей длиной не более: 10 мм	|	20	мм ается общей длиной не более: 15 мм	I	25	мм	
Засорка	Не допускается	Допускается общей 0,5 см2	тпощадью не более 1,0 см2
Выплавки	Не допускаются		Допускаются диаметром до 2мм не более 3 шт.
Вскипание глазури	Не допускается		Допускается общей площадью не более 3,0 мм2
Оттенок основного цвета, матовость, подтеки	Не допускаются на видимых поверхностях		Допускаются, если не ухудшают внешний вид изделия
Мушки: — на умывальниках — на других изделиях	Допускаются не более: 2 шт	|	5 шт Допускаются не более: 6 шт	|	10 шт		Допускаются, если не ухудшают внешний вид изделия
Наколы	Допускаются рассеянные		
Пятна	Не допускаются	Допускаются малозаметные	
Волнистость	Не допускается	Допускается	
Остеклованные места	Допускаются общей площадьк 0,25 см2 |	1,0 см2		о не более: 3,0 см2
Прыщи и пузыри	Не допускаются		Допускаются диаметром до 2 мм не более 4 шт.
На монтажной и невидимой поверхностях изделий всех сортов допускаются дефекты, указанные в табл. 61, если они не препятствуют монтажу и эксплуатации. Общее число допустимых дефектов на одном изделии не должно быть более:
•	двух на изделиях 1-го сорта;
•	трех на изделиях 2-го сорта;
•	пяти на изделиях 3-го сорта.
300
Допускаемые посечки, отколы должны быть заделаны белым цементом или другим материалом, обеспечивающим прочность заделки.
Таблица 62
Допускаемые деформации изделий
Вид деформированной поверхности	Величина деформации, мм						
	Вид изделий						
	Умывальники	Писсуары	Унитазы	Полочки	Унитазы с цель-колитной полочкой	Смывной бачок	Биде
В плоскости, прилегающей к стене	3	4	—	—	—	—	—
Горизонтальные борты	4	—	—	—	—	—	—
Плоскость, прилегающая к полу	—	—	4	—	4	—	4
Плоскость сидения	—	—	4	—	6	—	6
В местах присоединения	—	—	—	2	—	3	—
Отклонения от горизонтальности верхней поверхности	—	—	8	—,	8	—	8
Нижняя поверхность крышки и верхняя поверхность корпуса	—	—	—	—	—	2	—
Наружная поверхность днища	—	—	—	—	—	4	—
В зоне, отступающей на 10 мм от краев отверстия, предназначенной для установки спускной арматуры						4	
Глазурь на изделиях должна быть термически и химически стойкой. Изделия должны быть термически стойкими.
Санитарно-технические изделия, отгружаемые потребителю, дол
301
жны пройти соответствующий контроль, быть промаркированы, скомплектованы, подготовлены к транспортировке и хранению в соответствии с требованиями ГОСТов (табл. 63—64).
Таблица 63
Маркировка, упаковка и комплектность
Маркировка	Упаковка	Комплектность
На каждом изделии на невидимых поверхностях должен быть нанесен товарный знак предприятия-изготовителя и сорт изделия. Транспортная маркировка грузов — по ГОСТ 14192. На каждое грузовое место должен быть нанесен манипуляционный знак «Хрупкое. Осторожно», «Беречь от влаги»	Изделия упаковывают в дощатые обрешетки по ГОСТ 12082, решетчатые ящики по ГОСТ 2991, ящики из гофрированного картона, сформированные в пакеты и закрепленные проволокой или термоусадочной пленкой. Допускается укладывать изделия в контейнеры без упаковки с перекладкой древесной стружкой	Изделия должны поставляться комплектно по ГОСТ 15167, но по согласованию с потребителем допускается поставлять изделия частично или полностью без комплектующих деталей
Таблица 64
Транспортирование, хранение и гарантии изготовителя
Транспортирование	Хранение	Гарантии изготовителя
Изделия перевозят транспортом всех видов в соответствии с правилами перевозки грузов, действующих на данном виде транспорта	Изделия следует хранить штабелями в крытых складских помещениях. Высота штабеля упакованных изделий не должна превышать 1,5 м	Изготовитель гарантирует соответствие изделий ГОСТ 15167 при соблюдении правил их транспортирования и хранения. Гарантийный срок эксплуатации -один год со дня продажи, но не более полутора лет со дня отгрузки изготовителем
Вся выпускаемая продукция должна отвечать всей номенклатуре показателей качества санитарно-керамических изделий (табл. 65, 66).
302
Таблица 65
Методы испытаний изделий санитарных керамических по ГОСТ 13449-82
Виды контроля	Методы испытаний
Контроль размеров, деформаций и внешнего вида	Размеры изделий проверяют лекалами, шаблонами, штангенциркулями, угольниками. Деформации поверхности — калибром (щупом) и металлической линейкой. Качество поверхностей изделий проверяют визуально с расстояния 1 м. Наличие невидимых трещин определяют на слух путем простукивания изделия, находящегося на деревянной подставке деревянным молотком массой 0,25 кг. Изделие, имеющее трещины, при постукивании издает дребезжащий звук. Наличие посечек определяют визуально при протирке поверхности изделий тканью, смоченной в 0,1 % - ном растворе метиленового синего. Проверку цвета производят при дневном освещении с расстояния 1,5 м, сравнивая цвет изделия с цветом эталона
Определение водопоглоще-ния	Проводят на образцах, откалываемых из разных мест изделия, площадь каждого образца должна быть не менее 25 см2, число образцов - не менее трех. Водопоглощение определяют путем кипячения или вакуумирования изделий
Испытание изделий на механическую прочность	Проверяют на целом изделии, не имеющим трещин, посечек и других повреждений. Для унитазов, биде: на деревянный щит накладывают резиновый лист и на него устанавливают изделие. Сверху накрывают также резиновым листом и деревянным щитом, нагрузку при помощи пресса или другого оборудования передают, постепенно доводя ее до максимальной. Для умывальников, в зависимости от крепления, выравнивают верхнюю поверхность различными способами и передают нагрузку сверху через балку, установленную в середине изделия. При максимальной нагрузке, указанной в табл. 60, изделие не должно получить повреждений
Испытания глазури на химическую стойкость	От изделия выпиливают или откалывают три образца площадью 50 см2 каждый. На образцах не должно быть повреждений. В три лабораторных стакана наливают 20%-ные растворы серной и соляной кислот и 20%-ный раствор гидроокиси калия, погружают образцы в растворы до половины и выдерживают 1 ч. Затем вынимают, промывают водой и осматривают. Если глазурованная поверхность, погруженная в растворы, не отличается от поверхности, не подвергнувшейся испытанию, глазурь считается химически стойкой
Окончание табл. 65
Виды контроля	Методы испытаний
Испытание глазури на термическую стойкость	Используют три бездефектных образца площадью не менее 70 см2 каждый. Образцы кипятят в течение 3 ч в 50%-ном растворе хлористого кальция, после чего помещают в сосуд с водой (t = 3°С) и выдерживают до остывания, температуру воды поддерживают на указанном уровне. Затем образцы помещают на 1 ч в сосуд с раствором чернил, вынимают, протирают мягкой тканью и осматривают. После проведенных испытаний на глазури не должно быть цека и других повреждений
Испытание изделий на термическую стойкость	Используют целое изделие, на котором не должно быть никаких повреждений. Изделия погружают в сосуд с водой, нагретой до температуры 85°С, и выдерживают в ней 15 мин, затем вынимают и погружают на 15 мин во второй сосуд, температура воды в котором 17°С. После трех циклов нагревания и охлаждения на изделии не должно быть трещин, отколов или других дефектов
Проверка функциональных свойств изделий	Проводят на специальных стендах, имитирующих условия эксплуатации. Проверяют скорость истечения воды из смывного бачка; смыв унитаза с помощью губки и бумаги; унитаз — на ополаскивание и гигиеничность, высоту водяного затвора
Таблица 66
Номенклатура показателей качества санитарных керамических изделий
Показатели		
Физико-механические	Внешний вид	Технические
Водопоглощение	Габаритные размеры и отклонения от них	Присоединительные размеры
Термическая стойкость изделий	Отклонения от плоскостности и коробление	Полезная вместимость (для бачков)
Термическая стойкость покрытия	Цвет и форма	Высота гидравлического затвора (для унитазов, писсуаров и чаш общественного туалета)
Механическая прочность прибора	Дефекты на поверхности изделия	Смыв и ополаскивание рабочей поверхности (для унитазов, писсуаров и чаш общественного туалета)
6.	Трубы керамические
Трубы керамические предназначены для строительства безнапорных сетей канализации, транспортирующих промышленные, бытовые и дождевые неагрессивные и агрессивные сточные воды, и для устройства закрытого дренажа на мелиоративных системах.
6.1.	Трубы керамические канализационные (ГОСТ286-82)
Для производства этих труб применяют пластичные огнеупорные и тугоплавкие глины с содержанием А12О3 не менее 16 %, интервалом спекания более 60°С и не содержащие вредных включений типа колчедана, сидерита, гипса и т.д. Размеры труб и их физикомеханические свойства приведены в табл. 67, 68.
Таблица 67
Размеры труб, мм
Ствол трубы				Раструб т		зубы	Номинальная толщина стенкн ствола и раструба (±4)
Внутренний диаметр		Номинальная длина, ±20	Номинальная длина нарезки, ±5	Внутренний диаметр		Ном и-нальная глубина, +5	
номинальный	предел отклонений			номинальный.	предел отклонений		
150	+7	1000, 1100, 1200, 1300, 1400,1500	60	224	±7	60	19
200				282			20
250	±9			340	+9		22
300	+ 10			398	+10		27
350	+ 11	1000, 1100, 1200, 1300, 1400,1500	70	456	+ 11	70	28
400				510			30
450				568			34
500				622			36
550				678			39
600	+ 12			734	+ 12		41
Примечания'.
1. Такие же отклонения применяются для овальности ствола и раструба труб.
2. По согласованию с потребителем допускается изготовление труб иной длины.
Таблица 68
Физико-механические свойства
Диаметр труб, мм	Прочность трубы на 1 м длины ствола, кН (кгс)	Водопроницаемость, МПа (кгс/см")	Водопоглощение, %	Кислото-стойкость %,
150—250	20—24(2000—2400)	0.15 (1.5)	7,5—8	93—94
300—450	25—32(2500—3200)			
500—600	30—35(3000—3500)			
305
Внутренняя и наружная поверхности труб должны быть покрыты химически стойкой глазурью. Трубы при постукивании металлическим молоточком массой 200 г должны издавать чистый, недребезжащий звук.
Трубы на наружной стороне конца ствола и на внутренней стороне раструба должны иметь нарезку не менее, чем из пяти канавок глубиной не менее 2 мм.
По показателям внешнего вида поверхности труб, по допустимым отклонениям от номинальной формы трубы должны удовлетворять требованиям, приведенным в табл. 69, 70.
Таблица 69
Требования к внешнему виду труб
Показатель	Не допускаются (для одной трубы)
1	2
Не покрытые глазурью небольшие участки на поверхности: — внутренней — наружной	— общей площадью более 1 % — общей площадью более 5 %
Поселки	— если имеют характер сетки
Несквозные трещины шириной более 1 мм на плечике раструба	— на внутренней стороне длиной более полуторной ширины плечика в количестве более 3 шт.
Трещины на торцах трубы: — несквозные (не проходящие через всю толщину стенки трубы) — сквозные (проходящие через всю толщину стен трубы)	— шириной более 1,5 мм на трубах диаметром 150—250 мм и более 2,0 мм на трубах диаметром 300—600 мм, выходящие на нарезку, в количестве более 3 шт.; — шириной более 1,5 мм на трубах диаметром 150—250 мм и более 2,0 мм на трубах диаметром 300—600 мм, выходящие на нарезку, в количестве более 2 шт.
Отдельные выплавки и инородные поверхностные включения на поверхности: — внутренней — наружной	— длиной более 10(8) мм; глубиной более 4(3) мм — длиной более 15(10) мм; глубиной более 4(3) мм
Пузыри (вздутия) на внутренней поверхности отвала	— высотой более 3 мм в количестве более 3 шт.
306
Окончание таблицы 69
1	2
Отбитости на торцах трубы с внутренней и наружной сторон и на ребрах плечика	— глубиной более 1/3 (1/4) толщины стенки трубы; — длиной более 273(1/2) длины нарезки для раструба и 1/2 длины нарезки для ствола трубы; — шириной более 1/8(1/10) длины окружности трубы на торцах труб всех диаметров и на плечике раструба труб диаметром 150—300 мм и более 1/6 (1/8) длины окружности на плечике раструба труб диаметром 350—600 мм
Примечание. Значения в скобках — для труб высшей категории качества.
Таблица 70
Допустимые отклонения от номинальной формы
Показатель	Диаметр труб, мм	Допустимое отклонение, мм
Конусность раструба по его внутреннему диаметру	—	8
Прямолинейность на 1 м длины ствола	150—250 300—600	8—11 7—9
Перпендикулярность плоскости торцов трубы к оси	150—300 350—600	4 10
Общее число дефектов на одной трубе должно быть не более 3— 4 шт. Количество труб, имеющих дефекты более допустимых отклонений, не должно превышать 4%.
Выпускаемые керамические трубы должны подвергаться соответствующим методам контроля (табл. 71), маркироваться и упаковываться для дальнейшей транспортироваки и хранения (табл. 72).
Таблица 71
Методы контроля
Показатели внешнего вида	Прочность	Водопроницаемость	Водопоглощение	Кислото-стойкость
Визуально с расстояния 1 м и линейкой по ГОСТ 427, щупом по ГОСТ 882	На трубу сверху и снизу укладывают полосы на всю длину трубы из войлока и деревянные бруски. К верхней опорной подушке пресса прикрепляют двутавровую балку. Нагрузку непрерывно повышают до разрушения трубы. Разрушающая нагрузка должна быть выше прочности, указанной в табл. 68	Проверяют давлением 0,15 МПа согласно ГОСТ 473.9. Время выдержки труб под давлением не менее 5 мин	На образцах, откалываемых от раструба, середины и конца ствола трубы	Проверяют по ГОСТ47 3.1
307
Таблица 72
Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение
Маркировка	Упаковка и транспортировка	Хранение
На наружной поверхности раструба или ствола трубы должен быть нанесен товарный знак. Трубы должны сопровождаться паспортом. Содержание паспорта: наименование предприятия и его адрес; номер партии. Дата изготовления; число труб; условное обозначение (внут-рецний диаметр и длина). Результаты проверки. Обозначение стандарта	Трубы упаковывают в специальные контейнеры, устанавливаемые в транспортном средстве по всей площади и высотой не более двух рядов. Возможно транспортировать трубы без упаковки с соблюдением требований ГОСТ 286	На складах, под навесами, на открытых площадках, уложенных в контейнеры или штабели. Высота штабеля — не более 1,5 м
6.2.	Трубы дренажные
Трубы дренажные керамические должны соответствовать требованиям ГОСТ 8411-82 «Трубы керамические дренажные». Они должны иметь цилиндрическую форму или форму правильной многогранной призмы со скругленными (притупленными) ребрами. В поперечном сечении их внутренняя поверхность должна иметь форму правильной окружности.
Физико-механические свойства, основные номинальные размеры труб и предельные отклонения от них приведены в табл. 73 и 74.
Таблица 73
Основные размеры труб, мм
Внутренний диаметр		Толщина стенки		Длина	
Номинальн.	Предельн. отклон.	Номинальн.	Предельн. отклон.	Номинальн.	Предельн. отклон.
50	±2	И	±2	333	
75		13			
100	±3	15	±3	333	+ 10 -5
125		18			
150		20			
175	±5	22	±5	333	+ 10 -5
200		24			
250		25			
300		27			
Примечание. Трубы диаметром 100 мм и более по согласованию с потребителем допускается изготовлять длиной 500 мм.
308
Таблица 74
Физико-механические свойства труб
Диаметр трубы, мм	Прочность трубы кН (кгс), не менее	Морозостойкость, циклы, не менее
50—75	3,5—4,0*(3 50—400)	15
100—150	4,5—5,0*(450—500)	15
175—200	5,0—5,5*(500—550)	15
250—300	5,5—6,0*(5 50—600)	15
Примечание. * Для труб высокого качества.
Допускаемые отклонения от номинального диаметра трубы и дефекта на поверхности приведены в табл. 75, 76.
Таблица 75
Допускаемые отклонения от номинальной формы
Диаметр труб, мм	Дефекты и допускаемые отклонения , мм, не более		
	Овальность	Перекос	Искривление трубы
50	2(1)	3(2)	4
75	3(2)	4(3)	4
100—150	4(3)	5(4)	4
175—200	5(4)	6(5)	4
250—300	6(5)	8(7)	4
Примечание. В скобках — для труб высокого качества.
Внутренние поверхности трубы должны быть гладкими.
Таблица 76
Допускаемые дефекты на поверхности трубы
Наименование показателя	Норма, не более
Выплавки, пузыри, вмятины, отбитости размером от 3 до 6 мм, шт.	5
Инородные включения размером от 3 до 6 мм, шт.	8
Отколы глубиной не более 1/4 толщины стены и размером от 3 до 6 мм: ( в том числе и от известковых включений), шт.	8
* Заусеницы по краям торцевых плоскостей, мм	1
Сквозные трещины длиной не более 80 мм или сквозные кольцевые трещины длиной не более 1/4 длины окружности, шт.	1
•Сквозные продольные трещины длиной не более 30 мм, шт.	1
Примечание. * Для труб высокого качества.
Количество изделий в партии, превышающих допуск по внешнему виду, должно быть не более 4 %.
309
Для контроля качества отбирают методом случайного отбора 0,2 % труб, но не менее 25 шт. и проводят испытания согласно требованиям табл.77.
Таблица 77
Методы испытаний
Вид испытаний	Метод
Размеры	Проверяют металлическим измерительным инструментом (линейка, угольник, штангенциркуль), точность измерений до 1 мм
Овальность	Разность между наибольшим и наименьшим внутренним диаметром каждого конца трубы
Перекос	Определяют измерением величины наибольшего зазора между каждым из торцов трубы, уложенной на ровную поверхность с касанием не менее чем в двух точках, и стороной прикладываемого к торцам металлического угольника
Искривление трубы	Измерением наибольшего зазора между поверхностью трубы и ребром приложенной к ней металлической линейки
Прочность трубы	Трубу в воздушно-сухом состоянии укладывают в горизонтальном положении между двумя деревянными брусками сечением 10 х 10 см и длиной не менее длины испытуемой трубы. На верхний брусок по всей длине накладывают стальную полосу. Между брусками и трубой укладывают резиновые прокладки. Нагрузку прикладывают равномерно до разрушения трубы (прочность отдельных образцов не должна быть менее 0,5 кН)
Отколы от известковых включений	Методом, указанным в табл. 17, с охлаждением в закрытом сосуде в течение 1 ч
Морозостойкость	По ГОСТ 7025 (после испытаний на трубах не должно быть расслоений, растрескивания и выкрашивания черепка)
Трубная продукция, отвечающая требованиям ГОСТов, подлежит маркировке и подготовке к дальнейшей транспортировке и хранению (табл. 78).
Таблица 78
Маркировка, хранение и транспортирование
Маркировка	Хранение	Транспортирование	Содержание документа, сопровождающего партию труб
Не менее 20 % труб должны иметь на наружной поверхности клеймо предприятия-изготовителя	Хранятся в контейнерах или штабелях высотой не более 1,5 м на ровных горизонтальных площадках	Транспортом любого вида в соответствии с правилами перевозки груза. Трубы должны быть упакованы в контейнеры или пакеты	Наименование и адрес предприятия-изготовителя. Номер и дата выдачи паспорта. Номер партии. Количество труб, их диаметр и тип. Результаты испытаний. Обозначение стандарта
310
7.	Специальная керамика
Изделия специальной керамики по свойствам и назначению подразделяют на кислотоупорные, огнеупорные, теплоизоляционные и огнеупорные теплоизоляционные.
7.1.	Кислотоупорная керамика
Предназначена для футеровки реакционных аппаратов, отбельных башен, емкостей в гидролизной промышленности, целлюлозноварочных котлов, для защиты строительных конструкций, работающих в условиях кислых агрессивных сред, а также для футеровки дымовых труб, которые служат для отвода газов, содержащих агрессивные вещества.
Основным сырьем для изготовления кислотоупорных изделий являются основные и полукислые спекающиеся глины высокой и средней пластичности.
Изделия кислотоупорные футеровочные выпускают в виде кирпича, плитки и фасонных изделий.
Кирпич кислотоупорный (ГОСТ474-90)
Кислотоупорный кирпич выпускают трех классов: А, Б и В (рис. 5, a—д). По форме эти изделия подразделяются на прямые (а), клиновые (б, в), радиальные (г, д) и фасонные. Все они имеют различные размеры и физико-технические свойства (табл. 79 и 80).
а	б	в	г
Рис. 5. Формы кислотоупорного кирпича
311
Таблица 79
Размеры кирпича в зависимости от формы
Форма кирпича	Обозначение кирпича	Объем, м3	Масса, кг	Разме		ры, мм (см. рис. 5)			
				L	L,	В	Bl	S	S,
Прямой	КП	0,0017	3,65	230	—	113	—	65	—
Клиновой торцовый двухсторонний	кт	0,0015	3,35	230		из	—	65	55
Клиновой ребровый двухсторонний.	КР	0,0015	3,35	230	—	из	—	65	55
Радиальный поперечный: — большой — средний — малый	КРП-1 КРП-2 КРП-3	0,0016 0,0015 0,0014	3,52 3,23 2,95	230 205 205	210 195 160	113 из из	—	65 65 65	—
Радиальный продольный: — большой —- малый	КРПР-4 КРПР-5	0,0016 0,0014	3,52 2,95	230 230	—	из 113	95 70	65 65	—
Примечания: 1. Масса и объем кирпича — справочные показатели и не являются браковочным признаком.
2.	Размеры фасонных кирпичей КФ приведены в табл. 3 ГОСТ 474.
Таблица 80
Физико-технические показатели кислотоупорного кирпича
Показатель	Значение для кирпича				
	Прямого клинового и радиального класса			Фасонного (слезника) класса	
	А	Б	В	А	Б
1	2	3	4	5	6
Водопоглощение, %, не более	6,0	6,8	8,0	8,0	10,0
Кислотостой-кость, %, не менее	97,5	97,5	96,0	96,0	95,0
Предел прочности при сжатии, МПа (кгс/см2), не менее	55,0 (550)	50,0 (500)	35,0 (350)	40,0 (400)	30,0 (300)
312
Окончание табл. 80
1	2	3	4	5	6
Водопроницаемость (с обратной стороны не должно быть капель), ч	48	36	24	24	24
Термическая стойкость (количество теплосмен)	3	3	2	2	2
Температурный коэффициент линейного расши-рения, КГ6 К'1	6,0 — 7,8			—	—
Коэффициент теплопроводности, Вт/(мК)	0,9—1.16			—	—
Модуль упругости при 20°С, ЕхЮ4, МПа	1,7—3,4			—	—
Примечание. Коэффициент линейного расширения, коэффициент теплопроводности и модуль упругости — справочные и не являются браковочными признаками.
Данные о предельно допустимых отклонениях от утвержденных размеров и форм, а также допустимые дефекты на поверхности кирпича приведены в табл. 81, 82.
Таблица 8 1
Отклонения размеров и формы кирпича
Показатель	Значение для кирпича класса		
	А	Б	В
Предельные отклонения размеров, мм, не более: — по длине	+3,0	+3,0	+4,0
— по ширине	+2,0	+2,0	±2,0
— по толщине	+1,0	+2,0	+2,0
Кривизна (отклонение от плоскостности), мм, не более: — по «ложку»	2,0	2,0	2,0
— по «постели»	1,0	2,0	2,0
313
Дефекты на поверхности кирпича
Таблица 82
Вид дефекта	Значение для кирпича					
	прямого, клинового и радиального класса				фасонного (слезника)	
	А	Б	1 в		А	Е
Трещины		Не	допускаются			
Посечки, не более: — количество, шт. — длиной, мм	2 15	3 20			3 20	5 50
Отбитости углов, не более: — количество, шт. — глубина, мм	2 5	3 6			3 7	3 10
Отбитости ребер, не более: — количество, шт. — глубина, мм	2 3	3 3			2 7	3 10
Выплавки, выгорки диаметром, мм, не более	5	6			6	8
Поверхностная ошлакован-ность	Не более чем на 1/3 ности			поверх-	Допускается	
Примечание. Общее количество дефектов на поверхности не более двух для кирпича класса А, не более четырех для классов Б и В.
Кирпич в изломе должен быть мелкозернистым, однородным. Внутренние трещины не допускаются.
Для проведения физико-технических испытаний по ГОСТ 473.1 — ГОСТ 473.11 отбирают методом случайного отбора 25 образцов (табл. 83).
Методы испытаний
Таблица 83
Вид испытаний	Стандарты, по которым проводят испытания
Водопоглощение Кислотостойкость Предел прочности при сжатии Термическая стойкость Водопроницаемость Температурный коэффициент линейного расширения Коэффициент теплопроводности Модуль упругости	ГОСТ 473.3 ГОСТ 473.1 ГОСТ 473.6 ГОСТ 473.5 ГОСТ 13993 ГОСТ 10978 ГОСТ 12170 ГОСТ 961
314
Порядок маркировки изделий и их упаковка нормируются ГОСТами (табл. 84), а требования к транспортироваке и хранению готовой продукции определяются табл. 85.
Таблица 84
Маркировка и упаковка
Маркировка	Упаковка
На монтажную или боковые стороны каждого кирпича должен быть нанесен товарный знак предприятия-изготовителя и форма кирпича. На каждом пакете должен быть ярлык, на котором указывают: класс кирпича, номер партии, дату изготовления, количество кирпича	Кирпич укладывают в специальные контейнеры по ГОСТ 19667 или на поддоны по ГОСТ 9078 и обвязывают стальной лентой, а также в деревянные ящики по ГОСТ 10198. Основные параметры и размеры пакетов по ГОСТ 24597. Масса ящика или пакета не должна превышать 1 т
Таблица 85
Транспортирование, хранение и гарантии изготовителя
Транспортирование	Хранение	Гарантии изготовителя
Всеми видами транспорта в крытых транспортных средствах	В крытых складских помещениях или под навесом на площадке с твердым покрытием	1 год со дня ввода в эксплуатацию
Плитки кислотоупорные и термокислотоупорные керамические (ГОСТ961-89)
Плитки кислотоупорные в зависимости от назначения имеют различные физико-механические свойства (табл. 86). Выпускаются они следующих марок:
КФ — керамические фарфоровые;
ТКД — термокислотоупорные дунитовые;
КШ — кислотоупорные шамотные;
ТКШ— термокислотоупорные шамотные;
ТКГ — кислотоупорные для гидролизной промышленности;
КС — кислотоупорные для строительных конструкций.
Форма плиток: квадратная (прямая), квадратная (радиальная), прямоугольная, клиновая, спаренная.
315
Таблица 86
Физико-механические свойства плиток
Показатель	Норма для марок				Метод испыта-НИЯ
	КФ	ткд	ткг	КС	
Кислотостойкость, %, не менее	98—99	98	98— 97,5	96—97	По ГОСТ 473 и ГОСТ 961
Водопоглощение, %, не более	0,4—0,5	2,0—2,8	6,0—8,0	3,5—4,5	
Предел прочности при сжатии, МПа (кгс/см2), не менее	130 (1300)	100 (1000)	40 (400)	40—50 (400— 500)	
Предел прочности при изгибе, МПа (кгс/см2), не менее	30 300	20 (200)	10 (ЮО)	15—25 (150— 250)	
Термическая стойкость (количество теплосмен), не менее	2	15	10	2—3	По ГОСТ 473
Водонепроницаемость	—-	С обратной стороны плиток не должно быть капель через 24 ч		—	ПоГОСТ 13993
Морозостойкость, количество циклов, не менее	—	—	—	15—20	По ГОСТ 7025
Рабочая поверхность плиток должна быть гладкой, а нерабочая — рифленой. Высота рифлений — от 2 до 4 мм.
Все остальные требования, допуски, отклонения, порядок испытаний, маркировка и т.п. приведены в ГОСТ 961.
7.2.	Огнеупорная керамика
Огнеупорными называются материалы, применяемые для сооружения различных печей, топок и аппаратов, работающих в условиях высокотемпературного (выше 1000° С) нагрева. Огнеупорные изделия подразделяются по степени огнеупорности, физико-химическим свойствам исходного сырья, степени пористости и т.д. (табл. 87).
316
Таблица 87
Классификация огнеупорных изделий
По степени огнеупорности		По физико-химическим свойствам исходного сырья	По способу изготовления	По форме и раз-мерам	По степени пористости	
Класс	Огнеупорность, °C				Класс	Пористость
Огнеупорные	1580— 1770	Кремнеземистые, алюмосиликатные, магнезиальные, хромистые, углеродистые, циркониевые, карбидные, окисные	Пластическим или полусухим формованием и трамбованием	Нормальный кирпич, пря-мой и клиновой кирпич (продольный и поперечный клин); фасонные изделия (простые, сложные, особо сложные, крупноблочные)	Особоплотные	Менее 3
Высокоогнеупорные	770— 2000				Высокоплотные	3—-10
Высшей огнеупорности	более 2000				Плотные	10—20
					Обычные	20—30
					Легковесные	40—85
Технические требования к наиболее распространенным огнеупорным шамотным и полукислым изделиям приведены в ГОСТ 390-96 и ГОСТ 8691-73.
По физико-химическим свойствам исходного сырья этот вид изделий относится к алюмосиликатным. Изделия предназначены для футеровки различных тепловых агрегатов с максимальной температурой применения 1250—1400°С (табл. 88, 89).
Таблица 88
Марки изделий и максимальная температура применения
Изделия	Марки	Средняя плотность, г/см3	Максимальная температура применения, °C
	ШАК	2,1	1400
	ША	2,0—2,1	1400
Шамотные	ШБ	1,9—2,0	1350
	ШВ	1,9	1250
	ШУС	1,9	1250
	ПБ	1,9	1350
Полукислые	ПВ	1,9	1250
317
Изделия по всей поверхности излома должны иметь однородное строение без пустот и расслоений. Зерна шамота не должны выкрашиваться.
Форма и размеры изделий должны соответствовать нормативнотехническим документам на огнеупоры или чертежам, согласованным изготовителем и потребителем. Максимальный размер изделий, изготовленных по чертежам, не должен превышать 600 мм, масса их не должна превышать 40 кг.
Предельные отклонения по размерам изделий устанавливают по согласованию с потребителем. Рекомендуемые предельные отклонения для прямых изделий, не более: по длине ±5 мм, по ширине ±4 мм, по толщине ±3 мм.
Таблица 89
Физико-химические показатели изделий
Показатель	Норма для марки						
	ШАК	ША	ШБ	шв	ШУС	ПБ	пв
Массовая доля, % — А12О3, не менее	33	30	28	28	28	—	—
— Fe2O3, не более	—	—	—	—	—	14— 28	14—28
— SiO2	—	—	—	—	—	65— 85	65—85
Огнеупорность, °C, не менее	1730	1690	1650	1630	1580	1670	1580
Дополнительная линейная усадка или рост при 1400°С, %, не более	0,5	—	—	—	—.	—	—
Пористость открытая, %, не более	23	30	24— 30	—,	30	24— 30	—
Предел прочности при сжатии, МПа, не менее:	23	15-го	—	13— 20	12	20	13—15
Температура размягчения, °C, не ниже	1320	1300	—	—	—	—	—
318
7.3.	Огнеупорная теплоизоляционная керамика
Изделия огнеупорные и высокоогнеупорные легковесные теплоизоляционные (ГОСТ5040-96)
Легковесные теплоизоляционные изделия применяют в рабочей (незащищенной) футеровке печей, не подвергающейся действию расплавов, истирающих усилий и механических ударов, или в промежуточной (защищенной) изоляции.
В зависимости от химико-минерального состава и кажущейся плотности эти изделия подразделяются на типы и марки (табл. 90, 91).
Таблица 90
Типы и марки легковесных теплоизоляционных изделий
Тип изделия	Марка	Средняя плотность, г/см3, не бо-	Максимальная температура применения,°C
		лее	
Динасовые	ДЛ-1,2 ДЛ1-1.2	1,2	1550
	ШЛА-1,3	1,3	1400
	ШКЛ-1,3	1,3	1400
	ШЛ-1,3	1,3	1300
	ШЛ-1,0	1,0	1300
Шамотные			1270
	ШЛ-0,9	0,9	
	ШТЛ-0,6	0,6	1150
	ШЛ-0,4	0,4	1150
	1Ш11-0.4	0,4	1150
Муллитокремнеземи-	МКР Л-0,8	0,8	1250
стые			
Муллитовые	МЛЛ-1,3	1,3	1550
	КЛ-1,3	1,3	1550
Корундовые	КЛ-1,1	1,1	1550
Формы и размеры легковесных изделий регламентированы ГОСТ 6024,8691,20901,21436.
319
Таблица 91
Физико-химические показатели легковесных изделий
Показатель	Значение для изделий марок													
	динасовых		шамотных								муллито-кремнеземистых	муллитовых	корундовых	
	дл-1,2	ДЛ1- 1,2	ШЛА-1,3	шкл-1,3	ШЛ-1,3	шл-1,0	шл-0,9	ШТЛ-0,6	ШЛ-0,4	ШЛ1- 0,4	МКРЛ-0,8	млл-1,3	КЛ-1,3	0-1,1
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	И	12	13	14	15
Массовая доля, %: — А12О3, не менее	---	—	36	—	—	—	—	—	—		50	63	95	90
— Не, О, не более	91		—	—	—	—	—	1,6	—	—	1,0	1,4	0,3	1,0
— SiO2, не менее	—	90	—	—	—	—	—	—		—	—	—	—	--
— SiO2, не более	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	0,5	—
Дополнительная линейная усадка (рост) при выдержке 2 ч, %, не более, при температуре, °C	1,0 1550	1,0 1550	1,0 1400	1,0 1400	1,0 1300	1,0 1300	1,0 1270	0,7 1150	1,0 1150	1,0 1150	1,0 1250	1,0 1550	0,8 1550	1,1 1550
11. Строительные материалы
Окончание табл. 91
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Предел прочности при сжатии, Н/мм2, не менее	4,5	4,5	4,5	3,5	3,5	3,0	2,5	2,5	1,0	1,2	2,5	3,0	3.5	2,5
Теплопроводность, Вт/(м-К), не более, при средней температуре, °C 350±25	0,60	0,60	0,60	0,50	0,60	0,50	0,40	0,25	0,20	0,20	0,35	0,50	0,80	0,55
650±25	0,70	0,70	0,70	0,60	0,70	0,60	0,50	0,30	0,25	0,25	0,40	0,60	0,80	0,55
Плотность, г/см3, не более	2,39	2,39	—	—		—	—	—	—	—	—	—	—,	—
Материалы и изделия огнеупорные теплоизоляционные муллитокремнеземистые стекловолокнистые (ГОСТ23619-79)
Материалы и изделия применяются (табл. 92, 93):
•	в качестве теплоизоляционного, компенсационного материала для воздухонагревателей доменных печей, теплоизоляции термических, цилиндрических и других типов печей, нагревательных колодцев и других объектов;
•	в качестве рабочего (незащищенного) слоя футеровки, не подвергающейся действию расплавов, агрессивных газовых сред, истирающих усилий, механических ударов и газовых потоков со скоростью более 10 м/с;
•	для промежуточного (защищенного) слоя футеровки.
Таблица 92
Характеристика материалов и изделий
Наименование	Марки	Средняя плотность, кг/м3, не более	Максимальная температура применения, °C
Материалы			
Муллитокремнеземистая вата — теплоизоляционный материал для изготовления теплоизоляционных изделий	МКРВ	100	1150
Муллитокремнеземистый рулонный материал	МКРР-130	130	1150
Муллитокремнеземистый хромсодержащий рулонный материал	МКРРХ-150	150	1300
Изделия			
Муллитокремнеземистый войлок	МКРВ-200	200	1150
Муллитокремнеземистый хромсодержащий войлок	МКРВХ- 250	250	1300
Муллитокремнеземистый фетр	МКРФ-100	100	1150
Муллитокремнеземистые плиты	МКРП-340	340	1150
	МКРП-400	400	1150
	МКРП-450	450	1150
Муллитокремнеземистые хромсодержащие плиты	МКРПХ-450	450	1300
Муллитокремнеземистые изделия	МКРИ-350	350	1150
Муллитокремнеземистые изделия сложной конфигурации	МКРИ-500	500	1150
Муллитокремнеземистый картон	МКРК-500	500	1150
322
Таблица 93
Размеры и предельные отклонения материалов и изделий
Материалы и изделия	Длина, мм		Ширина, мм		Толщина, мм	
	номинальная	пре-дельн. отклон.	номинальная	пре-дельн. отклон.	номинальная	пре-дельн. отклон.
Рулонный материал	5000— 15000	+100	600—1400	±20	20,30, 40	±5
Войлок	5000— 15000	±100	600—1400	±20	20, 30, 40	+5
Плиты	600,700	+10	400, 500	±10	30,40, 50, 60	+5
Бумага	—	—	500—1000	±20	0,5; 1,2	±0,3
Картон	800—1200	±20	500—800	±20	3, 4, 5, 6, 7	+0,5
Фетр	1000— 10000	±100	600—1400	±20	15—35	+5
Физико-химические свойства материалов и изделий приведены в табл. 94.
Требования безопасности и охраны окружающей среды
При применении легковесных и стекловолокнистых изделий вредным производственным фактором является неорганическая пыль кварцита, содержащая оксид кремния, относящаяся к третьему классу опасности, а также пыль, содержащая оксид алюминия и стекловолокна, относящаяся к четвертому классу опасности.
Общие требования безопасности при работе с этими видами изделий изложены в ГОСТ 12.0.001, ГОСТ 12.0.003, ГОСТ 12.1.005, ГОСТ 12.4.0028, ГОСТ 12.4.041.
При применении изделий должны соблюдаться стандарты по охране окружающей среды — ГОСТ 17.0.0.01 и ГОСТ 17.2.3.02.
7.4. Теплоизоляционная керамика
Керамические теплоизоляционные изделия используют для утепления ограждающих конструкций зданий и для тепловой изоляции печей, топок, трубопроводов и другого теплотехнического оборудования, работающего при температурах до 900°С, с целью интенсификации технологических высокотемпературных процессов, экономии топлива и создания нормальных условий труда в горячих цехах.
В зависимости от целей использования к теплоизоляционной ке-
323
Таблица 94
324
Требования к физико-химическим показателям
Показатель	Норма для марки													
	Материал			Изделие										
	МКР В	МКРР- 130	МКРРХ -150	МКРВ- 200	МКРП- 340	МКР П-400	МКРВ- 340	МКРВ Х-250	МКРП -450	МКРПХ -450	МКРИ -350	МКРИ- 500	МКРК- 500	МКРФ- 100
Массовая доля на прокаленное вещество, %: — А12О3, не менее	50	51	48	50	50	48	50	48	45	45	50	45	45	50
— Al2O3+SiO2, не менее	97	97	93	97	97	97	97	93	90	86	97	90	90	97
— Сг2О3 в пределах	—	—	2—4	—	—	—	—	2—4			2—4			...—			—
Изменение массы при прокалив., %, — не более — в пределах	0,6	0,6	0,6	2,0	6,0	1,0	6—12	2,0	10,0	10,0	10,0	10,0	10,0	1,0
Кажущаяся плотность, кг/м3: — не более — не менее		130 65	150 80	200 75	340	400	340	250	450	450	350	500	500	100
рамике предъявляются различные требования по физико-химическим свойствам, по материалу (табл. 95, 96).
Таблица 95
Основные виды изделий
Вид изделий	Сырьевые материалы		Способ произвол-ства	Температура обжига, °C
	основное сырье	добавки		
Диатомитовые (трепельные)	Диатомит (трепел)	Опилки	Пластическое формование	900
Пенодиатомитовые	Диатомит (трепел)	Пенообразователь	Литье	900
Перлитокерамические	Вспученный перлитовый песок	Легкоплавкие глины	Вибропрессов-ние	850
Таблица 96
Основные свойства керамических теплоизоляционных материалов
Материалы (изделия)	Средняя плотность, кг/м3	Предел прочности при ежа-тии, МПа	Теплопроводность, Вт/м-°С, при температуре, °C:		Линейная температурная усадка при 900°С, %, не более
			25	300	
Диатомитовые: -Д-500 -Д-600	500 600	0,6—0,8 0,8	0,098—0,104 0,116	0,150—0,156 0,168	1,5—2 2
Пенодиатомитовые: — ПД-350 — ПД-400	350 400	0,6—0,8 0,8—0,9	0,078—0,083 0,09—0,095	0,116—0,121 0,127—0,133	1,5—2 1,5—2
Перлитокерамические	200—400	0,3—0,5	0,07	0,087	—
Теплоизоляционные пенодиатомитовые и диатомитовые изделия (ГОСТ 2694-78) изготавливают в виде кирпича, полуцилиндров (скорлуп) и сегментов (табл. 97).
Таблица 97
Виды и размеры теплоизоляционных изделий
Вид изделий	Размеры, мм			
	Длина	Ширина	Внутренний диаметр	Толщина
Кирпич	250	123 и 113	—	65
Полуцилиндры	330—500	—	57,76, 89, 108	от 40 до 80
Сегменты	330—500	—	133, 159,219	от 40 до 80
325
8. Дорожные керамические материалы (клинкер)
Клинкер применяют для мощения дорог, тротуаров, кладки фундаментов, сводов и стен, подверженных большой нагрузке; для облицовки зданий, при устройстве полов производственных зданий, в гидротехническом строительстве и др.
Для изготовления клинкерного кирпича (табл. 98, 99) используют главным образом тугоплавкие глины с широким интервалом спекания. Температура обжига клинкера — 1200— 1250°С (до спекания).
Таблица 98
Формы и размеры клинкерного кирпича
Форма	Размеры, мм		
	Длина	Ширина	Толщина
	100	100	100
Квадратная	150	150	40
	150	150	40
	200	100	100
Прямоугольная	200 200	160 80	100 90
	150	80	50
Лицевая поверхность клинкерного кирпича, применяемого для мощения дорог, может быть рельефной.
Таблица 99
Физико-механические свойства клинкерного кирпича
Показатель		Сорт			
	1	п	Ш
Водопоглощение, %, не более	2	4	6
Предел прочности при сжатии (на образцах 5x5x5 см), МПа, не менее	100	70	40
Прочность при истирании, г/см2	0,14	0,16	0,18
Прочность на удар (число ударов)	15	12	8
Прочность на износ (потери в весе), %, не более	22	24	26
Морозостойкость, циклы, не менее	100	75	50
326
Клинкерный кирпич в изломе должен быть плотноспекшимся и однородным, без прослоек, трещин и пустот. При ударе молотком должен издавать чистый металлический звук. Средняя плотность кирпича — не менее 1,9 г/см3.
9. Декоративно-художественная керамика
Декоративно-художественные керамические изделия находят все большее применение в строительстве. Они применяются для облицовки и декорирования наружных и внутренних частей зданий. Керамические архитектурные детали используются для настенных панно, декоративных вставок, садово-парковых украшений и т.д.
Изразцы и изразцовые рельефные плитки используются для внутренней облицовки и декорирования. При облицовке печей и каминов применяют специальные плитки-изразцы, имеющие на тыльной стороне крупный замкнутый борт-румпу. Такой изразец напоминает коробку без крышки. Румповое пространство заполняется строительным раствором для крепления в кладке и создания дополнительной теплоизоляции, изразцовые плитки имеют с тыльной стороны упрочняющие «ребра» (перемычки) меньшей высоты, чем румпа.
Изготовление этих изделий осуществляется как механизированным способом (пластическим или полусухим), так и в гипсовых формах способом литья или трамбования.
Технологические требования к декоративно-художественным керамическим изделиям отражены в соответствующих технических условиях (табл. 100).
Таблица 100
Основные физико-механические свойства изделий декоративно-художественной керамики
Вид изделий	Физико-механические показатели качества изделий
Фасадные керамические архитектурные детали	Водопоглощение, морозостойкость, термическая стойкость глазури, твердость глазури по Моосу (не ниже требований ГОСТ 13996)
Изразцы и другие изделия для внутренней облицовки	Водопоглощение, термостойкость, термическая стойкость глазури, твердость глазури по Моосу (не ниже требований ГОСТ 6141)
327
Приложение
Термины керамических материалов и изделий
Термин	Определение
1	2
Ангоб	Матовое керамическое покрытие толщиной 0,1— 0,2 мм, маскирующее цвет черепка. Ангобы наносят на лицевую поверхность сформованного изделия в виде тонко дисперсной водной суспензии, состоящей в основном из светложгущейся глины
Волнистость	Волнообразное изменение толщины глазури
Вскипание глазури	Мелкие сконцентрированные пузырьки на поверхности глазури, не поддающиеся раздавливанию
Выгорка (выплавка)	Поверхностное углубление, образовавшееся от выгорания инородного тела, попавшего в массу
Глазурь	Блестящее или матовое, глухое или прозрачное стекловидное покрытие толщиной 0,1—0,5 мм, которое образуется при обжиге керамического изделия в результате плавления минеральных композиций, нанесенных на поверхность изделий. Глазурь наносят на предварительно обожженные или высушенные изделия в виде тонкодисперсной водной суспензии
Глина: — легкоплавкая — тугоплавкая — огнеупорная — красножгущаяся — светложгущаяся (бело-жгущаяся)	Осадочная горная порода, состоящая преимущественно из глинистых минералов (водных алюмосиликатов) и примесей иных минералов, способная при затворении с водой образовывать пластичное тесто, которое в высушенном состоянии обладает некоторой прочностью, а после обжига приобретает камнеподобные свойства: огнеупорность менее 1350°С, огнеупорность 1350—1580°С, огнеупорность более 1580°С, после обжига имеет черепок красного цвета, содержит менее 3 % F2O3. После обжига можно получить черепок белого или кремового цвета
Декорирование	Нанесение на видимую поверхность изделия рисунка одного или нескольких цветов
Изделия огнеупорные: — шамотные — динасовые — муллитовые	Изготовленные путем обжига из огнеупорных глин или каолинов с отощением их шамотом или неразмокающей в воде глинистой породой. Изготовленные из кварцита и обожженные при температуре, обеспечивающей полиморфные превращения кремнезема в тридимит и кристобаллит. Содержащие 62—72 % глинозема.
328
Продолжение приложения
1	2
— муллитокремнеземистые — корундовые	Содержащие 42—62 % глинозема. Содержащие более 90 % глинозема
Керамика: — грубая — тонкая — каменная (керамический гранит)	Обожженный черепок имеет в изломе грубозернистое или зернистое строение (макронеоднородный). Обожженный черепок имеет в изломе макроодно-родное строение. Плотный спекшийся черепок с водопоглощением менее 5 %
Клинкер	«Каменная» керамика
Матовость	Уменьшение или отсутствие блеска блестящей глазури
Мушка	Точка темного цвета (коричневая, черная, зеленая), размером до 1—2 мм
Накол	Углубление в виде точки на поверхности глазури
Недожог	Изделие, обожженное при температуре обжига ниже оптимальной, характеризуется высоким водопоглощением, низкой морозостойкостью и термостойкостью. Цвет изделий светлее эталона
Недожог красок	Матовость, тусклость краски, вызванная недостаточной температурой обжига
Неровность окраски глазури	Нюансы окраски поверхности изделия с большей или меньшей насыщенностью цвета
Остеклованное место	Зона утонченного слоя глазури, под которым просвечивается черепок
Отбитость	Механическое повреждение изделия (углов, граней, ребер)
Откол глазурованный	Механическое повреждение изделия, покрытое глазурью
Откол неглазурованный	Механическое повреждение изделия, не покрытое глазурью
Оттенок основного цвета	Отличие окраски поверхности изделия с большей или меньшей насыщенностью цвета
Пережог	Изделие, обожженное при температуре выше оптимальной, характеризуется искривлением формы, черными пятнами на поверхности, цвет изделий темнее эталона
Плешина	Место, не покрытое глазурью
Подтек	Местное утолщение глазури, имеющее форму застывшей струи
Полуфарфор	Спекшаяся белая керамика с водопоглощением до 5 %
329
Продолжение приложения
1	2
Поселка	Несквозная трещина шириной до 0,5 мм
Прыщ	Небольшое плотное вздутие глазури или керамической массы
Пузырь	Небольшое полое вздутие глазури или керамической массы
Пятно	Зона другой окраски размером более 1—2 мм, отличающейся от основного цвета
Разрыв декора	Отсутствие узора на отдельных участках плитки
Сборка глазури	Местное скопление глазури, обнажающее соседние участки черепка
Сериография	Декорирование глазурованных изделий, при котором краски или специальные мастики наносятся продавливанием через соответствующие заданному рисунку отверстия сетки — трафарета
Слипыш	Нарушение слоя глазури вследствие слипания изделий в процессе обжига
Смещение декора	Расхождение узоров на стыке уложенных плиток, образующих общий рисунок
Спекаемость	Одно из основных свойств, определяющих пригодность глин для производства изделий тонкой и «каменной» керамики
Способы производства керамических изделий: — пластический — жесткий — полусухой — трамбование — литьевой	Формование изделий способом экструзии (выдавливания) из подготовленных глиномасс при влажности 16—25 % и давлении 1,5 — 2 МПа. То же при влажности глиномасс 12—15 % и давлении 5—10 МПа. Формование изделий способом компрессии (сжатия) из порошкообразных масс в индивидуальных пресс-формах при давлении 10—40 МПа. Формование изделий способом набивки глиномасс в металлические разъемные или гипсовые формы. Формование изделий в гипсовых (или пластмассовых пористых) формах, основанное на способности пористой формы отсасывать часть воды из залитой в нее шликерной массы
Сухость глазури	Утонченный слой глазури, не обнажающий черепок
Терракота	Однотонная естественно окрашенная керамика с пористым черепком
Торкретирование	Нанесение на ложковую и тычковую поверхность бруса пластического формования минеральной зернистой крошки из стекла, шамота, песка и др.
330
Окончание приложения
1	2
Трещина	Щель, узкое углубление, расположенное на поверхности изделия, шириной более 1 мм
Трещина закрытая	Трещина, покрытая глазурью
Трещина открытая	Трещина, не покрытая глазурью
Фарфор	Спекшаяся белая просвечивающаяся в тонком слое керамика, с водопоглощением менее 1 %, обладающая прочностью, термостойкостью и химической стойкостью
Фаянс	Тонкая керамика с белым мелкопористым черепком и водопоглощением до 12 %
Функциональная пригодность	Способность изделия выполнять свои функции в течение срока эксплуатации
Холодный треск	Трещины по глазури и черепку, возникающие после процесса обжига изделий на стадии их охлаждения, вследствие внутренних напряжений без внешнего механического воздействия
Цек	Тонкие волосные трещины на поверхности глазури, образующиеся вследствие различия коэффициента термического расширения черепка и глазури
Черепок: — пористый — спекшийся	Материал, из которого состоит керамическое изделие: Обожженный керамический материал с водопоглощением более 5 %. Обожженный керамический материал с водопоглощением менее 5 %
Шамот	Предварительно обожженная глина, измельченная до определенной величины зерен, или измельченный керамический материал (брак изделий)
Шликер	Суспензия - дисперсная система влажностью 35— 80 %, в которой твердые частицы находятся во взвешенном состоянии
Щербины и зазубрины	Мелкие отколы на краях плитки
Эрклез	Специально изготовленная стекломасса, по составу идентичная оконному стеклу
331
Стекло и его применение в строительстве
1.	Понятие о стекле. Классификация стекла
1.1.	Стекло, стеклообразное состояние
В природе и в технике все вещества могут существовать в следующих агрегатных состояниях:
•	плазменном;
•	газообразном;
•	жидком;
•	твердом.
Твердые тела могут иметь кристаллическую или аморфную структуру. Частный случай аморфного состояния - стеклообразное. Комиссия по терминологии АН СССР дала такое определение стеклу: «Стеклом называются все аморфные тела, получаемые путем переохлаждения расплава независимо от химического состава и температурной области затвердения и обладающие в результате постепенного увеличения вязкости механическими свойствами твердых тел, причем процесс перехода из жидкого состояния в стеклообразное должен быть обратимым».
С точки зрения современных понятий различают термины «стекло» и «стеклообразное состояние». Так, М.М. Шульц и О.В. Мазурин дают следующее определение «стеклообразного состояния»: «Веществом в стеклообразном состоянии (стеклообразным веществом) называется твердое некристаллическое вещество, образовавшееся в ре-
332
зультате охлаждения жидкости со скоростью, достаточной для предотвращения кристаллизации во время охлаждения». Согласно Н.В. Соломину, «стеклом называется материал, в основном состоящий из стеклообразного вещества». Таким образом, термин «стекло» следует считать техническим термином в отличие от научного термина «стеклообразное состояние». В стекле могут оказаться пузыри, мелкие кристаллики. В материале, в основном состоящем из стеклообразного вещества, может быть даже специально образовано очень большое число мельчайших кристалликов, делающих материал непрозрачным или придающих ему ту или иную окраску. Такой материал называют «молочным» стеклом, окрашенным стеклом и т.д.
1.2.	Классификация стекол, их составы
По типу неорганических соединений разлтакл следующие классы стекол: элементарные, металлические, оксидные, галогенидные, халькогенидные, сульфатные, нитратные, карбонатные, фосфатные и др.
Краткая характеристика этих стекол следующая.
Элементарные стекла способны образовывать лишь небольшое число элементов - сера (S), селен (Se), мышьяк (As), фосфор (Р), углерод (С). Стеклообразные серу и селен удается получить при быстром переохлаждении расплава; мышьяк - методом сублимации в вакууме; фосфор - при нагревании под давлением более 100 МПа; углерод - в результате длительного пиролиза органических смол. Промышленное значение находит стеклоуглерод, обладающий уникальными свойствами - он способен оставаться в твердом состоянии до 3700°С, имеет низкую плотность 1500 кг/м3, обладает высокой прочностью, электропроводностью, химически стоек.
Галогенидные стекла получают на основе стеклообразующего компонента BeFr Многокомпонентные составы фторобериллатных стекол содержат также фториды алюминия, кальция, магния, стронция и бария. Фторобериллатные стекла находят практическое применение благодаря высокой стойкости к действию жестких излучений, включая рентгеновские и у-лучи, агрессивных сред - фтор, фтористый водород.
Халькогенидные стекла получают в бескислородных системах типа Ge-As-X, Ge-Sb-X, Ge-P-X, где X—S, Se, Те. Они прозрачны в ИК-области спектра, обладают полупроводниковой проводимостью
333
электронного типа, обнаруживают внутренний фотоэффект. Стекла применяются в телевизионных высокочувствительных камерах, в ЭВМ в качестве переключателей или элементов запоминающих устройств.
Оксидные стекла. Наибольшее значение в технике и в строительстве имеют оксидные стекла, которые представляют собой обширный класс соединений. Наиболее легко образуют стекла оксиды SiO2, GeO2, В2О3, As2O3. Большая группа оксидов — ТеО2, TiO2, SeO2, МоО3, WO3, BiO3, А12О3, Ga2O3, V2O3 — образует стекла при сплавлении с другими оксидами или смесями оксидов. Например, легко образуются стекла в системах CaO—А12О3—-В2О3; CaO—А12О3; Р2О5—V2O5; МеюОп-Р2О5-У2О5.
В зависимости от основных стеклообразующих компонентов (стек-лообразователей) различают оксидные стекла:
•	силикатные — SiO2;
•	алюмосиликатные — А12О3, SiO2;
•	боросиликатные — В2О3, SiO2;
•	бороалюмосиликатные — В2О3, А12О3, SiO2;
•	алюмофосфатные — А12О3, Р2О5;
•	бороалюмофосфатные — В2О3, А12О3, Р2О5;
•	алюмосиликофосфатные — А12О3, SiO2, Р2О5;
•	фосфорванадатные — Р2О5, V2O5;
•	силикотитанатные — SiO2, TiO2;
•	силикоцирконатные — SiO2, ZrO2.
Промышленные составы стекол содержат, как правило, не менее 5 компонентов, а специальные и оптические стекла могут содержать более 10 компонентов.
Однокомпонентное кварцевое стекло на основе диоксида кремния SiO2, широко использующееся в технике и быту, наиболее простое по составу.
Двухкомпонентные — бинарные щелочно-силикатные стекла состава Ме,О—nSiO2, где Me—Na, К; п=2...4, так называемые растворимые (жидкие) стекла, имеют большое промышленное значение, широко применяются в строительстве для получения кислотостойкого цемента, а также для реставрационных работах. Так, силикат натрия растворимый выпускается заводами России по ГОСТ Р50418-92.
Многокомпонентные оксидные стекла. Основу промышленных стекол — оконного, архитектурно-строительного, сор-334
тового, автомобильного, тарного и других — составляют композиции тройной системы Na2O(K2O)CaOSiO2 при массовых содержаниях (%): SiO2 - 60...80, СаО - 0...10, Na2O - 10...25.
Промышленные составы силикатных стекол кроме SiO2, Na2O, СаО содержат MgO, который способствует снижению склонности к кристаллизации, и оксид алюминия А12О3, повышающий химическую стойкость стекол. Сортовые стекла содержат К.О, PbO, ZnO (табл.1).
Таблица 1
Химический состав некоторых промышленных стекол
Стекло	Массовое содержание, %*								
	SiO2	А12О3	Fe2O3	СаО	MgO	Na2O	K2O	SO3	ZnO
Листовое:									
— лодочное ВВС	71,8... 72,4	1,8... 2,2	0,2	6,4... 6,7	3,8... 4,2	14,5... 14,9	0,5... 1,5	0,5	—
— безлодоч-ное	72,0... 72,8	1,5... 1,8	0,1	8,0... 8,1	3,5... 3,8	13,4... 13,7	0,5	—.	—
Тарное:									
— бесцветное БТ-1	70,5... 73,5	1,4... 3,4	0,1	9,7..	.12,3	13,0.	.15,0	0,5	—
— полубелое ПТ-1	69,4... 73,4	1,5... 3,5	0,5	9,7..	.12,3	13,3.	.15,1	0,4	—
—- зеленое ЗТ-1	67,3... 73,3	1,7... 4,7	0,8	9,7..	.12,3	12,4.	.15,2	0,3	—
— коричневое КТ-1	69,4... 73,1	1,5... 4,1	0,5	9,7..	.12,3	12,4.	.15,2	0,3	—
Глушеное: — фтором	67,5... 69,0	—	—	6,0...7	—	4,5... 6,5	4,3...5	—	—
— фосфором	64,0... 66,0	—	—	1,0... 2,0	—	5,0... 13,0	5,0... 15	—	4...8
Хрусталь:									
— свинцовый	58,0	—	PbO 24,0	2,0	BaO	—	15,0	—	1,0
— бариевый	58,0	—	—	—	24,0	3,0	15,7	—	5,0
Важно отметить, что физико-механические свойства стекла зависят от входящих в него оксидов. В общем виде можно отметить влияние главных составляющих стекла.
Кремнезем SiO2 — главная составная часть всех силикатных стекол; в обычных стеклах его концентрация составляет 70...73% по массе*. Ои повышает вязкость и тугоплавкость стекломассы, улуч
* Здесь и далее все составы стекол приводятся в % по массе.
335
шает химические и физические свойства стекла, повышает прочность, химическую и термическую стойкость, снижает плотность, температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР), показатель светопреломления.
Оксид алюминия А12О3 повышает тугоплавкость, вязкость и температуру размягчения, поверхностное натяжение расплава стекла, улучшает механические свойства, теплопроводность, химическую стойкость, снижает ТКЛР.
Оксид бора В2О3 снижает температуру плавления, вязкость, поверхностное натяжение и склонность расплава стекла к кристаллизации и ТКЛР, увеличивает термо- и химическую стойкость, улучшает химические свойства.
Оксиды щелочных металлов (Na2O, К20,1л2О) играют роль плавней, снижая температуру плавления стекольной шихты и вязкость расплава. В обычных стеклах концентрация их не превышает 14... 15 %. Они повышают плотность, ТКЛР, диэлектрическую проницаемость и снижают химическую стойкость, электросопротивление стекла.
Поташ К2СО3 придает стеклу чистоту, блеск, прозрачность, увеличивая его светопреломление, и применяется для производства лучших сортов стекла, в частности хрусталя — одного из видов стекла, используемого для высокохудожественных светильников.
Оксиды CaO, MgO, ZnO и РЪО повышают механическую прочность, химическую стойкость, показатель светопреломления стекла и улучшают внешний вид стеклоиз делий.
Архитектурно-строительные стекла классифицируются по виду и назначению: листовое строительное и декоративное стекло; облицовочное стекло (цветные коврово-мозаичные плитки, стемалит и др.), стекло для санитарно-технических устройств и оборудования внутренних помещений; стеклянная осветительная арматура; конструктивно-строительные элементы из стекла (блоки, профильное стекло, панели и пр.); тепло- и звукоизоляционные материалы (пеностекло, стекловолокнистые материалы, стеклоткани). Далее в разделе 3 приведены конкретные виды стекол, нормативные документы на стек-лоизделия и области применения в строительстве.
Стекло, как известно, уникальный материал, обладающий комплексом самых различных свойств. В зависимости от назначения стекла в строительстве используется преимущественно то или иное характерное его свойство или их комплекс.
336
2.	Свойства стекол в твердом состоянии
Свойства стекла сильно зависят от его физических свойств и химического состава.
2.1.	Физические свойства
Плотность — масса вещества в единице объема, кг/м3: d=M/V. Плотность стекла зависит от его химического состава. Среди силикатных стекол минимальную плотность имеет кварцевое стекло — 2200 кг/м3. Плотность боросиликатных стекол меньше плотности кварцевого стекла; плотность стекол, содержащих оксиды Pb, Bi, Та и др., достигает 7500 кг/м3. Плотность обычных натрий-кальций-силикатных стекол, в том числе оконных, колеблется в пределах 2500...2600 кг/м3. При повышении температуры от 20 до 1300°С плотность большинства стекол уменьшается на 6...12%, т.е. в среднем на каждые 100°С плотность уменьшается на 15 кг/м3.
Упругость — свойство материалов восстанавливать форму и объем после прекращения действия деформирующих сил. Коэффициент пропорциональности между напряжениями и деформациями называется модулем упругости. Упругость стекол в зависимости от их химического состава изменяется в пределах 48-103... 12-104 МПа. Упругость кварцевого стекла — 71,4 ГПа. Модуль упругости, как и некоторые другие свойства стекол, можно определить, пользуясь принципом аддитивности — суммированием значений свойств образующих компонентов (оксидов) пропорционально их содержанию:
р = а.Х. + а,Х, + а,Х,...а X , Г II ”2	3 3 п п’
где р — искомое свойство;
аг..ап — содержание оксидов в стекле, %; Хг..Хп — удельный (парциальный) фактор некоторого свойства для соответствующего оксида в стекле.
Увеличивают упругость стекол CaO, В2О3, А12О3, MgO при введении вместо SiO2 (частично). Щелочные оксиды снижают модуль упругости, так как прочность связей Me—О значительно ниже прочности связи Si—О.
Механическая прочность характеризует свойство материалов сопротивляться разрушению при воздействии внешних нагрузок. Мерой прочности является предел прочности — максимальное напряжение, вызывающее разрушение материала под действием статической
337
нагрузки или удара. Различают пределы прочности при сжатии, растяжении, изгибе, кручении и т.д.
Предел прочности обычных отожженных стекол при сжатии составляет 500...2000 МПа (оконного стекла 900... 1000 МПа).
Предел прочности при растяжении и изгибе.При поперечном изгибе в стекле со стороны действия силы возникают напряжения сжатия, а с противоположной — напряжения растяжения. Поэтому предел прочности стекла при изгибе измеряют пределом прочности при растяжении. Стекло работает на растяжение значительно хуже, чем на сжатие. Теоретическая прочность стекла, т.е. прочность связей в его структурной сетке, является высокой и составляет примерно 10 000 МПа. Однако фактическая прочность стекла при растяжении гораздо ниже и колеблется в пределах 35... 100 МПа. Таким образом, предел прочности при растяжении в 15...20 раз меньше, чем при сжатии.
Прочность закаленного стекла при прочих равных условиях в 3...4 раза больше прочности отожженного. Значительно повышает прочность стекол обработка их поверхности химическими реагентами с целью удаления дефектов поверхности (мельчайших трещин, царапин и т.д.).
Твердость стекла зависит от химического состава. Стекла имеют различную твердость в пределах 4000... 10000 МПа или по шкале Мооса она составляет 6...7, что находится между твердостью апатита и кварца. Наиболее твердыми являются кварцевое и малощелочное боросиликатное стекло (до 10... 12% В2О3). С увеличением содержания щелочных оксидов твердость стекол снижается. Наиболее мягкие мно-госвинцовые стекла.
'Хрупкость. В области низких температур (ниже tg — температуры стеклования) стекло наряду с алмазом и кварцем является идеально хрупким материалом, т.е. способно разрушаться под действием механических напряжений без заметной пластической деформации. Поскольку хрупкость четче всего проявляется при ударе, ее характеризуют прочностью на удар, которую определяют работой удара, отнесенной к единице объема разрушаемого образца, называемой удельной ударной вязкостью. Прочность стекла на удар зависит от многих факторов. Введение В2О3 (до 12%) повышает прочность на удар почти вдвое, введение MgO, Fe2O3, увеличение содержания SiO2 — на 5...20%. Для силикатных стекол ударная вязкость составляет 1,5...2 кН/м, что на 2 порядка ниже, чем у металлов.
338
2.2.	Теплофизические свойства
Теплоемкость стекол различного химического состава колеблется от 0,3 до 1,05 кДж/(кг-К). С повышением температуры до t теплоемкость увеличивается незначительно, в интервале t — tf быстро возрастает. С увеличением содержания щелочных оксидов теплоемкость растет, с увеличением содержания РЬО и ВаО — уменьшается.
Теплопроводность характеризует способность вещества проводить тепло в градиентном температурном поле. Стекло малотеплопровод-ио. Теплопроводность стекла характеризуется коэффициентом теплопроводности X, который для различных силикатных стекол колеблется от 0,7 до 1,3 Вт/(м-К). Наибольшую теплопроводность имеет различное кварцевое стекло. Обычное натрий-кальций-силикатное стекло (оконное) имеет Х=0,97 Вт/(м-К). С повышением температуры теплопроводность увеличивается и при нагревании выше t примерно удваивается. Коэффициент теплопроводности зависит от химического состава стекла и может быть рассчитан по формуле аддитивности.
Термическое расширение тел. Нагревание тела при постоянном объеме вызывает увеличение линейных размеров и объема. Термическое расширение характеризуется объемным и линейным коэффициентами температурного расширения. Истинные значения определяют как дифференциальные величины, учитывающие приращение размеров тела при повышении температуры:
r _ 1 AV	1 AZ
Vo At	Zo At
где Vo и 10 — начальные объем и длина тела.
На практике пользуются средними значениями р и а, вычисленными в некотором интервале температур At = 0...100; 100...200°С и т.д.:
P=-l-dV. 5 = ХЖ
Р Vodt’ lodf
Экспериментально проще определять температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР), чем объемный. Поскольку стекло является изотропным телом, то с хорошим приближением объемный коэффициент выражается через линейный: р~3а.
Влияние состава стекла на ТКЛР. Для силикатных стекол минимальное значение ТКЛР в интервале 0...1000°С характерно для кварцевого стекла: а = 5-1О~7°С~!. Для щелочно-силикатных стекол при повышении концентрации щелочного компонента от 0 до 33% ТКЛР повышается. Это обусловлено двумя факторами:
•	уменьшением степени связности структурной сетки;
339
•	появлением в системе менее прочных связей Si—О—Si типа Si—О—Me.
Природа щелочного компонента также влияет наа(. Термическое расширение растет по мере увеличения ионного радиуса в ряду
Li—>Na—>К.
Двухзарядные ионы щелочноземельных металлов способствуют увеличению степени связности структурной сетки и обладают более высокой энергией связи Me—О, чем ионы щелочных металлов. По эффективности воздействия на at в сторону его уменьшения щелочноземельные металлы располагаются в следующий ряд:
Be->Са—^Ва,
т.е. наиболее низкие значения at достигаются при Ва.
Уменьшается at при введении в стекло многозарядных ионов типа Fe(III), La, Се, В, Al, Zr, что обусловлено связыванием в прочные координационные полиэдры слабополяризованных атомов кислорода, повышением связности смешанного элементокремнекислородного каркаса.
Термостойкость характеризует свойства материалов выдерживать одно- или многократные перепады температур без разрушения. При резком охлаждении или нагревании в стекле возникают термоупругие напряжения: при нагревании — сжатие, а при охлаждении — растяжение. Поскольку изделия из стекла обладают более высокой прочностью на сжатие, то термостойкость изделий из стекла более высокая при резком нагреве, чем при резком охлаждении.
Коэффициент термостойкости материала может быть рассчитан по формуле Винкельмана—Шотта:
kt=S—’ т aE V cd
где S — константа, учитывающая форму изделия;
a — предел прочности при растяжении;
а - ТКЛР;
Е — модуль упругости;
\/X/cd — коэффициент температуропроводности; с — теплоемкость стекла; d — плотность.
Лет
Или в более четкой форме: К --Е- , где обозначения те же.
cdEa
Среди силикатных стекол наиболее высокой термостойкостью (~ 1000°C) обладает кварцевое стекло, для которого характерно оптимальное сочетание параметров: самое низкое значение at (5-10~7оСч), высокий коэффициент температуропроводности.
340
2.3.	Оптические свойства
Высокая прозрачность оксидных стекол к излучению оптического диапазона света сделала их незаменимыми материалами для остекления зданий и различных видов транспорта, изготовления светильников, зеркал и оптических приборов, включая лазерные, ламп различного ассортимента и назначения, осветительной аппаратуры, телевизионной, кино- и фототехники и т.д.
Пропускание, поглощение, преломление, рассеяние и отражение света являются результатом взаимодействия электромагнитного излучения с веществом.
Луч «белого» света разлагается стеклом на спектр, что носит название «дисперсии» света. Показатель преломления и дисперсию относят к определенным длинам волн.
Стекла с определенными заданными коэффициентами преломления и дисперсией называются оптическими. При падении монохроматического излучения интенсивностью 10 на образец стекла происходят следующие явления (рис.1):
Рис. 1. Путь луча при прохождении через плоскопараллельную пластину:
1 — воздух; 2 — стекло
•	отражение света от двух поверхностей раздела стекло—воздух- I,;
•	рассеяние и поглощение света — L,;
•	пропускание света — 13;
•	преломление света (изменение направления его распространения на границах раздела фаз с различными плотностями стекло—воздух).
341
Эти отношения характеризуют:
•	коэффициент отражения R =
•	коэффициент поглощения и рассеяния А = 1,/10;
•	коэффициент светопропускания Т = 13/10.
Эти коэффициенты выражают в долях единицы или в процентах.
Для листового стекла толщиной 1 см коэффициент светопропускания Т составляет 88...90%, поглощения А — от 0,5 до 3% в зависимости от содержания красящих компонентов, а коэффициент отражения R—8...9%.
Особенно высокой прозрачностью должны обладать оптические стекла.
Для строительного листового стекла (оконного, витринного) необходимо учитывать, что коэффициент светопропускания Т прямо зависит от отражающей способности поверхности стекла и от его поглощающей способности. Теоретически даже идеальное, непоглощающее свет стекло не может пропускать света более 92%, так как обе его поверхности отразят не менее 8% световых лучей.
Зависимость светопропускания от количества листов бесцветного строительного стекла приведена в табл. 2.
Таблица 2
Светопропускание листового стекла
Показатель	Значения показателей при количестве листов				
	1	2	3	4	5
Светопропускание	0,92	0,84	0,77	0,72	0,66
Отражение	0,08	0,15	0,21	0,25	0,30
Коэффициент отражения света от поверхности стекла может быть снижен (это просветление оптики) или увеличен путем нанесения тонкой пленки некоторых материалов, имеющих меньший коэффициент преломления, чем стекло.
Окраска стекол обусловлена избирательным поглощением лучей света в определенных областях спектра, причем цветное стекло хорошо пропускает лучи определенной длины волны (цвета), которые мы видим, и в значительной мере поглощает остальные лучи. Можно выделить три группы красителей, окрашивающих силикатные стекла: ионные, молекулярные, коллоидные.
К группе ионных красителей относятся катионы переходных и редкоземельных элементов (3d- и 4£-элементы), особенность электронного строения которых состоит в том, что в ионном состоянии они име
342
ют неспаренные электроны или незаполненные орбитали (табл. 3). При введении таких катионов в любую среду (прозрачные кристаллы, стекла, растворы) возникают типичные спектры поглощения, характерные для ионного состояния данного компонента. Цвет, который придают ионы стеклу, зависит от их валентного состояния (табл. 3).
Таблица 3
Электронное строение ионов и цвет стекла
Ион	Электронное строение внешних орбиталей	Вероятные координационные числа по кислороду	Цвет, сообщаемый стеклу
Ti5+	3s23p63d*	6	Коричневый
Ti4+	3s23p6	4; 6	Не окрашивает
V3+	3s23p"3d2	6	Зеленый
v4+	3s23p63d	6	Синий
vi+	3s23p6	4	Не окрашивает
Сг*	3s23p63d'i	6	Зеленый
С г6 '	3s23p6	4	Желтый
Mn2+	3s23p63d5	4; 6	Слабо-розовый
Mn3+	3s23p63d4	4; 6	Красно-фиолетовый
Fe2+	3s23p63d6	6	Голубой
Fe3+	3s23p63d5	4; 6	Желтый, коричневый
Co2+	3s23p63d7	4	Синий
		6	Розовый
Ni2+	3s23p63d8	4	Фиолетовый
		6	Желтый
Cu+	3s23p63dlu	6	Не окрашивает
“cT7-	3s23p63d9	4	Зеленый
		6	Синий
Ce3+	4d,04f15s25p6	6; 8	Не окрашивает
Ce4+	4dl04f°5s25p6	6; 8	Желтый
Pr34	4d‘°4f35s25pi	6; 8	Желтовато-зеленый
Nd3+	4d104fi5s25p6	6; 8	Красно-фиолетовый
U4+	Sd^f2	6; 8	Желто-оранжевый
u6T	В группах 5dlu UO22+	6	Слабо-желтый
Группу молекулярных красителей составляют сульфиды, селениды и смешанные кристаллы сульфоселенидов тяжелых металлов — кадмия, сурьмы, висмута, свинца, железа, серебра, меди и др. В стекле они присутствуют в виде равномерно распределенных микрокристаллических образований, размер которых не превышает 50 нм. Поглощение света обусловлено возбуждением электронов из валентной зоны в зону проводимости соответствующего полупроводникового соединения.
343
Группу коллоидных красителей составляют тяжелые металлы: Си, Ag, Au, Pt, Bi, которые могут легко восстанавливаться из различных соединений в стекле до атомарного состояния и образовывать стабильные коллоидные частицы. Природа окрашивания стекол такими кристаллами состоит в рассеянии света на коллоидных частицах металла. Коллоидная медь окрашивает стекла в оттенки красного цвета, золото в красно-фиолетовый, пурпурный цвета, серебро — в желтый цвет.
В современном строительстве для оконных, дверных и других световых проемов применяются специальные стекла с солнце- и теплозащитными свойствами. Для этих стекол важно определение спектральных характеристик светового потока, прошедшего через осветление, оценка цветового тона. На основе этих характеристик осуществляется выбор определенного вида стекла, а также предопределение теплотехнических и светотехнических свойств светопрозрачных ограждений, их влияние на условия работы, дизайн зданий и сооружений.
Цветовой тон X и его насыщенность Р можно определить аналитическим методом в соответствии со стандартной международной колориметрической системой МКО.
2.4.	Электрофизические свойства
Стекло относится к диэлектрикам, в которых проявляется преимущественно ионная проводимость. При температуре ниже 200°С объемная у дельная электропроводность стекол незначительна: 10’H...10'12 Ом’-м-1, в связи с чем стеклянные изоляторы используются в высоковольтных линиях электропередач. С увеличением содержания щелочных оксидов электропроводность возрастает. Пленка SnO2 обусловливает поверхностную проводимость. Фосфорванадатные и халькогенидные стекла обладают полупроводниковой проводимостью — КГ5 Ом ‘мч . Важным свойством является диэлектрическая проницаемость, которая колеблется от 3,75 (кварцевое стекло) до 16,20 (свинцовое стекло, содержащее до 80% РЬО).
Электрическая прочность стекла в однородном электрическом поле достигает высоких значений — 100...300 кВ/мм. В неоднородном электрическом поле с ростом температуры и увеличением толщины образца пробивное напряжение сильно снижается за счет теплового пробоя, вызванного диэлектрическими потерями.
2.5.	Химическая стойкость стекол
По характеру действия на стекло реагенты можно разделить на две группы. К первой группе относятся вода, влажная атмосфера, растворы кислот (кроме фосфорной и плавиковой), нейтральные или кислые растворы солей, т.е. реагенты с рН<7; ко второй — реагенты 344
с pH>7, т.е. растворы щелочей, карбонатов и т. п. По механизму воздействия сюда же относятся фосфорная и плавиковая кислоты.
Повышение температуры способствует разрушению стекла любым реагентом. С повышением температуры на каждые 10°С в области до 100°С скорость растворения растет в 1,5.. .2 раза. В автоклавах в условиях повышенных температур и давлений удается полностью растворить большинство силикатных стекол.
Большое влияние на скорость химического разрушения стекол оказывает качество их отжига. Закаленные стекла разрушаются в 1,5...2 раза быстрее, чем стекла, хорошо отожженные.
3.	Применение стекла в строительстве
Большой прогресс в науке и практике стеклоизделия в последние десятилетия XX в. привел к созданию целого ряда стекол со специальными свойствами: теплозащитных, солнцезащитных, увиолевых, фотохромных, токопроводящих, упрочненных, безопасных, а также новейших эффективных изделий на их основе.
В связи с этим взгляды архитекторов, строителей на возможности применения стекла в строительстве изменились. Взаимосвязь и взаимовлияние архитектуры и строительных материалов стали предметом научных исследований и обеспечили существенный прогресс в строительстве. Так, стекло заняло исключительное положение среди строительных материалов для ограждающих конструкций. Стеклянные поверхности стали одним из основных выразительных средств в современной архитектуре — светопрозрачные ограждения в современных зданиях достигают 80 и более процентов площади фасада.
3.1.	Виды архитектурно-строительного стекла и области применения
Строительное листовое стекло, стеклянные изделия различной номенклатуры и стекломатериалы широко применяются для остекления различных проемов, в ограждающих конструкциях, отделке и декорировании зданий, теплоизоляции и других целей.
В табл. 4 приведены различные виды стекла, их ассортимент и соответствующие стандарты (технические условия), а также области применения.
345
Таблица 4
Архитектурно-строительные стекла и их применение
Стекла и изделия из них	Ассортимент стекла	ГОСТ	Область применения
1	2	3	4
Листовое строительное	Стекло листовое	Ш-90	Остекление окон
	Витринное неполированное	7380-77	Остекление дверей, витрин, фонарей верхнего света
	Витринное полированное	13454-77	Остекление витрин, окон, дверей, мебели
	Мебельное	6799-80	Изготовление мебели
	Зеркальное	15469-82	Изготовление зеркал
Листовое безопасное и упрочненное стекло	Армированное	7481-78	Остекление фонарей, промышленных зданий, остекление помещений с повышенными требованиями безопасности
	Закаленное строительное	30698- 2000	Крупногабаритные панели, двери, перегородки, ограждения, полы, потолки
	Безосколочное многослойное	8435-85	Изготовление дверей, перегородок, смотровых окон
Листовое со специальными свойствами	Увиолевое - пропускающее ультрафиолетовые лучи	111-90	Остекление лечебных учреждений, детских садов, инкубаторов, парников, оранжерей
	Поглощающее ультрафиолетовые лучи	111-90	Остекление и устройство перегородок архивных и Других помещений с архивными книжными и художественными материалами
	Теплозащитное (теплопоглощающее)	ТУ 21-2323-72	Для остекления зданий, сооружений, автомобильного транспорта
	Теплоотражающее (с пленочным покрытием)	111-90	Остекление зданий в районах Крайнего Севера; остеклене-ние специальных зданий, использование в стеклопакетах
	Стекло с низкоэмиссионным твердым покрытием	30733-2000	Устройства специального назначения
	Т окопроводящее	111-90	
	Бесцветные полупрозрачные зеркала	111-90	Архитектурная отделка зданий
346
Продолжение та блицы 4
1	2	3	4
Листовое цветное декоративное стекло	Окрашенное в массе	111-90	Для облицовки. Как декоративное
	Накладное	111-90	Для облицовки зданий в световых проемах, витражах
	Марблит	111-90	Для облицовки внутренних стен, перегородок, жилых и общественных зданий; для отделки мебели
	Стемалит	22279-76	Для наружной и внутренней облицовки зданий и для изготовления многослойных навесных панелей
	Узорчатое. Декоративное - «мороз» и «метелица»	5533-86	Остекление дверей, перегородок, мебели;декоративная отделка интерьеров
Архитек-турно-строитель-ные и облицовочные изде-ЛИЯ из стекла и ситаллов	Строительное профильное - стеклопрофилит	21992-76	Для строительства стен, перегородок, промышленных и торговых зданий, выставочных залов, предприятий общественного питания и на транспорте
	Стеклопакеты	24866-99	Для остекления промышленных, жилых, гражданских зданий, холодильных установок
	Стеклянные блоки, прессованные линзы, призмы		В вертикальных стенах, перегородках, фонарях, в стекложелезобетонных покрытиях
	Облицовочные изделия из стекла. Ковровомозаичные плитки	17057-80	Для облицовки бетонных панелей
	Плитки: облицовочные - способом проката: прессованные эмалированные	ТУ 2101484-71 ТУ 2101424-70 ТУ 212362-75	Для облицовки стеновых панелей и кирпичных стен
347
Продолжение та блицы 4
1	2	3	4
	Стеклянные трубы	8894-77	Для сооружения напорных, безнапорных и вакуумных трубопроводов для транспортирования агрессивных жидкостей и газов (за исключением плавиковой кислоты), пищевых продуктов, воды и др. при температурах от - 50 до 120°С
	Шлакоситаллы	19246-73	Наружная облицовка цоколей, стеновых панелей зданий, внутренняя защитнодекоративная облицовка стен, перегородок; покрытие полов в промышленных зданиях и сооружениях; защита конструкций и оборудования от агрессивных сред
Теплоизоляционные и звукоизоляционные стеклома-териалы	Пеностекло		В качестве тепло- и звукоизоляционного материала в строительстве, а также как декоративно-акустическое, фильтрующее, влагозащитное
	Теплозвукоизоляционные материалы на основе супертонких штапельных стекловолокон (СВ):		
	— АТМ-1 (стекломаты)	ТУ 5763-015-04616815-97	Для тепловой и звуковой изоляции строительных конструкций и трубопроводов, газовых плит, холодильных аппаратов
	— Стекловата теплозву-коизоляционная	ТУ 5761-018-04616815-99	Для теплоизоляции строительных конструкций
	— ATM (вата или маты)	ТУ 5761-021-04616815-2001	В качестве утеплителя любой формы
348
Окончание таблицы 4
1	2	3	4
	Теплоизоляционный материал М-15	10499-95	Для теплоизоляции элементов конструкций жилых и общественных зданий, а также в звукоизолирующих и звукопоглощающих конструкциях
	Прокладки теплоизоляционные строительные	ТУ 5953-019-0416815-2001	Для изоляции строительных конструкций
Художественное стекло в строитель-стве и архитектуре	Декоративное стекло в архитектурной отделке		Декоративные детали из стекла; хрустальные колонны метро; хрустальный фонтан; хрустальный иконостас
	Архитектурные элементы из стекла: монументальная скульптура витражное стекло мозаичная живопись из смальт	—	Осветительная арматура, светильники, люстры Бюсты из стекла, художественные изделия Витражи - станция метро «Новослободская» (г. Москва) И др. Портретная мозаика, картины из смальт; мозаичные картины станций метро
3.2.	Характеристика листового стекла различного ассортимента
Производство стекла любого вида слагается из следующих технологических процессов: подготовка сырьевых компонентов — кварцевого песка, соды или поташа, мела, известняка или доломита — главных материалов и различных вспомогательных материалов — добавок, красителей, ускорителей варки, осветлителей и др.; составление шихты, варка стекломассы, ее охлаждение (студка), формование изделий и их отжиг и при необходимости — закалка, химическая, механическая обработка.
Несмотря на то, что стекло как искусственный материал используется человеком свыше 6 тыс. лет, машинный способ вертикального вытягивания листового стекла был изобретен бельгийским инженером Э. Фурко лишь в 1902 г., а в 1913 г. этот способ был реализован в промышленности.
Наибольшее количество стекла (свыше 50%) в мире вырабатывается в виде листового стекла.
Листовым стеклом называются изделия из стекла, вырабатыва-
349
емые в виде плоских листов, толщина которых мала по отношению к длине и ширине. В соответствии с разными способами формования (выработки) листовое стекло бывает тянутое, прокатное и полированное. Ассортимент листового стекла, вырабатываемого стекольной промышленностью, весьма разнообразен, что можно видеть из следующей классификации (рис. 2), предложенной авторами.
Рис. 2. Классификация листового стекла
Листовое стекло служит для остекления оконных и дверных проемов, фонарей верхнего света и витрин, а также является исходным материалом для стеклопакетов, стевита и стемалита.
Оконное стекло — бесцветное прозрачное тянутое листовое стекло с гладкими поверхностями.
Основными требованиями, предъявляемыми к оконному стеклу, яв-
350
ляются высокая светопрозрачность (в зависимости от толщины от 84 до 87%), достаточная механическая прочность, высокая химическая стойкость, минимальные неровности на поверхности (полосность или волнистость), минимальное содержание инородных включений (пузыри и др.).
В соответствии с ГОСТ 111-90 оконное стекло поставляется заводами заказчику в виде мерного стекла, листы которого имеют ширину в пределах 400... 1600 мм, длину 400.. .2200 мм и толщину 2.. .6 мм (табл. 5). Заводы изготавливают около 30 размеров мерного стекла с интервалом по длине и ширине через 25 мм.
Таблица 5
Характеристики листового строительного стекла
Стекло		Толщина стекла, мм	Отклонения по толщине, мм	Ширина и длина листов, мм		Отклонения по линей-ным размерам, мм	Свето-про-пуска-ние, %
				минимальная	максимальная		
Оконное		2	-0,1 +0,2	400x400	700x1250	+2 -3	87
		2,5	-0,1 +0,2	400x500	750x1450		87
		3	+0,2 -0,2	400x500	1000x1800		85
		4	+0,2 -0,3	400x500	1200x2200		85
		5	+0,2 -0,3	400x500	1600x2200		84
		6	+0,4	400x500	1600x2200		84
Витринное	неполированное	6,5—8	+0,5 -0,5	2350x1950	3000x4000	+5 -5	84
	полированное	6,5—7	+0,3...+0,5 -0,3...-0,5	2350x1950	4450x2950	+5 -5	84
Узорчатое		3—6,5	—	400x400	1200x1800	+3 -3	40...60
Армированное	бесцветное	5,5	+0,7 -0,7	300x500	1400x1800	+3 -3	60
	цветное	6	+1 -1	300x600	800x1500	+3 -3	—
Витринное стекло, как и оконное, бесцветно и прозрачно и отличается от оконного большими размерами. Полированное витринное стекло применяют для остекления витрин и больших световых проемов в торговых и общественных зданиях. Его вырабатывают неполированным в соответствии с ГОСТ 7380-77 и полированным (ГОСТ 13454-77). Полированное витринное стекло используют в строитель
351
стве первоклассных и уникальных зданий. Размеры и требования к полированному стеклу приведены в табл. 5.
Высококачественное тянутое полированное стекло подвергают упрочнению закалкой (сталинит) или изготавливают в виде многослойного стекла (триплекс) с одной или несколькими органическими прослойками и используют для остекления автомобилей, самолетов, железнодорожного транспорта, судов, а также для других целей.
Мебельное стекло — преимущественно прозрачное листовое неполированное или полированное стекло по ГОСТ 6799-80. Толщина листов стекла — 3...9 мм, длина — 300... 1800 мм, ширина — 800...600 мм. Оно может быть также цветным или узорчатым.
Зеркальное стекло — прозрачное листовое стекло толщиной 4...7,6 мм, высококачественное, тянутое, полированное или полученное флоат-способом (на поверхности расплавленного олова). Оно предназначено для изготовления зеркал, главным образом мебельных.
Безопасные и упрочненные листовые стекла. Безопасными называют такие стекла, которые при разбивании от удара не дают острых осколков. К безопасным относят армированное, закаленное и безосколочное многослойное стекло.
Армированное стекло — это листовое стекло, внутри которого параллельно плоскости поверхности проложена металлическая сетка (рис. 3).
Рис. 3. Типы металлических сеток для армирования стекла: а — сварная с квадратными ячейками; б — крупная с шестиугольными ячейками
Армированное стекло относится к группе безопасных стекол, так как его разрушение не дает падающих (отскакивающих) осколков. Это позволяет применять его для устройства фонарей промышленных зданий и остекления помещений с повышенными требованиями к безопасности и огнестойкости остекления.
В соответствии с ГОСТ 7481-78 армированное стекло выпускает
352
ся длиной от 800 до 2000 мм, шириной от 400 до 1600 мм и толщиной 5,5 мм для бесцветного и 6 мм для цветного стекла.
Армированное стекло изготовляется также и узорчатое.
Металлическая сетка для армированного стекла должна применяться из обработанной проволоки со светлой поверхностью из малоуглеродистой стали.
Закаленное стекло представляет собой стекло, подвергнутое специальной термической обработке — закалке, в результате чего в обьеме стекла возникают равномерно распределенные внутренние напряжения, которые и обусловливают значительное улучшение его свойств.
Главным свойством закаленного стекла, отличающим его от отожженного, является повышенная механическая прочность. При степени закалки, достигаемой в промышленных условиях 2...4 N/смпри толщине листа 4,5 мм и больше, предел прочности стекла достигает 250 МПа, т.е. более чем в 5 раз выше, чем у отожженного стекла. При этом упругость закаленного стекла, характеризуемая стрелой прогиба, возрастает в 4...5 раз. Работа разрушения закаленного стекла при испытании на удар возрастает в 8 раз: при толщине 5 мм оно выдерживает удар стальным шаром массой 800 г с высоты более 1200 мм, в то время как отожженное — только с высоты около 150 мм.
Наибольшей особенностью закаленного стекла является «безопасный» характер его разрушения — с образованием мелких осколков с тупыми нережущими краями. Термостойкость закаленного стекла повышается с 60...70 до 175°C, в 2...3 раза увеличивается электропроводность, наблюдается небольшое снижение плотности и ТКЛР.
Оптические свойства (светопропускание, светостойкость), а также теплофизические — теплостойкость и морозостойкость — после закаливания практически не изменяются.
Закаленное листовое стекло получают двух видов — плоское и гнутое — и широко применяют для остекления скоростного транспорта. В строительстве применяют крупногабаритные панели размером 1200...2500 мм: двери, перегородки, ограждения, полы, потолки. При этом такие панели могут быть прозрачными или непрозрачными (матовыми, узорчатыми, глушеными, эмалированнымии). Закаленные крупногабаритные окрашенные стеклопанели получили название стемалита.
Безосколочное многослойное стекло состоит из нескольких листов стекла, прочно склеенных между собой прозрачной эластичной пленкой органического происхождения.
Наибольшее распространение получило безосколочное трехслойное стекло триплекс, представляющее собой трехслойное листовое
12 Сгроигельные материалы
353
изделие, состоящее из двух наружных листов силикатного стекла, скрепленных между собой по всей площади третьим внутренним слоем, состоящим из прозрачной эластичной пленки.
Сочетание хрупкого стекла с эластичной прокладкой обусловливает основное свойство трехслойного стекла: при его разрушении от механического удара или от резкого перепада температур (теплового удара) все части стекла остаются приклеенными к гибкой промежуточной прокладке.
Современное безопасное стекло выпускается на основе «сырого» флоат-стекла. С помощью закалки или ламинирования это стекло становится безопасным с прочностью, во много раз превышающей прочность обычного стекла.
Ламинирование — метод, при котором листы стекла и расположенная между ними пленка из бутафоль-поливинилбутерали (ПВБ) в процессе сжатия соединяются между собой под воздействием высокой температуры и вакуума. В результате этого получается безопасное стекло, выдерживающее высокие механические нагрузки, пожаростойкое и высококачественное по оптическим свойствам.
Безопасное стекло применяется в зданиях и сооружениях. Это:
•	стекла фасадов;
•	стекла для светопрозрачных перекрытий;
•	окна, кровельные и стеклянные двери;
•	остекление балконов;
•	перильные остекления;
•	теплицы и оранжереи;
•	дверные и промежуточные стены;
•	стеклянные дверцы и полки для мебели;
•	душевые стенки и кабины;
•	стекла для телефонных будок;
•	панорамные лифты и стекла для лифтов;
•	стекла для киосков;
•	остекление спортивных помещений;
•	остекление подводных построек;
•	стекла с обогревом;
•	особые безопасные стекла.
3.3. Листовое стекло со специальными свойствами
Благодаря уникальным возможностям стекла изменять свои свойства и в связи с большими достижениями в стекломатериаловедении учеными и работниками стекольной промышленности достигнуты огромные успехи в получении и производстве широкой номенклатуры стекол со специальными свойствами.
354
Такие стекла позволяют ультрафиолетовой радиации проникнуть в помещение, снизить перегрев помещений лучистым излучением, устранить дискомфортные явления, возникающие в непосредственной близости от остекления в холодное время года и снизить тепло-потери через светопрозрачные ограждения.
Для получения стекол со специальными свойствами изменяют химический состав или применяют способы нанесения на поверхность стекла различных пленочных и других покрытий, в том числе пленок металлов и их оксидов. Ряд таких стекол приведен в табл. 4 и описан ниже.
У виолевые стекла с повышенной прозрачностью в ультрафиолетовой (УФ) области спектра с длиной волн 280...320 нм. Эти стёкла пропускают УФ-лучи в отличие от обычного стекла, которое их поглощает. Поэтому эти лучи называют биологическими, или лучами жизни, так как благотворно действуют на развитие и жизнедеятельность человека, животных и растений.
В составеувиолевого стекла не должны содержаться соединения, поглощающие УФ-лучи: Fe2O3, Сг2О3, V2O3, сульфиды тяжелых металлов.
Увиолевые стекла в виде листового стекла применяются в строительстве для остекления лечебных учреждений, детских садов, инкубаторов, парников, оранжерей и т.п. По размерам и внешним показателям увиолевое стекло должно соответствовать ГОСТ 111-90 на оконное стекло. По химическому составу такие стекла делятся на силикатные, боросиликатные и фосфатные. Варка их осуществляется в восстановительной среде.
Химические составы различных увиолевых стекол приведены в табл. 6.
Таблица 6
Химический состав увиолевых стекол
Стекло	№ стекла	Содержание оксидов, % по массе										
		SiO2	В2О3	Р2о5	АЪОз	СаО	MgO	ВаО	Na2O	К2О	Li2O	As2O2
Силикатное	т	69,5	—	—	—	5,5	3,5	5,0	12,5	4,0	—	—
	2	72,5	—	—	1,5	7,0	4,0	—	15,0	—	—	—
Боросили-катное	3	67,5	21,0	—	5,2	—	—	—	5,0	—	1,5	—
	4	79,4	11,97	—	2,52	0,16	0,06	—	4,65	0,4	—	0,42
Фосфатное	5	—	5,0	70,0	10,0	—	—	10,0	—	—	—	—
	6	—	3,0	70,0	10,5	—	4,0	—	—	1,2	—	—
Черное увиолевое силикатное	7	68,3	—	—	—	—	—	10,0	12,0	4,0	NiO 5,0	Со02 0,7
Примечание. * В качестве восстановителя вводится 0,1% Ca,Si.
355
Стекла, поглощающие ультрафиолетовые лучи, служат для поглощения УФ лучей при освещении помещений, в которых хранятся архивные материалы, книги, картины и другие материалы, которые подвергаются разрушению УФ лучами. Их можно разделить на три основные группы:
•	бесцветные, поглощающие УФ область спектра с 7=360... 370 нм;
•	слабо-желтые, поглощающие все УФ-лучи;
•	желтые, поглощающие УФ и фиолетовые лучи.
Качество стекол регламентируется стандартами на тянутое оконное стекло, прокатное, узорчатое армированное.
Стекла, поглощающие инфракрасные лучи (теплозащитные) предназначены для ослабления перегрева помещений на солнечной стороне зданий в летнее время. Для этого применяют специальное теплозащитное стекло, поглощающее или отражающее часть инфракрасных (ИК) лучей. Теплозащитные стекла широко применяются в строительстве, а также для остекления автомобилей, поглощения теплоты различными аппаратами и для других целей.
Теплозащитные стекла делятся на теплопоглощающие и теплоотражающие. Теплопоглощающие поглощают тепловое излучение во всей массе стекла. Теплоотражающие отражают тепловые лучи благодаря тонким металлическим или оксидно-металлическим пленкам, нанесенным на их поверхность.
Недостатком теплопоглощающих стекол является то, что, поглощая тепловые лучи, стекла сами нагреваются и являются источником теплоты для помещений. Кроме того, они не полностью поглощают тепловую часть солнечного спектра и вместе с тем частично поглощают лучи видимой части спектра.
Существуют два основных вида теплопоглощающих стекол, окрашенных в массе: силикатные и фосфатные.
Свойства теплопоглощающего силикатного стекла регламентируются ТУ 21-2323-72. Они пропускают 20...40% ИК лучей.
Фосфатные теплопоглощающие стекла по сравнению с силикатными имеют преимущества в том, что они бесцветны или слабо окрашены в желтоватые или сероватые тона и при почти полном поглощении ИК лучей (90...92%) пропускают 80...85% лучей видимой области спектра.
Строительные и технические стекла с пленочными покрытиями.
Теплоотражающие, тепло- и солнцезащитные, радиозащитные, токопроводящие, цветные и другие стекла со специальными свето
356
техническими и теплофизическими свойствами выпускаются стекольной промышленностью на основе стекол обычных промышленных составов с металлическими и оксидными пленочными покрытиями.
Стекла с металлическими покрытиями. Для получения стекол с тонкими пленками металлов используют золото, серебро, никель, хром, а также смеси этих и других металлов. Тонкие пленки металлов характеризуются сравнительно высоким светопропусканием в видимой области спектра (40...70%) и высоким отражением в инфракрасной части спектра (60...75%), поэтому они являются отражающими теплозащитными и солнцезащитными стеклами. Причем золотые пленки придают стеклу в отраженном свете золотистую окраску, а в проходящем — зеленую. Серебро в отраженном свете придает серебристо-металлический блеск, а в проходящем свете — голубой.
Толщина металлических пленок не превышает 0,1...0,2 мкм, в более толстых слоях металлы не прозрачны. При длительном употреблении пленки стираются. Для их сохранения наносят защитные прозрачные слои из SiO2, органических материалов или при использовании в остеклении монтируют в стеклопакеты металлическими слоями внутрь.
Металлические слои на стекле, как и при производстве зеркал, наносят испарением соответствующего металла в вакууме.
Стекла с оксидно-металлическими пленками имеют большую прочность и химическую стойкость. Оксидные пленки прочно закрепляются на поверхности стекла, увеличивая его прочность на 20...30%.
По областям применения с такими пленками различают следующие виды стекол:
•	поглощающие ультрафиолетовое излучение;
•	поглощающие ту или иную часть видимой области спектра (цветные, тонированные);
•	задерживающие тепловую радиацию солнца (теплозащитные);
•	отражающие длинноволновую ПК радиацию (теплоотражающие);
•	токопроводящие;
•	с высоким отражением в видимой области спектра (полупрозрачные стекла);
•	экранирующие энергию радиоволн в диапазоне 1... 150 см (ра-диозащитные);
По химическому составу пленки получают из оксидов олова SnO2,
357
индия In,O3, цинка ZnO, железа Fe2O3, меди CuO, хрома Сг,О3, титана TiO2.
Теплоотражающие прозрачные бесцветные стекла получают с применением пленок из оксидов олова. Эти стекла отражают от 60 до 90% длинноволновой (Х=1,5... 10 мкм) энергии, излучаемой техническими источниками тепла, сохраняя светопрозрачность в пределах 70.. .80%. Они используются в качестве тепловых экранов на предприятиях с интенсивным выделением тепла. В строительстве используются в качестве теплоизоляционного остекления в районах Крайнего Севера, так как уменьшают примерно на 50% потери тепла через оконные проемы по сравнению с обычным стеклом.
Солнцезащитные, или теплозащитные, стекла получают путем нанесения на поверхность стекла пленок оксида олова с примесью оксида сурьмы Sb2O3. Это стекло может иметь светопропускание от 75 до 45% независимо от его толщины. Оно имеет цвет от серо-голубого до сине-фиолетового.
Пропускание тепловой радиации солнечного спектра не зависит от плотности окраски и составляет 40...50 %. В отличие от теплопоглощающих стекол, окрашенных в массе, теплозащитные пленочные стекла частично отражают и частично поглощают радиацию солнечного спектра.
Токопроводящие стекла получают на основе оксидов олова, индия, цинка и др. Чаще всего используют пленки оксида олова, модифицированного примесями сурьмы, фосфора, цинка, фтора и др. Эти пленки прозрачны, бесцветны, их удельное поверхностное сопротивление может быть от 10 Ом/см2 до 1105 Ом/см2 и выше, толщина пленки не превышает 1 мкм.
Бесцветные полупрозрачные зеркала получены на основе стекол с пленкой оксида титана. Эти стекла отражают до 40% видимого света и используются как декоративные для архитектурной отделки зданий.
Все пленочные оксидные покрытия, применяемые в промышленности, отличаются высокой атмосферостойкостью, не боятся перепадов температур, химически стойкие. Прочность на истирание не ниже, чем у обычного оконного стекла.
Цветное листовое декоративное стекло применяется в строительстве для изготовления витражей, декоративного остекления общественных зданий, детских учреждений, декорирования мебели и других целей. Оно бывает трех видов:
•	окрашенное в массе (тянутое и прокатное);
358
•	накладное тянутое, состоящее из основного толстого (2...6 мм) бесцветного слоя и тонкого цветного (0,1...0,5 мм);
•	полученное нанесением на плоское бесцветное стекло тонких (толщиной около 1 мкм) цветных оксидно-металлических пленок.
Обычное стекло окрашивают молекулярными красителями, которые вводят в стекольную шихту в количествах, % по массе: для светло-голубого цвета — 0,5 СиО, для темно-голубого — 2,0...2,5 СиО, для зеленого — 0,1...0,5 Сг,О3, для желтого — 0,5...1,0 угля.
Для получения красного стекла чистого тона {селенового рубина) и ярко-желтого стекла используют составы, содержащие В2О3 и ZnO, а в качестве красителей — селен и сернистый кадмий: для красного — селена 1 и CdS — 2%, а для желтого — 0,2 и 2 % соответственно.
Накладное стекло, получаемое путем вытягивания одновременно бесцветной и цветной стекломассы в виде одной двухслойной ленты, используется в строительстве. Накладное стекло с толстым накладным слоем используют преимущественно для облицовки, а с тонким — в световых проемах, в том числе для витражного стекла, толщина наклада в котором не должна превышать 0,5 мм.
Марблит — непрозрачное утолщенное окрашенное в массе или глушеное стекло, вырабатываемое способом проката. Марблит служит для облицовки внутренних стен, перегородок жилых и общественных зданий, магазинов, а также для отделки мебели.
Марблит обычно вырабатывают двух видов — толщиной 5.. .7 или 8...10 мм; его наружная лицевая сторона может быть полированной, узорчатой, необработанной — шероховатой («кованой») или огненнополированной. Обратная сторона имеет мелкую продольную нарезку или рифления для закрепления листа при облицовке.
Марблиты изготавливают самых разных цветов и преимущественно глушеиыми: желтые (молочные), черные, серые, кремовые, зеленые, розовые, а также мраморовидные и др.
В качестве красителей используют следующие красители в количестве от 0,2 до 1,5 % по массе: Se, CdS, CdCO3 (красные, оранжевые, розовые стекла); СиО, Сг,О3, СоО (зеленые, голубые, синие); Мп,О3 (фиолетовое); уголь (черное).
Стемалит—листовое стекло толщиной 5... 12 мм различной фактуры, покрытое с одной стороны силикатной краской и подвергнутое термообработке для упрочнения стекла и закрепления краски на его поверхности.
По ГОСТ 22279-76 для стемалита установлены размеры, м2: 0,6;
359
1; 1,2 и 1,7 при толщине стекла соответственно 5, 6, 6,5 и 7,5 мм. Максимальный размер по длине — 1500 мм, по ширине — 1100 мм. Стемалит резке не поддается. Его изготавливают из оконного стекла (ГОСТ 7380-78) различных цветов: черного, белого, синего и др., используя эмалевые краски Дулевского красочного завода. Стемалит применяется для наружной и внутренней облицовки зданий, изготовления многослойных навесных панелей. Размер панели стема-лита 3,2x1,2 м и более, площадь — 3,8...7 м2.
Узорчатое стекло — это листовое прокатное бесцветное или цветное стекло, имеющее по всей поверхности на одной или обеих сторонах рельефный закономерно повторяющийся узор (рис.4). Сочетая в себе свойства светорассеивания и богатые декоративные качества, узорчатое стекло позволяет создавать выразительные интерьеры.
Рис. 4. Виды узорчатого стекла
Узорчатое стекло, выпускаемое согласно ГОСТ 5533-86, применяют для остекления дверей, мебели и других объектов, где не допускается сквозная видимость и требуется рассеянное освещение. Стекло выпускается толщиной 4, 5 и 6 мм. При толщине 4 мм размеры должны быть не более 1200x2500 мм. Для дверей жилых и общественных зданий размеры: 1450x375, 1450x475, 1450x575, 1450x675, 1750x475, 1750x675 мм.
К узорчатому стеклу относятся стекла «мороз» и «метелица».
Стекло «мороз» изготавливают из листового оконного или витринного неполированного стекла путем специальной обработки, в результате которой на поверхности образуется узор, напоминающий заиндевевшее стекло. Его выпускают в виде листов толщиной 4 и 5 мм с максимальным размером 1000х 1800 мм. Стекло «мороз» применяют для остекления внутренних и наружных световых проемов.
Стекло «метелица» получают методом формования ленты на расплаве металла (олова). Оно может быть бесцветным, цветным или иметь окрашенный электрохимическим способом поверхностный слой в результате ионного обмена и диффузии ионов металла в стек
360
ло. Одна поверхность стекла термически полированная, другая имеет неповторяющийся узор в виде выступающих над поверхностью листа волнистых участков, характер и регулярность которых могут быть заданы при производстве. У зор из линий может быть окрашен или на поверхность может быть напылен металлический зеркальный слой. Размер выпускаемых листов «метелица» 1900x800 мм и 1500x800 мм при толщине 6,5 мм. Стекло «метелица» используется для остекления дверей, перегородок, а также для декоративной отделки интерьеров.
3.4.	Архитектурно-строительные и облицовочные изделия из стекла и шлакоситаллов
Архитектурно-строительное стекло включает широкий ассортимент изделий, разнообразных по виду и назначению: конструктивно-строительные элементы из стекла и металлов (профильное стекло, панели, стеклопакеты и блоки); облицовочное стекло (цветные коврово-мозаичные плитки, монолитные призмы и др.); тепло- и звукоизоляционные материалы (пеностекло, стекловолокнистые материалы, стекловата, стеклоткани); стеклянная и осветительная аппаратура.
Стеклопрофилит. Профильное стекло представляет собой крупногабаритные изделия длиной до 6 м и шириной до 0,75 м, имеющие в сечении разнообразный профиль. Такое стекло может быть швеллерным, коробчатым, ребристым, z- или v-образным с поперечным сечением в виде дуги, полудуги и т.д.
Светопропускание профилита должно быть, %: для швеллера неармированного гладкого — не ниже 65, неармированного рифленого и армированного гладкого — не ниже 55, неармированного рифленого и армированного гладкого — 50. Профилит неогнестоек.
Неармированное стекло должно выдерживать испытание прочности на изгиб не менее, кПа: швеллерное — 1,0... 1,2, коробчатое — не менее 7.
Размеры профильного стекла должны соответствовать ГОСТ 21992-76: высота — 35,5...55 мм, ширина — 244...284 мм, толщина —-5,5 мм, длина — 3,6...4,2 м.
Профильное стекло применяют в строительстве стен, перегородок торговых и промышленных зданий, выставочных залов, предприятий общественного питания и транспорта.
Стеклопакеты в современном строительстве получили очень широкое распространение. Они представляют собой изделия из со
361
единенных между собой по периметру двух или более листов плоского стекла с герметически закрытой полостью или несколькими полостями между ними.
Такая форма остекления экономит материалы для изготовления рам (вместо двух рам при обычном остеклении требуется только одна), а также сокращает трудовые затраты на монтаж конструкций и позволяет механизировать рабочие операции. Внутренние поверхности стекол не замерзают и не запотевают даже при наружной температуре -4О...-47°С, светопропускание стеклопакетов — 80...82%.
Стеклопакеты применяют для остекления промышленных, жилых, гражданских зданий, холодильных установок.
Стеклопакеты различных видов можно изготавливать из листового стекла с разными свойствами: на основе обычного оконного, теплопоглощающего, фотохромных, теплоотражающих. Они могут выполнять роль отопительных панелей, если на поверхность внутреннего стекла нанести токопроводящую пленку и нагревать ее электрическим током.
Стеклянные блоки получают, сваривая два полублока. По форме блоки бывают квадратные, прямоугольные, угловые и радиальные. По светотехническим показателям различают декоративные, светорассеивающие, нерассеивающие, светонаправляющие и теплопоглощающие блоки. Наибольшее применение получили однокамерные квадратные светорассеивающие блоки различных размеров (табл. 7).
Таблица 7
Размеры и масса стеклянных блоков
Блоки	Размеры, мм			Масса блока, кг	Блоки	Размеры, мм			Масса блока, кг
	Длина	Ширина	Высота			Длина	Ширина	Высота	
Квадратные					Прямоугольные				
БК 194/98	194	194	98	2,8	БП 194/94/98	194	94	98	1,6
БК 194/60	194	194	60	2,1	Угловые				
БК 294/98	294	294	98	5,8	БУ 194/98	194	209	98	2,2
Требования к стеклянным блокам нормируются ГОСТ 9272-81. Стеклянные блоки для заполнения световых проемов делятся на блоки, применяемые в вертикальных ограждениях-стенах, перегородках, фонарях и др., и блоки, предназначенные для стекложелезобетонных покрытий. В последнем случае могут использоваться полубло
362
ки, а также специальные стеклянные детали — линзы, призмы и плитки, которыми заполняют ячейки проемов между стержнями стальной арматуры в стекложелезобетонных покрытиях.
Стеклянные прессованные линзы представляют собой массивный стакан (чашу) цилиндрической или прямоугольной формы, наружная лицевая поверхность которых гладкая или узорчатая, а на внутренней поверхности (на дне) впрессован призматический рельеф для лучшего рассеивания света.
Стеклянные монолитные прессованные призмы применяются для устройства стекложелезобетонных перекрытий сводчатого и плоского типов, стеклянных полов, световых люков над подвалами. Они обладают наибольшей способностью полного внутреннего отражения светового потока.
Облицовочные изделия из стекла-, марблит, стемалит (описанные выше), коврово-мозаичные плитки; облицовочные плитки (эмалированные, прокатные, прессованные).
Коврово-мозаичные плитки применяют для облицовки бетонных панелей. По ГОСТ 17057-80 размер плиток — 21x21 мм, толщина — 4,5 мм. Комплект, состоящий из плотной бумаги с наклеенными на нее мозаичными плитками, называется ковром.
Облицовочные плитки вырабатывают трех видов: прокатные и прессованные, заглушенного в массе и эмалированные нанесением тонкого слоя эмали на бесцветное листовое стекло.
Облицовочные плитки, полученные способом проката, по ТУ 2101484-71 должны иметь размер 150х150±1,5 мм при толщине 5...7±1 мм. Они предназначаются для облицовки стеновых панелей кирпичных стен жилых, общественных и промышленных зданий.
Прессованные облицовочные плитки по ТУ 2101424-70 выпускают квадратные размерами от 100x100 до 200x200 мм, толщиной 6...7 мм и прямоугольные размером от 50x125 до 75x150 мм. Тыльная сторона плиток должна иметь шероховатость.
Эмалированные облицовочные плитки по ТУ 212362-75 должны иметь размеры 150x150, 100x100 и 150x75 мм при толщине 3...9 мм с отклонением линейных размеров +1 мм и по толщине +0,5 мм. Эмалированные плитки предназначаются для внутренней облицовки стен. Их выпускают на заводах листового стекла. Для эмалирования применяют боросиликатную титановую эмаль, заглушенную диоксидом титана TiO2.
Стеклянные трубы представляют собой полые прозрачные изделия, предназначенные для сооружения напорных, безнапорных и ва
363
куумных трубопроводов для транспортировки агрессивных жидкостей и газов (за исключением плавиковой кислоты), пищевых продуктов, воды и других материалов при температурах от -50 до 120°С. В соответствии с ГОСТ 8894-77 выпускают стеклянные трубы диаметром условного прохода от 40 до 200 мм, наружным диаметром от 45 до 221 мм и длиной от 1500 до 3000 мм с интервалом, кратным 250 мм.
Для сочленения труб, изменения направления и разветвления в комплекте с трубами поставляют и фасонные части к ним: отводы под углом 90, 75, 60, 45, 30 и 15°, отводы двойные: отступы, тройники, равнопроходные; тройники переходные, крестовины, переходы.
Стеклянные трубы должны обладать высокой химической стойкостью, быть термостойкими, механически прочными: выдерживать нагрузки на изгиб, растяжение и сжатие.
Шлакоситаллы представляют собой стеклокристаллические материалы, получаемые из расплавов шлаковых стекломасс путем направленной гетерогенной кристаллизации. По своей структуре шлакоситалл в отличие от стекла представляет собой гетерогенный материал, состоящий на 60...70% из кристаллической фазы и на 40...30% из стекловидной. Размер кристаллов в ситалле не должен превышать 0,5... 1,0 мкм. Выпускают ситаллы в соответствии с ГОСТ 19246-73. Большой вклад в разработку теории и технологии ситаллов, в том числе шлакоситаллов, внес академик РАН, профессор П.Д. Саркисов (ректор РХТУ им. Д.И. Менделеева, г. Москва).
Шлакоситалл отличается повышенными механическими, термическими и химическими (химическая стойкость) свойствами по сравнению с другими стекломатериалами. Он обладает более высокой прочностью на сжатие, чем каменное литье, керамика, природные камни, и может конкурировать с чугуном, алюминием и сталью. Прочность шлакоситалла на изгиб выше, чем стекла, фарфора, каменного литья, и приближается к прочности чугуна. Кроме того, шлакоситалл отличается абразивной стойкостью, морозо- и химической стойкостью. Сочетание перечисленных свойств предопределяет перспективность широкого применения шлакоситалла и изделий из него в строительстве для наружной облицовки цоколей зданий, стеновых панелей жилых домов, промышленных и общественных зданий; для внутренней защитно-декоративной облицовки стен, перегородок промышленных зданий и сооружений, покрытий в них полов, защиты конструкций и оборудования от воздействий на них агрессивных сред и т.п.
364
3.5.	Теплоизоляционные и звукоизоляционные стекломатериалы
Это довольно обширный вид стекломатериалов — пеностекло, стекловолоконные материалы, стекловата, стеклоткани, используемые в строительстве для тепло- и звукоизоляции различных устройств, зданий, сооружений.
Пеностекло — пористый тепло- и звукоизоляционный материал с истинной пористостью до 85...95%. В зависимости от назначения пеностекло может быть с замкнутыми или с сообщающимися порами. Для теплоизоляции применяют пеностекло с замкнутыми порами, а для звукоизоляции — с сообщающимися.
Пеностекло можно получать различными способами:
•	вспениванием порошка измельченного стекла, содержащего газообразующие вещества с последующим его спеканием — порошковый метод;
•	формованием стекломассы, вспененной газообразователями в процессе варки стекла;
•	вспениванием размягченного стекла под вакуумом;
•	вспениванием смеси порошка стекла с пенообразователем с последующим спеканием — двухстадийный метод.
Пеностекло легко поддается механической обработке: резанию, пилению, сверлению, шлифовке и склеиванию между собой и с другими материалами, что расширяет области применения.
В зависимости от свойств и назначения пеностекло классифицируется на влагозащитное, строительное, декоративно-облицовочное, декоративно-акустическое, фильтрующее, высокотемпературное.
Пеностекло как теплоизолирующий материал при теплопроводности, равной теплопроводности лучших теплоизоляционных материалов, превосходит их по ряду других показателей. Пеностекло влагонепроницаемо, обладает высокой механической прочностью, негорючее и удовлетворяет санитарно-гигиеническим требованиям — не гниет и не плесневеет.
Теплоизоляционные свойства пеностекла обусловлены:
•	низкой плотностью — 140...200 кг/м3;
•	высокой закрытой пористостью — количество твердой фазы составляет 5... 15%, а газообразной — 95...85%;
•	водопоглощением — 3...5%.
Коэффициент теплопроводности пеностекла при 20 ° С равен
365
0,07...0,08 Вт/м-°С, т. е. примерно в 10 раз меньше, чем при 400°С — 0,11 Вт/м-°С, у листового стекла Х=0,87 Вт/м-°С.
Механические свойства пеностекла зависят от средней плотности и диаметра пор и для мелкопористого материала плотностью 180...200 кг/м3 пределы прочности составляют, МПа: по сжатию — 0,88; по изгибу — 0,59...0,69; по растяжению — 0,44...0,49.
Теплоизоляционное пеностекло характеризуется высокой морозостойкостью — до 50 циклов попеременного замораживания до -30°С и оттаивания при 20°С.
Выпускаемое стекольной промышленностью декоративно-акустическое пеностекло как звукопоглощающее имеет коэффициент звукопоглощения в диапазоне частот 600...4000 Гц 0,55...0,83, а строительное пеностекло — 0,3...0,65 Гц.
Звукопоглощающее пеностекло характеризуется системой открытых пор, имея водопоглощение 70...80%.
В качестве теплоизоляционного и звукоизоляционного материала пеностекло используется в гражданском и промышленном строительстве. Им изолируют полы, потолки, междуэтажные бетонные перекрытия. Крошку пеностекла используют для теплоизоляции кровли зданий. Блоки пеностекла могут применять для холодильных камер и других низкотемпературных емкостей и хранилищ. Пеностекло в качестве тепловой изоляции можно применять в пределах от температур глубокого холода до 450°C.
Стеклянное волокно и стекловолокнистые изделия.
Стеклянным волокном (СВ) называют искусственное волокно, изготавливаемое различными способами из расплавленного стекла. Известно два вида СВ: непрерывное и штапельное.
Штапельное СВ, получаемое путем расчленения струи расплавленного стекла воздухом, паром или газовым потоком, отличает небольшая длина (до 50 см), извитость и хаотическое расположение в пространстве. Штапельное СВ в процессе получения формуют в виде ваты, матов и холстов, скрепляемых органическими и неорганическими связующими.
Способность стекломассы вытягиваться в волокно предопределяется отношением ее вязкости к поверхностному натяжению. В связи с этим для получения СВ, в частности для тепло-звукоизоляционных материалов, используют преимущественно щелочные — натри-ево-кальциево-боро-силикатные стекла, составы которых приведены в табл.8.
366
Таблица 8
Составы стекол для производства волокна
Вид стекла, страна	Содержание, % по массе							
	S1O:	АЪОз	В:О<	СаО	MgO	R>O	FeiOj	Прочие
США	72,0	0,6	—	10,0	2,5	14,2	—	—
Россия: — нейтральное	70,5	3,1	—	8,7	3,1	14,4	0,2	—
— №20	61,0	7,0	3,0	8,0	5,0	14,5	1,5	—
— № 663-М	58,5	4,3	1,5	18,0	6,0	11,5	—	0,2
Такие стекла характеризуются следущими физико-химическими свойствами:
•	ТКЛР а, °C1	87-Ю-7;
•	температура размягчения, °C 710;
•	плотность, кг/м3	2465;
•	показатель преломления	1,512;
•	химическая стойкость, %:
-	к 0,02Н H2SO4 - 0,03;
-	Н2О - 0,028.
Из штапельного СВ выпускают различные теплозвукоизоляционные изделия в соответствии с ГОСТ 10499-78. Для этого в камере волокнообразования при помощи распылителя разбрызгивается синтетическая смола, например фенолформальдегидная, в количестве 3,5...10% от массы волокна, которая при температуре 130...170°С склеивает волокна друг с другом и делает СВ полужестким. Ленту волокна толщиной 30...50 мм, выходящую из камеры полимеризации, разрезают на плиты заданных размеров. Размер плиты: длина— 1000 мм, ширина — 500... 1500 мм, толщина — 30.. .80 мм. Уменьшая содержание связующего вещества до З...6% по массе, на той же конвейерной линии получают стекломассы плотностью 35...50 кг/м3, отправляемые потребителю в рулонах. Маты строительные имеют длину 7...13 м. Увеличивая степень допрессовки, получают жесткие плиты плотностью 150...200 кг/м3. Коэффициент теплопроводности изделий в сухом состоянии при 25±5 °C не должен превышать 0,06 Вт/м - °C.
Стекловолокнистая плита толщиной 25 мм по своим теплоизоляционным свойствам соответствует древесноволокнистой плите толщиной 65 мм, деревянной стене толщиной 90 мм, стене из бетона толщиной 135 мм, кирпичной стене толщиной 430 мм.
Материалы из штапельного стекловолокна широко используют
367
ся для теплозвукоэлектроизоляции в строительстве, фильтрации агрессивных сред и других целей.
ОАО «Салаватстекло» (Башкортостан) выпускают теплозвукоизоляционные материалы самого различного ассортимента. Примеры некоторых опишем ниже.
Материал теплозвукоизоляционной марки АТМ-1 (ТУ 5763-015-04616815-97) состоит из рыхлого слоя супертонких штапельных волокон, связанных между собой синтетической смолой. Изготавливается в виде неоклеенного или оклеенного с двух сторон стеклоткан-ного мата. Применяется для тепло- и звукоизоляции строительных конструкций и для других целей.
Материал теплоизоляционный из супертонкого стеклянного волокна (МСТВ) ТУ (5761-021-04616815-2001) представляет собой слой хаотически расположенных штапельных стеклянных волокон (СТВ), скрепленных силами естественного сцепления. Выпускается в виде ваты или матов. Используется в качестве утеплителя в конструкциях любой формы.
Прокладки теплоизоляционные строительные (ТУ 5953-019-04616815-2001) выпускаются в виде прямоугольных пластин. Применяют для изоляции строительных конструкций.
Все изделия из стекловолокна характеризуются низкой теплопроводностью, негорючестью, высокой био- и химической стойкостью, эластичностью, высокой упругостью и прочностью при сжатии и растяжении.
3.6. Художественное стекло в строительстве и архитектуре
Как известно, стеклу как уникальному материалу присуши специфические декоративные свойства: способность формироваться в любой самой сложной форме, воспринимать изумительные по чистоте, глубине и нежности цвета, передавать неподражаемую игру света, отливающую в граненых изделиях всеми цветами радуги (особенно в хрустальных стеклах), беспредельное разнообразие в переходах от кристальной прозрачности до полной заглушенности наподобие благородного камня. Эти замечательные художественные достоинства в соединении со свойствами долговечности были использованы народами всех времен для создания художественных памятников, отражающих особенности культуры различных исторических эпох.
368
Н.Н. Качалов утверждает, что «...применение стекла в области изобразительного искусства было его основным назначением на всем многовековом существовании стеклоизделия вплоть до начала XX века, когда ... стекло начинает широко использоваться для удовлетворения самых разнообразных ... потребностей человеческого общества».
Замечательные декоративные свойства стекла обусловили существование особой группы изделий, объединенной общим названием «художественное стекло». Наряду с художественной стеклянной посудой из стекла сюда можно отнести очень широкий ассортимент изделий, используемых в строительстве, архитектуре и скульптуре:
•	декоративные отделочные и облицовочные материалы и изделия — плитки и листовое стекло для стен, потолков и полов;
•	элементы декоративной отделки зданий — карнизы, доризы, детали колонн, вентиляционные решетки, балясины для перил и баллюстрад;
•	особенно эффективно применение цветных стекол в витражах;
•	очень большая группа изделий художественного стекла применяется в архитектурно-декоративном убранстве парадных интерьеров общественных зданий — барельефы, монументальные вазы и светильники-торшеры, бра и широкий ассортимент осветительных устройств как из обычного, так и хрустального стекла;
•	монументальная стеклянная скульптура;
•	художественная мозаичная живопись из стекла в архитектуре общественных зданий и сооружений.
В развитии художественного стекла и его практическом внедрении велика роль М.В. Ломоносова — основоположника научного стеклоизделия, много сил вложившего в разработку цветного стекла и его применение в мозаичной живописи, а также профессора, доктора технических наук Н.Н. Качалова и скульптора, народного художника СССР В.И. Мухиной.
Рассмотрим применение различных видов художественного стекла в архитектурно-декоративной отделке интерьеров общественных зданий, а также светильников, монументальной скульптуры, витражей, мозаичной живописи.
Художественно-декоративное стекло в архитектурной отделке внутренних интерьеров.
Изготовление из стекла различных архитектурных деталей и предметов убранства интерьеров культурных и общественных зданий,
369
особенно таких, как станции метро, театры, дворцы, храмы и т.п. — убедительный пример применения стекла в качестве отделочного декоративного материала в строительстве. Для этого может быть использовано как обычное стекло, так и хрустальное бесцветное и цветное. Такие детали из стекла и готовые изделия изготавливаются различными методами, применяемыми в стеклоделии, — горячим формованием, выдуванием, прессованием и даже обточкой на токарном станке.
Н.Н. Качалов приводит различные примеры применения таких изделий в качестве художественно-декоративных: монолитные балясины лестничных перил (рис.5), а также стеклянные колонны из хрусталя станции «Автово» Ленинградского метрополитена (рис.6), хрустальный фонтан павильона СССР на международной выставке 1939 г. в Нью-Йорке (рис.7).
Коллективом экспериментально художественного отдела 40 «Дятьковский хрусталь» (г. Дятьково Брянской области) в настоящее время разработан и изготовлен единственный в мире хрустальный иконостас весом более 3 т для храма-часовни «Неопалимая купина».
Большие возможности изготовления крупных архитектурных деталей из стекла представляет пескоструйной метод обработки, благодаря его высокой производительности и простоте. С помощью его, пользуясь трафаретами, можно выполнять на стекле глубокие рельефные рисунки, орнаменты (рис. 8).
К числу предметов, объединенных понятием «архитектурные элементы», можно причислить и крупную осветительную арматуру —
Рис. 5. Балясины лестничных перил
370
Рис. 6. Стеклянные колонны станции «Автово» Ленинградского метрополитена (архитекторы Е.А. Левинсон и А.А. Грушке)
светильники. Российские мастера стеклоделы всегда славились искусством создания настоящих шедевров — хрустальных люстр (рис. 9).
В России роскошные декоративно-парадные люстры украшают павильонный зал Эрмитажа (Санкт-Петербург), станции метро «Комсомольская», Большого театра и др. (г. Москва).
В настоящее время широкий ассортимент высокохудожественных светильников, люстр из хрусталя производит ОАО «Саратовстрой-стекло» (г. Саратов). В конструкциях различных светильников и люстр применяются изящная латунная фурнитура и высококачественный хрусталь, ограненный алмазными кругами, создающие чарующие световые эффекты.
Монументальная скульптура из декоративно-художественного стекла предназначена для украшения парадных интерьеров жилых и общественных зданий. При этом довольно трудоемко изготовление из стекла скульптуры больших размеров. Однако эта проблема решается путем исследований и многочисленных экспериментов учеными кафедры Ленинградского технологического института (ЛТИ) им. Ленсовета (ныне Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета) - СПГТИ (ТУ))
371
Рис. 7. Хрустальный фонтан для павильона СССР на Международной выставке 1939 г. в Нью-Йорке (художник И.М. Чайко и инженер Ф.С. Энтелис). Пестровский и Константиновский заводы
372
Рис. 8. Орнамент, выполненный при помощи трафарета пескоструйным методом. Высшее художественно-промышленное училище им. В.И. Мухиной
373
Рис. 9. Люстра. Конец XVII в.
под руководством профессора Н.Н. Качалова, скульптором, народным художником СССР В.И. Мухиной и работниками Ленинградского завода художественного стекла.
По специально разработанной технологии был выполнен ряд скульптурных работ по изготовлению бюстов А.С. Пушкина (рис. 10) Н.Н. Качалова, В.И. Мухиной и др. из художественного стекла.
К разновидностям монументального декоративного искусства из стекла относятся и витражи.
374
Рис. 10. Бюст А.С. Пушкина из стекла
Витражи (от фр. vitrage, от лат. vitrum - стекло) - картина, орна-метальная или сюжетная декоративная композиция из стекла или другого материала, пропускающего свет, заполняющая световые проемы, ниши и другие пространства общественных зданий и сооружений; вид монументально-декоративного искусства - живопись по стеклу.
Витражи выполняются, как правило, из разноцветного прозрачного стекла.
Витражи - один из видов архитектурных форм. Различные витражи с применением стекла по типу их изготовления можно разделить на 4 основные группы:
•	паечные витражи из листового стекла на гибкой металлической основе;
•	витражи из объемных многослойных стекол на бетонной основе;
•	витражи из листового крупноразмерного стекла в качестве основы для нанесения художественного изображения;
•	смешанные витражи.
Классический пример - витраж на свинцовой пайке, в котором по заданному рисунку располагают куски цветного стекла разной формы. По торцам стекла огибают свинцовым профилем, который в отдельных местах сваривают, превращая разрозненные куски стекла в плоский лист — цветную картину.
375
Прозрачные листы стекла превращают в витражи путем нанесения матового рисунка абразивными инструментами или с помощью химического травления. Применяя серебряные и медные пасты, превращают бесцветное листовое стекло в цветной витраж. Для этого слои паст наносят по заданному рисунку на поверхность стекла. При нагревании до 550...600°С ионы серебра и меди диффундируют из паст в поверхностный слой стекла, окрашивая его в цвета: желтый (серебряная паста) или светло-желтый, черный и красный (медная паста). Окраска зависит от газовой среды, в которой производят термическую обработку.
На листы бесцветного стекла можно также наносить рисунки из цветных порошков или аппликации из кусков цветного стекла, которые закрепляют нагреванием или устойчивыми органическими клеями. Из цветного накладного стекла получают витражи обработкой цветного слоя по наклеенным на него трафаретам, пескоструйным аппаратом, абразивными инструментами или травлением фтористыми растворами.
Высокохудожественные витражи, относящиеся к живописным, выполненные при помощи специального карандаша пескоструйной обработкой и полирования стекла, были изготовлены художниками Ленинградского филиала Академии архитектуры СССР и технологами кафедры стекла ЛТИ имени Ленсовета (СПГТИ (ТУ)).
Пример удачного применения витража в декоративном оформлении огромного пространства общественного сооружения - витраж станции метро «Новослободская» (г. Москва).
Мозаичная живопись из смальты в декорировании парадных сооружений.
Смальта — цветное непрозрачное стекло в виде небольших (1...2 см2) кубиков и пластинок, применяемое для мозаичных работ. Смальту получают отливкой или прессованием из окрашенного при варке глушеного стекла, а также прессованием в горячем состоянии 2 слоев с прокладкой между ними тонкой цветной фольги. Смальты — по составу обычные силикатные непрозрачные цветные стекла, отличающиеся широкой гаммой цветов. В мозаической мастерской Академии художеств СССР хранилось 15 тыс. сортов смальты различных цветов, а в Риме, в «панской» мастерской, — до 25 тыс.).
В России впервые смальты выплавлялись М.В. Ломоносовым на Усть-Рудницкой стекольной фабрике. Им же в 1751 г. был раскрыт секрет изготовления золотого рубина, утраченного после смерти Кункеля — его первооткрывателя.
376
Мозаика широко использовалась в декоративном оформлении римских церквей в XII в., в изображении святых, в религиозных картинах в храмах и достигла своего расцвета в Византийской империи.
М.В. Ломоносов возродил это древнее искусство и широко использовал смальты в живописном искусстве. Всем известны его картины «Полтавская битва», «Петр I» (рис. 11) и др.
Мозаичная живопись на основе смальт была широко использована в строительстве станций метрополитена в Москве, в частности, кольцевой линии. Ярким примером является станция «Комсомольская», которая празднично-торжественно украшена огромными мозаичными панно «Александр Невский», «Победа» и др.
Рис. 11. Портрет Петра I, выполненный в технике смальты
Литература
1.	Горбатенко В.Е. и др. Методы и средства исследований и контроля в стеклоэмалировании: Уч. пособие для вузов. — Новочеркасск: НГТУ, 1995. — 170 с.
2.	Качалов Н.Н. Стекло. — М.: Изд-во АН ССР, 1959. — 465 с.
3.	Поляк В.В. и др. Технология строительного технического стекла шлако-ситаллов: Учебник для техникумов. — М.: Стройиздат, 1983. — 432 с.
4.	Рождение шедевра в Дятьково И Стекло мира. 2002. № 2.
5.	Советский энциклопедический словарь/ Гл. ред. А.М. Прохоров. — М.: Советская энциклопедия, 1984. — 1600 с.
6.	Соловьев С.П., Динеева Ю.М. Стекло в архитектуре. — М.: Стройиздат, 1981. — 191с.
7.	Химическая технология стекла и ситаллов: Учебник для вузов/Под ред. Н.М. Павлушкина — М.: Стройиздат, 1983. — 432 с.
Битумные материалы
1. Классификация и область применения битумов, стандартные требования к ним
1.1. Битумы нефтяные дорожные вязкие
Нефтяные дорожные битумы делятся на вязкие и жидкие. Вязкие битумы различаются: БНД (битумы нефтяные дорожные) и БН (битумы нефтяные).
Вязкие нефтяные дорожные битумы вырабатывают пяти марок: БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БНД 130/200, БНД 130/200; нефтяные (БН) - четырех марок: БН 60/90, БН 90/130, БН 130/200, БН 200/300 (табл. 1).
Буквы БНД означают «битум нефтяной дорожный», цифры-дроби 40/60, 60/90 и т.д. указывают на допустимые для марки пределы показателей глубины проникания стандартной иглы при 25 °C, косвенно характеризующие вязкость битума. Битумы марок БНД отличаются хорошим сцеплением с каменными материалами и имеют достаточно высокую пластичность при отрицательных температурах, стойки к климатическим воздействиям. Технические условия на вязкие нефтяные битумы нормированы ГОСТ 22245—90.
Вязкие нефтяные дорожные битумы применяют для приготовления горячих, теплых и холодных асфальтобетонных смесей, для поверхностной обработки, пропитки, а также для разжижения с целью получения жидких битумов, применяемых для приготовления хо-378
лодного асфальтобетона, поверхностной обработки и для смешения на дороге и т.п.
Вязкие битумы относятся к той или иной марке на основании трех основных показателей: глубины проникания иглы, температуры размягчения и растяжимости. Глубина проникания иглы и растяжимость нормируются при двух температурах: 25 °C и О °C. По физико-механическим показателям вязкие битумы должны соответствовать требованиям и нормам, указанным в табл. 1.
В табл. 2 показано определение индексов пенетрации битумов по глубине проникания иглы при 25 °C и температуре размягчения.
При промежуточных значениях глубины проникания иглы при 25 °C индекс пенетрации определяют интерполяцией или по формуле
И.П. = —------10,
1 + 50Л
,	2,9031-logn
где А =---------——-,
Т-25
где П — глубина проникания иглы при 25 °C, 0,1 мм;
Т — температура размягчения, °C.
Температуру хрупкости битумов марок БН допускается определять по номограмме (рис. 1).
Область применения битумов в дорожном строительстве должна соответствовать рекомендациям, приведенным в табл. 3.
Вязкие дорожные нефтяные битумы являются горючими веществами с минимальной температурой воспламенения 368 °C. Предельно допустимая концентрация паров углеводородов битумов в воздухе рабочей зоны составляет 300 мг/м3.
По степени воздействия на организм, битумы являются малоопасными веществами и относятся к 4-му классу опасности.
При работе с битумом помещение должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией и должны применяться средства индивидуальной защиты. При загорании небольших количеств битума его следует тушить песком, кошмой или пенным огнетушителем, развившийся пожар следует тушить пенной струей.
Отходы производства битума (газы окисления) обезвреживаются • сжиганием в печи дожита.
379
1) цифры на прмых — глубина проникания иглы при 25°С;
2) при , равном или большем 0,27, его значение необходимо брать с по-Пи
правкой по графику (а).
Рис. 1. Номограмма для определения температуры хрупкости дорожных битумов марок БН
380
Т аблица 1
Технические требования к битумам нефтяным дорожным (БНД) н битумам нефтяным (БН)
№ п/п	Наименование показателей	БНД 200/300	БНД 130/200	БНД 90/130	БНД 60/90	БНД 40/60	БН 200/300	БН 130/300	БН 90/130	БН 60/90	Метод испытаний
1	Глубина проникания иглы, °C, не менее: при 25 °C при 0 °C	201—300 45	131—200 35	91 — 130 28	61—90 20	40—60 13	201—300 24	131—200 18	91 — 130 15	60—90 10	по ГОСТ 11501
2	Температура размягчения по КиШ, °C, не ниже	35	40	43	47	51	33	38	41	45	по ГОСТ 11506
3	Растяжимость, при 0 °C см, не ниже:	20	70 6	65 4	55 3,5	45	---	80	80	70	по ГОСТ 11505
4	Т емпература хрупкости, °C, не выше	-	20	-18	-17	-15	-12	— 14	-12	-10	-6	по ГОСТ 11507 с допол. по п. 3.2
5	Температура вспышки, °C, не ниже	200	220	230	230	230	220	230	240	240	по ГОСТ 4333
6	Изменение температуры размягчения после прогрева, °C, не более	7	6	5	5	5	8	7	6	6	по ГОСТ 18180, 11506, ДОПОЛИ. ПО II. 3.3
7	Индекс пенетра-ции	от —1,0 до +1,0				от -1,5 до + 1,0					по прил. к ГОСТ 22245-90
8	Массовая доля водорастворимых соединений, %, не более	0,20	0,20	0,30	0,30	0,30					по ГОСТ 11510
382
Таблица 2
Таблица определения индексов пенетрации битума
Температура размягчения, °C	Глубина проникания иглы при 25 °C																	
	300	295	290	285	280	275	270	265	260	255	250	245	240	235	230	225	220	215
32	2,6	2,7	2,8	-2,9	-3,1	—		-—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	
33	-1,8	-1,9	-2,0	-2,1	-2,2	-2,3	-2,4	-2,5	-2,6	-2,7	-2,8	-2,9	-3,0	—	—	—	—	
34	-1,1	-1,2	-1,3	-1,4	-1,5	-1,6	-1,7	-1,8	-1,9	-2,0	-2,1	-2,2	-2,3	-2,4	-2,5	”2,6	-2,7	-2,8
35	0,4	0,5	-0,6	-0,7	—0,8	-1,0	-1,1	-1,2	“1,3	-1,4	-1,5	”1,6	-1,7	-1,8	-1,9	-2,0	-2,1	-2,2
36	+0,2	+0,1	0,0	-0,1	-0,2	-0,3	-0,4	-0,6	-0,7	-0,8	-0,9	-1,0	-1,1	-1,2	-1,3	-1,4	-1,5	-1,6
37	+0,8	+0,7	+0,6	+0,5	+0,3	+0,2	+0,1	0,0	-0,1	-0,2	-0,3	-0,4	-0,6	—0,7	-0,8	—0,9	-1,0	-1,1
38	+ 1,4	+1,2	+1,1	+ 1,0	+0,9	+0,8	+0,6	+0,5	+0,4	+0,3	+0,2	+0,1	0,0	—0,2	-0,3	—0,4	-0,5	—0,6
39	+2,0	+ 1,8	+ 1,7	+ 1,5	+ 1,4	+ 1,3	+ 1,2	+1,1	+0,9	+0,8	+0,7	+0,6	+0,5	+0,3	+0,2	+0,1	0,0	-0,1
40	+2,4	+2,3	+2,2	+2,1	+1,9	+ 1,8	+ 1,7	+1,5	+1,4	+ 1,3	+ 1,2	+ 1,1	+ 1,0	+0,8	+0,7	+0,6	+0,5	+0,3
41	+2,9	+2,8	+2,6	+2,5	+2,4	+2,3	+2,2	+2,0	+ 1,9	+ 1,8	+1,6	+1,5	+ 1,4	+ 1,3	+0,2	+1,0	+0,9	+0,8
42	—	—	—	+2,9	+2,8	+2,7	+2,6	+2,5	+2,3	+2,2	+2,1	+2,0	+ 1,8	+1,7	+ 1,6	+1,5	+ 1,3	+1,2
43	—	—	—	—	—	—	—	+2,9	+2,7	+2,6	+2,5	+2,4	+2,3	+2,1	+2,0	+1,9	+ 1,7	+ 1,6
44	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	+2,9	+2,8	+2,6	+2,5	+2,4	+2,2	+2,1	+2,0
45	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	+2,9	+2,8	+2,6	+2,5	+2,4
46	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	+2,8	+2,7
Продолжение табл.2
Температура размягчения, °C	Глубина проникания иглы при 25 °C																	
	210	205	200	195	190	185	180	175	170	165	160	155	150	145	140	135	130	125
35	2,3	-2,4	-2,5	-2,6	—		—	—	—	—	—	—	—	—	—	_—	—	—
36	-1,8	-1,9	-2,0	2,1	-2,2	-2,3	-2,4	-2,5	-2,6	—	—	—	—	—	—	—	—	—
37	-1,2	-1,3	-1,4	-1,5	-1,7	-1,8	-1,9	-2,0	-2,1	.-2,2	-2,3	-2,4	—		—	—	—	—
38	0,7	-0,8	-1,0	-1,1	-1,2	-1,3	-1,4	-1,5	-1,6	-1,7	-1,9	-2,0	-2,1	-2,2	-2,3	-2,4	—	—
39	-0,2	-0,4	-0,5	-0,6	-0,7	-0,8	-0,9	-1,1	-1,2	-1,3	-1,4	-1,5	-1,7	-1,8	-1,9	-2,0	-2,1	-2,3
40	+0,2	+0,1	0,0	-0,1	-0,3	-0,4	-0,5	-0,6	-0,7	-0,9	-1,0	-1,1	-1,2	-1,4	-1,5	-1,6	-1,7	-1,9
41	+0,6	+0,5	+0,4	+0,3	+0,2	0,0	-0,1	-0,2	-о,3	-0,4	-0,6	-0,7	-0,8	-1,0	-1,1	-1,2	-1,3	-1,5
42	+ U	+0,9	+0,8	+0,7	+0,6	+0,5	+0,3	+0,2	+0,1	-0,1	-0,2	-о,з	-0,4	-0,6	-0,7	-0,8	-1,0	-1,1
43	+ 1,5	+ 1,4	+ 1,2	+ 1,1	+ 1,0	+0,8	+0,7	+0,6	+0,5	+0,3	+0,2	+0,1	-0,1	-0,2	-0,3	-0,5	-0,6	-0,7
44	+ 1,9	+ 1,7	+ 1,6	+ 1,5	+ 1,4	+ 1,2	+ 1,1	+0,9	+0,8	+0,7	+0,6	+0,4	+0,3	+0,2	0,0	-0,1	-0,3	-0,4
45	+2,3	+2,1	+2,0	+ 1,9	+ 1,7	+ 1,6	+ 1,5	+ 1,3	+ 1,2	+ 1,1	+0,9	+0,8	+0,6	+0,5	+0,4	+0,2	+0,1	-0,1
46	+2,6	+2,5	+2,4	+2,2	+2,1	+2,0	+ 1,8	+ 1,7	+ 1,5	+ 1,4	+ 1,2	+ 1,1	+ 1,0	+0,8	+0,7	+0,6	+0,4	+0,3
47	—	+2,8	+2,7	+2,6	+2,4	+2,3	+2,2	+2,0	+ 1,9	+ 1,7	+ 1,6	+ 1,5	+ 1,3	+ 1,2	+ 1,0	+0,9	+0,8	+0,6
48	—	—	—	—	+2,7	+2,6	+2,5	+2,3	+2,2	+2,0	+ 1,9	+ 1,8	+ 1,6	+ 1,5	+ 1,3	+ 1,2	+ 1,0	+0,9
49	—	—	—	—	—	—	+2,8	+2,6	+2,5	+2,3	+2,2	+2,0	+ 1,9	+ 1,8	+ 1,6	+ 1,5	+ 1,3	+ 1,2
50	—		—	—	—	—	—	—	+2,8	+2,7	+2,5	+2,3	+2,2	+2,1	+2,0	+ 1,8	+ 1,6	+ 1,5
51	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	+2,8	+2,7	+2,5	+2,3	+2,2	+2,1	+ 1,9	+ 1,8
52	—	—	—.	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	+2,7	+2,5	+2,4	+2,2	+2,1
Окончание табл..2
384
Температура размягчения, °C	Глубина проникания иглы при 25 °C																
	120	115	110	105	100	95	90	85	80	75	70	65	60	55	50	45	40
39	2.4	—	—		—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	-—	—	—
40	2,0	-2,1	-2,2	-2,4	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
41	-1,6	-1,7	-1,8	-2,0	-2,1	-2,3	—	—	-—	—	—	—	—	—	—	—	—-
42	-1,2	-14	-1,5	-1,6	-1,8	-1,9	-2,1	-2,2	—	—	-—	—	—	—	—	—-	—
43	-0,9	-1,0	-1,1	-1,3	-1,4	-1,6	-1,7	-1,9	-2,1	-2,2	—	—	—	—	—	—	—
44	-0,5	-0,7	-0,8	-1,0	-1,1	-1,3	-1,4	-1,6	-1,7	-1,9	-2,1	—	—	—	—	—	—
45	-0,2	-0,3	-0,4	-0,6	-0,8	-1,0	-1,1	-1,2	-1,4	-1,6	-1,8	-2,0	-2,1	—	--—	—	—
46	+0,1	0,0	-0,1	-0,3	-0,5	-0,6	-0,8	-1,0	-1,1	-1,3	-1,5	-1,7	-1,8	-2,0	—	—	—
47	+0,5	+0,3	+0,2	0,0	-0,2	-0,3	-0,5	-0,6	-0,8	-1,0	-1,2	-1,4	-1,6	-1,8	-2,0	—	—
48	+0,8	+0,6	+0,5	+0,3	+0,1	0,0	-0,2	-0,4	-0,5	-0,7	-0,9	-1,1	-1,3	-1,5	-1,7	-1,9	—
49	+ 1,0	+0,9	+0,8	+0,6	+0,4	+0,2	0,0	—0,1	-0,3	-0,4	-0,6	-0,8	-1,0	-1,2	-1,4	-1,7	-1,9
50	+ 1,3	+ 1,2	+ 1,1	+0,9	+0,7	+0,5	+0,3	+0,2	0,0	-0,2	-0,4	-0,6	-0,8	-1,0	-1,2	-1,4	-1,7
51	+ 1,7	+ 1,5	+ 1,4	+ 1,1	+ 1,0	+0,8	+0,6	+0,5	+0,3	+0,1	41,1	-о,3	-0,5	-0,7	-0,9	-1,2	-1,4
52	+ 1,9	+ 1,7	+ 1,6	+ 1,4	+ 1,2	+ 1,0	+0,9	+0,7	+0,5	+0,3	+0,1	-0,1	-0,2	-0,5	-0,7	-1,0	-1,2
53	-—	—	—	+ 1,7	+ 1,5	+ 1,3	+ 1,2	+ 1,0	+0,8	+0,6	+0,4	+0,2	0,0	-0,3	-0,5	-0,7	-0,9
54	—	—	—	—	—	+ 1,5	+ 1,4	+ 1,2	+ 1,0	+0,8	+0,6	+0,4	+0,2	0,0	-0,2	-0,5	-0,7
55	—	—	—	—	—	—	—	+ 1,5	+ 1,2	+ 1,1	+0,9	+0,6	+0,4	+0,2	0,0	-0,3	-0,5
56	—	—	_—	—	—	—	—	-—	+ 1,5	+ 1,3	+ 1,1	+0,9	+0,7	+0,4	+0,2	-0,1	-0,3
57	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	+ 1,3	+ 1,1	+0,9	+0,6	+0,4	+0,2	-0,1
58	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	+ 1,3	+ 1,1	+0,9	+0,6	+0,4	+0,1
59	—	—	—	—	—	—	-—	—	-—	—	—	+ 1,5	+ 1,3	+ 1,1	+0,8	+0,6	+0,3
60	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	+ 1,7	+ 1,5	+ 1,3	+ 1,0	+0,8	+0,5
Таблица 3
Область применения битумов в дорожном строительстве
Дорожноклиматическая зона	Среднемесячные температуры наиболее холодного времени года, °C	Марка битума
г	не выше -20	БНД 90/130, БНД,130/200, БНД 200/300
II и III	от -10 до -20	БНД 60/90, БНД 90/130, БНД 130/200, БНД 200/300
II, III, IV	от-5 до -10	БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БНД 130/200, БН 90/130, БН 130/200, БН 200/300
IV и V	не ниже +5	БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БН 60/90,БН 90/130
Гарантийный срок хранения битумов — один год со дня изготовления.
Важными показателями битумов марок БНД являются показатель сцепления и температура хрупкости. К сожалению, показатель сцепления, характеризующий адгезионные свойства битума к кислым и основным породам в существующем ГОСТе не нашел отражения, что безусловно является его недостатком.
Если имеющиеся битумы не удовлетворяют необходимым требованиям, следует подобрать состав битумных смесей из нефтяных битумов двух различных марок или смесей нефтяных битумов с природными. Чаще всего битумы улучшают добавлением модифицирующих добавок, типа ПАВ и т.п.
Улучшенные битумы и их смеси, свойства которых оптимизированы специальной химической обработкой и добавлением пластификаторов, применяют главным образом для устройства верхних слоев покрытий с целью обеспечения повышенной теплоустойчивости и динамической прочности.
До выхода в свет ГОСТ 22245—90 на битумы нефтяные дорожные вязкие требования к дорожным битумам нормировал ГОСТ 11954, который включал в себя требования на битумы марок БНД и БН.
Разработчики этого ГОСТ ориентировались при его составлении на окисленные битумы III структурного типа по классификации А.С. Колбановской. Этот тип битумов, как отмечалось в первой главе, отличается промежуточными свойствами от битумов I и II типов, т.е. вбирает в себя как преимущества, так и недостатки битумов крайних структурных типов. Битумы марок БНД обладают более широ-
13 Строительные материалы
385
кими интервалами пластичности по отношению к битумам марок БН, но имеют меньшую растяжимость.
В отношении остаточных битумов марок БН некоторые источники ставят под сомнение рекомендуемую их область применения и считают, что эти битумы должны быть исключены из существующего ГОСТ на вязкие дорожные битумы. Однако такая точка зрения вызывает очень веские возражения и несогласие, которые хорошо обоснованы Г.Н. Кирюхиным. Автор отмечает, что в большинстве развитых стран в дорожном строительстве остаточные битумы, которые относятся ко II структурному типу, широко применяются в дорожном строительстве. Эти битумы отличаются высокими показателями растяжимости, но при этом они характеризуются узкими интервалами пластичности (разностью между температурой размягчения и температурой хрупкости). В отечественных и зарубежных публикациях отмечается большая устойчивость битумов II структурного типа («золь») к старению по сравнению с битумами Ш типа («золь-гель») и тем более I типа («гель»),
1.2. Кровельные битумы. Марки и технические требования
Кровельные битумы применяют для изготовления кровельных и гидроизоляционных материалов марок по ГОСТ 9548:
БНК 40/180 — пропиточные;
БНК 45/190 — для пропитки и получения покровного битума;
БНК 90/30 — для покровного слоя.
Числитель дроби в марке битума указывает на среднее значение показателя температуры размягчения в °C; знаменатель — среднее значение пенетрации при 25 °C.
Марки кровельных битумов получают:
БНК 40/180 — окислением остатков атмосферно-вакуумной перегонки нефтей;
БНК 45/190 — окислением сырья для производства кровельных битумов по нормативно-технической документации;
БНК 90/30 — окислением битума марки БНК 45/190 или сырья производства покровных кровельных битумов по нормативно-технической документации.
По физико-химическим показателям кровельные нефтяные битумы должны соответствовать требованиям и нормам, указанным в табл. 4. Для определения индекса пенетрации можно пользоваться табл. 2.
386
Таблица 4
Технические требования к битумам нефтяным кровельным БНК ГОСТ 9548
№	Наименование показателей	Норма для марки			Метод испытания
		БНК 40/180	БНК 45/190	БНК 90/30	
1	Глубина проникания иглы, 0,1 мм при 25 °C	160—210	160—220	25—35	гост 11501
2	Температура размягчения, по кольцу и шару, °C	37-44	40—50	80—95	ГОСТ 11506
3	Температура хрупкости, °C, не выше	—	—	-10	ГОСТ 11507
4	Растворимость в толуоле или хлороформе, %, не менее	99,50	99,50	99,50	ГОСТ 20739
5	Изменение массы после прогрева, %, не более	0,80	80,0	0,50	ГОСТ 18180
6	Глубина проникания иглы в остатке после прогрева, % от первоначального значения, не менее	60	60	70	ГОСТ 11501
7	Температура вспышки, °C, не ниже		240		ГОСТ 4333
8	Массовая доля воды, %, не более		следы		ГОСТ 2477
9	Массовая доля парафина, %, не более	—	5,0			ГОСТ 17789
10	Индекс пенетрации	от 1,0 до 2,5	—	—	ГОСТ 9548
Примечание. Для битума из смеси нефтей, содержащих более 50% западносибирских, индексы пенетрации должны быть от 0 до 2,5.
Пробы кровельного нефтяного битума отбирают по ГОСТ 2517— 85. Масса объединенной пробы битума каждой марки — 0,5 кг.
Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение нефтяных битумов по ГОСТ 1510—84. Допускается транспортирование покровных битумов в автоцистернах и бункерах-полувагонах.
Гарантии изготовителя. Изготовитель гарантирует соответствие кровельных нефтяных битумов требованиям настоящего стандарта. Гарантийный срок хранения кровельных нефтяных битумов — один год со дня изготовления.
Требования безопасности. Нефтяные кровельные битумы являются горючими веществами с температурой вспышки 240—300 °C. Минимальная температура самовоспламенения 300 °C.
Нефтяные битумы являются малоопасными веществами и по сте
387
пени воздействия на организм человека относятся в 4 классу опасности по ГОСТ 12.1.007.
Предельно допустимая концентрация паров углеводородов битумов в воздухе рабочей зоны 300 мг/м3 в соответствии с ГОСТ 12.1.005—88. Содержание углеводородов в воздушной среде определяют хроматографическим методом с помощью универсального газоанализатора типа УГ-2.
Пары расплавленного битума раздражают слизистую оболочку верхних дыхательных путей.
При работе с битумами следует применять индивидуальные средства защиты согласно типовым отраслевым нормам, утвержденным в установленном порядке.
При попадании разогретого битума на открытые участки кожи ее необходимо охладить под струей воды, снять битум и оказать помощь как при ожогах.
Таблица 5
Таблица соответствия обозначения марок кровельных нефтяных битумов
ГОСТ 9548-74	ГОСТ 9548 (старый)
БНК 40/180	БНК-2
БНК 45/190	—
БНК 90/40	—
БНК 90/30	БНК-5
Помещение, в котором производится работа с битумом, должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией.
При возгорании небольших количеств битум необходимо тушить песком, кошмой или пенным огнетушителем. Развившиеся пожары тушат пенной струей.
Отходы производства битумов — газы окисления следует утилизировать, сжигая в печи «дожига». В табл. 5 приводятся обозначения марок кровельных нефтяных битумов в сравнении с устаревшими обозначениями.
1.3. Строительные битумы
Битумы нефтяные строительные получают окислением остаточных продуктов прямой перегонки нефти и их смесей с асфальтами и экстрактами масляного производства. Иногда строительные битумы получают компаундированием (смешением) окисленных и неокис-
388
ленных указанных продуктов. Строительные нефтяные битумы изготавливаются в соответствии с требованиями ГОСТ 6617. Строительные нефтяные битумы выпускают следующих марок: БН 50/50, БН 70/30, БН 90/10. По физико-механическим показателям строительные нефтяные битумы должны соответствовать требованиям и нормам, указанным в табл. 6.
Таблица 6
Технические характеристики строительных битумов ГОСТ 6617
№ п/п	Наименование показателей	Норма для марки			Метод, испытания
		БН 50/50 ОКП 02 5621 0400	БН 70/30 ОКП 02 5621 0500	БН 90/10 ОКП 02 5621 0600	
1	Глубина проникания иглы при 25 °C, 0,1 мм	41—60	21-40	5—20	гост 11501
2	Температура размягчения, по кольцу и шару, °C	50—60	70—80	90—105	ГОСТ 11506
3	Растяжимость при 25 °C, см, не менее	40,0	3,0	1,0	ГОСТ 11505
4	Растворимость, не менее	99,5	99,5	99,5	ГОСТ 20739
5	Изменение массы после прогрева, %, не более	0,5	0,5	0,5	ГОСТ 18180
6	Температура вспышки 0 °C, не ниже	230	240	240	ГОСТ 4333
7	Массовая доля воды	следы			ГОСТ 2477
Пробы строительных нефтяных битумов отбирают по ГОСТ 2517—85. Для объединенной пробы каждой марки битума должно быть 0,5 кг.
Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение производится по ГОСТ 1510—84 со следующими дополнениями:
—	строительные битумы марки БН 50/50 упаковывают и транспортируют по ГОСТ 22245—90;
—	строительные битумы марок БН 70/30 и БН 90/10 упаковывают в стальные бочки по ГОСТ 13950—84; деревянные бочки по ГОСТ 8777—80; стальные барабаны по ГОСТ 18896—73 или ГОСТ 5044—79; фанерные барабаны по ГОСТ 9338—80 или картонные навивные — по ГОСТ 17065—77; в 4—5-слойные бумажные мешки массой до 250 кг, изготавливаемые по документации, утвержденной в установленном порядке, из мешочной бумаги по ГОСТ 2228—81;
389
—	строительные битумы марок БН 70/30 и БН 90/10 транспортируют в вагонах и полувагонах (БН 70/30 с 1 октября по 1 апреля), на платформах и автомашинах. Мешки с битумом устанавливают в вертикальном положении открытой частью вверх;
—	по согласованию с потребителем допускается транспортирование строительных битумов марок БН 70/30 и БН 90/10 в бункерных полувагонах и на расстояние до 500 км в автобитумовозах;
—	строительные битумы марок БН 70/30 и БН 90/10, предназначенные для розничной торговли, массой до 12 кг упаковывают в барабаны и бумажные пакеты по нормативно-технической документации;
—	допускается по согласованию с потребителем транспортировать строительные битумы в пакетированном виде по ГОСТ 21929;
—	при упаковывании и транспортировании строительных битумов должных соблюдаться правила безопасности для продукции нефтеперерабатывающей промышленности по документации, утвержденной в установленном порядке. В табл. 7 приводятся обозначения марок строительных нефтяных битумов в сравнении с устаревшими обозначениями.
Таблица 7
Таблица соответствия обозначения марок строительных нефтяных битумов
ГОСТ 6617-76	ГОСТ 6617 (старый)
БН 70/30	БН-IV
БН 90/10	БН-V
БН 50/50	—
—	БН-VK
1.4.	Изоляционные битумы. Марки и технические требования
Битумы нефтяные изоляционные марок: БНИ-1У-3, БНИ-IV и БНИ-V применяются для изоляции трубопроводов от грунтовой коррозии. Технические характеристики этих битумов приведены в табл. 8. Получают изоляционные битумы окислением остаточных продуктов прямой перегонки нефти или их смесей с асфальтенами и экстрактами масляного производства, применение продуктов крекинга не допускается.
Пробы изоляционных нефтяных битумов отбирают по ГОСТ 2517—85. Для объединенной пробы берут по 1 кг битума каждой марки.
390
Определение водонасыщаемости
Аппаратура и реактивы: шкаф сушильный; сито с металлической сеткой №7; кольцо металлическое с внутренним диаметром 40 мм и высотой 3 мм; пластинка металлическая или стеклянная, полированная; нож для срезания битума; тальк по ГОСТ 19729; глицерин по ГОСТ 6823; декстрин по ГОСТ 6034; бумага фильтровальная по ГОСТ 12026; вода дистиллированная по ГОСТ 6709; весы лабораторные 1-го или 2-го класса точности с погрешностью взвешивания не более 0,0002 г.
Подготовка к испытанию
Перед испытанием образец битума нагревают до жидкого состояния, но не выше 180 °C, процеживают через сито и тщательно перемешивают для полного удаления пузырьков воздуха.
Проведение испытания
Подготовленный образец битума заливают в кольцо, предварительно смазанное внутри смесью декстрина с глицерином (1:3) или талька с глицерином (1:3), охлаждают в течение 30 мин при комнатной температуре, срезают избыток битума горячим ножом. Затем битум вынимают из кольца, промывают водой, просушивают между листами фильтровальной бумаги и выдерживают 4 ч при комнатной температуре. Затвердевший образец битума взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г и помещают в сосуд с дистиллированной водой, где выдерживают при комнатной температуре в течение 24 ч. Затем битум вынимают, просушивают между листами фильтровальной бумаги и еще 10—20 мин на воздухе до удаления видимой влаги. Просушенный битум взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г.
За величину водонасыщаемости битума принимают среднее арифметическое значение трех определений.
Обработка результатов
Водонасыщаемость битума (X) в процентах вычислят по формуле:
(т - mj  100
где т — масса насыщенного водой образца битума, г; mj — масса битума до насыщения водой, г.
391
Допускаемые расхождения между результатами параллельных определений не должны превышать 0,01 %.
Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение изоляционных битумов — по ГОСТ 1510 со следующим дополнением: битумы упаковывают в стальные бочки (ГОСТ 13950—84) с узкой или широкой горловиной или со съемным днищем, деревянные бочки (ГОСТ 8777-80), стальные (ГОСТ 18896-73 или ГОСТ 5044-79) или фанерные (ГОСТ 9338—80) барабаны, или в тару изготовителя, согласованную с потребителем, а также транспортируют битумы по трубопроводам.
Таблица 8
Технические характеристики изоляционных нефтяных битумов ГОСТ 9812 [51]
№ п/п	Наименование показателей	Норма для марки			Метод испытания
		БНИ-ГУ-З ОКП 02 5631 0102	БНИ-IV ОКП 02 5631 0101	БНИ-V ОКП 02 5631 0103	
1	Температура размягчения,0 С	65-75	75-85	90-100	гост 11506
2	Глубина проникания иглы, 0,1 мм при 25 °C при 0 °C, не меиее	30-50 15	25-40 12	20-40 9	ГОСТ 11501
3	Температура вспышки, 0 °C, не ниже	250	250	240	ГОСТ 4333
4	Растяжимость при 25 °C, см, не менее	4	3	2	ГОСТ 11505
5	Массовая доля водорастворимых соединений, %, не более	0,2	0,2	0,2	ГОСТ 11510
6	Изменение массы после прогрева, %, не более	0,5	0,5	0,5	ГОСТ 18180
7	Массовая доля парафина, %, не более	4	—	—	ГОСТ 17789
8	Содержание воды	следы			ГОСТ 2477
9	Водонасыщаемость за 24 ч, %, не более	о,1	0,1	0,1	ГОСТ 9812
По согласованию с потребителем разрешается отгрузка изоляционных нефтяных битумов в бункерных полувагонах или автоцистер
392
нах. Гарантийный срок хранения изоляционных нефтяных битумов — один год со дня изготовления. По истечении гарантийного срока хранения перед применением изоляционные нефтяные битумы должны быть проверены на соответствие требованиям настоящего стандарта.
1.5.	Специальные нефтяные битумы
Специальные битумы нефтяные марок Б, В, Г получают окислением тяжелых остатков атмосферно-вакуумной перегонки высокосмолистых нефтей и применяют в основном в лакокрасочной промышленности. Они имеют черный цвет, твердые, температура размягчения их от 100 до 135 °C, глубина проникания иглы при 25 °C не более 5... 10, температура вспышки не ниже 240...260 °C, в зависимости от марки. Специальные битумы растворяются в льняном масле, смесь битума с льняным маслом должна полностью растворяться в уайт-спирите. Условная вязкость смеси битума с льняным маслом в уайт-спирите при 50 °C не более 18 условных градусов.
1.6.	Жидкие нефтяные дорожные битумы
Жидкие нефтяные дорожные битумы, имеющие жидкотекучее состояние при положительных температурах, используются в качестве вяжущего материала в асфальтобетонных смесях, применяемых как в холодном (с температурой 15...20 °C), так и теплом, подогретом до температуры около 100 °C состояниях. Жидкие битумы получают преимущественно путем компаундирования вязкого битума с разжижителем. Такие битумы часто называют разжиженными. Иногда жидкие битумы получают в виде остатка от переработки нефти. Свойства разжиженных битумов в большей степени определяются свойствами используемых разжижителей. Со временем жидкие битумы загустевают за счет испарения летучих фракций, окисления и других процессов. Важнейшие свойства жидких битумов: вязкость, скорость загустевания и свойства остатка после испарения летучих фракций, адгезия, температура вспышки, погодоустойчивость и др. Одним важнейшим признаком разжижения битумов является скорость формирования их структуры, которой определяется и скорость формирования покрытий. В зависимости от скорости испарения легких фракций разжижения и скорости загустения (формирования структуры) жидкие битумы подразделя
393
ются на два класса: 1) среднегустеющие (СГ) — густеющие со средней скоростью и получаемые разжижением вязких дорожных битумов жидкими нефтепродуктами; 2) медленногустеющие (МГ) и марки МГО, получаемые из остаточных или частично окисленных нефтепродуктов или их смесей. Класс битума устанавливается по количеству испарившегося разжижителя при выдерживании образца битума в термостате при определенной температуре или вакуум-термостате.
В зависимости от класса и вязкости, жидкие битумы имеют марки: СГ 40/70, СГ 70/130, СГ 130/200;
МГ 40/70, МГ 70/130, МГ 130/200;
МГО 40/70, МГО 70/130, МГО 130/200.
Цифры в индексах марок битумов означают пределы условной вязкости по вискозиметру с отверстием 5 мм при 60 °C, в секундах. Битумы классов МГ и СГ до последнего времени практически не выпускаются в нашей стране, хотя ГОСТ 11955 предусматривает такие битумы. Жидкие битумы должны изготовляться в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ 11955 (табл. 9).
Густеющие со средней скоростью жидкие битумы (СГ) предназначаются для строительства капитальных и облегченных дорожных покрытий, а также для устройства их оснований во всех дорожноклиматических зонах страны. Медленногустеющие (МГ и МГО) предназначаются для получения холодного асфальтобетона, а также для строительства дорожных покрытий облегченного типа и оснований во II-V дорожно-климатических зонах и других целей.
Жидкие нефтяные битумы класса СГ приготавливают путем разжижения вязких битумов керосином, бензином, лигроином и др. Медленногустеющие битумы МГ получают, применяя в качестве разжижителя масляные нефтепродукты, природные смолистые нефти, мазут и т.п. Медленногустеющие битумы могут быть природными — тяжелые смолистые нефти. Разжижение вязких битумов нередко изменяет дисперсную структуру вяжущего, вызывая часто коагуляцию дисперсной фазы, отрицательно сказывающуюся на его свойствах. Поэтому, в каждом конкретном случае, разжижитель должен быть соответствующим образом подобран с учетом его фракционного состава и полярности, аналогичной вязкому битуму.
Для приготовления жидких битумов путем разжижения вязкие битумы должны иметь температуру, не превышающую 120 °C (примерно 80—90 °C при применении легких разжижителей). Использу-
394
Таблица 9
Технические требования к битумам нефтяным жидким дорожным марок СГ, МГ и МГО
№ п/п	Наименование показателей	МГ 40/70	МГ 70/130	МГ 130/200	МГО 40/70	МГО 70/130	МГО 130/200	СГ 40/70	СГ 70/130	СГ 130/200	Метод испытаний
1	Условная вязкость по вискозиметру с отверстием 5 мм при 60°С, с	40—70	71130	131—200	40—70	71—130	131—200	40—70	71—130	131—200	по ГОСТ 11503
2	Количество испа-рив-шегося разжижителя, %, не менее	8	7	5	—	—	—	10	8	7	по ГОСТ 11504
3	Температура размягчения остатка после определения количества испарившегося разжижителя, °C, не ниже	28	29	30	—	—	—	37	39	39	по ГОСТ 11506
4	Температура вспышки, определяемая в открытом тигле, °C, не ниже	100	110	ПО	120	160	180	45	50	60	по ГОСТ 4333
5	Испытание на сцепление с мрамором и песком	Выдерживает в соответствии с контрольным образцом № 2									по ГОСТ 11508
ются в этих условиях вязкие дорожные битумы по ГОСТ 22245—90 с глубиной проникания иглы не более 90.
Фракционный состав нефтепродуктов, используемых в качестве разжижителей, указан в табл. 10.
В жидкие битумы для обеспечения необходимого сцепления с мрамором или песком при необходимости вводят поверхностно-активные вещества (анионные или катионные).
При сливе, наливе и применении жидких битумов установлены следующие температуры нагрева для марок:
от 70 до 80 °C - для СГ 40/70; МГ 40/70;
от 80 до 90 °C - для СГ 70/130; МГ 70/130;
от 90 до 100 °C - для СГ 130/200; МГ 130/200; МГО 40/70; МГО 70/130; МГО 130/200.
Таблица 10
Фракционный состав разжижителей для марки битумов БНД 60/90
Класс жидких битумов	Фракционный состав разжижителей		
	температура начала кипения, °C, не ниже	50 % перегоняется при температуре, °C, не выше	96 % перегоняется при температуре, °C, не выше
СГ	145	215	300
МГ	—	280	360
Жидкие битумы — горючие вещества с температурой самовоспламенения не ниже 300 °C. При разжижении вязких битумов в открытой системе температура битума, поступающего на смешение с разжижителем, не должна превышать 120 °C. Перемешивание вязкого битума с разжижителем проводят инертным газом или циркуляцией.
Жидкие битумы, к которым добавлены катионактивные вещества, испытывают на сцепление с песком. Жидкие битумы с анион-активными веществами — с мрамором.
Гарантийный срок хранения жидких битумов для класса СГ — 6 месяцев, класса МГ — 8 месяцев, класса МГО — 1 год.
Методы испытаний
Пробы жидких битумов отбирают по ГОСТ 2517—85. Масса объединенной пробы каждой марки жидких битумов 1,0 кг.
Испытание на сцепление с мрамором и песком проводят по ГОСТ 11508 для жидких битумов марок МГО методом А, для СГ и МГ — методом Б.
396
Жидкие битумы, к которым добавлены катионактивные вещества, испытывают на сцепление с песком;
жидкие битумы с анионактивными веществами — с мрамором.
Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение жидких битумов — по ГОСТ 1510—84 со следующими дополнениями:
—	жидкие битумы классов СГ и МГ должны храниться в резервуарах, оборудованных предохранительной арматурой;
—	в документе о качестве жидкого битума указывают минеральный материал (песок или мрамор), с которым проводилось испытание на сцепление.
1.7. Условия применения нефтяных битумов в дорожном строительстве. Выбор битумов
Выбор битума определяется областью применения, принятой технологией производства работ и технико-экономическими требованиями к сооружаемой конструкции.
Технологические условия применения битумов на стадии приготовления асфальтобетонных смесей в значительной степени зависят от марки битума. Поскольку оптимальная вязкость битума в процессе приготовления асфальтобетонных смесей составляет около 0,2 Па-с, температура его нагрева при смешивании с минеральными материалами принимается такой, чтобы вязкость соответствовала оптимальной.
Для битумов разных марок, обладающих различной консистенцией, температура, при которой достигается указанная вязкость, будет неодинаковой. Рекомендуемая температура нагрева при смешении с минеральными материалами принимается 150—160 °C для битумов БНД 40/60, 140-150 °C для БНД 60/90, 130-140 °C для БНД 90/130, 110-120 °C для БНД 130/200, 100-110 °C для БНД 200/300. Продолжительность выдерживания битума при этой температуре должна быть не более 5 ч во избежание развития процессов старения. При температуре не выше 80 °C вязкие битумы допускается выдерживать не более 12 ч, а жидкие битумы класса МГ — при температуре не выше 60 °C не более 12 ч.
Оптимальная вязкость битума при укладке асфальтобетонной смеси равна 20 Па с. Температура асфальтобетонных смесей при укладке должна быть для составов на битумах с глубиной проника-
397
ния 40—130 не ниже 120 °C, с глубиной проникания 130—300 не ниже 80 °C.
Битум должен отвечать определенному комплексу требований, предъявляемых к его физико-химическим, механическим и адгезионным свойствам, а также стабильности этих свойств в условиях эксплуатации. Требования к физико-механическим свойствам битумов устанавливают исходя из общих требований к эксплуатационной надежности конструкции, района строительства и вида конструктивного слоя, в котором используется битум.
Разнообразие климатических условий нашей страны и различия эксплуатационных условий работы битума в асфальтобетонных покрытиях в зависимости от района расположения дороги и положения слоя в конструкции дорожной одежды обусловливают необходимость дифференцирования требований к свойствам дорожных битумов с учетом области их применения.
Основными реологическими параметрами, определяющими эксплуатационное поведение битумов в конкретных условиях применения, являются интервал пластичности, консистенция (вязкость) и предельная растяжимость.
Для строительства дорожных одежд необходимо применять такие битумы, интервал пластичности которых соответствует реальному диапазону температур, характерному для данного конструктивного слоя в процессе эксплуатации дорожной одежды. Консистенция битума в общем случае должна подбираться такой, чтобы середина интервала пластичности совпадала с серединой диапазона эксплуатационных температур.
Анализ опыта строительства и эксплуатации асфальтобетонных покрытий в различных районах страны позволил сделать вывод, что в зависимости от климатических условий для устройства верхних слоев дорожных покрытий следует применять вяжущие с интервалом пластичности 60—90 °C и условной температурой плавления То в пределах от 12 до 30 °C. Условная температура плавления, при которой степень пластичности битума равна 0,5. Для устройства нижних слоев покрытий пригодны вяжущие с интервалом пластичности 50—70 °C и температурой плавления в пределах от 0 до 15 °C. Для устройства дорожных оснований могут быть использованы вяжущие с интервалом пластичности 35—55 °C и температурой плавления в пределах от -5 до +5 °C. Для верхних слоев покрытий необходимо дифференцировать выбор битумов как по 398
величине интервала пластичности, так и по консистенции, тогда как для слоев оснований достаточна дифференциация только по консистенции, так как требуемый интервал пластичности практически одинаков.
При изменении вязкости асфальтобетона по толщине слоя и для обеспечения одинаковой консистенции материала с увеличением глубины расположения материала на каждые 5 см можно переходить на применение битума с вязкостью в 5—8 раз меньшей. В пасмурную погоду и в зимнее время градиент температур в слое покрытия незначителен, поэтому при установлении рекомендаций по выбору марки битума необходимо учитывать приведенную продолжительность периодов эксплуатации с различной величиной градиента температур.
В то же время, как показывает анализ напряженного состояния материала в покрытии, возникающие в нем сжимающие напряжения снижаются с глубиной, а растягивающие напряжения в нижнем слое покрытия тем меньше, чем меньше жесткость асфальтобетона в нижнем слое. Это указывает на целесообразность использования маловязких и жидких битумов для устройства нижних слоев, граничащих с несвязными слоями дорожной конструкции.
И.М. Руденская и А.В. Руденский указывают на необходимость, для устройства слоев, расположенных на глубине 8—10 см, применять битум с вязкостью в 5—10 раз ниже, чем в верхнем слое, а на глубине 10—20 см — в 10—20 раз. Для обеспечения равных условий работы асфальтобетона в верхних и нижних слоях покрытия авторами определены требования к вязким битумам при принятой температуре 60 °C и установлена марка битума, рекомендуемая для данного района.
В табл. 11 приведены требования к вязкости битума для асфальтобетонов в верхних слоях покрытия при принятой температуре испытания (например, 60 °C) и показана его марка, рекомендуемая для данного района применения. В табл. 12 приведены значения требуемого интервала пластичности битума для нижнего слоя покрытия, его вязкости при 60 °C и примерно соответствующей ей марки по глубине проникания иглы при 25 °C, определенные для различных климатических условий. В табл. 13 приведены требования к прочности и деформативности асфальтобетонов для строительства слоев дорожных покрытий в разных районах страны.
399
Таблица 11
Рекомендуемый интервал пластичности н марка битума для верхних слоев покрытий в различных дорожно-климатических зонах РФ
Район строительства	Дорожноклиматическая зона	Вязкость битума при 60°С, Па-с	Интервал пластичности, °C, не менее	Марки битума по глубине проникания при 25 °C, соответствующие рекомендациям графы 3
1	2	3	4	5
Северо-Западный район	II	50 -250	65	БНД 90/130 БНД 130/200
Западный район	II	100500	65	БНД 60/90 БНД 90/130
Центральный и Средне-Волжский районы	II, III	100500	72	БНД 60/90 БНД 90/130
Южный и Юго-Восточный районы	IV	2001000	60	БНД 40/60
Уральский и Западно-Сибирский районы	II IV	25-—200	75	БНД 90/130 БНД 130/200
Восточно-Сибирский район	I	25—100	75	БНД 130/200 БНД 200/300
Дальневосточный район	II	100—500	72	БНД 60/90 БНД 90/130
Таблица 12
Рекомендуемый интервал пластичности и марка битума для нижних слоев покрытий в различных дорожно-климатических зонах РФ
Район строительства	Дорожноклиматическая зона	Вязкость битума при 60 °C, Па • с	Интервал пластичности, °C, не менее	Марки битума по глубине проникания при 25 °C, соответствующие рекомендациям графы 3
Северо-Западный район	II	7-70/5-25	60/57	МГ 70/130, МГ 130/200 БН 200/300, БН 130/200
Западный район	II	10-100/5-25	60/57	МГ 70/130, МГ 130/200 БН 200/300, БН 130/200
Центральный и Средне-Волжский районы	II, III	10-100/5-25	65/60	МГ 70/130, МГ 130/200 БН 200/300, БН 130/200
Южный и Юго-Восточный районы	IV	25-250/10-50	57/55	МГ 70/130, МГ 130/200 БН 200/300, БН 130/200
Уральский и Западно-Сибирский районы	II, III	10-100/5-25	65/60	МГ 70/130, МГ 130/200 БН 200/300, БН 130/200
Восточно-Сибирский район	I	7-70/5-25	65/60	МГ 70/130, МГ 130/200 БН 200/300, БН 130/200
Дальневосточный район	II	15-100/5-25	65/60	МГ 70/130, МГ 130/200 БН 200/300, БН 130/200
2 Примечание. В числителе — для нижних слоев покрытий, в знаменателе — для оснований.
Таблица 13
Требования к прочности и вязкости асфальтобетонов для верхних слоев покрытий в разных районах РФ
Район строительства	Предел прочности на растяжение при динамическом изгибе при 0°С, МПа для категории дороги		Вязкость при 50°С, МПа • с для категории дорог	
	1,11	Ш	1,11	Ш
Западный	9,0	7,0	20	15
Северо-Западный	9,0	7,0	15	10
Центральный	9,5	7,5	20	15
Средне-Волжский	9,5	7,5	65	55
Юго-Восточный	9,0	7,0	65	55
Южный	8,0	6,5	145	125
Уральский	11,0	8,5	20	15
Западно-Сибирский	11,5	9,0	30	20
Восточно-Сибирский	12,0	9,5	20	15
Дальневосточный	9,0	7,0	65	55
Примечание!. Требуемые значения вязкости даны для прямых горизонтальных участков. Для участков торможения, крутых уклонов требуемая вязкость определяется умножением на коэффициент условий работы Ку =1,5—8.
Примечание?. Требуемые значения прочности даны для горячих асфальтобетонов по условию обеспечения 68 %-го уровня эксплуатационной надежности покрытия. Для обеспечения 95 %-го уровня эксплуатационной надежности значения таблицы надо увеличить на 15 %.
2. Методы испытаний органических вяжущих материалов
2.1. Отбор проб органических вяжущих веществ и подготовка их для испытаний
Учитывая, что показатели свойств материалов существенно зависят от правильности отбора пробы, которая должна максимально достоверно характеризовать эти свойства, обычно порядок отбора и подготовки пробы к испытанию строго регламентируется.
Для определения свойств битума, дегтя, пека, масла, эмульсии,
поступающих на строительную площадку, и установления соответ-
ствия их данным, приведенным в сопроводительном паспорте, пробу отбирают таким образом, чтобы она наиболее полно отражала свой-
ства поступающей партии материалов.
При поступлении битума в бочках, бумажных мешках, бидонах в
зависимости от размера поступающей партии отбирают для получе
ния средней пробы от 1 до 20 % всех единиц тары. Из каждой выде-
ленной единицы с глубины не менее 10 см от поверхности и на таком же расстоянии от ее краев отбирают пробу весом не менее 100 г, с тем, чтобы общий вес пробы составил 1—3 кг.
При поступлении битума или дегтя в цистернах или бункерных полувагонах пробу можно отбирать при сливе в хранилища или после слива из хранилищ. Во избежание загрязнения посторонними материалами пробу не следует брать с поверхности цистерны, бункерного полувагона или хранилища. Рекомендуется брать три пробы весом по 2 кг, каждую из верхней части емкости или хранилища (с глубины не менее 15 см от поверхности), из середины и из нижней части (не ниже 15 см от дна). Взятые пробы смешивают и из смеси отбирают для испытания среднюю пробу весом 2—3 кг. Если для взятия пробы нет специального прибора, то можно пользоваться металлической трубкой диаметром 4— 5 см (рис. 2), которую погружают в испытываемый материал. После погружения трубки на необходимую глубину открьшают верхнюю крышку и после того, как трубка наполнится, ее закрывают, выни
Рис. 2. Металлическая трубка для взятия пробы битума
403
мают и содержимое выливают в сосуд для получения образца, характеризующего среднюю пробу доставленного материала.
При отборе пробы битумной или дегтевой эмульсии необходимо предварительно их перемешать чистым деревянным шестом для получения однородного состава. Предназначенная для испытания проба должна быть помещена в чистую и сухую посуду. Каждую пробу необходимо снабдить этикеткой с обозначением названия и марки продукта, завода-поставщика, номера партии, номера вагона или цистерны и даты отбора пробы.
2.2. Методы определения свойств вязких нефтяных битумов Определение глубины проникания иглы по ГОСТ 11501
Глубина проникания стандартной иглы условно характеризует вязкость битумов и выражает величину, обратную вязкости, т.е. текучесть. Сущность метода заключается в измерении глубины проникания стандартной иглы при действии на нее груза в течение 5 с при температуре 25°C или 200 г в течение 60 с при 0°С.
Рис. 3. Пенетрометр: 1 — столик; 2 — игла; 3 — зажимное устройство; 4 — стержень иглодержателя; 5 — циферблат; 6 — стрелка; 7 — штанга; 8 — кронштейн; 9 — штатив; 10 — зеркало; 11 — подставка
Аппаратура, приспособления и реактивы
Пенетрометр с иглой (рис. 3) или полуавтоматический пенетрометр типа «Игла», или любой другой, основные размеры рабочей части которого (размеры и масса иглы, держателя, плунжера, груза) соответствуют требованиям ГОСТ 1440-78. Пенетрометр должен быть снабжен дополнительным грузом — шайбой массой (100,00+0,5) или (150,00+0,05) г.
Чашка металлическая (пенет-рационная) цилиндрическая с плоским дном, внутренним диаметром (55±1) мм и внутренней высотой:
(35±2) мм — для битумов с глубиной проникания иглы до 250;
(60± 1) мм — для битумов с глубиной проникания иглы более 250.
404
Баня водяная вместимостью не менее 10 дм3 (для термостатиро-вания), допускаемая погрешность температуры воды в бане не более ±0,1 °C. В бане должна быть полка с отверстиями на расстоянии не менее 50 мм от дна и не менее 100 мм ниже уровня жидкости. При определении глубины проникания иглы при 0°С допускается применять баню меньшей вместимости.
Термометр ртутный стеклянный с диапазоном измерения 0—55°C, с ценой деления 0,1 °C. Допускается применять другие термометры с ценой деления 0,1 °C.
Чашка кристаллизационная ЧКЦ или сосуд металлический плоскодонный вместимостью не менее 0,5 дм3.
Сосуд должен быть снабжен полкой с отверстиями, которая расположена на расстоянии 2—4 мм от дна сосуда. Высота сосуда должна быть не менее чем на 15 мм больше высоты пенетрационной чашки. Сито с металлической сеткой № 7. Чашка фарфоровая или металлическая. Палочка стеклянная. Секундомер. Толуол, бензин или другой растворитель. Соль поваренная пищевая. Кислота олеиновая.
Подготовка к испытанию
Испытуемый образец битума нагревают до подвижного состояния, при наличии влаги его обезвоживают путем нагрева до температуры на 90°С выше температуры размягчения, но не выше 180°С (для дорожных битумов — не выше 160°C) при осторожном перемешивании, избегая местных перегревов. Время нагревания битума при указанных условиях не должно превышать 30 мин.
Обезвоженный и расплавленный до подвижного состояния битум процеживают через металлическое сито и наливают в две пенет-рационные чашки так, чтобы поверхность битума была не более чем на 5 мм ниже верхнего края чашки, и тщательно перемешивают до полного удаления пузырьков воздуха.
Чашку с битумом охлаждают на воздухе при 18—30°С, предохраняя образец от пыли. Продолжительность охлаждения — 60—90 мин при испытании битума с глубиной проникания иглы до 250 и 90— 120 мин — с глубиной проникания иглы более 250.
Затем чашки с битумом помещают в баню для термостатирова-ния при заданной температуре испытания.
Время выдерживания чашек в бане высотой 35 мм — 60—90 мин, а чашек высотой 60 мм — 90—120 мин.
Пенетрометр устанавливают горизонтально по уровню или отвесу, после этого проверяют точность его показаний. Для этого вынимают иглу, произвольно опускают плунжер прибора. Затем между
405
плунжером и нижним концом рейки кремальеры вставляют тарированный стержень высотой (50±0,05) мм, устанавливают стрелку на нуль, вынимают тарировочный стержень и опускают рейку кремальеры до касания с верхним концом плунжера. Показание пенетрометра должно соответствовать высоте тарировочного стержня.
Для пенетрометров, снабженных автоматическим реле времени, необходимо проверить их выключение через (5,0±0,1) с и (60,0±0,6)с.
Проведение испытания
Температура и условия испытания глубины проникания иглы приведены в табл. 14.
Таблица 14
Условия испытания глубины проникания иглы при различных температурах
Температура испытания, °C	Общая масса стержня иглы и дополнительного груза, г	Время опускания иглы, с
0,0 ±0,1	200,00 ± 0,20	60
4,0 ±0,1	200,00 ±0,20	60
25,0 ± 0,1	100,00 ±0,15	5
50,0 ±0,1	50,00 ±0,10	5
Примечание. Допускается в нормативно-технической документации на битумы устанавливать другие условия проведения испытания.
Если нормативно-технической документацией на битумы не предусмотрены условия испытания, то глубину проникания иглы определяют при температуре 25°C, нагрузке 100 г в течение 5 с.
По истечении заданного времени выдерживания чашку с образцом битума вынимают из бани для термостатирования и помещают в плоскодонный сосуд вместимостью не менее 0,5 дм3, наполненный водой так, чтобы высота жидкости над поверхностью битума была не менее 10 мм, температура воды в сосуде должна соответствовать температуре испытания.
Сосуд устанавливают на столик прибора и подводят острие иглы к поверхности битума так, чтобы игла слегка касалась ее.
Правильность подведения иглы к поверхности битума проверяют с помощью зеркальца при освещении поверхности образца источником направленного холодного света.
Допускается применять другие устройства, обеспечивающие проверку правильности подведения конца острия иглы к поверхности битума.
При разногласиях, возникших в оценке качества битума, правиль
406
ность подведения иглы к поверхности битума проверяют с помощью зеркальца.
Доводят кремальеру до верхней площадки плунжера, несущего иглу, и устанавливают стрелку на нуль или отмечают ее положение, после чего одновременно включают секундомер и нажимают кнопку прибора, давая игле свободно входить в испытуемый образец в течение 5 с, по истечении которых отпускают кнопку. После этого доводят кремальеру вновь до верхней площадки плунжера с иглой и отмечают показания прибора.
Если прибор полуавтоматический, то устанавливают шкалу или стрелку на 0 и приводят в действие механизм, который по истечении 5 с выключится сам.
Определение повторяют не менее трех раз в различных точках на поверхности образца битума, отстоящих от краев чашки и друг от друга не менее чем на 10 мм. После каждого погружения иглу вынимают из гнезда, отмывают ее толуолом, бензином или другим растворителем и насухо вытирают в направлении острия. Для отдельных марок битумов, если результаты имеют разброс, перед проведением испытания иглы погружают на 5 мин в раствор олеоновой кислоты в толуоле с массовой долей 1 %, затем насухо вытирают. Если глубина проникания иглы образца выше 200 единиц, применяют не менее трех игл, оставляя каждую в образце до завершения трех определений.
Обработка результатов
За результат испытания при 25 °C принимают среднее арифметическое значение результатов не менее трех определений, расхождения между наибольшим и наименьшим определением не должны превышать значений, указанных в табл. 15. Если результаты определений превышают указанные значения, то испытания повторяют на другом параллельно подготовленном образце. Если разница между тремя значениями вновь превысит значения, указанные в табл. 15, то испытание повторяют.
Таблица 15
Значения допустимых расхождений результатов определения глубины проникания иглы
Глубина проникания иглы (пенетрация) при 25 °C; 0,1 мм	Допускаемые расхождения между наибольшим и наименьшим определением, 0,1 мм
До 50	2
Св. 50 до 150	4
Св. 150 до 250	6
Св. 250	3 % от среднего арифметического значения
407
Результаты испытаний округляют до целого числа.
Если испытания проводят при другой температуре, то расхождения между полученными результатами могут отличаться от указанных в табл. 15.
Сходимость
Два результата испытания, полученных одним исполнителем, признаются достоверными (с 95 %-ной доверительной вероятностью), если расхождение между ними не превышает значения, указанного в табл. 16 и 17.
Воспроизводимость
Два результата испытания, полученные в двух разных лабораториях, признаются достоверными (95%-ной доверительной вероятностью), если расхождения между ними не превышает значения, указанного в табл. 16 и 17.
Таблица 16
Допустимые расхождения в результатах испытаний пенетрации битумов при 25°С
Пенетрация при 25 °C; 0,1 мм	Сходимость, 0,1 мм	Воспроизводимость, 0,1 мм
До 50 Св. 50	1 3 % от среднего арифметического	4 8 % от среднего арифметического
Таблица 17
Допустимые расхождения в результатах испытаний пенетрации битумов при 0°С
Пенетрация при 0 °C; 0,1 мм	Сходимость, 0,1 мм	Воспроизводимость, 0,1 мм
До 20 Св. 20	2 10 % от среднего арифметического	7 20 % от среднего арифметического
Метод определения температуры размягчения по кольцу и шару поГОСТ 11506
Температура размягчения является важнейшей характеристикой, отражающей переход битума из твердого или вязкопластичного состояния в жидкое. Температура размягчения, как и глубина проникания иглы, условно характеризует вязкость битумов и его термостойкость.
За температуру размягчения принимают температуру, при кото
408
рой шарик собственным весом продавит слой битума, залитого в кольцо, и коснется нижней пластинки прибора.
Аппаратура и реактивы
Используется аппарат (рис. 4), в комплект которого входят:
— стакан (баня) из термостойкого стекла диаметром не менее 85 мм и высотой не менее 120 мм; кольцо латунное ступенчатое; пластинки металлические, расстояние между которыми 25,0— 25,4 мм. Верхняя пластинка имеет три отверстия: два для помещения колец и третье — для термометра; штатив, поддерживающий пластинки; направляющая металлическая накладка для концентрического размещения шариков; допускается проводить определение без направляющей накладки, шарики стальные с номинальным диаметром 9,525 мм и массой (3,50+0,05) г каждый.
Рис. 4. Определение температуры размягчения битума: а — схема прибора «Кольцо и шар»; б — положение шарика в начале испытания; в — положение шарика в конце испытания; 1 — стакан; 2—4— диски; 5 — термометр; 6 — крепежные стержни
Допускается использовать автоматические и полуавтоматические аппараты, а также аппараты с четырьмя гнездами, основные размеры рабочей части которых соответствуют требованиям настоящего стандарта; секундомер; стакан фарфоровый или металлический для расплавления битума; палочка стеклянная или металлическая для перемешивания битума; вода дистиллированная; сито металлическое с сеткой № 7; нож для срезания битума; горелка газовая или плитка электрическая с регулировкой нагрева; глицерин, декстрин, тальк, пинцет.
409
Все металлические части испытательной аппаратуры должны быть изготовлены из нержавеющих материалов.
Подготовка к испытанию
Перед испытанием образец битума (массой около 50 г) при наличии влаги обезвоживают осторожным нагреванием без перегрева до температуры на 80—100°С выше ожидаемой температуры размягчения, но не ниже 120°С и не выше 180°С. Обезвоженный и расплавленный до подвижного состояния битум процеживают через сито и затем тщательно перемешивают до полного удаления пузырьков воздуха.
Битум с некоторым избытком наливают в два ступенчатых кольца (для битумов с температурой размягчения свыше 80°C кольца первоначально подогревают с помощью горелки или электрической плитки до предполагаемой температуры размягчения битума), помещенные на пластинку, покрытую смесью декстрина с глицерином (1:3) или талька с глицерином (1:3). При этом следует избегать образования пузырьков воздуха.
После охлаждения колец с битумом на воздухе в течение 30 мин при (25 ± 10)°С избыток битума гладко срезают нагретым ножом вровень с краями колец.
Для битума с температурой размягчения свыше 110°С избыток битума срезают после охлаждения на воздухе в течение 5 мин, а затем выдерживают еще 15 мин.
Для битумов с температурой размягчения ниже 30°С кольца с битумом помещают на 30 мин в стакан с водой, температура которой на (8 + 1)°С ниже предполагаемой температуры размягчения. Избыток битума срезают нагретым ножом.
Проведение испытания
Для битумов с температурой размягчения ниже 80°С кольца помещают в отверстия верхней пластинки аппарата. В среднее отверстие верхней пластинки вставляют термометр так, чтобы нижняя точка ртутного резервуара была на одном уровне с нижней поверхностью битума в кольцах.
Штатив с испытуемым битумом в кольцах и направляющими накладками помещают в стеклянный стакан (баню), заполненную дистиллированной свежевскипяченной водой, температура которой (5± 1)°С, уровень воды над поверхностью колец не менее 50 мм.
По истечении 15 мин верхнюю пластинку вынимают из бани, на каждое кольцо в центре поверхности битума кладут пинцетом стальной шарик, охлажденный в бане до (5 + 1)°C, и вновь опускают на
410
штатив в баню, избегая появления пузырьков воздуха на поверхности битума.
Устанавливают баню на нагревательный прибор так, чтобы плоскость колец была строго горизонтальной. Температура воды в бане после первых 3 мин подогрева должна подниматься со скоростью (5±0,5)°С в минуту.
Для битумов с температурой размягчения свыше 80 ° С определение проводят со следующими изменениями:
•	для битумов с температурой размягчения от 80 до 110°С в баню наливают смесь воды с глицерином (1:2);
•	для битумов с температурой размягчения свыше 110°С в баню наливают глицерин;
•	температура выдерживания образцов битума в течение 15 мин в бане, наполненной глицерином с водой или глицерином, должна быть (34±1)°С;
•	шарик должен быть нагрет в бане до (34± 1)°С.
Для каждого кольца и шарика отмечают температуру, при которой выдавливаемый шариком битум коснется нижней пластинки аппарата.
Если шарик продавливает битум, то испытание повторяют. Если при повторном испытании продавливание повторяется, то отмечают это в результате.
Обработка результатов
За температуру размягчения битума принимают среднее арифметическое значение двух параллельных определений, округленных до целого числа.
Сходимость метода
Два результата определения, полученные одним лаборантом на одних и тех же аппарате и пробе битума, признаются достоверными (с 95 %-ной доверительной вероятностью), если расхождение между ними не превышает значения, указанного в табл. 18.
Таблица 1 8
Достоверность результатов определения температуры размягчения
Температура размягчения, °C	Сходимость, °C	Воспроизводимость, °C
До 80	1	2
Св. 80	2	4
411
Воспроизводимость метода
Два результата определения, полученные в разных лабораториях на одной и той же пробе битума, признаются достоверными (с 95 %-ной доверительной вероятностью), если расхождение между ними не превышает значения, указанного в табл. 18.
Метод определения растяжимости по ГОСТ 11505
Растяжимость характеризует пластичность и эластичность вязких и твердых битумов и заключается в определении максимальной длины, на которую может растянуться без разрыва битум, залитый в форму для стандартных образцов — восьмерок, половинки которых раздвигаются с постоянной скоростью 5 см/мин при заданной температуре 25 и 0°С.
Аппаратура и реактивы
Растяжимость битума определяют на специальном приборе, называемом дуктилометром (рис. 5), который состоит из удлиненного
Рис. 5. Дуктилометр для определения растяжимости битум: 1 — линейка; 2— подвижная каретка; 3 — неподвижная каретка; 4 — форма «восьмерка»
водонепроницаемого ящика, глубина которого должна быть не менее 7—8 см, для того чтобы над образцом и под ним при испытании был слой воды около 3 см; подвижной и неподвижной пластин-кареток со штифтами для укрепления на них разъемных форм, заполняемых испытываемым битумом; червячной передачи для перемещения передвижной пластины; линейки для отсчета величины растяжимости. Отсчеты берут при помощи стрелки, прикрепленной к подвижной пластине. К прибору придаются комплекты разъемных форм (рис. 6).
412
Рис. 6. Комплект разъемных форм
Червячный винт приводится в движение от мотора. Скорость салазок должна быть 5 см/мин. Кроме того, необходимы:
•	термометр ртутный стеклянный с интервалом измеряемых температур О—50°С и с ценой деления шкалы 0,5°С;
•	нож для среза битума с прямым лезвием;
•	сито с металлической сеткой № 07;
•	пластинка полированная металлическая или термостойкая стеклянная;
•	тальк, глицерин, соль поваренная пищевая, декстрин, спирт этиловый, бумага папиросная.
Подготовка к испытанию
Расплавить на песчаной бане предварительно обезвоженный битум, перемешивая его стеклянной палочкой, затем процедить сквозь сито и перемешать до полного удаления пузырьков воздуха. Слегка смазать внутренние боковые поверхности форм и установить их на металлические и стеклянные пластинки, которые также предварительно смазать. Для смазки применяется смесь талька с глицерином состава 1:3. Не допуская образования пузырьков воздуха, залить установленные формы с некоторым избытком битумом, выдержать их на воздухе в течение 30 мин при температуре 18—-20°С, после чего срезать вровень с краями избыток битума горячим тонким ножом. Срезать битум необходимо вдоль формы, от середины к краям так, чтобы поверхность была совершенно гладкой.
413
Проведение испытания
Формы с битумом, не снимая с пластинки, помещают в водяную ванну, объем воды в которой должен быть не менее 10 л (можно в ванну дуктилометра). Высота слоя воды над битумом должна быть не менее 25 мм. Температуру испытания в ванне поддерживают, добавляя горячую или холодную воду или лед. При определении растяжимости при 25 ° С температура воды поддерживается равной 25±0,5°С, при определении растяжимости при 0°С температура воды поддерживается на уровне 0+0,5°С.
По истечении 1 ч формы с битумом вынимают из воды, снимают с пластинки и закрепляют в дуктилометре, для чего кольца зажимов формы надевают на штифты, находящиеся на салазках и на стойке дуктилометра. После этого отнимают боковые части форм. Если образцы выдерживались не в дуктилометре, а в другой ванне, то прежде чем переносить их в дуктилометр, его также наполняют водой, имеющей температуру испытания, в таком количестве, чтобы вода покрывала штифты не менее чем на 25 мм. После того, как температура воды в дуктилометре установится 25±0,5°С при испытании при 25°С и 0+0,5°С — при испытании при 0°С, включают мотор дуктилометра и наблюдают за растяжением битума.
Скорость растяжения при испытаниях при 25°C и 0°С должна быть 5 см/мин.
При определении растяжимости битума при 0°С допускается устанавливать перегородку в середине ванны дуктилометра.
При определении растяжимости битумов, имеющих плотность значительно большую или меньшую плотности воды (при растяжении нити битума достигают дна или всплывают на поверхность воды), плотность воды изменяют добавлением раствора поваренной соли или глицерина (для увеличения плотности) и этилового спирта (для уменьшения плотности).
Обработка результатов
За растяжимость битума принимают длину нити битума в сантиметрах, отмеченную указателем в момент ее разрыва. Для каждого образца проводят три определения. За окончательный результат принимают среднее арифметическое значение трех параллельных определений.
Допускаемые расхождения между параллельными определениями не должны превышать 10 % от среднего арифметического сравниваемых результатов.
414
Сходимость метода
Результаты определения, полученные одним исполнителем, признаются достоверными (с 95 %-ной доверительной вероятностью), если расхождения между каждым определением и средним результатом не превышают значения, указанного в табл. 19.
Воспроизводимость метода
Два результата определения, полученных в разных лабораториях, признаются достоверными (с 95 %-ной доверительной вероятностью), если расхождение между ними не превышает значения, указанного в табл. 19.
Таблица 1 9
Достоверность результатов испытаний
Растяжимость при 25 °C, см	Сходимость, % от среднего результата	Воспроизводимость, % от среднего результата
От 0 до 30	10	20
Св. 30	10	30
Метод определения температур вспышки и воспламенения в открытом тигле по ГОСТ4333-87
Температуры вспышки и воспламенения характеризуют огнеопасность материала, его способность вспыхивать или воспламеняться от пламени. Эти свойства материала необходимо учитывать при их нагреве во избежание возникновения пожара. Температуры вспышки и воспламенения определяют на специальном стандартном приборе.
За температуру вспышки принимают температуру, при которой газообразные продукты, выделяющиеся из испытываемого материала при нагреве и образующие с воздухом горючую смесь, на короткое время вспыхивают при поднесении к ним пламени. За температуру воспламенения принимают температуру, при которой испытываемый материал при его нагреве загорается при поднесении к нему пламени и горит не менее 5 с. Точность определения этих свойств материала зависит от прибора, в котором испытывают материал, скорости нагрева, периодичности поднесения пламени и его мощности. Поэтому эти условия испытания строго стандартизированы.
415
Аппаратура, реактивы и материалы
Аппарат для определения температур вспышки и воспламенения в открытом тигле (рис. 7) по методу Кливленда (типа ТВ-2) или автоматические или полуавтоматические аппараты, дающие результаты в пределах расхождений (рис. 8).
Рис. 7. Аппарат для определения температуры вспышки: 1 — термометр;
2— тигель с битумом; 3 — песчаная баня
При возникновении разногласий в оценке качества нефтепродукта определение проводят вручную. Экран трехстворчатый, окрашенный с внутренней стороны черной краской, .с секциями шириной (46 ± 1) см и высотой (60±5) см или щит высотой 55—65 см из листовой кровельной стали, окрашенный с внутренней стороны черной краской.
Термометр типа ТН-2. Секундомер. Барометр ртутный или баро-метр-анероид с погрешностью измерения не более 0,1 кПа. Бумага фильтровальная лабораторная. Пипетка. Щетка металлическая. Бензин-растворитель с пределами выкипания от 50 до 170 ° С или нефрас С 50/170.
Осушающие реагенты (обезвоженные); натрий сернокислый безводный или натрий сернокислый технический или кальций хлористый технический.
Вода дистиллированная. Натрий хлористый.
416
Рис. 8. Аппарат для определения температуры вспышки в открытом тигле: 1 — основание; 2 — блок управления; 3 — ручка регулировки нагрева; 4 — ручка; 5— газовое устройство; 6 — штуцер воздушний; 7 — термометр; 8 — зажим; 9— стойка; 10— шаблон; 11 — тигель; 12— асбестовая прокладка; 13 — нагревательная пластина; 14 — нагревательный элемент; 15 — отражатель; 16— термоблок
Дополнительно для метода Б необходим аппарат для определения температур вспышки и воспламенения в открытом тигле по методу Бренкена (типа ЛТВО).
Подготовка к испытанию по методу А
Пробу тщательно и осторожно перемешивают. Пробы твердых нефтепродуктов предварительно расплавляют. Температура пробы после нагревания должна быть ниже предполагаемой температуры вспышки не менее чем на 56°C.
Испытуемый нефтепродукт, содержащий воду, сушат встряхиванием с одним из осушающих реагентов при комнатной температуре. Нефтепродукты с температурой вспышки до 100°С сушат при температуре не выше 20°С. Вязкие нефтепродукты (вязкость при 100°С свыше 16,5 мм2/с) сушат при температуре не более 80°С.
Затем пробы фильтруют и декантируют.
14 Строительные материалы
417
Подготовка аппарата
Аппарат устанавливают на горизонтальном столе в таком месте, где нет заметного движения воздуха и вспышка хорошо видна. Для защиты от движения воздуха аппарат с трех сторон окружают экраном или щитом. Перед проведением каждого испытания аппарат охлаждают.
При работе с токсичными продуктами или продуктами, содержащими ароматические углеводороды (продукты пиролиза), пары которых являются токсичными, аппарат помещают вместе с экраном или со щитом в вытяжной шкаф. При температуре на 56°C ниже предполагаемой температуры вспышки движение воздуха в вытяжном шкафу следует поддерживать без создания сильных потоков над тиглем, для чего необходимо работать при закрытой верхней заслонке вытяжного шкафа.
Перед каждым испытанием тигель промывают растворителем. Углеродистые отложения удаляют металлической щеткой. Затем тигель промывают холодной дистиллированной водой и высушивают на открытом пламени или горячей электроплитке. Тигель охлаждают до температуры вспышки и помещают его в аппарат.
В тигель помещают термометр в строго вертикальной положении так, чтобы нижний конец термометра находился на расстоянии 6 мм от дна тигля и на равном расстоянии от центра и от стенок тигля.
Проведение испытания
Тигель заполняют нефтепродуктом так, чтобы верхний мениск точно совпадал с меткой. При наполнении тигля выше метки избыток нефтепродукта удаляют пипеткой или другим соответствующим приспособлением. Удаляют пузырьки воздуха с поверхности пробы. Не допускают смачивания стенок тигля выше уровня жидкости.
При попадании нефтепродукта на внешние стенки тигля тигель освобождают от нефтепродукта и обрабатывают, как отмечено выше.
Тигель с пробой нагревают пламенем газовой горелки или при помощи электрообогрева сначала со скоростью 14—17°C в минуту. Когда температура пробы будет приблизительно на 56 °C ниже предполагаемой температуры вспышки, скорость подогрева регулируют так, чтобы последние 28°С перед температурой вспышки нефтепродукт нагревался со скоростью 5—6°C в минуту.
Зажигают пламя зажигательного устройства и регулируют его таким образом, чтобы размер диаметра пламени был примерно 4 мм.
418
Его сравнивают с лекалом (шариком-шаблоном), вмонтированным в аппарат.
Начиная с температуры не менее чем на 28 ° С ниже температуры вспышки каждый раз применяют зажигательное устройство при повышении температуры пробы на 2°C. Пламя зажигательного устройства перемещают в горизонтальном направлении, не останавливаясь над краем тигля, и проводят им над центром тигля в одном направлении в течение 1 с. При последующем повышении температуры перемещают пламя зажигания в обратном направлении.
За температуру вспышки принимают температуру, показываемую термометром при появлении первого синего пламени над частью или над всей поверхностью испытуемого нефтепродукта. В случае появления неясной вспышки она должна быть подтверждена последующей вспышкой через 2 с. Голубой круг (ореол), который иногда образуется вокруг пламени зажигания, во внимание не принимают.
Для определения температуры воспламенения продолжают нагревать пробы со скоростью 5—6°C в минуту и повторяют испытание пламенем зажигательного приспособления через каждые 2°C подъема температуры нефтепродукта.
За температуру воспламенения принимают температуру, показываемую термометром в тот момент, в который испытуемый нефтепродукт при поднесении к нему пламени зажигательного приспособления загорается и продолжает гореть не менее 5 с.
Обработка результатов
Если барометрическое давление во время испытания ниже, чем 95,3 кПА (715 мм рт. ст.), то необходимо к полученным значениям температуры вспышки и температуры воспламенения ввести соответствующие поправки по табл. 20.
Таблица 20
Поправки к температурам вспышки и воспламенения
Барометрическое давление, кПА (мм рт. ст.)	Поправка, °C
От 95,3 до 88,7 (от 715 до 665)	+ 2
От 88,6 до 81,3 (от 664 до 610)	+ 4
От 81,2 до 73,3 (от 609 до 550)	+ 6
За результат испытания принимают среднее арифметическое значение результатов двух определений, округленное до целого числа и выраженное в градусах Цельсия.
419
Сходимость
Два результата испытаний, полученные одним исполнителем, признаются достоверными (с 95 %-ной доверительной вероятностью), если расхождения между ними не превышают значений, указанных в табл. 21.
Таблица 21
Допустимые расхождения между результатами испытаний
Показатель	Сходимость, °C	Воспроизводимость, °C
Температура вспышки	5	16
Температура воспламенения	8	14
Воспроизводимость
Два результата испытаний, полученные в двух разных лабораториях, признаются достоверными (с 95 %-ной доверительной вероятностью), если расхождения между ними не превышают значений, указанных в табл. 21.
Подготовка к испытанию по методу Б
Подготовка к испытанию проводится, как по методу А.
Проведение испытания
Тигель охлаждают до температуры 15—25°C и ставят в наружный тигель аппарата с прокаленным песком так, чтобы песок был на высоте около 12 мм от края внутреннего тигля, а между дном этого тигля и наружным тиглем был песок толщиной слоя 5—8 мм, что проверяется шаблоном.
Во внутренний тигель с нефтепродуктом устанавливают термометр строго вертикально, так, чтобы ртутный шарик находился в центре тигля приблизительно на одинаковом расстоянии от дна тигля и от уровня нефтепродукта, и закрепляют термометр в таком положении в лапке штатива. Испытуемый нефтепродукт наливают во внутренний тигель так, чтобы уровень жидкости отстоял от края тигля на 12 мм для нефтепродуктов со вспышкой до 210°С включительно и на 18 мм для нефтепродуктов со вспышкой выше 210°С.
Правильность налива нефтепродукта проверяют шаблоном, налив нефтепродукта производят до соприкосновения поверхности нефтепродукта с острием указателя высоты уровня жидкости.
При наливании не допускается разбрызгивание нефтепродукта и смачивание стенок внутреннего тигля выше уровня жидкости.
420
Наружный тигель аппарата нагревают пламенем газовой горелки или электрообогревом так, чтобы испытуемый нефтепродукт нагревался на 10°С в 1 мин. За 40°С до предполагаемой температуры вспышки нагрев ограничивают до 4°С в 1 мин.
За 10°С до предполагаемой температуры вспышки проводят медленно по краю тигля на расстоянии 10—14 мм от поверхности испытуемого нефтепродукта и параллельно этой поверхности пламенем зажигательного приспособления. Длина пламени должна быть 3— 4 мм. Время продвижения пламени от одной стороны тигля до другой — 2—3 с. Такое испытание повторяют через каждые 2°С подъема температуры.
За температуру вспышки принимают температуру, показываемую термометром при появлении первого синего пламени над частью или над всей поверхностью испытуемого нефтепродукта. В случае появления неясной вспышки она должна быть подтверждена последующей вспышкой через 2°C. Истинную вспышку не следует смешивать с отблеском от пламени зажигательного приспособления.
Для определения температуры воспламенения продолжают нагревание наружного тигля так, чтобы нефтепродукт нагревался со скоростью 4°С в минуту, и повторяют испытание пламенем зажигательного приспособления через каждые 2°С подъема температуры нефтепродукта. За температуру воспламенения принимают температуру, показываемую термометром в тот момент, в который испытуемый нефтепродукт при поднесении к нему пламени зажигательного приспособления загорается и продолжает гореть не менее 5 с.
Обработка результатов
Обработка результатов испытания проводится по методу А.
Сходимость
Два результата определений температуры вспышки, полученные одним исполнителем в одной лаборатории, признаются достоверными (с 95 %-ной доверительной вероятностью), если расхождение между ними не превышает 4°С. Расхождение между двумя последовательными определениями температуры воспламенения не должно превышать 6°С.
Воспроизводимость (для температуры вспышки)
Два результата испытаний, полученных в двух разных лабораториях, признаются достоверными (с 95%-ной доверительной вероятностью), если расхождение между ними не превышает 16°С.
421
Метод определения температуры хрупкости по Фраасу (ГОСТ 11507)
Температура хрупкости битума условно характеризует переход битума с понижением температуры из вязкопластичного состояния в хрупкое, который протекает различно в зависимости от происхождения и технологии производства.
Быстрый переход битума в хрупкое состояние при понижении температуры является отрицательным свойством, особенно при применении такого битума в районах с холодным или умеренным климатом. Чем ниже температура хрупкости битума, тем более трещиностойкими становятся материалы на основе этого вяжущего.
Переход битума в хрупкое состояние происходит при температуре затвердевания или хрупкости, которую определяют на специальном приборе Фрааса (рис. 9). Ей соответствует появление первой трещины в слое битума, нанесенном на стальную пластинку, подвергаемую изгибу при охлаждении со скоростью 1°С/мин.
Рис. 9. Прибор Фрааса: 1 — сосуд Дьюара; 2 — пластинка; 3 — пробирка; 4 — устройство для сгибания пластинки; 5 — термометр; a — начальное положение пластинки; б — конечное положение пластинки
Аппаратура, реактивы, материалы
При определении используют пластинки стальные длиной (41 ±0,05) мм, шириной (20±0,2) мм и толщиной (0,15+0,02) мм,
422
изготовленные из стальной ленты 65Г-С-Н-0,15x20 по ГОСТ 2283. В ненапряженном состоянии пластинки должны быть плоскими. Не допускается применять пластинки со следами коррозии.
Пробирка стеклянная диаметром (37 ±1) мм, высотой около 210 мм, в которую вставляется изгибающее устройство.
Устройство для охлаждения, состоящее из несеребряного сосуда Дьюара, снабженного резиновой пробкой с прорезями для пробирки с изгибающим устройством для подачи охлаждающего агента (воронка подачи углекислоты или трубка для подачи газообразного азота) и отводящей трубки.
Термометр ртутный стеклянный с длиной погружаемой части 250—260 мм, диаметром не более (5 ±0,5) мм, ртутным резервуаром цилиндрической формы длиной 15—20 мм, с диапазоном измерения от -35 до +30°С, ценой деления 1°С и погрешностью ±0,5°С или термопара хромель-копелевая малоинерционная с длиной погружаемой части не менее 250 мм, с потенциометром класса точности 0,5 с диапазоном измерения от -50 до +50°С и ценой деления 1°С. Допускается применять аппарат другой конструкции, по основным размерам рабочей части, условиям проведения и результатам испытаний соответствующий аппарату Фрааса. К числу их можно отнести аппарат АТХ-90 производства Уфимского СКВ (рис. 10).
Рис. 10. Общий вид аппарата АТХ-90: 1 — блок испытаний; 2— измерительный блок; 3 — блок управления; 4 — блок питания
423
Устройство для расплавления битума на пластинке, состоящее из двух металлических пластинок любой формы 60x60 мм, расположенных друг от друга на расстоянии примерно 50 мм. Верхняя плитка толщиной 5 мм, нижняя — отражатель толщиной 1—2 мм. Устройство закрепляется на штативе горизонтально. Для расплавления битума допускается устройство другой конструкции, обеспечивающей отсутствие перегрева битума и равномерное распределение его на пластинке. Например, электрическая плитка с горизонтальной качающейся поверхностью или магнитный блок, состоящий из плоскошлифованной магнитной стальной пластины размером 40x60x8 мм, обеспечивающей полное соприкосновение всей поверхности пластинки для испытания при расплавлении битума, и электрической плитки с устройством, обеспечивающим горизонтальность поверхности.
Секундомер. Сито с металлической сеткой № 7. Плитка керамическая размером 100x100x5 мм для выдерживания пластинок после расплавления битума. Кальций хлористый технический или кальций хлористый плавленый. Толуол нефтяной или толуол каменноугольный или керосин осветительный. Охлаждающая смесь — этиловый технический регенерированный спирт, или сырец, или технический изооктан с твердой углекислотой; жидкий азот или жидкая углекислота. Допускается использовать другие охлаждающие смеси. Весы лабораторные 3-го класса точности. Держатель для помещения пластинок в пазы захватов. Ширина концов держателя не должна превышать 8 мм. Он должен быть снабжен устройством, предотвращающим сближение концов на расстояние менее 38 мм.
Подготовка к испытанию
Образец битума при наличии влаги обезвоживают осторожным нагреванием без перегрева до температуры на 80—100° С выше температуры размягчения, но не ниже 120°С и не выше 180°С, при перемешивании стеклянной палочкой. Обезвоженный и расплавленный до подвижного состояния битум процеживают через металлическое сито и тщательно перемешивают до полного удаления пузырьков воздуха.
Две стальные пластинки тщательно промывают толуолом или керосином, высушивают и взвешивают с погрешностью не более 0,01 г.
Испытанием на изгиб вручную устанавливают, в какую сторону изгибается стальная пластинка. Наносят (0,40+0,01) г битума на выпуклую при изгибе сторону пластинки.
Пластинку с навеской битума кладут на верхнюю плитку устройства для расплавления битума и осторожно нагревают нижнюю плит-424
ку-отражатель газовой горелкой или другим источником тепла до тех пор, пока битум не растечется равномерно по поверхности пластинки.
Пламенем шириной около 5 мм и длиной 5—10 мм осторожно прогревают поверхность, удаляя возможные пузырьки воздуха и получают гладкое, равномерное покрытие. При этом следует избегать местных перегревов. Время расплавления и распределения битума — 5—10 мин.
Подготовленные пластинки с битумом сдвигают на гладкую плоскую горизонтально установленную керамическую плитку. Защищенные от пыли пластинки с битумом выдерживают при комнатной температуре не менее 30 мин.
В захваты устройства для сгибания (при расстоянии между пазами захватов 40,0 ±0,1) мм вставляют пластинку так, чтобы битумный слой был расположен снаружи. При этом надо избегать образования трещин в битумном покрытии при сгибании пластинки. Если покрытие треснуло, то в устройство для сгибания помещают пластинку с другим покрытием.
Собирают устройство для охлаждения и сосуд Дьюара заполняют изооктаном или спиртом примерно на ’/2 высоты.
Проведение испытания
Устройство для сгибания пластинки вставляют в стеклянную пробирку с небольшим количеством хлористого кальция.
Термометр или термопару устанавливают так, чтобы ртутный резервуар термометра или рабочий конец термопары находились на уровне середины пластины. Температура в пробирке к началу испытания должна быть не ниже 15°С.
Вводят порциями охлаждающий агент и понижают температуру в пробирке со скоростью 1°С/мин, при этом допускаемые отклонения не должны превышать ± 1 °C на 10 мин.
Сгибать пластинку начинают при температуре примерно на 10°С выше ожидаемой температуры хрупкости.
Сгибают и распрямляют пластинку равномерным вращением рукоятки со скоростью около 1 об/с сначала в одну сторону до достижения максимального прогиба (при уменьшении расстояния между пазами захватов на 36,5+0,1 мм), а затем в обратную сторону до достижения исходного положения.
Весь процесс сгибания и распрямления пластинки должен заканчиваться за 20—24 с. Операцию повторяют в начале каждой минуты и отмечают температуру в момент появления первой трещины. Для
425
уточнения появления трещины допускается кратковременно извлекать пробирку с битумом из сосуда Дьюара или широкой пробирки. В ходе испытания устройство для сгибания нельзя вынимать из пробирки.
При недостаточном освещении используют люминесцентный светильник или лампу мощностью не более 15 Вт, находящуюся на расстоянии 100 мм от аппарата. Лампой пользуются в момент максимального сгибания пластинки, включая ее на короткое время.
Время с момента нанесения битумного покрытия до конца испытания не должно превышать 4 ч.
Аналогичные испытания проводят с другой пластинкой с битумом, при этом сгибать пластинку начинают при температуре на 10°С выше температуры появления трещины на первой пластинке.
Если полученные значения различаются на величину, превышающую 3°С, то проводят третье определение.
Обработка результатов
За температуру хрупкости принимают среднее арифметическое значение двух определений, округленное до целого числа.
Сходимость
Два результата определения, полученных одним лаборантом на одном и том же аппарате и пробе битума, признаются достоверными (с 95%-ной доверительной вероятностью), если расхождение между ними не превышает 3°С.
Воспроизводимость
Два результата испытания, полученных разными лаборантами в двух разных лабораториях на одной и той же пробе битума, признаются достоверными (с 95 %-ной доверительной вероятностью), если расхождение между ними не превышает 8°C.
Допускаемые точностные характеристики действительны до температуры -30°С.
Изменение температуры размягчения после прогрева по ГОСТ 18180 и 11506
Изменение температуры размягчения битума после его прогрева является результатом увеличения его температуры размягчения вследствие испарения летучих компонентов или за счет окисления воздухом.
Метод используется для определения стабильности битумов при
426
продолжительном хранении в условиях повышенных температур, оцениваемых по изменению их качественных показателей.
Изменение температуры размягчения после нагревания битума в течение 5 ч при 163 °C устанавливается путем сравнения показателя температуры размягчения для одного и того же образца битума до и после его нагревания в течение 5 ч. Это изменение выражают в градусах.
Аппаратура, реактивы, материалы
При определении изменения температуры размягчения после прогрева по ГОСТ 11506 применяют:
•	чашки металлические цилиндрические с плоским дном, внутренним диаметром (128 ±1) мм, высотой (15 ±0,1) мм и толщиной стенок (1,5±0,1) мм или чашки стеклянные типа ЧБН с наружным диаметром (100± 1) мм;
•	шкаф сушильный с терморегулятором, поддерживающим температуру с погрешностью не более ±1°С;
•	термометр стеклянный технический с ценой деления 1°С, до 200°С или лабораторный ТЛ-2 с ценой деления 1 °C, до 250°С;
•	эксикатор — аппарат (см. рис. 4).
Подготовка к испытанию
Перед испытанием пробу битума при необходимости обезвоживают нагреванием до температуры на 80—100°С выше температуры размягчения, но не ниже 125°С и не выше 180°С, не допуская перегрева, перемешивая стеклянной палочкой. Битум, обезвоженный и расплавленный до подвижного состояния, процеживают через металлическое сито и перемешивают для полного удаления пузырьков воздуха.
Проведение испытания
Битум наливают не менее чем в две чашки металлические по (50±0,1) г или стеклянные по (28±0,1) г в каждую и при осторожном наклоне чашки распределяют его по дну равномерным слоем (приблизительно 4 мм).
Пробы устанавливают на горизонтальную решетку сушильного шкафа, предварительно подогретую до (163±1)°С. Температуру контролируют термометром, ртутный резервуар которого находится на уровне чашек. Во время испытания сушильный шкаф не открывать. Прогрев битума продолжают 5 ч. Так как при установлении проб температура сушильного шкафа понижается, то 5 ч отсчитывают от мо
427
мента достижения 163°C. Время достижения заданной температуры не должно превышать 15 мин. По истечении 5 ч чашки с битумом вынимают из сушильного шкафа и наливают с некоторым избытком в два гладких или ступенчатых кольца и определяют температуру размягчения битума согласно ГОСТ 11506.
Обработка результатов
За изменение температуры размягчения битума после прогрева принимают разность между средними значениями температур размягчения битума до и после прогрева.
Сходимость и воспроизводимость методов должны соответствовать требованиям ГОСТ 11506 (см. табл. 18).
Определение содержания водорастворимых соединений поГОСТ 11510
Наличие водорастворимых соединений в битуме делает его нестойким к воде. Под действием атмосферных осадков водорастворимые соединения легко вымываются из битума, нарушая его водоустойчивость, а следовательно, и водоустойчивость материала, приготавливаемого с применением такого битума.
К водорастворимым относятся соединения, которые извлекаются водой в виде раствора или выделяются в виде эмульсий. К ним обычно относятся низкомолекулярные соединения как кислого, так и основного характера, а также некоторые соли органических кислот. Особенно много содержится водорастворимых соединений в битумах, которые получены из защелоченных нефтей. Содержание водорастворимых соединений определяют путем кипячения пробы битума в воде.
Аппаратура и материалы
При определении содержания в битуме водорастворимых соединений применяют: колбы конические из термически стойкого стекла вместимостью 100 и 250 см3; стаканы из термически стойкого стекла вместимостью 100 см3; обратный холодильник; шкаф сушильный на 100—150°С; сетку металлическую № 7; воду дистиллированную; соль поваренную пищевую; бумагу фильтровальную; весы лабораторные 2-го класса точности.
Подготовка к испытанию
Перед испытанием образец битума обезвоживают; вязкие битумы — осторожным нагреванием без перегрева при помешивании стеклянной палочкой; жидкие битумы — фильтрацией нагретого до 60°С
428
битума через слой крупнокристаллической свежепрокаленной поваренной соли. Обезвоженный и расплавленный до подвижного состояния битум процеживают через металлическое сито с сеткой № 7 и тщательно перемешивают для полного удаления пузырьков воздуха.
Проведение испытания
В коническую колбу помещают около 1 г испытуемого битума, взвешенного с погрешностью не более 0,0002 г, нагревают его и равномерно распределяют по дну колбы, после чего в колбу наливают 25 см3 дистиллированной воды. Присоединяют к колбе обратный холодильник и кипятят содержимое ее в течение 30 мин. После окончания кипячения колбу, не отключая от холодильника, охлаждают до комнатной температуры и профильтровывают водную вытяжку через фильтр (предварительно смоченный дистиллированной водой) во взвешенный с погрешностью не более 0,0002 г стакан или коническую колбу вместимостью 100 см3; колбу тщательно ополаскивают дистиллированной водой, которую сливают на тот же фильтр.
Собранный в стакан или коническую колбу вместимостью 100 см3, фильтрат выпаривают при нагревании, не допуская кипения раствора.
Сконцентрированный остаток в стакане или конической колбе вместимостью 100 см3 сушат при температуре 100—105°С до постоянной массы. Расхождения между последовательными взвешиваниями не должны превышать 0,0004 г.
Обработка результатов
Массовая доля в битуме водорастворимых соединений в процентах
X =ЙЛВ..юо,
ш3
где пц, т, и т3— массы стаканчика с сухим остатком, чистого стаканчика и испытуемого битума, г.
Сходимость (повторяемость)
Два результата определений, полученных одним исполнителем, на одной и той же аппаратуре и пробе битума, признаются достоверными (с 95 %-ной доверительной вероятностью), если расхождения между ними не превышают 0,05 %.
429
Определение содержания воды
Вода, находясь в битуме, вредно влияет на его свойства. Обводненный битум не может быть нагрет до высокой температуры до тех пор, пока не будет выпарена вода.
Для определения содержания воды в битуме или в других органических вяжущих материалах применяют специальный прибор. Методика определения, как и сам прибор, стандартизированы.
Аппаратура и материалы
Специальный прибор; растворитель с температурой кипения выше 100°С; пробка; коллодий; пемза или неглазурованный фаянс.
Прибор (рис. 11) состоит из стеклянной или металлической круглодонной колбы с коротким горлом емкостью 500 см3, стеклянного градуированного приемника-ловушки с нижней конической частью и обратного стеклянного холодильника длиной 250—300 мм с гладкой внутренней трубкой. Приемник градуирован от 0 до 1 см3 через 0,05 см3 и от 1 до 10 см3 через 0,2 см3.
Рис. 11. Прибор для определения содержания воды: а — общий вид; б — ловушка воды
430
Подготовка прибора и образца
Взвесить колбу, после чего поместить в нее около 100 г испытуемого материала. Если определяют содержание воды в вязком материале, то его необходимо расплавить при 60—80°С, после чего залить в колбу. Количество помещенного в колбу материала должно быть взвешено с точностью до 0,1 г.
Определение
Содержание воды определяют следующим образом:
•	в колбу с испытуемым материалом налить 100 см3 растворителя и тщательно перемешать содержимое колбы; в качестве растворителя применяют лигроин, ксилол, толуол, бензин и др.; во избежание сильного вспенивания испытуемого материала при нагревании в колбу следует положить несколько кусочков пемзы или неглазурованного фаянса;
•	присоединить к колбе с притертой пробкой приемник-ловушку так, чтобы срезанный конец трубки был погружен в горло колбы не более чем на 15—20 мм; присоединить к приемнику-ловушке, также с помощью притертой пробки, холодильник так, чтобы его косо срезанный нижний конец находился против отводной трубки приемника;
•	поставить колбу на нагревательный прибор и нагревать ее с такой интенсивностью, чтобы с косо срезанного конца холодильника поступало в приемник 2—3 капли в секунду; нагрев колбы прекращается после того, как объем воды в приемнике перестанет увеличиваться, а растворитель в ловушке станет совершенно прозрачным; если в конце перегонки в трубке холодильника задержится несколько капель воды, их надо сбросить в приемник путем сильного нагрева колбы или стеклянной палочкой;
•	охладить приемник до комнатной температуры и определить в нем по делениям количество воды (по линии раздела вода — растворитель); если это определение затруднено из-за непрозрачности растворителя, то следует приемник опустить на 20—30 мин в горячую воду, а затем снова охладить. Дополнительный нагрев облегчит процесс разделения воды и растворителя.
Содержание воды
W = —100,
Ч
где W — содержание воды к весу испытываемого материала, %;
V — объем воды в приемнике, см3;
q — навеска испытываемого материала, г.
431
При сильно обводненных материалах количество воды в приемнике может быть больше 10 см3. В этом случае испытание надо повторить с уменьшенным количеством материала и соответственно растворителя, с тем чтобы количество воды в приемнике было меньше 10 см3.
Каждый образец испытывают 2 раза. Результаты параллельных испытаний не должны расходиться более чем на одно деление приемника. Если количество воды в приемнике окажется меньше половины нижнего деления приемника, считается, что в испытуемом материале содержатся следы воды.
Определение истинной плотности
Плотность битума косвенно характеризует его свойства и наличие в нем различных посторонних примесей. Определение плотности необходимо не только для этих целей, но и для расчета объемов хранилищ и перевозочных средств. Плотность битума определяют как отношение массы некоторого его объема при температуре + 20°С к массе такого же объема воды при +4°C. Плотность обычно определяют при помощи пикнометра (пикнометрический метод).
Аппаратура и материалы
Для определения истинной плотности используют стеклянную колбу с притертым капиллярным пикнометром с мерной чертой на горлышке и с притертой пробкой (рис. 12), термостат, хромпик, спирт, дистиллированную воду, фильтровальную бумагу.
Подготовка к испытанию
Определяют «водное число» пикнометра, т.е. массу дистиллированной воды в его объеме при 20°С. Для этого пикнометр промывают хромпиком, спиртом, дистиллированной водой, просушивают с продуванием, взвешивают с погрешностью до 0,001 г (q,), наполняют дистиллированной водой несколько выше черты пикнометра. Наполненный пикнометр помещают в термостат или баню с температурой +20°С примерно на 30 мин, до того времени, пока уровень воды в пикнометре не перестанет изменяться; избыток воды на шейке капилляра отбирают с помощью фильтровальной бумаги или пипетки, обтирают снаружи мягкой тряпкой, закрывают пробкой и взвешивают с водой (q2). Определяют «водное число» q как разность наполненного водой и чистого сухого пикнометра:
q = q2-qr
432
Рис. 12. Пикнометры: а — капиллярный пикнометр; б — пикнометр с меткой на съемном горлышке
Проведение испытания
В высушенный пикнометр заливают битум примерно наполовину. Для полного расплавления битума и удаления из него пузырьков воздуха пикнометр с битумом помещают в термостат и выдерживают в нем 20—30 мин при 100°С. Далее пикнометр охлаждают в водном термостате или водяной бане до +20 °C и взвешивают на аналитических весах (q3). Доливают капиллярный пикнометр до черты дистиллированной водой с температурой 18—20 °C и выдерживают в термостате при 20°С до тех пор, пока уровень мениска не перестанет изменяться, избыток воды собирают фильтровальной бумагой, пикнометр вытирают и взвешивают (сц).
Истинная плотность
у20 ______Чз ~Ч1_____
(q2-Q1)-(Q4~Чз) ’
Подставляя значения «водного числа» данного пикнометра, формулу можно сократить так:
^20 _ Чз ~Ч1
Ч-(ч4-Чз)'
433
Истинная плотность битума при 20°С по отношению к плотности воды при 4 °C вычисляется по формуле
У4° = О,9982у20 + K(t°-20), где К — средняя температурная поправка плотности, определяемая в зависимости от истинной плотности битума по табл. 22.
Таблица 22
Температурная поправка к плотности битума
Истинная плотность битума	Температурная поправка на 1 °C	Истинная плотность битума	Температурная поправка на 1 °C
0,90—0,91	0,000633	0,96—0,97	0,000554
0,91—0,92	0,000620	0,97—0,98	0,000541
0,92—0,93	0,000607	0,98—0,99	0,000528
0,93—0,94	0,000594	0,99—1,00	0,000515
0,94—0,95	0,000581	1,00—1,10	0,000502
0,95—0,96	0,000567	1,10—1,20	0,000489
Величину истинной плотности вычисляют как среднее из двух определений, расхождения между которыми не должны превышать 0,0004.
Методы определения сцепления битума с мрамором и песком
Определение сцепления проводят двумя методами: метод А «пассивное» сцепление и метод Б — «активное» сцепление.
Сущность метода А заключается в определении способности вязкого битума удерживаться на поверхности песка или мрамора при кипячении.
Метод Б предусматривает определение сцепления жидкого или вязкого битума с поверхностью песка или мрамора в присутствии воды.
Метод А — «пассивное» сцепление
Испытание характеризует прочность сцепления битума с минеральными материалами в дорожных покрытиях и заключается в определении способности вязкого битума удерживаться на поверхности мрамора или песка при воздействии кипящей воды.
Аппаратура, реактивы и материалы
При определении сцепления битума с мрамором или песком применяют:
—	сита металлические с отверстиями размером 2х2 и 5 х5 мм;
—	ложку металлическую, воду дистиллированную;
—	бумагу фильтровальную, песок, мрамор белый Коэлгинского или Прохоро-Баландинского месторождения (содержание каль
434
ция в пересчете на углекислый кальций не менее 98 %; содержание магния в пересчете на углекислый магний не более 1,5%, содержание суммы нерастворимых в соляной кислоте веществ и полуторных окислов не более 0,5 %); чашку ЧВП-2—250, стаканы лабораторные вместимостью 250 см3;
—	сито с металлической сеткой № 07;
—	сетку металлическую № 025 или 05; диаметр сетки на 5—10 мм меньше диаметра стакана, к окантовке сетки припаяны проволочные дужки;
—	шкаф сушильный с терморегулятором, поддерживающим температуру с погрешностью не более ±2 °C;
—	плитку электрическую с закрытой спиралью;
—	весы лабораторные класса точности 3 или другие весы такого же класса точности.
Подготовка к испытанию
Испытание проводят на мраморе или песке (минеральный материал должен быть указан в технических требованиях на битум).
Мрамор измельчают, отсеивают через металлические сита фракцию размером от 2 до 5 мм. Кусочки с полированной поверхностью отбрасывают. Образцы мрамора или песка промывают дистиллированной водой и сушат при 105—110 °C, песок — в течение 2 ч, мрамор — 5 ч.
Перед испытанием образец битума обезвоживают осторожным нагреванием до 105 °C при перемешивании стеклянной палочкой. Битум обезвоженный и расплавленный до подвижного состояния процеживают через сито с сеткой № 07.
Для приготовления битумоминеральной смеси в две фарфоровые чашки взвешивают по 30 г мрамора или песка с погрешностью не более 0,1 г и по 1,20 г испытуемого битума с погрешностью не более 0,01 г. Чашки выдерживают в течение 20 мин в термостате при 130— 140 °C. Чашки вынимают из термостата и перемешивают мрамор или песок с битумом металлической ложкой до покрытия всей поверхности минерального материала. Затем смесь выдерживают при комнатной температуре в течение 20 мин.
Проведение испытания
На металлическую сетку № 025 или 05 с проволочными дужками выкладывают из одной чашки примерно половину подготовленной битумоминеральной смеси, распределяют ее равномерным слоем и опускают сетку в стакан с кипящей дистиллированной водой (высота слоя воды под сеткой и над смесью должна быть по 40—50 мм). Аналогичную операцию производят с битумоминеральной смесью из второй чашки.
435
Сетки с испытуемыми образцами выдерживают в кипящей воде в течение 30 мин. Кипение воды не должно быть бурным. Битум, отделившийся от смеси и всплывший на поверхность воды в процессе кипячения, снимают фильтровальной бумагой.
Сетки с испытуемым битумом сразу по окончании кипячения переносят в стаканы с холодной водой, где выдерживают в течение 3—5 мин, после этого смеси переносят на фильтровальную бумагу.
Обработка результатов
Для оценки сцепления битума с поверхностью минерального материала битумоминеральную смесь сравнивают с фотографиями контрольных образцов (рис. 13).
Контрольный образец № 1
Контрольный образец № 2	Контрольный образец №3
Рис. 13. Контрольные образцы битумоминеральных смесей
436
Битум считают выдержавшим испытание на сцепление с мрамором или песком, если сцепляемость не менее двух параллельных образцов не хуже изображения на фотографиях контрольных образцов.
Метод Б — «активное» сцепление
Аппаратура, реактивы и материалы При определении сцепления битума с мрамором и песком применяют:
—	сита металлические с отверстиями размером 2x2 и 5x5 мм;
—	ложку металлическую; воду дистиллированную; бумагу фильтровальную; песок; мрамор белый Прохоро-Баландинского месторождения; стаканы лабораторные из стекла типа ТУ, вместимостью 100 см3;
—	пробирки стеклянные с притертыми пробками (рис. 14);
—	баню водяную диаметром не менее 110 мм, высотой не менее 160 мм;
—	подставку для пробирок (рис. 15) или любое приспособление, позволяющее проводить испытание;
Чехол из кошмы или другого теплоизоляци-
14. Пробирка стеклянная с притертой крышкой
онного материала внутренним диаметром 35—38 мм, длиной 180—
190 мм.
Подготовка к испытанию
Подготовку образцов мрамора и песка проводят, как описано в методе А.
В три стеклянные пробирки с притертыми пробками взвешивают по 8 г мрамора или песка с погрешностью до 0,1 г, наливают по 10 см3 воды и на поверхность воды добавляют по 0,32 г испытуемого битума, как описано в методе А.
Проведение испытания
Пробирки закрывают пробками, ставят в подставке в водяную баню на 10 мин, накрывают стаканом выступающие из воды части пробирок. Накрывающий пробирки стакан должен касаться воды.
437
л-л
15. Подставка для пробирок
При испытании вязких битумов пробирки после десятиминутного кипячения накрывают кошмой и интенсивно встряхивают 2 мин.
При испытании жидких битумов температуру в водяной бане поддерживают 10 мин в пределах 55—60 °C.
После встряхивания смесь из пробирок переносят на стеклянные пластинки.
Обработка результатов
Для оценки результатов, смеси на пластинках сравнивают с фотографиями контрольных образцов.
Битум считают выдержавшим испытание на «активное» сцепление, если его сцепляемость в испытанных смесях не хуже, чем на фотографиях (рис. 13).
438
2.3.	Определение растворимости битума в органических растворителях
Сущность метода заключается в определении растворимости битума в органическом растворителе — толуоле или хлороформе или трихлорэтилене.
Аппаратура и реактивы
Колбы КН-250 по ГОСТ 25336; воронки В или ВФ по ГОСТ 25336; воронки для горячего фильтрования; колбы с тубусом по ГОСТ 25336; стаканчик для взвешивания СВ по ГОСТ 25336; промывалка; холодильник ХПТ или ХШ или ХСН по ГОСТ 25336; эксикатор 2 по ГОСТ 25336; палочка стеклянная; баня водяная или песочная; шкаф сушильный с терморегулятором, обеспечивающий нагрев до температуры не ниже 200 °C и регулирование температуры с погрешностью не более 5 °C; сито с металлической сеткой № 07 по ГОСТ 6613— 86. Допускается применять импортные сита с аналогичными размерами сетки; насос водоструйный по ГОСТ 25336 или любой насос, создающий разрежение; толуол по ГОСТ 5789, ч. д. а., или с аналогичными аналитическими характеристиками, или хлороформ по ГОСТ 20015, или трихлорэтилен по ГОСТ 9976; фильтры беззольные плотные марки «синяя лента» диаметром 80—130 мм; лабораторные весы общего назначения по ГОСТ 24104, 2-го класса точности, с наибольшим пределом взвешивания 200 г или аналогичного типа.
Подготовка к испытанию
Перед испытанием образец битума при наличии влаги обезвоживают осторожным нагреванием на газовой горелке или электроплитке закрытого типа при перемешивании стеклянной палочкой до температуры на 80—100 °C выше температуры размягчения, но не ниже 120 °C и не выше 180 °C. Обезвоженный и расплавленный до подвижного состояния битум процеживают через сито с металлической сеткой и затем тщательно перемешивают до полного удаления пузырьков воздуха.
Два сложенных вместе беззольных фильтра перед испытанием промывают растворителем, помещают в стаканчик для взвешивания с открытой крышкой и сушат не менее 1 ч в сушильном шкафу при 105—110 °C. Затем стаканчик закрывают крышкой, охлаждают в эксикаторе в течение 30 мин и взвешивают. Операцию высушивания и взвешивания повторяют до получения расхождения между двумя последовательными взвешиваниями — не более 0,0004 г. Повторное высушивание фильтра проводят в течение 30 мин.
439
Проведение испытания
В предварительно взвешенную коническую колбу вместимостью 250 см3 берут около 5 г пробы битума.
Навеску испытуемого битума растворяют в 100 см3 растворителя, нагревают колбу с обратным холодильником на водяной бане. Применение открытого огня для нагрева не допускается.
Раствор битума фильтруют через доведенный до постоянной массы беззольный двойной фильтр, помещенный в стеклянную воронку, укрепленную на штативе.
Раствор наливают на фильтр по стеклянной палочке, воронку с фильтром наполняют раствором не более чем на 3/4 высоты фильтра. Остаток в колбе смывают на фильтр чистым подогретым растворителем.
Остатки нефтепродукта или твердые примеси, прилипшие к стенкам колбы, снимают стеклянной палочкой и смывают на фильтр подогретым чистым растворителем.
По окончании фильтрации фильтр с осадком промывают подогретым растворителем при помощи промывалки, обращая при этом внимание на чистоту промывки краев фильтра. Промывку ведут до тех пор, пока на фильтре не будет оставаться следов битума и растворитель будет стекать прозрачным (отсутствие масляного пятна на фильтровальной бумаге после испарения растворителя). Допускается фильтрацию раствора битума и промывку фильтра проводить под вакуумом или применять воронку для горячего фильтрования. При фильтровании под вакуумом воронку с помощью резиновой пробки присоединяют к колбе, соединенной с насосом, создающим разрежение. Беззольный бумажный фильтр смачивают растворителем и помещают в воронку так, чтобы фильтр плотно прилегал к стенкам воронки. При фильтрации с применением воронки для горячего фильтрования не допускается вскипание фильтруемого раствора.
Все операции по растворению битума и фильтрации раствора необходимо проводить в вытяжном шкафу.
По окончании промывки фильтр с осадком переносят в стаканчик для взвешивания, в котором сушился чистый фильтр, сушат с открытой крышкой не менее 1 ч в сушильном шкафу при 105—110 °C. Затем стаканчик закрывают крышкой, охлаждают в эксикаторе в течение 30 мин и взвешивают. Операцию высушивания и взвешивания повторяют до получения расхождения между последовательными взвешиваниями не более 0,0004 г.
440
Обработка результатов
Растворимость битума (X) в процентах вычисляют по формуле:
_ (иц -т2)100
Л — -------------,
П11
где т1 — масса битума, взятая на анализ, г;
пт, — масса нерастворимого осадка на фильтре, г.
За растворимость битума принимают среднее арифметическое значение результатов двух параллельных определений, округленное до второго десятичного знака.
Сходимость
Два результата определения, полученные одним исполнителем, признаются достоверными (с 95 %-ной доверительной вероятностью), если расхождения между ними не превышает 0,05 %.
Воспроизводимость
Два результата испытания, полученные в двух разных лабораториях, принимаются достоверными (с 95 %-ной доверительной вероятностью), если расхождения между ними не превышает 0,15 %.
2.4.	Метод определения содержания парафинов поГОСТ 17789
Метод заключается в предварительном осаждении петролейным эфиром асфальтенов из растворенного в бензоле битума, адсорбции смолистых веществ окисью алюминия и выделении парафинов из десорбированной фракции вымораживанием.
Аппаратура, материалы, реактивы
При определении содержания парафинов применяются: колонка адсорбционная (высота (700± 10) мм, внутренний диаметр (30±2) мм, в верхней части колонки — шаровой резервуар с внутренним диаметром (80±2) мм, в нижней части колонки — кран); колбы — Кн-1— 250 или Кн-2—250, Кн-1—500 или Кн-2—500, стаканы Н-1—250; цилиндры измерительные, вместимостью 100 и 500 см3; аллонж АИ; чашки фарфоровые выпарительные; насос водоструйный; термометр стеклянный типа ТН-6; дефлегматор и холодильник ХПТ; эксикатор 2—250; стеклянная палочка; стеклянная пластинка; баня водяная; баня для охлаждения пробы битума и ацетон-толуольной смеси; воронки В-75 или В-100; воронка фильтрующая ВФ-1—32-ПОР 40 или ВФ-1— 40-ПОР 40, помещенная в баню для охлаждения; плитка электричес
441
кая с закрытой спиралью; шкаф сушильный; весы лабораторные аналитические с погрешностью взвешивания не более 0,0002 г и наибольшим пределом взвешивания 200 г; печь муфельная; сито металлическое с сеткой № 07; газ инертный; толуол; эфир петролейный марки 70—100; ацетон-толуольная смесь 1:2; ацетон (обезвоженный хлористым кальцием) и толуол; окись алюминия для хроматографии; фильтры беззольные марки «белая лента» диаметром 150—180 мм; вата медицинская гигроскопическая; бумага фильтровальная лабораторная; охлаждающая смесь: соль поваренная пищевая и лед мелкоистолченный (или снег); спирт этиловый сырец, или спирт этиловый технический, или спирт этиловый синтетический и твердая углекислота; весы лабораторные с погрешностью взвешивания не более 0,01 г.
Подготовка к испытанию
Окись алюминия прокаливают в муфельной печи в фарфоровых выпарительных чашках 12 ч при 500—600 °C. Прокаленную окись алюминия хранят в эксикаторе. Отработанная окись алюминия повторно не используется из-за сложности регенерации.
В нижнюю часть адсорбционной колонки помещают тампон из гигроскопической ваты и небольшими порциями насыпают (150 ± 1,0) г окиси алюминия, прокаленной и охлажденной до комнатной температуры.
Пробу битума обезвоживают осторожным нагреванием без перегрева (до температуры на 75—100 °C выше температуры размягчения битума, но не выше 180 °C) при помешивании стеклянной палочкой.
Обезвоженный и расплавленный до подвижного состояния битум процеживают через металлическое сито и тщательно перемешивают для полного удаления пузырьков воздуха.
Проведение испытания
В предварительно взвешенный стакан вместимостью 250 см3 помещают 5—6 г подготовленной пробы битума, взвешенного с погрешностью не более 0,01 г.
Навеску испытуемого битума растворяют в 5—10 см3 толуола при подогреве на водяной бане и перемешивании стеклянной палочкой.
Для осаждения асфальтенов к навеске битума прибавляют 40-крат-ное количество петролейного эфира (взятое по объему к навеске битума), и, накрыв стеклянной пластинкой, помещают стакан в темное место на 24 ч.
442
Отстоявшийся раствор осторожно, без перемешивания фильтруют через двойной фильтр «белая лента». Осадок переносят на фильтр, ополаскивают колбу, в которой проводилось осаждение асфальтенов, небольшим количеством петролейного эфира в несколько приемов. Асфальтены на фильтре промывают подогретым до ~50 °C петро-лейным эфиром до полного исчезновения масляного пятна на фильтровальной бумаге после испарения эфира.
Из колбы с фильтратом на водяной бане отгоняют большую часть растворителя до получения 20—30 см3 концентрата (остатка) в колбе. При этом используют холодильник, дефлегматор и инертный газ.
В адсорбционную колонку, заполненную окисью алюминия, наливают 100—120 см3 петролейного эфира для смачивания адсорбента. Когда окись алюминия полностью впитает петролейный эфир, в колонку помещают концентрат фильтрата. Колбу, в которой находился фильтрат, промывают 2—3 раза по 10—15 см3 петролейного эфира, который также наливают в колонку. Когда адсорбент впитает весь фильтрат, в колонку наливают 500 см3 петролейного эфира, включая петролейный эфир, израсходованный на промывку колбы из-под фильтрата.
Скорость истечения раствора поддерживают краном в нижней части колонки в пределах 1,5—3 см3/мин.
От полученного десорбированного раствора из колбы на водяной бане отгоняют петролейный эфир, используя холодильник, дефлегматор и инертный газ.
Остаток в колбе растворяют в 50 см3 ацетон-толуольной смеси при нагревании до ~50 °C на водяной бане. Полученный раствор охлаждают до комнатной температуры, а затем колбу с раствором помещают на 1 ч в предварительно охлажденную до минус 20 °C баню.
В той же бане охлаждают 50 см3 ацетон-толуольной смеси. Одновременно в другой бане при минус 20 °C охлаждают в течение 10 мин воронку с фильтром из пористой стеклянной пластинки.
По истечении 1 ч охлажденный раствор продукта фильтруют при минус 20 °C через пористый стеклянный фильтр при помощи водоструйного насоса. Парафин со стенок колбы смывают на фильтр в несколько приемов охлажденной ацетон-толуольной смесью. Парафин на фильтре промывают 50 см3 охлажденной смеси.
После окончания фильтрования парафин с фильтра смывают толуолом, нагретым примерно до 60 °C, в предварительно взвешен
443
ную коническую колбу вместимостью 250 см3. Толуол от парафина отгоняют на водяной бане.
Колбу с парафином доводят до постоянной массы в сушильном шкафу при 105—110 °C и взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г. Работу с толуолом и ацетон-толуольной смесью необходимо проводить в вытяжном шкафу.
Обработка результатов
Содержание парафина (X) в процентах вычисляют по формуле:
(mi -т2)100
Х~ G3
где т, — масса колбы с парафином, г;
т, — масса колбы без парафина, г;
G3 — количество битума, взятое на анализ, г.
За результат испытания принимают среднее арифметическое двух определений.
Сходимость метода
Два результата определения, полученные одним исполнителем, признаются достоверными (с 95%-ной достоверной вероятностью), если расхождение между ними не превышает 0,5%.
Воспроизводимость метода
Два результата определения, полученные в двух разных лабораториях, признаются достоверными (с 95 %-ной доверительной вероятностью), если расхождение между ними не превышает 1,6 %.
2.5.	Рентгенофазовый метод определения парафинов по ГОСТ28967—91
Сущность метода заключается в измерении интенсивности линии парафинов на дифрактограмме битума и определении массовой доли парафинов по градуировочному графику.
Аппаратура, реактивы
Дифрактометр рентгеновский общего назначения типа ДРОН. Шкаф сушильный, обеспечивающий нагрев до 200 °C с погрешностью не более 5 °C. Весы лабораторные общего назначения 2-го класса точности с пределом взвешивания 200 г. Эксикатор. Стаканчики для взвешивания (бюксы) СВ-34/12. Кюветы медные или латунные для образцов (рис. 16).
444
Вставка из латуни и фторопласта (рис. 17). Пинцет. Нож для срезания битума. Палочки стеклянные длиной около 100 мм с оплавленными концами. Асфальт пропановой деасфальтизации с температурой размягчения по кольцу и шару (по ГОСТ 11506) не ниже 30 °C. Парафины марки Т по ГОСТ 23683. Линейка измерительная по ГОСТ 427.
Отбор проб
Отбор проб — по ГОСТ 2517.
Подготовка контрольных образцов
Готовят контрольные образцы добавлением парафина в асфальт пропановой деасфальтизации.
Взвешивают стаканчики (бюксы) с погрешностью не более 0,0002 г.
Асфальт разогревают в сушильном шкафу, перемешивают стеклянной палочкой и разливают во взвешенные стаканчики примерно до половины объема (масса около 10 г).
Стаканчики с содержимым охлаждают до комнатной температуры и взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г.
Берут навеску парафина с погрешностью до 0,0002 г и добавляют в стаканчики с асфальтом в таком количестве, чтобы получить контрольные образцы с массовой долей парафина 2, 4, 6, 8 и 12 %.
Стаканчики с асфальтом и парафином разогревают в сушильном шкафу при температуре (100±5) °C, содержимое тщательно перемешивают стеклянными палочками и охлаждают до комнатной температуры.
445
Стаканчики с контрольными образцами закрывают крышками и ставят в эксикатор. Перед использованием разогревают в сушильном шкафу при температуре (100±5) °C и перемешивают стеклянной палочкой.
Подготовка кювет с контрольными образцами
С помощью стеклянной палочки заполняют 2—3 каплями разогретого контрольного образца три кюветы, предварительно подогретые в сушильном шкафу при температуре (100±5) °C.
Кюветы с контрольным образцом охлаждают при комнатной температуре в течение 5—10 мин до загустения. Допускается охлаждать в бане со льдом в течение 2—3 мин до загустения. Излишки контрольного образца убирают подогретым ножом.
Кюветы с контрольным образцом разогревают в сушильном шкафу при температуре (100±5) °C, выдерживают в течение 2—3 мин до получения зеркально ровной поверхности образца и охлаждают при комнатной температуре в течение 40—50 мин. Допускается охлаждать в бане со льдом в течение 5—10 мин.
Кювету с контрольным образцом с помощью пинцета переносят к дифрактометру, устанавливают в центре вставки, укрепленной на столике гониометра с помощью специального кольца.
Подготовка дифрактометра
Подбирают условия записи дифрактограмм в соответствии с инструкцией к дифрактометру и рентгеновской трубке с медным анодом и никелевым фильтром. Настраивают аппаратуру так, чтобы высота линии парафинов на дифрактограмме контрольного образца с массовой долей парафинов 8 % составляла 6—7 см. Запись дифрак-тограммы проводят в области 20 ~ 6—28 °C со скоростью развертки 2 °/мин.
Аналогично записывают дифрактограммы всех контрольных образцов.
Построение градуировочного графика
На дифрактограмме контрольных образцов проводят базовую прямую через основание линии парафинов с угловым положением 20—21 °C (рис. 18). Измеряют в сантиметрах высоту (интенсивность) линии. Для каждого контрольного образца находят среднее арифметическое результатов трех параллельных измерений интенсивности.
Строят градуировочный график, откладывая на оси абсцисс массовую долю парафинов в контрольных образцах, на оси ординат — соответствующее ей среднее арифметическое интенсивности линии парафинов.
446
Градуировочный график проверяют один раз в месяц с использованием двух-трех контрольных образцов.
Подготовка образцов битулюв.Бигумы разогревают в сушильном шкафу при температуре на 30—40 ° С выше температуры размягчения и тщательно перемешивают стеклянной палочкой. Подготовку кювет с образцами битумов проводят, как описано выше.
Проведение испытания
Записывают дифрактограммы образцов битумов, измеряют интенсивность линии парафинов и находят среднее арифметическое трех параллельных измерений, как и при построении градуировочного графика.
Обработка результатов
Интенсивность линии парафине на дифрактограмме битума
Рис. 18
Массовую долю парафинов в битумах определяют по градуировочному графику.
За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов двух последовательных определений, округленное до первого десятичного знака.
447
Сходимость
Два результата определения, полученные одним исполнителем, признаются достоверными (с 95 %-ной доверительной вероятностью), если расхождения между ними не превышает значения сходимости для большего результата, приведенного на рис. 19.
Рис. 19. Зависимость показателей точности от массовой доли парафинов: 1 —сходимость; 2 — воспроизводимость
Воспроизводимость
Два результата испытания, полученное в двух разных лабораториях, признаются достоверными (с 95 %-ной доверительной вероятностью), если расхождения между ними не превышает значения воспроизводимости для большего результата, приведенного на рис. 3.19.
Зависимость показателей точности от массовой доли парафинов
2.6.	Определение водорастворимых кислот и щелочей
Метод позволяет проводить качественные определения содержания в битумах водорастворимых кислот и щелочей.
448
Аппаратура и реактивы
При определении содержания в битуме водорастворимых кислот и щелочей применяют:
колбы конические вместимостью 250—500 см3; пробирки стеклянные; пипетки вместимостью 25 см3; металлическую сетку № 7; воду дистиллированную; фенолфталеин 1 %-ный спиртовой раствор; метиловый оранжевый 0,02%-ный водный раствор; соль поваренную пищевую.
Подготовка к испытанию
Перед испытанием образец битума обезвоживают: вязкие битумы — осторожным нагреванием без перегрева при помешивании стеклянной палочкой; жидкие битумы — фильтрацией нагретого до 60 °C битума через слой крупнокристаллической свежепрокаленной поваренной соли. Обезвоженный и расплавленный до подвижного состояния битум процеживают через металлическое сито с сеткой № 7 и тщательно перемешивают для полного удаления пузырьков воздуха.
Проведение испытания
В коническую колбу отвешивают около 10 г испытуемого битума с погрешностью не более 0,01 г, слегка нагревают его и равномерно распределяют по дну колбы. После этого в колбу наливают 150 см3 дистиллированной воды и кипятят содержимое ее в течение 30 мин. Затем осторожно отбирают пипеткой водную вытяжку из колбы в две пробирки.
К водной вытяжке в одну из пробирок добавляют три капли раствора фенолфталеина. Окрашивание раствора в розово-малиновый цвет указывает на слабощелочную реакцию, окрашивание в ярко-малиновый цвет — на сильнощелочную реакцию.
При отсутствии окрашивания раствора в первой пробирке приливают к водной вытяжке в другую пробирку две капли раствора метилового оранжевого. Окрашивание раствора в розовый цвет указывает на наличие в битуме водорастворимых кислот.
2.7.	Определение зольности битумов
Сущность метода заключается в определении зольности нефтяных битумов путем сжигания битума и прокаливания твердого остатка до постоянной массы.
Аппаратура, реактивы и материалы
При определении зольности битума применяют:
тигли фарфоровые низкой формы № 5; эксикатор; щипцы ти-
15 Сгрошельные материалы	449
гельные длиной 25—30 см; фарфоровый треугольник; асбестовую пластинку с вырезом для тигля; треножник; муфельную или тигельную печь; сетку металлическую № 07; аммоний азотнокислый, х.ч., 10 %-ный водный раствор; кислоту соляную, 20 %-ный раствор; воду дистиллированную; соль поваренную пищевую; часовое стекло или стеклянную пластинку; весы лабораторные 2-го класса точности с погрешностью не более 0,0002 г.
Подготовка к испытанию
Перед испытанием при наличии влаги битум обезвоживают: вязкие битумы — осторожным нагреванием без перегрева при помешивании стеклянной палочкой; жидкие битумы — фильтрацией нагретого до 60 °C битума через слой крупнокристаллической свежепро-каленной поваренной соли. Обезвоженный и расплавленный до подвижного состояния битум процеживают через металлическое сито с сеткой № 07 и тщательно перемешивают для полного удаления пузырьков воздуха.
Тигель промывают дистиллированной водой, прокаливают в муфеле или тигельной печи при (775 ±25)°C в течение 10 мин, затем охлаждают в течение 5 мин на воздухе и переносят в эксикатор. После охлаждения в течение 30 мин тигель взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г.
Прокаливание, охлаждение и взвешивание повторяют до получения расхождений между двумя последовательными взвешиваниями не более 0,0004 г.
Проведение испытания
Около 10 г подготовленного битума взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г в доведенном до постоянной массы тигле.
Тигель с битумом помещают в отверстие асбестовой пластинки, предохраняющей выделяющиеся пары от воспламенения, и медленно нагревают на огне (пламя горелки не должно быть коптящим) в вытяжном шкафу. Если при этом выделяющиеся от нагревания пары воспламеняются, их надо быстро тушить, отставив горелки и накрыв тигель часовым стеклом, стеклянной пластинкой или крышкой. Необходимо регулировать нагрев так, чтобы битум не протекал через края тигля.
После того, как в тигле останется лишь углистый остаток, тигель переносят в муфель или тигельную печь и прокаливают при (775 ±25) °C до полного озоления остатка. Трудно сгораемый остаток смачивают, охладив предварительно тигель несколькими капля-450
ми раствора азотнокислого аммония, осторожно выпаривают и прокаливают до озоления.
Допускается сжигание и прокаливание битума в электропечах при постоянном подъеме температуры. После озоления тигель охлаждают, переносят в эксикатор, где выдерживают в течение 30 мин, и взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г.
Прокаливание, охлаждение и взвешивание тигля повторяют до получения расхождений между двумя взвешиваниями не более 0,0004 г.
Обработка результатов
Зольность испытуемого битума (X) в процентах вычисляют по формуле:
mi -т2 , пп х = —1-----100
т3
где — масса тигля с золой, г;
пт, — масса чистого тигля, г;
т3 — навеска испытуемого битума, г.
За окончательный результат принимают среднее арифметическое из двух параллельных определений.
Сходимость
Два результата определений, полученные одним лаборантом на одной и той же аппаратуре и пробе продукта, признают достоверными (с 95 %-ной доверительной вероятностью), если расхождения между ними не превышают значений, указанных в табл. 10.
Воспроизводимость
Два результата испытаний, полученные в разных лабораториях на одной и той же пробе продукта, признаются достоверными (с 95 %-ной доверительной вероятностью), если расхождения между ними не превышают значений, указанных в табл. 10.
Таблица 10
Допустимые расхождения двух результатов испытаний
Зольность	Сходимость	Воспроизводимость
До 0,01 Св. 0,01 до 0,1 Св. 0,1 до 0,5 Св. 0,5 до 1,0 Св. 1,0	0,001 0,006 0,03 0,05 4% от среднего арифметического значения	0,004 0,03 0,1 0,2 10% от среднего арифметического значения
451
2.8.	Метод определения абсолютной вязкости в ротационном вискозиметре
Определение заключается в измерении скорости сдвига тонкого слоя битума, находящегося между двумя соосными цилиндрами, один из которых закреплен неподвижно, а второй вращается под действием приложенного к нему постоянного момента (рис. 20).
Рис. 20. Вискозиметр ротационный: 1 — термометр; 2, 3 — шкивы;
4 — термостат; 5 — неподвижный цилиндр; 6 — цилиндр;
7 — испытуемый битум; 8 — вода; 9 — груз
Аппаратура и реактивы
При определении абсолютной вязкости применяют: ротационный вискозиметр; термометр с интервалом измеряемых температур 0— 150 °C и ценой деления 1°С; сетку металлическую № 07; минеральное масло с температурой вспышки не ниже 240 °C; глицерин дистиллированный; бензин или другой растворитель; соль поваренную пищевую.
452
Подготовка к испытанию
Перед испытанием образец битума обезвоживают: вязкие битумы — осторожным нагреванием без перегрева, при помешивании стеклянной палочкой; жидкие битумы — фильтрацией нагретого до 60 °C битума через слой крупнокристаллической свежепрокаленной поваренной соли. Обезвоженный и расплавленный до подвижного состояния битум процеживают через сито с сеткой № 07 и тщательно перемешивают для полного удаления пузырьков воздуха.
Вискозиметр устанавливают горизонтально с помощью установочных винтов. Горизонтальность проверяется по уровню.
Определяют величину трения прибора. Для этого цилиндры вискозиметра промывают бензином или другим растворителем, высушивают и устанавливают в приборе. К нитям, вращающим внутренний цилиндр, подвешивают грузы по 0,5 г и следят за вращением цилиндра. Если в течение 1 мин не наблюдается вращение внутреннего цилиндра, то к каждой нити дополнительно подвешивают грузы по 0,25 г и так повторяют до тех пор, пока внутренний цилиндр не начнет вращаться. Величина трения прибора (Fo) равна наименьшему грузу, вызывающему вращение внутреннего цилиндра, который вычисляется как сумма грузов, подвешенных к обеим нитям. Вискозиметр, у которого величина трения больше 3 г, не пригоден для определения вязкости.
Проведение испытания
В промытый растворителем и высушенный внешний цилиндр вискозиметра наливают испытуемый битум в таком количестве, чтобы его уровень был на высоте 3—8 см (по шкале на поверхности внутреннего цилиндра). После этого цилиндры вискозиметра опускают в термостат.
Если вязкость битума определяется при температуре ниже 80 °C, то заданную температуру поддерживают при помощи водяной бани. Определение вязкости при температуре выше 80 °C проводится при термостатировании в масляной бане.
При заданной температуре битум выдерживается в течение 30 мин. Во время испытания температуру поддерживают с точностью до 1 °C.
К нитям, вращающим цилиндр, подвешивают груз, отпускают тормоз и с помощью секундомера измеряют время одного оборота внутреннего цилиндра вискозиметра, начиная измерение после первого полного оборота. Груз выбирают с таким расчетом, чтобы время одного оборота внутреннего цилиндра вискозиметра было не менее 3 с, но и не более 3 мин.
453
Если выбранный груз не обеспечивает требуемую скорость вращения, последовательно увеличивают его массу на 20—25 % и, таким образом, добившись требуемой скорости, заставляют внутренний цилиндр вискозиметра прокрутиться 10—12 раз, а затем измеряют секундомером время одного-пяти оборотов цилиндра.
Измерения повторяют до тех пор, пока разница между четырьмя последовательными отсчетами времени не будет отличаться меньше чем на 10 % от среднего арифметического сравниваемых определений.
Затем подвешивают на нити еще два-три груза, отличающихся друг от друга по массе на 20—25 %, и таким же образом измеряют скорость вращения цилиндра.
После окончания опыта вынимают цилиндры из термостата и измеряют высоту налива испытуемого битума (h) по шкале на поверхности внутреннего цилиндра.
Подсчет результатов испытаний
Постоянную ротационного вискозиметра К определяют по графику в зависимости от высоты налива испытуемого битума. На графике по оси абсцисс отмечают высоту налива битума, а по оси ординат — постоянную ротационного вискозиметра.
При необходимости уточнения величины постоянной вискозиметра К ее значение находят экспериментально, для чего измеряют вязкость глицерина при температуре 20 °C при различных уровнях налива (3—8 см по шкале поверхности внутреннего цилиндра).
Постоянную ротационного вискозиметра (К) при данной высоте уровня глицерина вычисляют по формуле:
где т|0 — вязкость глицерина при 20 °C, Пз;
N — число оборотов цилиндра в 1 с;
F — масса груза, вращающего цилиндр вискозиметра (сумма двух грузов, подвешенных на нитях), г;
Fo — величина трения прибора, г.
Полученные результаты наносят на график, откладывая на оси ординат уровень глицерина в цилиндре в сантиметрах, а на оси абсцисс — соответствующие значения постоянной вискозиметра К.
Постоянная К проверяется при получении нового вискозиметра через каждые три месяца при условии регулярной работы его и перед каждым определением вязкости, если перерыв в пользовании виско
454
зиметром превышает три месяца. Эта константа прибора должна проверяться также и при обнаружении пятен коррозии на цилиндрах вискозиметра.
Динамическую вязкость (з() испытуемого битума в Пз при заданной температуре вычисляют по формуле:
F~F0
3‘ К N ’
Результаты определений вносят в табл. 11, составленную по следующей форме:
Таблица 11
Результаты измерений
Температура испытания, °C	Масса груза, г	Число оборотов цилиндра	Время оборотов цилиндра, с	Число оборотов цилиндра, 1с	Динамическая вязкость, Пз
					
За величину вязкости в ротационном вискозиметре при заданной температуре принимают среднее арифметическое результатов определения при трех нагрузках.
Расхождения между параллельными определениями вязкости в ротационном вискозиметре не должны быть больше 10 % от среднего арифметического сравниваемых результатов.
2.9.	Определение группового состава битумов
Применяя различные методы и растворители для определения группового состава битумов, получают разные результаты. Поэтому для сравнительной оценки группового состава разных битумов следует придерживаться одной и той же методики, в противном случае результаты будут несопоставимыми.
Наиболее достоверные результаты по количественной оценке содержания в битумах основных структурообразующих компонентов, нам представляется, могут быть получены при использовании методики, разработанной ВНИИ НП при участии СоюзДорНИИ и Одесского НПЗ.
Определение группового состава битумов производится методом адсорбционной хроматографии.
455
Реактивы
1.	Бензол, «ч.д.а.»
2.	Алкилатная фракция с температурой кипения 28—58 °C
3.	Петролейный эфир с температурой кипения 70—100 °C
4.	Спирт этиловый, ректификат
5.	Силикагель марки АСК, фракции 0,25—0,5 мм
Аппаратура
1.	Колбы Эрленмейера на 250 см3 — 6 шт.
2.	Колбы на 150 см3 — 2 шт.
3.	Колбы на 100 мл — 20—25 шт.
4.	Стеклянные палочки — 2 шт.
5.	Холодильник Либиха — 1 шт.
6.	Резиновые шланги
7.	Электроплитка с закрытой спиралью — 1 шт.
8.	Водяная баня — 1 шт.
9.	Фильтры «синяя лента» беззольные — 1 пачка
10.	Весы аналитические с разновесами
11.	Корковые пробки
12.	Напильник и пробойники
13.	Хроматографическая колонка (рис. 21)
Выделение асфальтенов. Навеска битума 5 г помещается в колбу Эрленмейера емкостью 250 см3 и растворяется в 10 см3 бензола на водяной бане с обратным холодильником. Полноту растворения устанавливают визуально. После охлаждения колбы до 18—20 °C в нее добавляется 40-кратный (объем к навеске, 200 см3) алкилатной фракции с пределами кипения 29—58 °C. Фракция добавляется небольшими порциями, при постоянном перемешивании. Выпавшие в осадок асфальтены отфильтровываются после 24-часового стояния колбы в темноте.
Фильтрат собирается в другую колбу (тоже 250 см3). Осадок асфальтенов в первой колбе промывается алкилатной фракцией до появления бесцветного фильтрата, расход алкилата 200 см3. Далее осадок асфальтенов на фильтре растворяют в 150 см3 бензола, промывают бензолом до тех пор, пока в колбу не будет стекать совершенно бесцветный бензол, после чего бензол отгоняют на водяной бане до подвижной массы. К этой массе добавляют 150 см3 алкилатной фракции небольшими порциями, также при постоянном перемешивании содержимого для повторного осаждения асфальтенов.
Необходимость повторного осаждения асфальтенов вызывается
456
тем, что смолы и масла адсорбируются на поверхности асфальтенов
и одно осаждение не дает полного их разделения.
Раствор асфальтенов фильтруется через 24 часа в колбу с первым фильтратом через тот же фильтр. Фильтр с остатком (асфальтенами) промывают алкилатной фракцией до тех пор, пока капли фильтрата не перестанут окрашивать фильтровальную бумагу. Остаток на фильтре полностью растворяется горячим бензолом, направляемым в колбу, доведенную до постоянной массы (два взвешивания). Фильтр промывают бензолом до полного растворения асфальтенов. Затем бензол отгоняют от раствора асфальтенов и колбу с асфальтенами сушат при 105°С до достижения постоянной массы с точностью ±0,0005 г. Фильтр высушивают при 105 °C также до постоянной массы до и после фильтрации. Прирост массы фильтра дает содержание карбоидов и карбенов.
Разделение масел и смол. Разделение масел и смол проводится
хроматографическим методом на крупнопористом силикагеле марки
АСК. Силикагель марки АСК просеивается и берется для анализа фракция 0,25—0,5 мм. Просеянная фракция силикагеля промывается горячей дистиллированной водой (можно кипятить) до тех пор, пока промывные воды будут совершенно чистыми, затем силикагель сушится 6 часов при 60 °C и 6 часов при температуре 150 °C. Хранится в стеклянной посуде с притертой пробкой.
Проведение хромотографического анализа. Фильтрат после первого и второго осаждения асфальтенов пропускается через стеклянную колонку, диаметром 30—35 мм и высотой 1300—1400 мм, наполненную силикагелем (рис. 21). Для анализа берется 10—12-кратное отношение силикагеля к навеске масел и смол (примерно 200 г).
При наполнении колонки силикагель уплотняется постукиванием по стенке колонки резиновым пестиком.
Перед подачей в колонку фильтрата силикагель смачивается 150 мл алкилатной фракции для снятия тепла адсорбции. Затем заливается фильтрат, предварительно упаренный до объема 50—70 см3. С конца колонки стекает продукт. Фильтрацию че
Рис. 21. Хроматографическая колонка: 7 — стеклянная трубка; 2 — ватный тампон; 3 — сорбент силикагель;
4— анализируемый раствор масел и смол
457
рез силикагель проводят со скоростью 5 см3/мин, регулируя ее краном внизу колонки. До фильтрации кран должен быть полностью открыт. Первые 150 см3 надо слить в колбу с фильтратом для ополаскивания ее и снова залить в колонку.
Вначале идет чистая алкилатная фракция, взятая для смачивания силикагеля, затем продукт, растворенный в том или ином растворителе. Для десорбции масел и смол применяются следующие растворители, добавляемые по 150 см3 в следующем порядке:
•	алкилатная фракция;
•	фракция (70—100°С) петролейного эфира или смесь: 95% алкилата и 5 % бензола;
•	смесь из 90% петролейного эфира и 10% бензола;
•	смесь из 80% петролейного эфира и 20% бензола;
•	смесь из 70% петролейного эфира и 30% бензола;
•	бензол (для десорбции смол);
•	спирто-бензольная смесь (1:1) в количестве 500 см3.
Фракции отбираются в колбы, высушенные до постоянной массы, следующим образом: скорость прохождения через силикагель составляет 300—350 см3 в час. Скорость регулируется при помощи крана в нижней части трубки. Раствор с низа колонки отбирается в отдельные взвешенные колбочки по 50 см в каждую (20 колбочек). Бензольные и спирто-бензольные фракции собираются отдельно в колбы на 250 см3 тоже взвешенные.
Фракции, выделенные бензолом, окрашены в лимонный и оранжевый цвета. Фракции с оранжевой окраской, содержащие только бензольные смолы, собирают сначала в колбу на 150 см3, а затем в колбу на 250 см3. Фракции, выделенные спирто-бензольной смесью, окрашены в черный цвет, их собирают в отдельную колбу.
Растворители отгоняются от масел и смол на водяной бане. Колбочки после отгонки растворителей сушат при 105 °C в термостате до постоянной массы. После взвешивания определяют коэффициент рефракции при 20 ° С для продукта в каждой колбе. Полученные при адсорбционном разделении фракции суммируют в группы в зависимости от значения коэффициента рефракции:
•	до 1,49 — парафино-нафтеновые углеводороды;
•	1,49—1,53 — легкие ароматические углеводороды;
•	1,53—1,59 — средние ароматические углеводороды;
•	1,59 и выше — тяжелые ароматические углеводороды.
Все эти фракции объединяются в общую группу масел.
458
Фракции, относящиеся к смоляным веществам, в рефрактометре не просматриваются, их разделяют на две фракции: бензольные и спирто-бензольные смолы. Результаты записываются в табл. 12.
Т аблица 12
Результаты анализа хроматографического разделения масел и смол
№ колб	Вес тарированных колб,г	Первое взвешивание после просушивания, г	Повторное взвешивание, г	Повторное взвешивание, г	Разница, г	К рефракции	Выход фракций битума, %
							
3.	Методы определения свойств жидких нефтяных битумов
3.1.	Метод определения условной вязкости по ГОСТ 11503
В стандартном аппарате определяют условную вязкость жидких битумов, сырья для битумного производства и других битуминозных продуктов.
Определение обосновано на различном по времени и скорости истечения одного и того же объема отличающихся друг от друга по вязкости жидких материалов через строго определенные отверстия. Это свойство жидких вяжущих материалов необходимо учитывать при приемке, смешении с различными минеральными материалами, при выборе типов дорожных покрытий и способов работ.
Сущность метода заключается в измерении времени в секундах, в течение которого 50 см3 битума протекает через калиброванное отверстие цилиндра аппарата диаметром 5 мм при температуре 60 °C.
Аппаратура и реактивы
Аппарат для определения условной вязкости нефтяных битумов ВУБ-1 (рис. 22). Допускается применять другой аппарат, если диаметр отверстия истечения в рабочем цилиндре и отметка уровня его заполнения соответствует аппарату ВУБ-1.
Секундомер, сито с металлической сеткой № 7, посуда лабора-
459
a
Рис. 22. Вискозиметр стандартный (ВУБ-1): а — общий вид; б — стакан вискозиметра; в — сменное донышко; г — шариковидная пробка; 1 — водяная баня; 2— крышка; 3— стакан; 4— кран; 5— крыльчатка для перемешивания воды; 6 — кран; 7 — сменное донышко; 8— шарик пробки: 9 — мерный цилиндр; 10— газовая горелка; 11 — подогреваемый отросток водяной бани
460
торная фарфоровая, соль поваренная пищевая, кальций хлористый технический.
Подготовка к испытанию
Перед испытанием пробу битума, нагретого до подвижного состояния (жидкого битума не выше 60 °C), при необходимости обезвоживают фильтрованием через слой высотой 15—20 мм крупнокристаллической свежепрокаленной поваренной соли или хлористого кальция.
Продукт, обезвоженный и нагретый до подвижного состояния, процеживают через сито и тщательно перемешивают до полного удаления пузырьков воздуха.
Аппарат устанавливают горизонтально с помощью установочных винтов.
Внутреннюю поверхность цилиндра аппарата, а также затвор тщательно промывают бензином или другим растворителем и просушивают воздухом.
Сточное отверстие рабочего цилиндра закрывают затвором и подставляют под него мерный цилиндр.
Баню аппарата наполняют водой, нагретой на 1—2 °C выше температуры испытания. Температуру воды в бане поддерживают нагреванием, перемешивая с помощью мешалки.
Проведение испытания
Битум, нагретый на 2—3 °C выше температуры испытания, наливают в рабочий цилиндр аппарата при закрытом затворе до уровня отметки на затворе. Битумы необходимо наливать так, чтобы не образовались пузырьки воздуха.
Битум, залитый в цилиндр аппарата, хорошо перемешивают.
При достижении температуры испытания с погрешностью не более 0,5 °C из рабочего цилиндра аппарата вынимают термометр, быстро поднимают затвор и вешают его штифтом на край стакана вискозиметра. При сливе продукт не должен разбрызгиваться по стенкам мерного цилиндра.
В момент, когда уровень битума достигнет в измерительном цилиндре метки 25 см3, включают секундомер. Когда уровень продукта достигнет метки 75 см3, секундомер останавливают и вычисляют время испытания. За условную вязкость принимают время в секундах истечения 50 см3 битума.
Для удобства работы допускается в мерный цилиндр перед определением наливать 20 см3 мыльного раствора с массовой долей 1 %
461
или легкого минерального масла. При этом уровень меток истечения 25 см3 и последующих 50 см3 смещается на соответствующую величину.
Обработка результатов
За результат испытания принимают среднее арифметическое значение двух параллельных определений, округленное до целого значения, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать значений, указанных в табл. 13.
Таблица 13
Допустимые расхождения между двумя параллельными определениями
Условная вязкость, с	Допускаемые расхождения
До 40 Св. 40	2с 10% от значения меньшего результата
3.2.	Определение количества испарившегося разжижителя из жидких битумов по ГОСТ 11504
Настоящий метод позволяет определять количество испарившегося разжижителя из жидких битумов при заданных температурах и времени испытания.
Аппаратура и реактивы
При определении количества испарившегося разжижителя из жидких битумов применяют:
чашки стеклянные (чашки с плоским дном, диаметром 100 мм (Петри); шкаф сушильный с терморегулятором, поддерживающим температуру с точностью до ± 1 °C, или шкаф сушильный вакуумный (вакуум-термостат) с терморегулятором, поддерживающим температуру с точностью до ± 1 °C; электроплитку; термометр ртутный стеклянный с ценой деления шкалы 1 °C; сито металлическое с сеткой № 7; эксикатор; весы лабораторные класса точности 3 или другие весы такого же класса точности; соль поваренную пищевую или кальций хлористый технический.
Подготовка к испытанию
Перед испытанием пробу битума, нагретого до 60 °C, обезвоживают фильтрацией через слой (высотой 15—20 мм) крупнокристал
462
лической свежепрокаленной поваренной соли или хлористого кальция.
Битум, обезвоженный и нагретый до подвижного состояния, процеживают через металлическое сито и тщательно перемешивают для полного удаления пузырьков воздуха.
Тщательно вымытые чашки помещают не менее чем на 30 мин в сушильный шкаф при (105 ±1) °C. Затем чашки охлаждают в эксикаторе до комнатной температуры и взвешивают с погрешностью не более 0,01 г.
Проведение испытания
Испытания проводят в двух чашках. В каждую предварительно подготовленную чашку помещают навеску битума, взвешенного с погрешностью не более 0,01 г, толщиной слоя 0,1 см.
Массу битума (щ), соответствующую толщине слоя 0,1 см битума в граммах, вычисляют по формуле:
Ttd2-hp 3,14 d2 0,11 m =------------------------
4	4
где d — диаметр чашки, см;
h — толщина слоя битума, см;
с — плотность битума, г/см3 (условно принята 1).
Чашки с битумом нагревают до 40—60 °C на электрической плитке, покрытой асбестовым листом, до температуры текучести, в течение 1—2 мин и при осторожном наклоне чашки битум распределяют равномерным слоем по ее дну, после чего чашки с битумом устанавливают на горизонтальную решетку сушильного шкафа или вакуум-термостата, предварительно нагретого до температуры испытания. Температуру контролируют термометром, ртутный резервуар которого находится на высоте чашек.
Так как при установлении чашек температура сушильного шкафа или вакуума-термостата понижается, то время пребывания чашек с битумом в сушильном шкафу или вакууме-термостате отсчитывают от момента достижения заданной температуры. Время достижения этой температуры не должно превышать 15 мин.
Чашки с битумом выдерживают в сушильном шкафу или ваку-ум-термостате при условиях, указанных в табл. 14.
463
Таблица 14
Условия выдерживания проб битума в сушильном шкафу или ваккум-термостате при определении количества испарившегося разжижителя
Аппаратура	Класс битума	Время, ч	Температура, СС
Сушильный шкаф	БГ	5	60 ± 1
	СГ	3	100 ± 1
	МГ	5	НО ± 1
Вакуум-термостат (оста-			
точное давление не более	БГ	1	100 ± 1
4-103 Па (30 мм рт. ст.))	СГ	2	100 ± 1
	МГ	3	100 ± 1
По истечении времени выдерживания чашку с битумом вынимают из сушильного шкафа или вакуум-термостата, устанавливают в эксикатор и после охлаждения в течение 30 мин взвешивают с погрешностью не более 0,01 г.
Обработка результатов
Количество испарившегося разжижителя (X) в процентах вычисляют по формуле
где m — масса жидкого битума до испытания, г;
Ш] — масса жидкого битума после испытания, г.
За результат испытания принимают среднее арифметическое двух параллельных определений при расхождении не более 1,5 %.
3.3.	Определение фракционного состава жидких битумов
Жидкие битумы, как и другие углеводородные смеси, состоят из различных фракций, которые можно выделить, используя их свойства —- кипеть при различной температуре. Выделенные фракции при нагревании жидких битумов в сравнительно небольших температурных интервалах будут обладать определенными физическими свойствами: вязкостью, удельным весом, температурой вспышки.
Количественное содержание какой-либо фракции существенно влияет на вяжущие свойства и температурную устойчивость жидких битумов. Поэтому, определяя фракционный состав жидких битумов, т.е. содержание сравнительно узких групп углеводородных
464
соединений, имеющих близкие температурные интервалы кипения, можно судить о свойствах этих материалов. Например, если жидкий битум содержит большое количество легких фракций, кипящих при невысокой температуре, то такой битум будет иметь меньшую начальную вязкость и более быстро будет ее увеличивать со временем.
Фракционный состав жидких битумов определяют методом разгонки и характеризуют процентным содержанием фракций, кипящих в определенных температурных интервалах, и содержанием остатка после отбора фракций, выкипающих до 360 °C. Температурные интервалы в градусах при определении фракционного состава жидких битумов приняты следующие: 0—225, 225—315, 315—360.
Фракционный состав определяют на стандартном приборе (рис. 23), который состоит из стеклянной колбы 1, стеклянного холодильника 2, металлического цилиндрического кожуха 4 с крышкой, обшитого с внутренней стороны слоем асбеста. В кожухе находятся слюдяные окошки для наблюдения.
Аппаратура
Прибор для фракционной разгонки жидкого битума (рис. 23); мерные цилиндры на 100 см3; нагреватель (газовая горелка или
Рис. 23. Прибор для определения фракционного состава жидкого битума: 1 — колба; 2 — холодильник; 3 — мерный цилиндр; 4 — кожух;
5 — термометр
465
электронагреватель с реостатом); металлическая сетка № 7; термометр.
Подготовка прибора
В колбу для перегонки жидкого битума отвешивают пробу с погрешностью 0,01 г, с таким расчетом, чтобы объем битума был около 200 см3. Если битум сильно обводнен (содержание воды более 2%), то во избежание вспенивания его наливают 100 см3. Закрывают горло колбы плотно пригнанной пробкой с вставленным в нее термометром, так чтобы нижний конец термометра был выше дна на 6— 7 мм.
Прибор для испытания собирают в следующей последовательности: соединяют отводную трубку колбы с холодильником с помощью плотно пригнанной пробки таким образом, чтобы отводная трубка колбы не касалась стенок холодильника и входила в него на 50 мм; устанавливают колбу на проволочную сетку, лежащую на кольце штатива, при этом ось отводной трубки холодильника должна являться продолжением оси отводной трубки колбы; укрепляют аллонж холодильника так, чтобы его конец заходил в мерный цилиндр не менее чем на 25 мм.
Проведение испытания
Колбу с битумом начинают подогревать с такой интенсивностью, чтобы перегонка началась через 5—15 мин и отгонялась в дальнейшем 50—70 капель в минуту. Когда температура в колбе достигнет 225, 315 и 360 °C, приемные мерные цилиндры, в которые будет собираться дистиллят, отгоняемый из жидкого битума, надо менять. После окончания разгонки парам дистиллята, находящимся в холодильнике, дать возможность сконденсироваться и стечь в последний мерный цилиндр.
Остаток, находящийся в колбе после отгонки фракций до 360 °C, слить в жестяной сосуд, который держать открытым до прекращения выделения паров.
Объем каждой фракции, выкипевшей в заданном температурном интервале, выраженный в процентах по отношению к объему взятой для испытания безводной пробы жидкого битума, принимают за содержание этой фракции в битуме.
Результаты испытаний записывают в журнал по следующей форме (см. табл. 15).
466
Таблица 15
Результаты испытаний фракционного состава жидких битумов
№ образцов	Наименование и марка материала	Содержание по объему, % при температурах, °C				Потери, %	Примечание
		225	315	360	остаток, %		
							
3.4.	Определение свойств остатка жидкого битума после отбора фракций, выкипающих при 360 ° С
При разгонке жидких битумов после отбора фракций, выкипающих до 360 °C, получается остаток, который характеризует принадлежность битума к классу среднегустеющему или медленногустею-щему.
Жидкий битум — среднегустеющий, после разгонки имеет более вязкий остаток, который испытывают на глубину проникания (на пенетрометре) и растяжимость (на дуктилометре). Жидкий битум — медленногустеющий, после разгонки имеет менее вязкий остаток, который не может быть испытан на глубину проникания и растяжимость, поэтому его испытывают на время размягчения.
Глубину проникания и растяжимость определяют стандартными методами, изложенными ранее.
Время размягчения определяют в стандартном приборе для остатка, полученного при разгонке жидких битумов класса медленно-густеющих. Прибор состоит из поплавка, изготовленного из алюминия или алюминиевого сплава, латунной конической втулки, плотно ввертывающейся узкой своей частью в нижнюю часть поплавка. Втулка заполняется жидким битумом. Вес поплавка 37,9+0,02 г, вес пустой втулки 9,80+0,02 г. Вес поплавка с ввернутой втулкой, наполненной жидким битумом вровень с краями, должен быть 53,2 г. Свойства остатка медленногустеющих жидких битумов характеризуется временем его размягчения при 50 °C, измеренным в секундах.
Аппаратура и материалы
Стандартный прибор; водяная баня диаметром и высотой около 200 мм; латунная или стеклянная пластинка; термометр до 100 °C с делением через 0,2 °C; смесь глицерина и талька в отношении 3:1; лед или снег.
467
Определение
а)	водяную баню наполнить водой до высоты не менее 185 мм; смазать пластинку смесью глицерина и талька; расплавить остаток жидкого битума и налить его с некоторым избытком во втулку прибора; поставить втулку узким концом на смазанную пластинку;
б)	охладить втулку до комнатной температуры (20±5) °C и поместить ее вместе с пластинкой в ванну, наполненную смесью воды со льдом или снегом, которая должна иметь температуру + 5 °C; выдержать втулку с пластинкой в ванне при этой температуре в течение 5 мин, после чего вынуть втулку и снова поместить ее на 20—30 мин в ту же ванну;
в)	подготовить вторую ванну с водой, имеющей температуру 50±0,5 °C;
г)	вынуть втулку из охлажденной ванны, ввернуть ее до упора в поплавок и снова погрузить собранный поплавок в охлажденную ванну на 1 мин;
д)	вынуть поплавок из охлажденной ванны, вытереть внутреннюю поверхность его фильтровальной бумагой и немедленно поместить его в ванну в водой, имеющей температуру 50°С, одновременно включив секундомер; по мере размягчения остаток, находящийся во втулке, постепенно будет выдавливаться водой вверх, и вода начнет заполнять поплавок. При появлении воды в поплавке остановить секундомер.
За время размягчения остатка принимают время в секундах от момента помещения поплавка в ванну с температурой 50 °C до момента появления воды в поплавке. Испытание повторить два раза для каждой пробы. Расхождение между результатами двух определений не должно превышать 3 сек.
Литература
1.	ГОСТ 11501—78. Метод определения глубины проникания иглы. — М.: Издательство стандартов, 1992. — 5 с.
2.	ГОСТ 11503. Битумы нефтяные. Метод определения условной вязкости. — М.: Издательство стандартов, 1977. — 3 с.
3.	ГОСТ 11504. Битумы нефтяные. Метод определения количества испарившегося разжижителя из жидких битумов. — М.: Издательство стандартов, 1988. - 3 с.
468
4.	ГОСТ 11505. Метод определения растяжимости. —М.: Издательство стандартов, 1988. — 4 с.
5.	ГОСТ 11506. Метод определения температуры размягчения по кольцу и шару. — М.: Издательство стандартов, 1987. — 6 с.
6.	ГОСТ 11507. Метод определения температуры хрупкости по Фраасу. — М.: Издательство стандартов, 1995. — 6 с.
7.	ГОСТ 11508. Метод определения сцепления битума с мрамором и песком. — М.: Издательство стандартов, 1985. — 8 с.
8.	ГОСТ 11510. Метод определения содержания водорастворимых соединений. — М.: Издательство стандартов, 1977. — 2 с.
9.	ГОСТ 11511—65. Метод определения водорастворимых кислот и щелочей. — М.: Издательство стандартов, 1985. — 3 с.
10.	ГОСТ 17789. Метод определения содержания парафина. — М.: Издательство стандартов, 1987. — 5 с.
И. ГОСТ 18180. Изменение температуры размягчения после прогрева. — М.: Издательство стандартов, 1985. — 3 с.
12.	ГОСТ 20739—75. Битумы нефтяные. Метод определения растворимости. — М.: Издательство стандартов, 1987. — 4 с.
13.	ГОСТ 28967—91. Битумы нефтяные. Рентгенофазовый метод определения парафинов. — М.: Издательство стандартов, 1991. — 5 с.
14.	ГОСТ 4333. Метод определения температуры вспышки и воспламенения в открытом тигле. — М.: Издательство стандартов, 1990. — 10 с.
Кровельные материалы
1.	Классификация кровельных материалов
Кровельные материалы предназначены для устройства верхнего элемента покрытия — кровли, предохраняющей здание от проникновения атмосферных осадков. В процессе эксплуатации кровли материалы, из которых она изготовлена, многократно подвергаются увлажнению и высушиванию, замораживанию и оттаиванию в водонасыщенном состоянии, температурным деформациям, ветровым нагрузкам, а также воздействию прямого солнечного излучения и агрессивных по отношению к некоторым кровельным материалам кислорода и озона воздуха, от чего кровля разрушается быстрее других конструктивных элементов здания.
Чтобы достаточно долго и безотказно выполнять свои функции в столь агрессивных условиях, кровельные материалы должны обладать одновременно совокупностью следующих свойств: водо-, морозе-, свето- и теплостойкостью, быть достаточно прочными, по физико-химическим свойствам совместимыми между собой (в многослойном водоизоляционном ковре) и с материалом основания под кровлей. Поэтому от выбора материала кровли напрямую зависит срок ее службы и надежность.
По форме, размерам и физическому состоянию кровельные материалы можно разделить на пять групп:
•	рулонные — полотнища площадью от 7 до 20 м2, поставляемые на строительную площадку в рулонах (например, рубероид, пергамин, стеклорубероид);
•	мастичные ~ вязкие жидкости, образующие после нанесения на поверхность водонепроницаемую пленку (битумные, полимерные и битумно-полимерные материалы) и используемые для приклеивания рулонных кровельных материалов или в ка
470
честве самостоятельных материалов при устройстве так называемых бесшовных (мастичных) кровель;
•	штучные — мелкоразмерные элементы кровли площадью от 0,02 до 2 м2 (асбестоцементные волнистые листы и плитки, керамическая, цементно-песчаная и битумная черепица и др.);
•	металлические — листы площадью от 1 до 10 м2 (листовая сталь, металлочерепица, профилированный настил и др.);
•	мембранные — большеразмерные полотнища площадью от 50 до 500 м2 (мембраны).
Рулонные кровельные материалы представляют собой полотнища, скатанные в рулоны. Полотнища Выпускаются шириной около 1 м, длиной от 7 до 20 м и толщиной, как правило, от 0,5 до 6,0 мм.
Рулонные материалы могут обеспечивать водонепроницаемость кровли даже при нулевых уклонах, а верхний предел допустимых ее уклонов неограничен. Рулонные кровельные материалы в соответствии с ГОСТ 30547-97 классифицируют по следующим основным признакам:
•	по назначению — для однослойного, верхнего и нижнего слоев многослойного водоизоляционного ковра;
•	по структуре полотна — основные (одно- и многоосно'вные) и безоснбвные;
•	по виду основы — на картонной основе; на стекловолокнистой основе; на основе из полимерных волокон; на комбинированной основе;
•	по виду компонента покровного состава вяжущего или материала — битумные; битумно-полимерные; полимерные (эластомерные вулканизированные и невулканизированные, термопластичные);
•	по виду защитного слоя — материалы с посыпкой (крупнозернистой, чешуйчатой, мелкозернистой, пылевидной); материалы с фольгой.
Мастичные кровельные материалы представляют собой жидковязкую однородную массу, которая после нанесения на поверхность и твердения превращается в водонепроницаемое покрытие. По составу мастики делят на битумные, битумно-полимерные и полимерные. В состав мастик могут входить растворитель, разбавитель, наполнители и различные добавки. Кровельные мастики отличаются от рулонных кровельных материалов тем, что формируются в покрытие (пленку, мембрану) непосредственно в водоизоляционном ковре и, в принципе, после твердения обладают такими же свойствами.
471
Мастичные кровельные материалы в соответствии с ГОСТ 25591-83 классифицируют по следующим основным признакам:
•	по назначению — приклеивающие (для приклеивания рулонных кровельных материалов и для устройства защитного слоя кровель); для устройства мастичных кровель;
•	по виду основных исходных компонентов — битумные; битумно-эмульсионные; битумно-резиновые; битумно-полимерные; полимерные и др.;
•	по виду разбавителя — содержащие воду; органические растворители; жидкие органические вещества (нефтяные масла, жидкие нефтяные битумы, гудрон, мазут);
•	по характеру отверждения — отверждаемые, в том числе вулканизующиеся (одно- и многосоставные); неотверждаемые;
•	по способу применения — горячие (с предварительным подогревом перед применением); холодные — не требующие подогрева (содержащие растворитель и эмульсионные).
Штучные кровельные материалы — это мелкоразмерные элементы кровли длиной не более 2,0 м и шириной — от 0,15 до 1,0 м. Их различают:
•	по материалу — керамические, асбестоцементные, цементнопесчаные, полимерные и битумные;
•	по форме — волнистые, пазовые, плоские и др.;
•	по способу крепления — приклеиваемые, привинчиваемые и (или) прибиваемые (гвоздями), с комбинированным креплением (например, частично приклеиваемая битумная черепица);
•	по гибкости — гибкие и негибкие.
Металлические кровельные материалы классифицируют:
•	по материалу — стальные оцинкованные и медные;
•	по профилю — плоские и рифленые;
•	по способу соединения смежных листов — фальцевые и бес-фальцевые;
•	по наличию полимерного или окрасочного покрытия — с покрытием и без покрытия;
•	по цвету (любые цвета).
Мембранные кровельные материалы — это кровельные системы, включающие в себя (наряду с собственно мембранами) большое количество готовых элементов, в том числе фасонные элементы, предназначенные практически для устройства любых примыканий, ендов и углов кровли, самоклеящиеся ленты для нестандартных узлов и другие комплектующие, облегчающие проведение работ и значительно повышающие надежность кровли.
472
Соседние полотнища могут соединяться между собой методом сварки, что обеспечивает получение герметичного гомогенного стыка, прочность которого превышает прочность основного материала, так как место соединения полотнищ имеет двойную толщину.
2.	Рулонные кровельные материалы
2.1.	Общие требования
Требования к качеству. Рулонные кровельные материалы должны соответствовать требованиям ГОСТ 30547-97 и техническим условиям (ТУ) на конкретный вид материала.
Покровный состав или вяжущее на основные битумные и битум-но-полимерные рулонные материалы должны быть нанесены сплошным слоем по всей поверхности основы.
Крупнозернистая или чешуйчатая посыпка должна быть нанесена сплошным слоем на лицевую поверхность полотна рулонных кровельных материалов. Рулонные кровельные материалы с крупнозернистой или чешуйчатой посыпкой должны иметь с одного края лицевой поверхности вдоль всего полотна недосыпанную кромку шириной от 70 до 100 мм.
Материалы должны быть плотно намотаны в рулон и не слипаться. Полотно рулонного материала не должно иметь трещин, дыр, разрывов и складок. На кромках (краях) полотна рулонного материала с картонной основой допускается не более двух надрывов длиной 15—30 мм. Торцы рулонов должны быть ровными. Допускаются выступы на торцах рулона размером не более 15—20 мм.
Разрывная сила при растяжении рулонных основных битумных и битумно-полимерных материалов должна быть не менее, Н (кгс), для материалов:
215 (22) — на картонной основе;
294 (30) — на стекловолокнистой основе;
343 (35) — на основе из полимерных волокон;
392 (40) — на комбинированной основе.
Условная прочность безоснбвных битумно-полимерных материалов должна быть не менее 0,45 МПа (4,6 кгс/см2).
Условная прочность и относительное удлинение при разрыве рулонных полимерных материалов должны быть не менее:
1	,5 МПа (15 кгс/см2) и 300 % — для невулканизованных эластомерных;
473
4	МПа (41 кгс/см2) и 300 % — для вулканизованных эластомерных;
8 МПа (82 кгс/см2) и 200 % — для термопластичных.
Рулонные материалы должны выдерживать испытание на гибкость в условиях, приведенных в табл. 1.
Таблица 1
Условия испытания рулонных кровельных материалов на гибкость
Вид материала	Условия испытания	
	на брусе с закруглением радиусом, мм	при температуре, °C, не выше
Битумные: — на картонной основе — на волокнистой основе	25±0,2 25±О,2	5 0
Битумно-полимерные	25±0,2	-15
Полимерные: — эластомерные — термопластичные	5±0,2 5 ±0,2	-40 , -20
Температура хрупкости покровного состава или вяжущего битумных рулонных материалов должна быть не выше -15°С, битумно-полимерных----25 °C.
Масса покровного состава или вяжущего с наплавляемой стороны для основных наплавляемых битумных рулонных материалов должна быть не менее 1500, а для битумно-полимерных — не менее 2000 г/м2. Прочность приклейки наплавляемых материалов — не менее 0,5 МПа.
Рулонные кровельные материалы (кроме пергамина) должны быть водонепроницаемы не менее 72 ч при давлении не менее 0,001 МПа (0,01 кгс/см2). Их водопоглощение — не более 2,0 % по массе при испытании в течение не менее 24 ч.
Маркировка. На каждый рулон материала должна быть наклеена или вложена в рулон этикетка по ГОСТ 30547-97. Перечень данных на этикетке может быть дополнен или изменен в соответствии с требованиями ТУ на конкретный вид материала.
Упаковка, транспортирование и хранение. Упаковка должна обеспечивать сохранность рулонных материалов при транспортировании и хранении.
Рулонные материалы должны храниться в условиях, обеспечивающих защиту от воздействия влаги и солнца, рассортированными по маркам. Особенности хранения рулонных материалов должны быть указаны в ТУ на конкретный вид материала. Если нет таких указаний, хранение рулонов осуществляют в вертикальном положении.
Указания по применению. Рулонные кровельные материалы должны применяться при устройстве и ремонте кровель по сплошному
474
достаточно прочному основанию (не менее 0,08 МПа). Минимально допустимое количество слоев рулонных материалов в водоизоляционном ковре устанавливает СНиП 11-26-76, а метод их приклейки — СНиП 3.04.01-87 и ТУ на конкретный материал.
2.2.	Методы испытания
Методы испытаний рулонных материалов должны соответствовать ГОСТ 2678-94.
Определение разрывной силы при растяжении и относительного удлинения. Испытание основных наплавляемых и ненаплавля-емых битумных и битумно-полимерных материалов проводят с помощью разрывной машины на образцах-полосках размерами 220x50 мм. Аналогично проводится испытание безоснбвных битумно-полимерных и полимерных материалов, но в этом случае образцы имеют форму лопатки, изображенной на рис. 1.
Рис. 1. Образец-лопатка из безосновного рулонного материала (тип 1)
Определение гибкости. Гибкость образцов материала размерами 150x20 мм определяют путем их изгибания вокруг закругленной части изображенного на рис. 2 испытательного бруса с радиусом R при минимально возможной температуре.
Рис. 2. Испытательный брус для определения гибкости рулонных и мастичных кровельных материалов
475
Образец считают выдержавшим испытание, если на его лицевой стороне не появятся трещины или разрывы слоя вяжущего, а также отслаивание вяжущего или посыпки.
Определение водонепроницаемости. Водонепроницаемость материала определяется по времени, в течение которого образцы размерами 150x150 мм не пропускают воду при постоянном гидростатическом давлении 0,3 или 0,001 МПа.
Испытание при давлении до 0,3 МПа проводят с помощью специального устройства, снабженного манометром и обеспечивающего указанное гидростатическое давление в течение требуемого времени.
Испытание при давлении 0,001 МПа проводят с помощью отрезка стальной трубы (с внутренним диаметром 100 мм и длиной 100 мм), устанавливаемого вертикально на образец и приклеиваемого к нему на битуме. В трубу до риски наливают воду, количество которой поддерживают на постоянном уровне в течение времени, установленного в ТУ на материал конкретного вида.
Образец считают выдержавшим испытание, если в течение установленного времени при заданном давлении на его поверхности не появится вода.
2.3.	Основные свойства рулонных кровельных материалов
В настоящее время на строительном рынке присутствуют рулонные кровельные материалы сразу нескольких поколений.
К первому поколению этих материалов, например, относится рубероид, который получают пропиткой основы из кровельного картона маловязким кровельным битумом марки БНК 45/180 и последующим нанесением на обе стороны тонкого слоя теплостойкого кровельного битума марки БНК 70/30 или БНК 70/40.
Рубероид по-прежнему широко применяется (особенно при ремонте кровель), хотя уже и не отвечает современным требованиям. Так, в рубероиде активно протекает процесс деструкции, вызывающий появление в покровном слое трещин из-за окисления и полимеризации битума под воздействием солнечного излучения. Известно, что у битума при этом образуются высокомолекулярные соединения с большой атомной массой и изменяется его структура (масла переходят в смолы, смолы в асфальтены, которые в свою очередь превращаются в карбены и карбоиды). В результате материал покровного слоя становится более хрупким. К тому же картонная основа рубероида в процессе эксплуатации кровли подвержена гниению и усадке.
Важным шагом в совершенствовании рулонных кровельных ма
476
териалов стало утолщение у рубероида нижнего покровного слоя битума до 1... 1,5 мм. Этот материал получил название «наплавляемый рубероид», так как его приклейка осуществляется путем подплавления утолщенного слоя без применения приклеивающих мастик. Таким образом удалось не только упростить и максимально механизировать процесс устройства водоизоляционного ковра, но и заметно повысить качество приклейки, обеспечив равномерный расход материала клеевой прослойки по всей площади кровли.
На следующем этапе совершенствования рулонных кровельных материалов вместо биологически недолговечной картонной основы стали широко применять негниющие материалы: стеклохолст, стек-лосетку или стеклоткань (например, в стеклорубероиде). При этом кроме биостойкости рулонного материала повысилась его прочность, зато уменьшилась растяжимость. Остальные недостатки, связанные с применением рулонных кровельных материалов первых поколений, к сожалению, остались.
Дальнейшее совершенствование рулонных материалов сопровождалось: во-первых, заменой стеклоосновы полимерными материалами (полиэстером, в ряде случаев упрочненным стеклотканью); во-вторых, применением малоокисленного (а лучше неокисленного) битума, модифицированного полимерами. Такие рулонные материалы, как правило, имеют гораздо большую массу, чем материал первых поколений (от 3 до 6 кг/м2, против 1—2 кг/м2).
В модифицированном битуме, содержащем пластомеры и эластомеры (приблизительно 70% битума и 30% полимера), такие как АПП (атактический полипропилен), иногда в смеси с ИПП (изотактический полипропилен) или СБС (стирол-бутадиен-стирол), процессы деструкции (старения) значительно замедлены. Ожидается, что по сравнению с традиционно применяемыми кровельными материалами на кровельном битуме (рубероид, пергамин), современные материалы на модифицированном битуме будут служить в несколько раз дольше (до 20—30 лет).
К преимуществам всех рулонных материалов можно отнести то, что они независимо от условий производства работ и состояния поверхности позволяют создать водоизоляционный ковер с необходимой гарантированной толщиной, а к недостаткам — большое количество швов (нахлесток), образующихся при устройстве водоизоляционного ковра.
В табл. 2 и 3 приведены некоторые физико-механические свойства наиболее широко распространенных в нашей стране рулонных кровельных материалов.
477
478
Таблица 2
Характеристики и физико-механические свойства основных рулонных кровельных материалов
Материал, ГОСТ, ТУ, марка1	Материал основы2	Тип полимерного модификатора	Толщина, мм	Масса покровно-го состава или вяжущего с нижней стороны, г/м2, не менее	Физико-механические свойства материалов			
					Разрывная сила при растяжении, Н	Водопоглоше-ние через 24 ч выдерживания, %	Температура хрупкости, °C, не выше	Г ибкость на брусе, R.mm С
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Армобит ТУ 66-30-0150-90	СТ	—.	—	2000	490	1,0	-10	Н3
Армокров ТУ 57704)02-0028-778-23-94	СТ; СХ	—	3—4	2000	600	0,2	-5	20/-5
Атаклон ТУ 5774-541-00284718- 96	СТ; СХ	АПП	4	2000	490	1,0	-25	25 /-15
Бикро пласт ТУ 5774-001-00287852-96	СХ; ПЭ	АПП	3—5	2000	600-735	1,0	Н	15/-15
Бикрост ТУ 21-00288739-42-93 СХП; ХКП; СПП*; КПП*	СТ; СХ; ПЭ	—	3-4	1500	830	0,5	-25	Н
Бикроэласт ТУ 5770-541-00284718- 94	СТ; СХ; ПЭ	СБС	3—4,5	2000	491	0,5	-25	25/-25
Бинабутал ТУ 2252-002-20845302-95	СТ	—	—	2000	294	0,1	-25	25/-40
Продолжение табл. 2
479
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Бистерол ТУ 5774-001-50646256-01 (КЭП; КГП;КХП; КЭ*; КТ* КХ*)	СТ; ПЭ	СБС	Н	2000	350	2,0	Н	10/-15
Изопласт ТУ 5774-005-05766480- 95 (с индексом К и П*)	СТ; ПЭ	АПП	3—5	2000	600-800	1,0	-25	10/-15
Изоэласт ТУ 5774-007-05766480- 96 (с индексам К и П*)	СТ; СХ; ПЭ	СБС	4,5—6	2000	600	1,0	-40	25/-30
Кинепласт ТУ 5774-010-05766480- 99	СТ; ПЭ	АПП	—.	Н	500	1,0	-15	5/-30
Кровлестом ТУ 21-РФ-27-363-86	СТ	—	3-4,5	2500	220	1,0	-15	20/0
Крунам ТУ 21-00287776-26-96	СТ; СХ		Н	1000	245; 490		-15	20/0
Левизол ТУ 5774-058-11322НО- 95	СТ	СБС	—	2000	480	1,0	-30	10/-10
Линокром ТУ 5774-001-04000306- 94	СТ; СХ; ПЭ	СБС	—	2000	735	2,0	-25	10/-10
480
Продолжение табл. 2
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Люберит ТУ 5770-001-18060333- 95	СТ	СБС	3-3,5	2000	735	1,0	-30	25/-10
Маструм ТУ 21-5744-710-505-90	К	—	3	2600	333	1,5	-15	15/0
Пергамин кровельный ГОСТ 2697-83	к	—	—	—	270	2,0	—	25/5
Полимаст ТУ 5770-537-00287718-93	ст	—	1,5	4500	575	0,9	—	20/-10
Рубемаст ТУ 21-3682-5-95 (РНК; РНП*)	СХ; К	—	3	1500	220-360	1,5	-15	5/5
Рубероид ГОСТ 10923-93 (РКК; РКЦ; РКП*; РПЭ*)	К	—	Н	250-400	280-340	Н	Н	25 / 5
Рубестек ТУ 21-577447110-518-92	СТ	—	—	1200	784	1,5	15	10/-10
Рубитэкс ТУ 5774-003-00289973- 95	СТ; ПЭ	СБС	3,2-3,5	2000	490	1,0	15	25/0
Стеклобит ТУ 21-57447110-515-92 (с индексом К и П*)	СТ	СБС	4	2000	300	1,5	15	25/0
Продолжение табл. 2
16 Ciponгельные млериалы
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Стеклогидроизол ТУ 5774-001-41644330-98	СТ; СХ; ПЭ	н	3	2000	735	Н	-10	Н
Стеклоизол ТУ 5474-004-00289973- 96 (ХКП; ТКП; ХПП*; СПП*)	СТ ПЭ	—	3-3,5	2000	300-1000	2,0	-5	25/0
Стеклокром ТУ 5774-001-04000706- 94	ст	—	3	н	900	1,0	-10	15/0
Стекломаст ТУ 5774-543-00284718-94 (с индексом К иП*)	СТ; СХ; ПЭ	СБС	3,54,5	1500	300-800	1,5	-15	25/0
Стеклорубероид ГОСТ 15879-70 (С-РК; С-РЧ; С-РМ*)	ст	—	Н	1050	294	1,5	-15	25/0
Термофлекс ТУ 5774-00284718-96	СТ; СХ	СБС	—	2000	687	0,5	-20	25/-15
Техноэласт ТУ 5774-002-05108038- 94	СТ; ПЭ	СБС	3-6,5	—	360-882	1,0	-25	10/-25
Уникром ТУ 3-32286133-394	ст	СБС	3-5	2000	900	1,0	-20	10/-15
00
482
Окончание табл. 2
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Филизол ТУ 5774-008-05108038-99 (с индексом В и Н*)	СТ; СХ; ПЭ	СБС	Н	2500	490	1,5	-25	25/-18
Фольгорубероид ТУ 21-РСФСР-689-88	АФ	—	—	—	800	1,5	-20	37,5/-2
Экофлекс ТУ 5774-002-00287852- 98	СХ; ПЭ	АПП	3-5	1500	360	1,0	-25	10/-10
Элабит ТУ 5770-528-00284718- 94	СТ; СХ; ПЭ	Н	Н	2000	300-350	1,5	-25	25/-25
Эластобит ТУ 95300-00289973-94	СТ ПЭ	СБС	3	—	750	0,1	-15	20/0
Эластокрон ТУ 5774-001-47403411-00 (ХКП; ТКП; ХПП*; ТПП*)	СТ; СХ; ПЭ	СБС	н	2000	300-900	н	Н	25 / -25
Примечания:
1.	Звездочкой отмечены марки материалов, предназначенных только для нижних слоев рулонной кровли.
2.	Для обозначения материалов, используемых в качестве армирующей основы и модифицирующих добавок к битуму, допущены следующие сокращения: АПП — атактический полипропилен; АФ — алюминиевая фольга; К — картон; ПЭ — полиэстер; СБС —- бутадиен-стирольный термоэластопласт; СТ — стеклоткань; СХ — стеклохолст.
3.	Буквой Н обозначено отсутствие данных сведений о рулонном материале в открытой печати.
Таблица 3
Характеристики и физико-механические свойства безоснбвных рулонных кровельных материалов
Материал, ГОСТ или ТУ	Толщина, мм	Физико-механические свойства материалов			
		Условная прочность, МПа	Относительное удлинение при разрыве, %	Гибкость на брусе R=5 мм при температуре, °C	Водопоглощение через 24 ч выдерживания. %
Бикапол ТУ 5774-009-17-187-505-94	1,5—3	1	300	-50	0,2
Бутерол ТУ 38-605- 150д-7-95	1,6—2,2	0,4	200	-50	2,0
Изолен ТУ 5774402-04678851-90	1,2—1,6	2	250	-40	0,8
Кровлелон ТУ 95-25048396-054-93	1,4—0,8	12	160	-40	1,0
Кровтэп ТУ 5774-009-17-187-505-94 ТУ 5774-003-17-187-505-94	1,5	2	50	-30	1,0
Кромэл ТУ 5774-002-41993527-97	1,2	6	250	-60	1,0
Мастмэл-1 ТУ 5775-003-41993521-97	1,8	5	130	-50	—
‘ Липлент-КР ТУ 5772-001-12205783-97	1,2	6	300	-60	0,4
Поликров АР ТУ 5774-002-11313564-96	 1,5	3	300	-50	0,2
Поликром ТУ 5774-001-46439362-99	1,2	7,2	300	-60	0,15
Рукрил ТУЗ-32286133-7-94	1,5—2	3,1	300	-40	1,0
Эластокров ТУ 38605-110-92	1,2—1,5	2,5	500	-50	0,5
Элон ТУ 21-5744710-514-92	1,2	8	300	-60	0,7
483
3.	Мастичные кровельные материалы
3	.1. Общие требования
Требования к качеству. Кровельные мастики должны удовлетворять следующим требованиям;
•	быть однородными — без видимых посторонних включений, примесей и частиц наполнителя или антисептика, не покрытых вяжущим;
•	быть удобонаносимыми — при указанных в ТУ способе применения и температуре должны наноситься ровным слоем требуемой толщины;
•	при изготовлении не выделять в окружающую среду вредных веществ в количествах, превышающих предельно допустимые концентрации;
•	обеспечивать стабильные физико-механические показатели водоизоляционного ковра в течение всего периода эксплуатации в интервале температур, установленных в стандартах или технических условиях на мастики конкретных видов.
Мастики должны выпускаться в готовом к употреблению виде (для односоставных мастик), а также в виде составных частей (для многосоставных мастик). Многосоставные мастики должны поставляться комплектно, в удобной таре.
Теплостойкость кровельных мастик должна быть не менее 70°С. Мастики должны быть биостойкими и водонепроницаемыми. Мастики для верхних слоев водоизоляционного ковра должны быть стойкими к воздействиям солнечной радиации и озону воздуха. Гибкость мастики в зависимости от назначения и района строительства должна соответствовать значениям, указанным в табл. 4.
Приклеивающие мастики должны прочно склеивать рулонные материалы: при испытании образцов расщепление должно происходить по рулонному материалу не менее чем на 50% от площади приклейки. Прочность сцепления мастик с основанием должна быть не менее 0,5 МПа (для эмульсионных мастик этот показатель должен быть не менее 0,4 МПа).
484
Таблица 4
Требуемая гибкость мастичных кровельных материалов
Назначение мастики	Район строительства	Гибкость		
		на брусе с радиусом, мм	при температуре,°C, не выше	при толщине слоя, мм, не менее
Для приклейки рулонной кровли и пароизоляции	Севернее географической широты 50° для европейской и 53° для азиатской части России	5	-20	1,0—для вулканизирующихся и 2,0 — для отверждаемых мастик
Для устройства безрулонной кровли	Тоже	5	-50	1,5 — для вулканизирующихся и 3,0—для отверждаемых мастик
Для приклейки рулонной кровли и пароизоляции	Южнее указанных выше районов	5	-10	1,0—для вулканизирующихся и 2,0 — для отверждаемых мастик
Для устройства безрулонной кровли	Тоже	5	-40	1,5 —для вулканизирующихся и 3,0—для отверждаемых мастик
Упаковка, транспортирование и хранение. Многосоставные мастики должны поставляться комплектно, в удобной таре.
Горячие мастики могут быть упакованы в стальные бочки со съемным днищем, в деревянные бочки или барабаны, мешки бумажные с противоадгезионной прослойкой.
На строительные объекты, расположенные вблизи мест централизованного изготовления мастики, ее следует транспортировать разогретой до 160— 180°С в специальных автомашинах, оборудованных мешалками. Время в пути не должно превышать 3 ч.
На упаковке мастики должны быть указаны несмываемой краской:
•	наименование или товарный знак предприятия-изготовителя;
•	марка мастики;
•	наименование наполнителя и номер партии.
Указания по применению. Для устройства новых или ремонта старых кровель рекомендуется применять мастичные кровельные материалы, близкие по деформативным свойствам материалам основания и смежных слоев кровли и совместимые с ними по физико-хи
485
мическим свойствам. Кровельные мастики используют при устройстве мастичных кровель как с армирующим слоем, так и без него. Основание под мастичную кровлю должно быть сплошным и достаточно прочным (не менее 0,1 МПа).
3	.2. Методы испытаний
Методы испытаний рулонных материалов должны соответствовать ГОСТ 26589-94.
Определение условной прочности и относительного удлинения (ор и е). Испытание проводят с помощью разрывной машины на образцах-лопатках типа 1 или типа 2, изображенных на рис. 3 и 4. Тип образца-лопатки выбирают в зависимости от вида мастики и указывают в ТУ вид мастики.
R14
Рис. 3. Образец-лопатка типа 1
Рис. 4. Образец-лопатка типа 2
Определение прочности сцепления с основанием (методы А и Б). Испытание проводят с помощью разрывной машины, имеющей приспособления для закрепления образцов с нанесенным слоем мас-486
тики. Образцы для испытания состоят из подложки, мастичного покрытия и приклеенных к ним отрывных элементов.
В момент разрыва фиксируют максимальное усилие и характер разрушения образца. Прочность сцепления мастики (Rcu) с основанием определяют в мегапаскалях (килограммах силы на квадратный сантиметр).
Определение водостойкости. На поверхность бетонной плитки наносят мастику и после завершения процесса формирования мастичного слоя на непокрытые грани плитки наносят расплавленный парафин. Образец помещают в сосуд с водой таким образом, чтобы высота слоя воды над ним была не менее 50 мм, и выдерживают в воде не менее 24 ч.
Мастику считают выдержавшей испытание на водостойкость, если на мастичном слое нет пузырей, вздутий и отслоений.
Определение водонепроницаемости проводят по времени, в течение которого образцы размерами 150x150 мм не пропускают воду при постоянном гидростатическом давлении 0,3 или 0,001 МПа.
Испытание при давлении до 0,3 МПа проводят с помощью устройства, снабженного манометром и обеспечивающего указанное гидростатическое давление в течение требуемого времени. Образец считают выдержавшим испытание, если в течение установленного времени при заданном давлении на его поверхности не появится вода.
Определеяют гибкость образцов материала (размерами 120x20 мм) путем их изгибания вокруг закругленной части испытательного бруса с радиусом R (см. рис. 2) при минимально возможной температуре. Образец считают выдержавшим испытание, если на его поверхности не появятся трещины или разрывы.
Определение теплостойкости. Испытание проводят на образцах (размерами 100x50 мм), подвешиваемых вертикально в сушильном шкафу, нагревая их до температуры, указанной в ТУ на мастику конкретного вида.
Мастику считают выдержавшей испытание на теплостойкость, если на поверхности образца после выдерживания в течение времени, указанного в ТУ, не появятся вздутия и подтеки, а также не произойдет увеличение длины сверх нормативной.
487
3	.3. Основные свойства мастичных кровельных материалов
До недавнего времени одним из самых распространенных мастичных материалов, применяемых при устройстве и ремонте кровель, была горячая битумная кровельная мастика (например, марки МБК-Г), в состав которой кроме битума входит минеральный наполнитель. В качестве наполнителей используют асбест, асбестовую пыль, тонкоизмельченные порошки, главным образом карбонатных пород, и др. Наполнители повышают теплостойкость и твердость мастик, уменьшают температурные деформации, сокращают удельный расход органического вяжущего. Волокнистые наполнители, армируя материал, увеличивают его условную прочность.
Горячие мастики применяют прежде всего для приклейки ненап-лавляемых рулонных кровельных материалов, таких как рубероид и пергамин, а также при устройстве защитного слоя кровли из гравия. Реже эти мастики применяют при устройстве мастичных кровель, так как трудно обеспечить пропитку битумом армирующих слоев из стеклоткани. Такую мастику, как правило, приготовляют централизованно и доставляют на объекты в холодном или уже разогретом виде (до 16О...18О°С). Иногда (при малых объемах работ) мастику приготовляют прямо на стройплощадке в битумоварочных котлах.
К недостаткам горячей мастики можно отнести:
•	трудность поддержания необходимой температуры мастики в процессе производства работ (особенно в холодное время года);
•	опасность получения кровельщиками ожогов;
•	повышенную пожароопасность способа приготовления и применения мастики;
•	загрязнение атмосферы при разогреве мастики.
К положительным качествам горячей мастики можно отнести достаточно быстрое ее остывание и твердение после нанесения на поверхность, а также способность разогревать своим теплом приклеиваемые рулонные материалы, делая их более мягкими и эластичными, что очень важно при устройстве и ремонте кровель с криволинейными поверхностями и в местах примыканий, а также при производстве кровельных работ в зимних условиях.
Начиная с 60-х годов XX в. при устройстве рулонных и мастичных кровель стали применять холодные односоставные битумноминеральные и битумно-полимерные мастики (битумно-асбестовая, битумно-кукерсольная, резино-битумная и др.), для разжижения ко
488
торых используется органический растворитель (уайт-спирит, бензин, толуол и др.)- Широкое применение большинства из этих мастик в строительстве и ремонтно-строительном производстве сдерживается в силу следующих причин:
•	из-за медленного твердения мастики, напрямую связанного с темпом испарения содержащегося в мастике растворителя;
•	невозможности использования мастик при отрицательных температурах наружного воздуха;
•	наличия нормативных ограничений в применении мастик при устройстве кровель с уклонами более 10%.
Вместе с тем применение холодных мастик обеспечивает безопасные условия производства кровельных работ, высокую их производительность и технологичность.
На следующем этапе совершенствования мастичных кровельных материалов в целях устранения непроизводительных потерь, связанных с испарением растворителя, отдельными предприятиями были разработаны и внедрены в производство составы битумных эмульсий, представляющих собой дисперсные системы из диспергированного (тонкоизмельченного) битума и воды. Для образования устойчивых эмульсий в их состав вводят жидкие или твердые эмульгаторы (эмульсии, приготовленные на твердых эмульгаторах, обычно называют пастами). При выборе эмульсии для устройства или ремонта мастичных кровель предпочтение отдается эмульсиям, приготовленным на катионактивных эмульгаторах, позволяющих армировать мастичные кровли стекловолокнистыми материалами, а также наносить эмульсии на влажные поверхности основания.
Многолетние попытки ученых и специалистов создать кровельные мастики, лишенные перечисленных недостатков, привели к тому, что в последние годы на рынке строительных материалов появились двух-и трехсоставные холодные полимерные и битумно-полимерные композиции. Эти мастики смешивают непосредственно перед использованием. Отверждаются они в результате химического взаимодействия компонентов. Мастики, особенно полимерные, отличаются повышенной эластичностью (растяжимость при разрыве иногда достигает 500 %), термостойкостью и долговечностью. К недостаткам большинства из них можно отнести слабую сопротивляемость истиранию.
Основные характеристики и физико-механические свойства наиболее типичных представителей мастичных кровельных материалов приведены в табл. 5.
489
490
Таблица 5
Характеристики и физико-механические свойства кровельных мастик
Материал, ГОСТ, ТУ, марка	Состав мастики	Температура разогрева, °C	Жизнеспособность, ч	Физико-механические свойства				Расход, кг/м2
				Условная прочность, МПа	Адгезия, МПа, не менее	Относительное удлинение, %	Водопоглощение, %	
Битурэл (ТУ 5774-001-17187505-95)	Полимерная двухком-понентаая	—	5,0	1,0	и	500	1,5	2,0—3,0
БРИТ-К (ТУ 2384-003-40010445-00)	Резино-битумная	160—180	—	0,3	0,5	80	0,1	1,5—3,0
БЭЛАМ (ТУ 5770-001-23463180-93)	Бшумно-латексная (эмульсионная)	—	—	0,4	0,5	Н	5,0	6,0
ВЕНТА (ГОСТ 15836-79)	Битумно-каучуковая двухкомпонентная	—	3,0	0,7	0,5	200	0,8	Н
Гермокров	Полимерная двухком-понешная	—	1,5—2,0	1,0—U	0,4	250—350	2,0	1,0—3,0
МБК-Г (ГОСТ 2889-90)	Битумная (с наполнителем)	140—180	—	Н	Н	Н	Н	Н
БЛЭМ-20 (ТУ 21-27-76-88)	Битумно-латексная (эмульсионная)	—	—	0,7	0,5	1200	5,0	6,0
Полур	Полимерная двухком-понешная	250—400	0,7—2,0	3,0—30,0	0,6—1,0	20—200	2,0	1,0—3,0
УНИКС (ТУ 5770-003-23463180-94)	Бутилкаучуковая двухкомпонентная	—	—	0,8	—	600	0,5	—
Примечание. Буквой Н в таблице обозначено отсутствие данных сведений о мастике в открытой печати.
4.	Штучные кровельные материалы
4.1.	Асбестоцементные волнистые листы
По форме поперечного сечения (профилю) листы изготовляют двух видов, отличающихся друг от друга высотой и шагом волны. В обозначении профиля листа (40/150 и 54/200) мм в числителе указывают высоту, а в знаменателе — шаг волны в миллиметрах. Основные размеры листов должны соответствовать данным, приведенным на рис. 5 и в табл. 6.
Рис. 5. Форма и размеры поперечного сечения асбестоцементного волнистого листа
Для устройства коньковой части, ендов и примыканий асбестоцементных кровель заводами асбестоцементных изделий выпускаются следующие детали:
•	коньковые перекрываемые и перекрывающие;
•	упрощенные коньковые перекрываемые и перекрывающие;
•	равнобокие угловые;
•	лотковые.
491
Таблица 6
Номинальные размеры асбестоцементных волнистых листов
Размер	Номинальный размер листов профиля, мм	
	40/150	54/200
Длина L	1750	1750
Ширина В волнового листа: — 6		-	1125
— 7	980	—
— 8	ИЗО	—
Толщина t	5,8	6,0; 7,5
Высота волны: — рядовой h	40	54
— перекрывающей h.	40	54
— перекрываемой h2	32	45
На рис. 6 в качестве примера изображен общий вид перекрываемой и перекрывающей коньковой асбестоцементной детали.
Рис. 6. Коньковые асбестоцементные детали: а — перекрываемая, б — перекрывающаяся
Листы и детали могут выпускаться окрашенными и неокрашенными.
492
Требования к качеству. Асбестоцементные волнистые листы не должны иметь отколов, пробоин и сквозных трещин.
Допускаются отдельные малозначительные дефекты:
•	сдиры протяженностью в любом направлении не более 100 мм;
•	щербины с одной стороны листа (детали) размером не более 15 мм в направлении, перпендикулярном кромке изделия. Общая величина щербин, измеренная вдоль кромки изделия, не должна превышать 60 мм;
•	поверхностные разрывы длиной не более 100 мм и шириной 2 мм.
Листы и лотковые детали должны иметь прямоугольную форму в плане. Отклонение от прямоугольности должно быть не более 15 мм. Продольные кромки листов, лотковых и равнобоких угловых деталей должны быть прямолинейными. Отклонение от прямолинейности должно быть не более 10 мм.
Маркировка. Условное обозначение листов и деталей должно состоять из:
•	обозначения профиля листа, сокращенного обозначения детали;
•	числа волн (только для листов профиля 40/150);
•	толщины (только для листов профиля 54/200);
•	указания номера ГОСТа.
Примеры условных обозначений (в соответствии с ГОСТ 30340-95):
1.	Лист профиля 40/150 восьмиволновый:
40/150-8 ГОСТ 30340-95.
2.	Лист профиля 54/200 толщиной 7,5 мм:
54/200-7,5 ГОСТ 30340-95.
3.	Деталь упрощенная коньковая перекрывающая к листам профиля 54/200:
УКУ-2 ГОСТ 30340-95.
Упаковка, транспортирование и хранение. Транспортирование асбестоцементных волнистых листов и деталей производится транспортом любого вида с соблюдением правил перевозок грузов, установленных для транспорта данного вида и ТУ на конкретный материал.
Транспортирование листов и деталей осуществляют в пакетированном виде:
•	в специализированных кассетах и других средствах пакетирования;
•	в деревянных решетчатых ящиках;
•	в транспортных пакетах, сформированных с использованием деревянных подкладок или поддонов.
493
Допускается транспортировать листы стопами в непакетирован-ном виде в крытых железнодорожных вагонах и автомобилях.
Транспортные пакеты при хранении у потребителя могут быть установлены друг на друга в штабели. Стопы непакетированных листов должны храниться у потребителя на поддонах (подкладках).
При погрузочно-разгрузочных, транспортно-складских и других работах не допускаются удары по листам и деталям и их сбрасывание с какой бы то ни было высоты; грузозахватные устройства должны иметь защитные приспособления (прокладки, исключающие возможность повреждения изделий).
Методы испытаний. При проверке качества асбестоцементных волнистых листов необходимо применять следующие методы испытаний:
1.	Определение предела прочности при изгибе. Сущность метода заключается в разрушении образца сосредоточенной нагрузкой, прикладываемой посередине пролета по однопролетной схеме.
2.	Определение прочности при сосредоточенной нагрузке от штампа. Испытание на изгиб целых волнистых листов без разрушения осуществляют путем приложения заданной нормативной нагрузки к определенному участку листа при помощи штампа по одно-или двухпролетной схеме.
3.	Определение несущей способности волнистых листов. Сущность метода заключается в разрушении волнистого листа нагрузкой, прикладываемой посередине пролета по однопролетной схеме.
4.	Определение прочности волнистых листов испытательной планочной нагрузкой. Создают изгибающие напряжения в испытываемом волнистом листе путем повышения нагрузки до нормативного уровня. Для этого лист кладут на опоры лицевой поверхностью вверх. Нагрузку доводят до нормативной, выдерживают лист под этой нагрузкой не менее 5 с, после чего нагрузку снимают. Каждый испытываемый лист должен выдержать нормативную нагрузку без признаков разрушения.
5.	Определение ударной вязкости. Метод заключается в разрушении образца падающим маятником копра.
6.	Определение водонепроницаемости. Сущность метода заключается в одностороннем воздействии воды (находящейся в вертикально установленной и приклеенной к образцу цилиндрической трубке внутренним диаметром не менее 35 мм и длиной не менее 300 мм) на участок испытываемого изделия в течение определенного времени.
494
Основные свойства. Асбестоцементные волнистые листы имеют водопоглощение не более 25 %. Средняя плотность материала в высушенном состоянии — не менее 75 г/см3. Его морозостойкость характеризуется способностью выдерживать в водонасыщенном состоянии не менее 25 циклов попеременного замораживания и оттаивания. В табл. 7 приведены нормативные значения испытательной планочной нагрузки для асбестоцементных волнистых листов.
Таблица 7
Значение испытательной планочной нагрузки для асбестоцементных волнистых листов
Профиль листа	Ширина, мм	Толщина, мм	Испытательная планочная нагрузка, кН (кгс)
40/150	980	5,8	2,60 (260)
40/150	ИЗО	5,8	3,00 (300)
54/200	1125	6,0	4,90 (490)
54/200	1125	7,5	5,25 (525)
Указания по применению. Асбестоцементные волнистые листы применяют в скатных кровлях с уклоном не менее 10%. При уклонах кровли от 10 до 20 % необходимо уплотнять соединения между листами герметизирующими мастиками.
В качестве основания под асбестоцементные листы следует предусматривать прогоны из стали, железобетона или деревянные бруски обрешетки.
Крепление асбестоцементных листов к стальным и железобетонным прогонам осуществляют при помощи стальных оцинкованных крюков или скоб, а к деревянным брускам — оцинкованными шурупами или гвоздями.
Область рационального применения асбестоцементных волнистых листов приведена в табл. 8.
Таблица 8
Назначение асбестоцементных волнистых листов
Вид листа	Назначение листа
40/150 8-волновый 40/150 7-волновый	Устройство чердачных кровель жилых, общественных и сельскохозяйственных зданий
54/200 толщиной 6,0 мм	Устройство чердачных кровель жилых, общественных, сельскохозяйственных и производственных зданий
54/200 толщиной 7,5 мм	Устройство бесчердачных кровель производственных зданий и сооружений
495
4.2. Черепица
Черепица керамическая (ТУ 5756-018-00200561-96 и др.). Керамическую (глиняную) черепицу применяют для устройства кровель в малоэтажном жилищном строительстве. Ее формуют из глиняной массы с последующими сушкой и обжигом. Изготовляют керамическую черепицу следующих типов: пазовую штампованную (рис. 7,а), пазовую ленточную (рис. 7,6), плоскую ленточную (рис. 8,а), волнистую ленточную (рис. 8,6), S-образную ленточную (рнс. 8,в) и коньковую (рис. 8,г). Размеры наиболее распространенных деталей керамической черепицы приведены в табл. 9.
Главные достоинства керамической черепицы — высокая долговечность и огнестойкость. Недостатки — большая масса (до 65 кг/м2), хрупкость и необходимость придания кровле большого уклона (не менее 50%) для обеспечения быстрого стока воды, а также невозможность механизации работ по устройству кровли. Кроме того, применение черепицы затрудняет устройство кровель сложной формы.
Черепица должна быть правильной формы с гладкими поверхностями и ровными краями, без трещин и известковых включений. Допускается искривление поверхности и ребер черепицы не более чем на 3 мм.
На тыльной стороне пазовой штампованной черепицы имеется ушко с отверстием для привязки к обрешетке, а у ленточной — отверстие в средней части шипа диаметром не менее 1,5 мм. Для креп-
Рис. 7. Пазовая глиняная черепица: о — штампованная; б — ленточная
496
Рис. 8. Ленточная глиняная черепица: а — плоская; б — волнистая; в — S-образная; г — коньковая
ления волнистой ленточной черепицы к обрешетке предусмотрено одно отверстие диаметром 5...6 мм на расстоянии 4...5 см от края.
_	„	Таблица 9
Размеры керамической черепицы
Тип черепицы	Размеры			
	кроющие (полезные)		габаритные	
	длина h	ширина bs	длина 1	ширина b
Пазовая штампованная	310 333 347	190 190 208	Не нормируются	
Пазовая ленточная	333 333 333	200 180 140	400	220 100 165
Плоская ленточная	160	155	365	155
Волнистая ленточная	290	290	350	240
S-образная ленточная	333	175 175	300 340	245 225
Коньковая	333	Не нормируется	—	—
497
Керамическая черепица должна иметь достаточно низкое водопоглощение не более 6,5 %, и высокую морозостойкость — не менее 35 циклов.
Структура черепка в изломе должна быть однородной, без расслоений, а цвет черепицы — однотонным. Нормально обожженная черепица при легком простукивании металлическим предметом издает чистый, недребезжащий звук. Глубина пазов (фальцев) черепицы — не менее 5 мм, высота шипов для подвески у штампованной черепицы не менее 10 мм, у ленточной — не менее 20 мм. Поверхностная плотность покрытия из черепицы в насыщенном водой состоянии, кг, не более:
•	пазовой штампованной и ленточной................50
•	плоской ленточной.............................. 65
•	волнистой и S-образной..........................50
•	коньковой........................................8
Транспортирование и складирование керамической черепицы следует осуществлять на поддонах, погрузку и выгрузку поддонов — при помощи специальных грузозахватных устройств. Погрузка черепицы навалом (набрасыванием) и выгрузка ее сбрасыванием не допускается.
Черепица цементно-песчаная (ТУ 8896.9-02-92), в отличие от керамической, представляет собой сочетание кварцевого песка, цемента и пигментов, которые придают черепице разные цвета: красный, каменно-серый, коричневый и черный. Черепицу с гладкой поверхностью выпускают размером 330x420 мм и массой 4,3 кг/шт.
В состав комплекта материалов для устройства кровли входят следующие конструктивные элементы:
•	цельная черепица (с расходом 10 шт./м2);
•	коньковая черепица (с расходом 2,5 шт./м);
•	черепица для ендовы;
•	боковая, проходная черепица и др.
Черепица плоская цементно-песчаная имеет размеры 170x440 мм и толщину 12 мм. Плоская черепица ввиду отсутствия боковых закроев укладывается как слева направо, так и справа налево. В качестве основания под кровлю нз цементно-песчаной черепицы устраивают деревянную обрешетку из брусков, как правило, сечением 50x40 см. Черепицу укладывают верхним краем на брусок, а нижним — на черепицу предыдущего ряда внахлестку, покрывая ее на 240 мм. Крепят черепицу к обрешетке с помощью гвоздей, забиваемых в отверстия, имеющиеся в черепице.
Цементно-песчаная черепица предназначена для устройства кровли зданий различного назначения с уклоном кровли не менее 65 %.
498
Битумная черепица (ТУ 5779-548-05744716-00) — кровельный материал на стекловолокнистой основе. На верхнюю сторону битумной черепицы нанесена цветная защитная посыпка, на нижнюю — приклеивающая мастика, покрытая антиадгезионной пленкой. Крепление верхней части черепицы предусмотрено с помощью гвоздей.
Основные характеристики и физико-механические свойства:
•	размер черепицы, мм..........................1000x320
•	разрывная сила при растяжении, кгс ..........34 — 36
•	теплостойкость, °C................................85
•	цвет...............................золотистый,	серый,
красно-коричневый, зеленый и синий
•	масса 1 м2, кг...................................5,0
•	количество, шт. (площадь, м2) черепицы в одной упаковке................................. 23 (3)
«Ренопласт» (ТУ 5772-031-46359508-99) — мягкий волнистый
полимерный материал, имеющий внешний вид натуральной черепицы (мягкая черепица). Для устройства примыканий кровли из мягкой черепицы выпускаются коньковые, подконьковые и уголковые элементы.
Основанием под кровлю служит сплошной настил из досок, покрытый слоем пароизоляционного материала. Крепление мягкой черепицы производится гвоздями или шурупами. Уклон кровли должен быть не менее 45 %.
Материал и элементы следует хранить пачками высотой не более 0,2 м во избежание деформации при длительном хранении. Допускается хранение в стопках до 200 листов на специальных поддонах, повторяющих профиль черепицы.
5.	Металлические кровельные материалы
Сталь тонколистовая оцинкованная (ГОСТ 14918-80) — основной материал для металлических кровель. Листы, прокатанные на непрерывных станах, поставляют в рулонах. Ширина листов — 510... 1250, длина — 710.. .3000 мм. Толщина листов, применяемых для кровель, — 0,5...0,8 мм.
Оцинкованную обыкновенную тонколистовую сталь с обеих сторон покрывают слоем цинка толщиной не менее 0,02 мм для предохранения от коррозии. Листы оцинковывают либо горячим способом, опуская их в ванну с расплавленным цинком, либо электролитическим. Получаемые горячим способом антикоррозионные покрытия
499
более качественны и долговечны, чем покрытия, получаемые электролитическим способом.
На поверхности листов и рулонов не должно быть трещин, грубой шероховатости, расслоений. Допускаются лишь риски от зачистки, легкие царапины, мелкие поры и раковины, заусенцы от резки, не превышающие предельного отклонения по толщине листа.
Сталь поставляют в листах, упакованных в пачки и рулоны. Пачку листов обертывают тонколистовой сталью и обвязывают стальной упаковочной лентой. Масса одного упаковочного места должна быть не более 5 т, а при ручной погрузке — не более 80 кг. Пачку скрепляют двумя скобами из стальной полоски толщиной 2 мм. Листы и рулоны следует предохранять от влаги.
Профили стальные листовые гнутые (ГОСТ 24045-94) применяют для устройства кровельных покрытий (типа «Н») из оцинкованной стали толщиной от 0,6 до 0,9 мм, имеющие длину от 3 до 12 м и размеры поперечного сечения, указанные на рис. 9 и в табл. 10.
А	Б -
Рис. 9. Профилированный лист типа Н высотой 57 и 60 мм
Пакеты профилированных листов при транспортировании и хранении должны быть уложены на деревянные или из другого материала подкладки одинаковой толщины — не менее 50 мм, шириной не менее 150 мм и длиной больше габаритного размера пакета не менее чем на 100 мм, расположенные не реже, чем через 3 м.
500
Таблица 10
Основные размеры поперечного сечения профилированных листов
Профилированный ЛИСТ	Размеры сечения, мм								
	h	Rmax	t	В	Ь	В,	В?		S
Н57-750-0.6	57	4	0,6 0,7 0,8	801	94,5	44	42	93	187,5
Н57-750-0,7									
Н57-750-0,8									
Н60-845-0,7	60	3,5	0,7 0,8 0,9	902	89,5	50	47	122	211,2
Н60-845-0,8									
Н60-845-0,9									
Профили стальные листовые типа «Н» применяют для устройства кровель с уклоном не менее 5 % над неотапливаемыми помещениями зданий и сооружений. Крепление листов к прогонам покрытия осуществляют с помощью самонарезающих винтов. Для обеспечения герметичности стыков используют неотверждаемые мастики.
Черепица металлическая кровельная (металлочерепица) — это кровельные профилированные листы с волнистой формой гофры, имитирующей конфигурацию натуральной (керамической) черепицы. Металлочерепицу изготовляют из оцинкованной стали. Прокатный стальной оцинкованный лист толщиной от 0,5 до 0,7 мм, как правило, имеет полимерное покрытие.
Листы металлочерепицы выпускаются различных типов, отличающихся формой и высотой волн, шириной листа, а также видом покрытия и цветом лицевого слоя. Листы металлочерепицы поставляются на строительные объекты с заводов, как правило, по предварительно заявленным размерам, которые устанавливаются в результате обмера ската крыши.
В комплект изделий обычно входят разжелобочные, коньковые и карнизные элементы, различные торцовые детали. Листы могут иметь различные цвета.
Хранить листы металлочерепицы нужно в заводской упаковке, уложенными на ровном месте на брусья толщиной до 20 см с шагом 0,5 м. Высота стопки листов может быть не более 1 м.
В качестве основания под кровлю из металлочерепицы устраивают обрешетку из досок толщиной от 30 до 40 мм и шириной 100 мм. Кровельные покрытия из металлочерепицы применяют при уклонах ската кровли не менее 25%.
501
6.	Мембранные кровельные материалы
Главным достоинством мембранных кровельных материалов является их достаточно большая ширина. Благодаря этому можно подобрать оптимальную ширину материала для зданий любых размеров и конфигураций в плане и тем самым свести количество швов к минимуму. Кроме того, мембранные кровельные материалы обладают высокой эластичностью, малым весом и устойчивостью к перепадам температуры.
К недостаткам мембранных кровельных материалов можно отнести:
•	невозможность регулирования толщины кровли на наиболее ответственных участках;
•	потребность в более качественной подготовке основания (стяжки);
•	подверженность механическим повреждениям, усадку при длительной эксплуатации;
•	стоимость, как правило, на 20—30% большую, чем битумно-полимерные рулонные материалы.
Мембранные кровельные материалы рекомендуется применять при устройстве и ремонте кровель с уклоном от 0 до 10 %.
ЭПДМ-мембраны (этилен-пропилен-диен-мономер) — самый «старый» из полимерных кровельных материалов. Мембрана поставляется в рулонах шириной от 3 до 15 м и длиной от 15 до 61 м. Высокая эластичность материала характеризуется относительным удлинением (300 %). Масса 1 м2 мембраны толщиной 1,15 мм составляет всего 1,4 кг. Она выдерживает перепады температуры (от -40 до +100°C). Производятся также армированные ЭПДМ-мембраны. Они более прочные, но менее эластичные. Монтаж мембраны производится с помощью специальной 2-сторонней самоклеящейся ленты без нагревания.
ПХВ-мембраны — полимерный материал из высококачественного эластичного поливинилхлорида. Применение его несколько ограничено, так как монтаж термопластичных мембран требует специального сварочного оборудования. ПХВ-мембрана имеет высокую прочность на прокол (армирована полиэфирной сеткой) и широкую цветовую гамму (9 стандартных цветов, плюс возможность устройства прозрачной мембраны). Благодаря высокой деформационной способности, прочности на прокол и надежности сварного шва ПХВ-мембраны хорошо переносят неровности и деформации основания.
502
ТПО-мембраны — полимерный материал (на основе термопластичных полиолефинов) последнего поколения. Скрепление швов мембраны производится специальными сварочными машинами с применением горячего воздуха. Этот материал используется для устройства кровельных систем, аналогичных кровельным системам на основе ЭПДМ. Благодаря армирующему слою (полиэфирной сетке) материал более стоек к механическим воздействиям, но менее эластичен. Полимер содержит до 30% полипропилена, что придает мембране высокую химическую стойкость. ТПО-мембраны поставляются в рулонах шириной 0,95 и 1,8 м.
Литература
Белевич В.Б. Кровельные работы / Изд. 3-е, перераб. и доп. — М.: Высш, школа, 2000.
Бурмистров Г.Н. Кровельные материалы / Изд. 3-е, перераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1990.
ГОСТ 26627-85. Материалы рулонные кровельные и гидроизоляционные. Правила приемки.
ГОСТ 2551-75. Материалы рулонные кровельные и гидроизоляционные. Упаковка, маркировка, хранение и транспортирование.
ГОСТ 2678-94. Материалы рулонные кровельные и гидроизоляционные. Метод испытаний.
ГОСТ 2889-80. Мастика битумная кровельная горячая. Технические условия.
ГОСТ 8747-88. Изделия асбестоцементные листовые. Методы испытаний.
ГОСТ 14918-80. Сталь тонколистовая оцинкованная с непрерывных линий. Технические условия.
ГОСТ 18956-73. Материалы рулонные кровельные. Методы испытания на старение под воздействием искусственных климатических факторов.
ГОСТ 23835-79. Материалы рулонные кровельные и гидроизоляционные. Классификация и общие технические требования.
ГОСТ 25591-83. Мастики кровельные и гидроизоляционные. Классификация и общие технические требования.
ГОСТ 26589-94. Мастики кровельные и гидроизоляционные. Методы испытаний.
ГОСТ 30301-95. Изделия асбестоцементные. Правила приемки.
ГОСТ 30340-95. Листы асбестоцементные волнистые. Технические условия.
ГОСТ 30547-97. Материалы рулонные кровельные и гидроизоляционные. Общие технические условия.
СНиП П-26-76. Кровли.
СНиП 3.04.01-87. Изоляционные и отделочные покрытия.
503
Лесные материалы
1. Особенности древесины как строительного материала
Древесина — высокопористый продукт живой природы, отличающийся специфическим волокнистым строением, предопределяющим своеобразие ее физико-механических свойств, широкое и многообразное использование в различных отраслях народного хозяйства.
Благодаря этим свойствам лесные материалы, а также изделия и конструкции на их основе могут достаточно долго работать в различных условиях эксплуатации.
К положительным свойствам древесины относится высокая механическая прочность и одновременно с этим легкость (табл. 1 и 2), что позволяет отнести ее к эффективным материалам с достаточно высоким коэффициентом конструктивного качества (К.К.К=о/р).
Древесина способна поглощать ударные нагрузки и гасить вибрации, она отличается высокими тепло-, звуко- и электроизоляционными свойствами, химической стойкостью к кислотам и щелочам, легко обрабатывается резательными инструментами, хорошо удерживает металлические и другие крепления, надежно склеивается и, наконец, обладает естественной декоративностью, что делает ее популярным отделочным материалом.
504
Таблица 1
Механические свойства древесины различных древесных пород
Порода	Предел прочности при W=12%, МПа					Твердость при W-12%, Мпа		
	При сжатии вдоль волокон	При статическом изгибе	При растяжении вдоль во-локон	При скалывании вдоль волокон		Торцовая	Радиальная	Тангенциальная
				Рад.	Тангенц.			
Хвойные породы								
Ель	35,1— 42,3	69,3 — 77,4	103 — 145,8	5,3 —8,7	5,2 —6,7	22,2— 22,4	18,0— 18,2	18,fl-18,4
Сосна	38,4— 46,6	71,7 — 87,7	103,5— 127,8	6,2 —7,2	6,2 — 7,3	23 — 27	19,9— 24,4	22,0— 26,2
Кедр	35,2— 37,8	60,3 — 64,5	90,5	5,3 —7,0	6,0 — 7,4	18,5— 22,0	13,7	14,6
Пихта	34,8— 36,0	68,5 — 70,0	67,0	6,04 —8,1	6,5 — 8,8	28 — 34	17,0	16,7
Лиственница	42,4— 55,8	97,0 — 104,7	120,3— 125,0	9,4 —9,9	8,8 —9 ,4	36,2— 42,8	26,7— 30,2	26,7— 29,2
Лиственные породы								
Береза	47,8— 52,2	88,7— 101,1	156,0— 168,0	6,1— 10,6	7,1—11,5	36,8— 42,1	31,1— 33,7	31,3— 33,5
Бук	45,0— 46,1	94,0— 108,5	123,0— 134,0	6,8— 11,6	9,2—14,5	55,4— 61	37,9— 43,5	40,2— 44,5
Дуб	49,0— 52,0	78,8— 102,0	145,0	7,4— 8,6	8,3—10,2	52,2— 60,8	52,1— 56,0	49,0
Граб	53,1— 72,4	108,5— 137,0	141,0— 189,0	15,6	19,4	64,3— 90,5	50,8— 77,0	78,5
Ясень	49,9— 52,7	104,3— 108,4	110,9— 145,0	9,5— 13,9	9,0—13,4	69,0— 74,0	57,3— 59,0	60,2— 67,0
Липа	36,2— 39,0	68,0— 88,0	86,9— 121,0	7,3— 8,6	8,0—8,1	19,0— 26,0	16,4— 17,0	16,5— 18,0
Осина	35,0— 37,0	66,6— 67,3	125,5— 145,0	6,3— 7,8	8,4—8,6	38,0— 24,1	16,3— 19,7	16,fl-21,2
505
Таблица 2
Средняя плотность древесины с.р различных древесных пород
Порода	Средняя плотность, кг/м3			
	Рп npnW=12%		ропри W=0%	
Хвойные породы				
Лиственница	730-	-640	702	— 614
Сосна	580-	-470	546	— 443
Ель	460-	-450	435	— 425
Кедр	450-	-460	426	— 407
Пихта	440-	-350	416	— 331
Лиственные породы				
Граб	740-	-670	696	— 630
Дуб	710-	-650	672	— 614
Ясень	680-	-660	643	— 624
Бук	670-	-620	629	— 582
Береза	660 -	-620	612	— 574
Осина	490-	-460	462	— 433
Липа	510-	-490	475	— 456
• К отрицательным свойствам древесины относятся анизотропность, т.е. неоднородность структуры и свойств в различных направлениях по отношению к расположению древесных волокон; повышенная гидроскопичность и водопоглощение, предопределяющие изменение важнейших физико-механических характеристик за счет неравномерного разбухания (табл.З), коробления и растрескивания.
506
Таблица 3
Коэффициенты объемной Ко и линейной К , Кт усушки древесины различных древесных пород
Порода	Коэффициент усушки		
	объемной	радиальной	тангенциальной
Хвойные породы			
Лиственница	0,61 —0,66	0,19 — 0,25	0,35—0,39
Сосна	0,48 — 0,55	0,17 — 0,19	0,30 — 0,33
Ель	0,44 — 0,52	0,14 — 0,17	0,24 — 0,31
Пихта	0,44 —0,51	0,12—0,18	0,33—0,34
Кедр	0,46 — 0,47	0,12 — 0,13	0,27 — 0,28
Лиственные породы			
Береза	0,60 — 0,72	0,28 — 0,30	0,30 — 0,34
Бук	0,53—0,55	0,15—0,18	0,32 — 0,35
Ясень	0,46 — 0,50	0,18—0,19	0,28 — 0,31
Дуб	0,47 — 0,51	0,14 — 0,19	0,24 — 0,30
Осина	0,50 — 0,52	0,16 — 0,22	0,26 — 0,30
Граб	0,48 — 0,57	0,18 — 0,19	0,31 —0,34
Липа	0,56 — 0,67	0,24 — 0,26	0,35 — 0,39
Степень усушки древесины учитывается при распиловке бревен на доски (припуски на усушку), при сушке пиломатериалов, шпона. Величина усушки зависит как от породы древесины, так и от ее средней плотности и процента поздней древесины в стволе, возраста, условий произрастания и др.
В зависимости от величины коэффициента объемной усушки Ко древесные породы могут быть разделены на четыре класса:
1.	Малоусыхающие — Ко менее* 0,45.
2.	Умеренно усыхающие — Коот 046 до 0,55.
3.	Значительно усыхающие — Ко от 0,56 до 0,65.
4.	Сильно усыхающие — Ко более 0,66.
В определенных температурно-влажностных условиях эксплуатации древесина как материал органического происхождения подвергается разрушению (загнивает) в результате жизнедеятельности сапрофитных грибов, гифы (нитевидные клетки, образующие грибницу) которых выделяют ферменты, постепенно разрушающие стенки древесных клеток, превращая вещества, из которых состоят эти стенки, в растворимые сахара, которыми гриб и питается. В результате нарушается сплошность древесины, она становится трухлявой и легко растирается в порошок. Характерной особенностью такого дест-
507
руктивного типа гниения является также изменение естественной окраски древесины.
Грибного происхождения являются и различные ненормальные окраски срубленной древесины — синевато-серая (синева), коричневая и желтая.
Древесина подвержена также разрушению различными древогрызущими насекомыми — жуками-усачами или жуками-короедами, мебельными точильщиками и др.
Легкая возгораемость древесины и наличие в ней таких непаразитных пороков, как различные (метиковые, отлупные, морозные) трещины, трещины усушки; пороки строения древесины — косослой, свилеватость, крень, различные (сросшие, частично сросшие, выпадающие, табачные, роговые) сучки; прорости; двойная сердцевина; рак — в большей или меньшей мере снижают сортность лесных материалов и должны обязательно учитываться при использовании древесины в качестве сырья для производства изделий и конструкций различного назначения. Следует иметь в виду, что большинство из указанных отрицательных свойств древесины могут быть устранены путем химической и химико-механической ее переработкой в листовые и плитные материалы, модификацией свойств и повышением стойкости натуральной древесины путем введения в нее антисептиков, антипиренов, смол, а также прессованием и пластификацией исходного материала.
2. Методы защиты древесины от гниения, возгорания и поражения древогрызущими насекомыми
Для защиты древесины от загнивания в процессе эксплуатации используются как конструкционные (создание неблагоприятного для развития грибов влажностного и температурного режимов), так и химические (обработка лесных материалов и изделий токсичными для грибов веществами — антисептиками) меры.
Антисептики должны обладать высокой токсичностью по отношению к дереворазрушающим грибам; хорошо проникать в древесину; быть устойчивыми к вымыванию; не ухудшать физико-механи
508
ческие свойства древесины — не повышать ее электропроводность, водопоглощение, не ухудшать способности к склеиванию и окрашиванию и др.; не корродировать металлические крепления; быть относительно безвредными. Рациональность выбора того или иного антисептика определяется в основном условиями службы древесины и способами ее защитной обработки.
По виду пропиточной жидкости антисептики разделяются на классы, а по устойчивости к вымыванию из древесины — на группы (табл. 4).
Таблица 4
Классификация и характеристика антисептиков
Класс	Группа	Антисептик	Особенности
1	2	3	4
Водорастворимые	Легковым ывае-мые	Фторид натрия (ФН)	Белый порошок; растворимость средняя
		Кремнефторид аммония (КФА)	Белый порошок; растворимость хорошая; корродирует черные металлы
		Смесь борной кислоты и буры (ББК-3)	Хорошо растворим, практически безвреден для людей
	Вымываемые	Кремнефторид натрия (КФН)	Белый порошок; плохо растворим
	Трудновымы-ваемые	Пентахлорфенолят натрия (ПХФН)	Соль желтовато-серого цвета; хорошо растворима; плохо проникает в древесину
		Смесь хлорида цинка и натриевого или кремниевого хромпика (ХХЦ) Смесь хлорида цинка, хромпика и сульфата меди (ХМХЦ)	Окрашивает древесину в желто-зеленый цвет; корродирует черные металлы, при небольших поглощениях несколько снижает прочность древесины
	Невымываемые	Смесь медного купороса и натриевого хромпика (ХМ-5, ХМ-32)	Окрашивает древесину в зеленый цвет и при больших поглощениях несколько снижает ее прочность
		Смесь фторида натрия, натриевого хромпика и сульфата меди (ХМФ)	Окрашивает древесину в голубовато-зеленый цвет
509
Окончание табл. 4
1	2	3	4
Органикорастворимые	Нерастворимые	Раствор пентахлорфенола в легких нефтепродуктах (ПЛ)	Хорошо проникает в древесину; защитное действие зависит от вида растворителя
		Раствор нафтената меди в легких нефтепродуктах (НМЛ)	Окрашивает древесину в зеленый цвет, затрудняет ее склеивание
Масляные	Нерастворимые	Раствор пентахлорфенола в маслах (ПМ)	Пахуч, ухудшает внешний  вид древесины
		Каменноугольное пропиточное масло(КМ) Сланцевое пропиточное масло (СМ) Антраценовое пропиточное масло (AM)	Обладает резким запахом, пропитанная древесина имеет темную, пачкающую поверхность. Сланцевые и антраце-новые масла менее токсичны, чем каменноугольные
Высокотоксичными для грибов и насекомых являются невымы-ваемые водой антисептики, содержащие в своем составе соли хрома, меди, мышьяка, цинка. К ним относятся:
•	эрлит — смесь натриевого хромпика, медного купороса, гидрооксида и борфторида аммония;
•	болиден — смесь натриевого хромпика, сульфата цинка, оксида мышьяка;
•	хемонит — смесь медного купороса, сульфата цинка, оксида мышьяка и хромового ангидрада;
•	аску — смесь хромпика, медного купороса и оксида мышьяка;
•	салъкур — смесь натриевого хромпика, медного купороса и хромового ангидрида;
•	таналит — смесь натриевого хромпика, оксида мышьяка, фторида натрия и динитрофенола;
•	доналит У А и У АЛ Л — хлорофторомышьяковые антисептики.
Червоточина — поражение древесины древогрызущими насекомыми — подразделяется на поверхностную (не снижает технических свойств материала), неглубокую— глубиной до 15 мм в круглом лесе и до 5 мм — в пиломатериалах и глубокую — глубиной более 15 мм в круглом лесе и более 5 мм в пиломатериалах.
Как глубокая, так и неглубокая червоточины значительно нарушают структуру древесных материалов и резко ограничивают возможность
510
использования их в строительстве. Очень опасным пороком является трухлявая червоточина — продукт жизнедеятельности домовых усачей и мебельных точильщиков, разрушающих древесину в труху.
Основные методы борьбы с древогрызущими насекомыми — пропитка или окуривание древесины отравляющими веществами — инсектицидами — разновидностью пестицидов, используемых в борьбе с вредными насекомыми.
Наиболее эффективный способ защиты древесины от разрушающего действия насекомых — окуривание в течение 2—3 дней ядовитыми газами — сероуглеродом, хлорпикрином в вакуум-камерах. Кроме того, для пропитки пораженных участков можно использовать природные смолы (канифоль, шеллак, мастике, сандарак), растворенные в органических (скипидар, спирты, толуол, уайт-спирит) растворителях.
Из синтетических препаратов наиболее эффективны для обработки хлор-, фтор- и борсодержащие составы, а также четвертичные аммониевые соли. Можно также использовать смеси скипидара и керосина, креозота и керосина, креозота и бензина, насыщенный раствор нафталина в бензине, а также раствор камфоры и карболовой кислоты в керосине.
Защита древесины от возгорания достигается либо пропиткой ее специальными составами — антипиренами или покрытием огнезащитными красками.
При нагреве антипирены плавятся и покрывают защищаемую поверхность огнезащитной пленкой, преграждающей доступ к ней кислорода, или разлагаются с выделением большого количества негорючих газов (СО2, NH3 и др.), оттесняющих воздух от поверхности древесины, или вспучиваются, а затем обугливаются, образуя теплоизолирующее покрытие.
Антипирены должны отвечать требованиям, обеспечивающим высокие огнезащитные свойства; стойкость в период эксплуатации пропитанных изделий; малую гидроскопичность. Они не должны вступать во взаимодействие с древесиной и не корродировать металлические соединения, а также не препятствовать склеиванию и отделке лицевой поверхности.
Наиболее распространены огнезащитные составы— на основе фосфата и сульфата аммония, а также буры, борной кислоты и их смесей.
Составы на основе буры и борной кислоты одновременно проявляют и антисептические свойства. К таким составам относятся следующие смеси:
511
•	гидрофосфат аммония + сульфат аммония + фторид натрия + вода;
•	бура + борная кислота + вода;
•	сульфат натрия + гидрофосфат натрия + фториднатрий + вода.
Антипирены на основе бора могут применяться в комбинации с хром-медными антисептиками, обеспечивая при этом глубокую пропитку и малую вымываемость. Наиболее эффективны также смеси:
•	борная кислота + бура + пентахлофенолят натрия;
•	борная кислота + пентахлорфенолят натрия + карбонат натрия;
•	борная кислота + бура + дихромат натрия (хромпик) + сульфат меди + уксусная кислота.
В последнее время в сочетании с растворимыми антисептиками (бура, борная кислота, хром-медные препараты и др.) успешно применяется фосфат мочевины. Конденсацией мочевины с ортофосфор-ной кислотой получают водорастворимый препарат КМ. при введении 10—15% которого в древесину обеспечивается ее защита от возгорания при воздействии открытого огня.
На основе фосфата мочевины созданы эффективные комплексные составы типа: фосфат мочевины + бромид аммония + гексаметилентетрамин.
Значительное повышение биостойкости и снижения возгораемости достигается при пропитке древесины 15%-ным раствором тетра-фторбората аммония с последующей обработкой в горячем (120°С) петролатуме, что обеспечивает древесине как стойкость в условиях переменной влажности, так и сохранение био- и огнезащитных свойств.
Значительное огнезащитное действие проявляют также карбамидные и карбамидно-фурановые смолы (наилучший результат), которые после пропитки древесины подвергаются термокаталитическому отверждению, повышая при этом не только огнестойкость, но и физико-механические показатели модифицированной таким образом древесины.
Огнезащитные свойства придает древесине окрашивание огнезащитными красками, состоящими из негорящих веществ, обладающих низкой теплопроводностью. Подобные краски подразделяются на силикатные и несиликатные.
Силикатные создаются на основе натриевого жидкого стекла в смеси с мылом и жженой магнезией (неатмосферостойки, разлагаются под действием углекислоты воздуха, теряя при этом защитные свойства).
512
Несиликатные имеют в своей основе суперфосфат, хлористый аммоний и воду или экстракт сульфатного щелока, асбестоцемент и воду. Они отличаются более высокой стойкостью, но обладают пониженной огнезащитой.
Используются для этих же целей композиции на основе фено- и мочевиноформальдегидных смол, хлорсодержащих каучуков, галогеносодержащих виниловых полимеров (ПВХ и др.), содержащие пластификаторы — эфиры фосфорной кислоты, хлорпарафина, а также наполнители — карбонат кальция, магния, доломит, сульфат бария, вермикулит, силикат свинца, бораты и пигменты (оксиды сурьмы и висмута), полученные высокотемпературным плавлением соли кремниевой кислоты (современные силикатные краски).
Огнезащитная обработка древесины производится либо насыщением антипиреновыми растворами в горяче-холодных ваннах, либо пропиткой под давлением. Обычно в пропиточные составы вводится 5—8% сухого антисептика к массе древесины. Для пропитки тонких досок на всю глубину этот процент несколько повышается. Для снижения корродирующего действия на металлические детали и крепления рекомендуется в антипирены, содержащие аммониевые соли, добавлять фосфат натрия.
3. Лесные материалы
Лесные материалы получают механической обработкой в основном ствола срубленного дерева, у которого отделены сучья и корни. Такие стволы называются древесными хлыстами.
В зависимости от размеров и наличия пороков хлысты и их обрезки относятся к двум товарным категориям: деловой и дровяной (низкокачественной) древесине. В совокупности с отходами лесозаготовок, отходы лесопиления и деревообработки перерабатываются на ценные лесопродукты, используемые в производстве разнообразных по виду и назначению композиционных материалов и изделий на их основе.
По способу механической обработки все лесоматериалы подразделяются на шесть классов:
1.	Круглые лесоматериалы, получаемые поперечным делением хлыста на отрезки различной длины.
2.	Пиленые лесоматериалы, изготовляемые продольным пилением круглого леса с последующей поперечной распиловкой полученного полуфабриката.
17 Строительные материалы
513
3.	Лущеные лесоматериалы, получаемые резанием древесины по спирали (лущением).
4.	Строганые лесоматериалы, изготавливаемые резанием древесины ножами, формирующими плоскую поверхность раздела.
5.	Колотые лесоматериалы, производимые продольным разделением древесины клиновидными инструментами.
6.	Измельченные лесоматериалы, получаемые переработкой древесины на специальном оборудовании (рубильном, строгальном, размольном).
Разновидности материалов первых пяти классов называются сор-тиментамщ
Круглые деловые лесоматериалы хвойных и лиственных пород используются в различных отраслях промышленности, строительстве и сельском хозяйстве. При разделке хлыстов получают следующие разновидности круглых сортиментов:
бревна, предназначенные для использования в круглом виде или в качестве сырья для выработки пиломатериалов и заготовок;
кряжи, используемые для выработки специальных видов лесоматериалов — лущеного и строганого шпона, шпал и др. Отрезки кряжей, соответствующие по длине рабочим размерам деревообрабатывающего оборудования, называются чура-ками;
балансы — сортименты, перерабатываемые на целлюлозу и древесную массу.
В соответствии с ГОСТ 9463-88 и ГОСТ 9462-88 в зависимости от качества древесины круглые лесоматериалы как хвойных, так и лиственных пород изготавливаются трех сортов. По толщине (диаметру в верхнем отрубе) они подразделяются на три группы:
1)	мелкие — толщиной от 6 до 13 см с градацией 1 см;
2)	средние — толщиной от 14 до 24 см с градацией 2 см;
3)	крупные — толщиной от 26 см и более с градацией 2 см.
Длина лесоматериалов зависит от их назначения и колеблется в широких пределах от 0,5 до 17 м. Наиболее распространенные длины находятся в диапазоне 3—6,5 м.
Круглые лесоматериалы хвойных (сосна, ель, пихта, лиственница, кедр) пород 1, 2 и 3-го сортов, предназначенные для выработки пиломатериалов и заготовок общего назначения, должны иметь толщину 14 см и более, длину — от 3 до 6,5 м с градацией 0,25 м.
514
Используемые для того же назначения лесоматериалы 1, 2, и 3-го сортов лиственные (все породы, кроме дуба, бука, ясеня, ильма, клена и граба) должны также иметь толщину 14 см и более, а длину — от 2 до 6 м с градацией 0,25 м.
Лесоматериалы 1-го и 2-го сортов, как и хвойных (лиственница, сосна, кедр), так и всех лиственных пород, применяются для выработки строганого шпона. При этом толщина хвойных сортиментов должна быть не менее 32 см, а лиственных — не менее 24 см, при их длине соответственно не менее 2,5 и 1,5 м с градацией 0,1 м.
Лущеный шпон изготавливается из хвойных (сосна, лиственница, кедр, ель, пихта) и лиственных (дуб, клен, ясень, ильм, береза, бук, граб, ольха, осина, тополь, липа) лесоматериалов 1-го и 2-го сортов. При толщине хвойных кряжей 18 см и более они должны иметь 1,3; 1,6 и кратную им в метрах длину, а при толщине 20 см и более длина сортиментов должна соответствовать 1,91; 2,23; 2,54 и кратным им размерам в метрах.
Для выработки лущеного шпона из лесоматериалов лиственных пород используются кряжи толщиной 16—18 см и более с градацией по длине, соответствующей хвойным сортиментам диаметром 18 и 29 см.
В круглом виде лесоматериалы как хвойных, так и лиственных пород используются для строительных целей и возведения вспомогательных и временных строений различного назначения (подтоварник).
Хвойные сортименты (сосна, ель, пихта, лиственница) 1-го и 2-го сортов толщиной 14—24 см, длиной 3,6—6,5 м с градацией 0,5 м применяются в строительстве, а для временных сооружений используются лесоматериалы 2-го сорта, толщиной 6—13 см, длиной 3— 6,5 м с градацией 0,5 м. Кроме указанных древесных пород, в данном случае может использоваться и кедр.
На строительство в круглом виде могут идти лесоматериалы всех лиственных пород 2-го сорта толщиной 12—14 см и длиной 4—6,5 м с градацией 0,5 м, а для вспомогательных и временных построек — 2-го сорта толщиной 8—11 см и длиной не менее 3 м с градацией 0,25 м.
Для каждого сорта круглых лесоматериалов установлены соответствующие нормы допуска пороков (сучки, пасынок, грибные поражения, червоточина, трещины, кривизна ствола, наклон волокон, двойная сердцевина, прорости, сухобокость, рак, механические повреждения).
515
Основными сортообразующими пороками у хвойных лесоматериалов являются сучки и пасынок; в лесоматериалах 2-го сорта допускается наличие проростей, механических повреждений и сухобо-кость, а у 3-го сорта — одновременно ядровой и заболонной гнили при условии, что суммарный размер поражения не превышает 1/8 вписанной в торец полосы.
Основными сортообразующими пороками лиственных материалов являются (в зависимости от толщины) сучки, гнили и кривизна. В мелких материалах не допускаются ядровая гниль, дупло и табачные сучки, а в лесоматериалах средних — ядровая гниль и дупло, если они укладываются в торцовую полосу размером от 1/10 до 1/3 (в зависимости от сорта), то допускаются.
Пиленые лесоматериалы (пилопродукция) по возрастающей степени готовности к дальнейшему использованию подразделяются на собственно пиломатериалы, пиленые заготовки и пиленые детали.
Пиленые материалы получают раскроем бревен; заготовки вырабатываются из пиломатериалов, а детали — из заготовок или непосредственно из круглого леса. В отличие от собственно пиломатериалов пиленые заготовки по размерам и качеству соответствуют будущим деталям с припусками на усушку и механическую обработку. Пиленые детали дальнейшей механической обработки не требуют.
Пиломатериалы в зависимости от области применения подразделяются на пиломатериалы, предназначенные для использования в народном хозяйстве и на экспорт.
Требования к пиломатериалам общего назначения, изготавливаемым из древесины хвойных (сосна, ель, лиственница, кедр, пихта) и лиственных (дуб, ясень, бук, клен, граб, вяз, ильм, береза, ольха, осина, тополь, липа) пород, регламентированы ГОСТ 8486-86 и ГОСТ 2995-83.
По форме и размерам поперечного сечения пиломатериалы подразделяются на доски, бруски, брусья, обапол (горбыльный и дощатый) и шпалы.
К доскам относятся пиломатериалы, ширина которых вдвое превышает их толщину. У брусков ширина меньше двойной толщины, а у брусьев ширина и толщина превышает 100 мм.
В зависимости от числа пропиленных сторон пиломатериалы подразделяются на необрезные, обрезные и односторонне обрезные.
У необрезных пиломатериалов пропилены только пласти, а кромки не пропилены. Обрезные же пиломатериалы изготавливаются либо пропиленными со всех четырех сторон, либо с кромками, имеющими 516
тупой или острый обзол — сохранившуюся часть поверхности бревна. Односторонне обрезные пиломатериалы — с пропиленными пластью и одной кромкой выпиливаются только из лиственных пород.
В соответствии с ГОСТ 24454-80 пиломатериалы хвойных пород должны иметь следующие номинальные размеры по толщине и ширине при влажности 20% (табл. 5).
Таблица 5
Номинальные размеры толщины и ширины пиломатериалов хвойных пород, мм
Толщина	Ширина								
16	75	100	125	150	—	—	—	—	—
19	75	100	125	150	175	—	—	—	—
22	75	100	125	150	175	200	225	—	—
25	75	100	125	150	175	200	225	250	275
32	75	100	125	150	175	200	225	250	275
40	75	100	125	150	175	200	225	250	275
44	75	100	125	150	175	200	225	250	275
50	75	100	125	150	175	200	225	250	275
60	75	100	125	150	175	200	225	250	275
75	75	100	125	150	175	200	225	250	275
100	—	100	125	150	175	200	225	250	275
125	—	—	125	150	175	200	225	250	—
150	—	—	—	150	175	200	225	250	—
175	—	—	—	—	175	200	225	250	—
200	—	—	—	—	—	200	225	250	—
250	—	—	—	—	—	—	—	250	—
При влажности пиломатериалов более или менее 20% их номинальные размеры должны уменьшаться или увеличиваться на соответствующую величину усушки (ГОСТ 6782.1-75).
Ширина узкой пласти, измеренной в любом месте длины необрезных пиломатериалов, должна быть:
•	для толщины от 16 до 50 мм — не менее 50 мм;
•	для толщины от 50 до 100 мм — не менее 60 мм;
•	для толщины от 100 до 300 мм — не менее 0,6 толщины.
Для пиломатериалов обрезных эти показатели должны соответствовать:
•	для толщины от 16 до 50 мм — не менее 50 мм;
517
•	для толщины от 50 до 100 мм — не менее 60 мм;
•	для толщины от 100 до 300 мм — не менее 0,7 толщины.
Пиломатериалы, предназначенные для экспорта или (по договоренности с потребителем) для внутреннего рынка, должны изготавливаться со следующими размерами поперечного сечения:
60x100, 90x90, 90x125, 50x300, 63x300, 75x300 и 100x300 мм.
Номинальная длина пиломатериалов для внутреннего рынка и экспорта от 1,0 до 6,5 м с градацией 0,25 м; только для экспорта от 0,9 до 6,3 м с градацией 0,3 м, а для тары — от 0,5 м с градацией 0,1 м.
Пиломатериалы хвойных пород толщиной от 16 до 32 мм относятся к тонким; от 40 до 100 мм — к толстым доскам и брускам и от 125 до 250 — к брусьям,
По качеству древесины и обработки доски и бруски разделяются на пять сортов (отборный, 1, 2, 3,4-й), а брусья — на четыре сорта (1, 2, 3, 4-й), это определяется наличием в пилопродукции допустимых паразитных и непаразитных пороков (ГОСТ 8486-86).
Пиломатериалы отборного, 1, 2 и 3-го сортов изготавливаются сухими (с влажностью не более 22%), сырыми (при влажности более 22%) и сырыми антисептированными по ГОСТ 10950-78.
Влажность пиломатериалов 4-го сорта не нормируется. Оценка качества пиломатериалов должна производиться по пласти или кромке, худшей для данной доски, а брусков и брусьев квадратного сечения — по худшей стороне.
У лиственных пиломатериалов количество размеров по толщине находится в диапазоне от 16 до 100 мм. Кроме того, они могут изготавливаться толщиной 28, 35, 55, 65, 80 и 90 мм. При этом пиломатериалы толщиной до 32 мм включительно считаются тонкими, а больших размеров — толстыми.
Ширина лиственной пилопродукции колеблется от 60 до 110 мм с градацией 10 мм, а также 130, 150, 180 и 200 мм. При этом ширина узкой пласти должна быть не менее 40 мм.
По длине пиломатериалы лиственных пород подразделяются на короткие, длиной от 0,5 до 0,9 м; средние — от 1 до 1,9 м; длинные — от 2 до 6,5 м. Все эти типоразмеры пиломатериалов, изготавливаемые из твердых лиственных пород, имеют градацию по длине 0,1 м. Пиломатериалы из мягких лиственных пород и березы (короткие и средние) изготавливаются с градацией 0,1 м, а длинные — 0,25 м.
Лиственные пиломатериалы выпускаются трех сортов. При этом
518
основным сортообразующим пороком в пиломатериалах являются сучки, в соответствии с чем для каждого сорта установлены различные нормы допуска сучков.
Кроме сучков, на сортность пиломатериалов оказывают влияние наличие различные трещины, пороки строения древесины, грибные поражения, червоточина, покоробленность и дефекты распиловки.
Лущеные, строганые и колотые лесоматериалы
Путем лущения — срезания слоя древесины в виде непрерывной ленты с вращающегося предварительно окоренного и нагретого (распаренного) отрезка ствола (чурака) — получают шпон толщиной от 0,55 до 1,5 мм.
Чураки размером 1,5 — 2 м подвергаются обработке на специальных лущильных станках. После выхода из этого станка лента шпона до или после сушки разрезается на форматные листы.
Шпон изготавливается из березы, ольхи, бука, дуба, ясеня, ильма, липы, сосны, лиственницы, кедра в виде листов толщиной 0,55; 0,75; 0,95; 1,15; 1,5 мм, шириной (поперек волокон древесины) от 150 до 800 мм с градацией через 50 мм и от 800 до 1600 мм с градацией через 100 мм. Длина листов шпона в направлении вдоль волокон — от 800 до 2200 мм с градацией через 100 мм. В зависимости от толщины шпона допускаемые отклонения от этого размера составляют ±0,05 или ±0,1 мм.
В зависимости от качества древесины, обработки и назначения лущеный шпон согласно ГОСТ 99-75 подразделяется на восемь сортов: А, АВ, В, ВВ, С — для наружных слоев клееной древесины и 1, 2 и 3-й — для внутренних слоев. Сортовые требования характеризуются ограничением содержания в шпоне различного вида пороков и чистотой поверхности, которая должна быть не ниже VI класса шероховатости для ясеня, дуба, ильма и VII класса — для остальных пород.
В качестве полуфабриката лущеный шпон используется для изготовления клееной фанеры, слоистых пластиков и облицовки (фанерования) изделий из древесины.
Шпон строганый изготавливается главным образом из древесных пород, обладающих красивой текстурой, цветом и рисунком (дуб, ясень, бук, чинара, лиственница, тис и некоторые разновидности экзотических пород — красное, лимонное дерево и др.), и используется как облицовочный материал.
Окоренные кряжи, предназначенные для изготовления этой раз
519
новидности шпона, раскалываются на чураки, из которых в свою очередь продольной распиловкой получают брусья, или ванчесы — части двухкантных брусьев с тремя пропиленными сторонами.
Сострагивание листов шпона с предварительно пропаренных брусьев производится на шпонострогальных станках. При этом в зависимости от плоскости строгания получают шпон радиальный Р, по-лурадиальный ПР, тангенциальный Т и тангенциально-торцовый ТТ, вырабатываемый из наростов.
По качеству древесины, чистоте обработки и назначению шпон согласно ГОСТ 2977-82 делится на 2 сорта. Толщина шпона в зависимости от породы — 0,6; 0,8; 1 мм; ширина в зависимости от сорта и направления строгания — от 80 до 200 мм. Длина тангенциальноторцового шпона — от 0,3 м, шпона из древесины особо ценных пород — от 0,4 м и шпона из древесины остальных пород — от 1 м и выше с градацией 0,3 м.
Допускаются отклонения от толщины на ±0,04 мм и ±0,08 мм соответственно для шпона толщиной 0,6—0,8 мм и 1 мм.
Влажность высушенного шпона должна соответствовать 8±2%.
Строганием получают также штукатурную дрань, толщиной 4 мм, шириной 19, 22, 25 и 32 мм и длиной от 500 до 1500 мм с градацией в 100 мм. При этом в основном используются отходы древесины хвойных и мягких лиственных пород.
На специальных строгальных станках из отрезков древесины осины, тополя, ольхи и хвойных (кроме лиственницы) пород изготавливают кровельную щепу толщиной 2—3 мм, шириной от 50 до 120 мм и длиной от 350 до 1000 мм с градацией 50 мм.
Путем раскалывания получают колотые балансы. После удаления ядровой гнили из низкокачественной древесины при раскалывании поленьев образуется полноценное сырье для выработки целлюлозы и древесной массы.
Измельченные лесоматериалы
К этой категории материалов относятся технологическая щепа, технологические опилки, стружка и древесная мука. Технологическая щепа, получаемая в виде товарной продукции из низкокачественной древесины и круглых отходов лесопиления, широко используется в производстве древесностружечных и древесноволокнистых плит, а также в качестве исходного сырья для изготовления древесных заполнителей в таких композиционных материалах и изделиях на их основе, как арболит, фибролит, цементно-стружечные плиты.
520
Опилки лесопиления являются основным органическим заполнителем в производстве ксилолита.
Композиционные древесные материалы
К этой категории древесных материалов относятся: клееная древесина и композиционные материалы на основе измельченной древесины.
•	Клееная древесина подразделяется на слоистую клееную — фанера, фанерные плиты, древесно-слоистые пластики; массивную клееную — клееные доски, бруски, брусья, плиты и комбинированную клееную — столярные плиты, сочетающие в себе массивную древесину и шпон.
•	Фанера общего назначения представляет собой листовой материал, склеенный из трех и более слоев лущеного шпона, обычно с взаимно перпендикулярным расположением волокон в смежных слоях; возможно также расположение их под углом 45° или звездообразно — под углом 30 и 60°.
В зависимости от толщины слоев шпона фанера подразделяется на равнослойную и неравнослойную.
Наименование фанеры определяется породой древесины, из которой изготовлен лицевой слой (рубашка) изделия — березовая, ольховая, буковая, липовая, осиновая, тополевая, кленовая, еловая, сосновая, пихтовая, кедровая, лиственная.
Склеивание фанеры производится разными, отличающимися различной стойкостью к действию воды и атмосферной влаги, клеями.
В соответствии с этим различают фанеру повышенной водостойкости (ФСФ) — на фенолформальдегидных клеях; средней водостойкости (ФК) — на карбамидных клеях и (ФБА) — на клеях альбуминоказеиновых; ограниченной водостойкости (ФБ) — на казеиновом, соевом и других клеях.
Влажность фанеры марок ФСФ и ФК должна находиться в пределах 5—10%, а марок ФБА и ФБ — 6—15%.
Номинальная толщина листов березовой фанеры — от 1,5 до 3 мм с градацией 0,5 мм; фанеры из древесины других пород — от 3 до 10 мм с градацией 1 мм, при толщине 12, 15, 18 мм — с градацией 3 мм.
Формат листов фанеры по длине (в направлении волокон наружного слоя) и ширине (мм): 2440x1525; 2440x1220; 2135x1525; 1830x1220; 1525x1525; 1525x1220; 1525x750; 1220x1220; 1220x725. Допускаемые отклонения от указанных размеров — не более 5 мм.
521
По виду обработки поверхности фанера может быть шлифованной (циклеванной) и нешлифованной. В зависимости от сорта лущеного шпона, использованного для наружных слоев, установлено пять
А	АВ	В	ВВ С
сортов фанеры: ---; ---; ---; ---; — , где в числителе указаны
АВ	А	ВВ	С	С
сорта лицевого слоя, а в знаменателе — оборотного слоя. Для внутренних слоев фанеры используется шпон 1,2, 3-го сортов.
При оценке качества фанеры устанавливается прочность (на скалывание) клеевого шва; ее водостойкость — выдерживанием в течение 24 ч в воде комнатной температуры или в кипящей воде в течении 1 ч с последующим установлением предела прочности при скалывании по клеевому шву. Фанера марки ФБ испытывается только в сухом состоянии.
Фанера общего назначения используется для изготовления дверей, панелей, рам, опалубки, внутренней облицовки стен, потолков, перегородок, а водостойкая, высокой прочности и жесткости фанера применяется для создания пространственных несущих строительных конструкций.
Фанера, облицованная строганым шпоном
Фанера, используемая для внутренней отделки помещений, производства мебели и др., в отличие от фанеры общего назначения облицовывается по наружному слою или обоим слоям строганым шпоном из древесины ценных пород с декоративной текстурой (дуба, ясеня, бука, красного дерева, ореха, ильма, карагача, лиственницы, тиса). По качеству древесины и чистоте обработке облицованного шпона декоративная фанера делится на два сорта, а в зависимости от вида клея, согласно ГОСТ 1159-77, — на две марки:
ФОФ — на фенолформальдегидных клеях;
ФК — на клеях карбамидных.
По текстуре строганого шпона фанера подразделяется на радиальную, полурадиальную, тангенциальную, тангенциально-торцевую.
Качество внутренних слоев такое же, как у фанеры общего назначения.
Листы облицованной фанеры выпускаются следующих размеров (мм): 1830x1200x4, 1525x1525x10, 1525x1220 толщиной 6, 8 и 9; 1525x725x10. Влажность фанеры не должна превышать 8±2%.
Фанера декоративная (ГОСТ 14614-79)
Используется как декоративно-отделочный материал и отличает
522
ся от фанеры общего назначения наличием на лицевой поверхности пленочного (водо-, тепло- и светостойкого) покрытия иногда в сочетании с декоративной бумагой. По качеству изготовления подразделяется на два сорта, а по виду отделки лицевых «рубашек» — на глянцевую и полуматовую. Выпускается четырех марок:
ДФ-1 — с прозрачным, бесцветным или окрашенным пленочным покрытием на основе мочевино-меламиноформальдегидных смол, не укрывающим текстуру натуральной древесины;
ДФ-2 — с декоративным бумажным покрытием, имитирующим текстуру ценных пород древесины, защищенным пленкой на основе мочевино-меламиноформальдегидных смол;
ДФ-3 — фанера повышенной водостойкости, облицованная прозрачной или окрашенной пленкой на основе меламиноформальде-гидных смол;
ДФ-4 — облицованная текстурной бумагой фанера повышенной водостойкости со связующим на основе меламиноформальдегидных смол.
Облицовка может наноситься как с одной, так и с обеих сторон листа таких же форматов, как и фанера общего назначения. Ее толщина — от 3 до 5 мм с градацией 1 мм и от 6 до 12 мм с градацией 2 мм.
Изготавливается декоративная фанера из березового, ольхового, липового, осинового и тополевого шпона. Для внутренних слоев фанеры с непрозрачной облицовкой допускается использование шпона из древесины сосны и лиственницы. Для наружных слоев фанеры всех марок применяется шпон сорта А; для марок ДФ-2 и ДФ-4 допускается также шпон сорта АВ.
Наличие на поверхности фанеры защитных смоляных пленок позволяет мыть их холодной водой и протирать керосином и другими органическими растворами.
Фанера бакелизированная — высокопрочный материал повышенной водо- и атмосферостойкости. Изготавливается из склеенных фе-ноло- или крезолоформальдегидными смолами листов березового лущеного шпона с взаимно перпендикулярным расположением волокон. Выпускается шести марок: ФБС, ФБСр ФБВр ФБВ, ФБС-А и ФБС[-А (ГОСТ 11539-83). У фанеры первых четырех марок наружные слои пропитываются спирто- или водорастворимой смолами, на что указывают последние буквы марок. На наружные слои фанеры остальных двух марок спирторастворимые смеси только наносятся. Спирто- или водорастворимые смолы наносят также на внутренние слои фанеры всех марок.
523
Бакелизованная фанера марок ФБС и ФБС, используется для изготовления конструкций, контактирующих с внешней средой, а ФБВ и ФБВ,, эксплуатируемых только внутри помещений. Марки ФБС-А и ФБС-А, используются в автомобилестроении. Наружный слой фанеры марок ФБС, ФБВ и ФБС-А изготавливается из шпона сорта В, а на внутренние слои идет шпон сорта ВВ. Для фанеры остальных марок в обоих случаях используется шпон сорта ВВ.
Бакелизованная фанера вырабатывается восьми форматов: от 1500x1250 до 7700x1550мм при семи (5, 7, 10, 12, 14, 16, 18 мм) размерах их толщины. Влажность может колебаться в пределах 6—8±2%. Средняя плотность фанеры всех марок не должна превышать 1200 кг/м3.
По технологии обычной клееной фанеры изготавливается и специальная гофрированная фанера, которой в процессе прессования придается волнообразная форма. Этим достигается повышение жесткости листа, что позволяет использовать такую фанеру в качестве кровельного материала.
Такими же свойствами обладает и ребристая фанера, под «рубашки» которой вклеиваются бруски, сообщающие листам повышенную жесткость.
Фанерные плиты представляют собой значительной толщины клееные материалы, состоящие не менее чем из семи слоев лущеного шпона. Для наружных слоев плит используется шпон березовый, а для внутренних — березовый, липовый и сосновый. С учетом различной ориентации слоев шпона фанерные плиты выпускаются трех марок: ПФ-А, ПФ-Б и ПФ-В, — формат которых колеблется в пределах от 2200x1220 до 1220x1220 мм, при этом толщина изделий в зависимости от марки может изменяться от 8 до 78 мм.
Древесные слоистые пластики (ДСП)
Древесные слоистые пластики представляют собой композиционные материалы, изготавливаемые из листов березового лущеного шпона, пропитанных резольными смолами, и склеенные в процессе термической обработки под большим давлением. Согласно ГОСТ 13913-78 в зависимости от расположения волокон древесины шпона в смежных слоях и от назначения древесные слоистые пластики изготавливаются следующих марок: ДСП-A; ДСП-Б; ДСП-Б-э; ДСП-Б-м; ДСП-Б-т; ДСП-Б-о; ДСП-В; ДСП-В-э; ДСП-В-м; ДСП-Г; ДСП-Г-м.
Буквы А, Б, В, Г указывают на порядок укладки шпона в пластике: А — волокна древесины шпона у всех слоев имеют параллельное
524
направление или каждые четыре слоя параллельного направления чередуются с одним слоем, имеющим направление волокон под углом 20—25° к смежным слоям;
Б — каждые 8—12 слоев шпона с параллельным направлением волокон древесины шпона чередуются с одним слоем, имеющим перпендикулярное направление волокон древесины к смежным слоям;
В — волокна древесины шпона в смежных слоях взаимно перпендикулярны;
Г — волокна древесины шпона в смежных слоях последовательно смещены под углом 45°.
Малые буквы, поставленные после обозначения марки, указывают область применения пластика: а — авиастроение (пластик ДСП-Б-а); э — электротехника; м — машиностроение; т — производство текстильного оборудования.
Древесные слоистые пластики изготавливаются двух типов: в виде листов толщиной 15 мм и плит толщиной от 15 до 60 мм и могут быть склеенными из целых по длине листов шпона и составными, склеенными из нескольких листов шпона по длине, уложенных внахлестку и встык.
Цельные листы выпускаются длиной 700, 1150, 1500 мм, шириной 950, 1200, 1500 мм и толщиной от 1 до 12 мм. Составные листы имеют длину 2400, 4800, 5600 мм, ширину 950, 1200 мм и толщину от 3 до 12 мм.
Плиты цельные изготавливаются длиной 700, 750, 1150, 1200 и 1500 мм, шириной 750, 950, 1200, 1500 мм и толщиной от 15 до 30 мм, а составные — длиной 750, 1500, 2400, 4800 и 5600 мм, шириной 750, 950, 1200, 1500 мм и толщиной от 35 до 60 мм.
В зависимости от марки древесных пластиков для наружных слоев листов или плит используется березовый шпон сортов В, ВВ, АВ, а для внутренних слоев — С, В, АВ, ВВ.
Пластики отличаются высокой плотностью (от 1230 до 1300 кг/м3), их влажность может колебаться в пределах 6—10 % для плит и от 3 до 8 % для листов. В зависимости от толщины водопоглощение за 24 ч для плит не превышает 1—3%, а для листов — 5—15%.
Предел прочности при сжатии вдоль волокон для плит разных марок составляет 98—176 МПа, а при статическом изгибе — 82—294 МПа.
К специальным видам пластика относятся:
•	актилит — армированный изготовленный из березового шпона пластик, слои которого чередуются со слоями ткани и металлической сетки. Толщина пластика — 7,5—15 мм. Листы
525
шпона склеиваются спиртовым раствором фенолформальдегидной смолы в процессе горячего прессования. Используется в качестве конструкционного и обшивочного материала;
•	термогибкий древесный слоистый пластик на основе выщелоченного или натурального лущеного шпона, пропитанного ре-зольно-новолаЧной смолой. При нагревании может принимать любую форму, сохраняя ее при охлаждении. Обладает высокими физико-механическими свойствами и применяется во многих отраслях промышленности;
•	столярные плиты — композиционные материалы, состоящие из реечных щитов, оклеенных с обеих сторон лущеным шпоном. Согласно ГОСТ 13715-78 выпускаются следующих типов; HP — из щитов с не склеенными между собой рейками; СР — из щитов со склеенными между собой рейками; БР — из блочно-реечных щитов.
Плиты могут выпускаться облицованными с одной или двух сторон строганым шпоном.
Размеры плит должны быть следующими: 2500x1525,2500x1220, 1830x1220, 1525x1525 мм при толщине 16, 19, 22, 25, 30 мм.
Щиты плит изготавливаются из реек древесины хвойных мягких лиственных пород и березы. Необлицованные плиты должны оклеиваться с каждой стороны двумя слоями лущеного шпона одинаковой толщины и с одинаковой направленностью волокон древесины, расположенных перпендикулярно к длине плиты (реек).
Композиционные материалы на основе измельченной древесины
Древесностружечные плиты (ДСтП) получают путем горячего прессования формовочной массы, состоящей из смеси древесных стружек и полимерного связующего мочевиноформальдегидной или фенол оформальдегидной смол. По способу изготовления различают плиты плоского прессования, у которых древесные частицы расположены параллельно лицевым поверхностям плиты, и э к -струзионного (путем выдавливания из мундштука пресса) формования — с древесными частицами, расположенными преимущественно перпендикулярно этим поверхностям.
Для придания древесностружечным плитам био- и огнестойкости, гидрофобности в связующее или в стружку вводятся антисептики, антипирены или гидрофобные вещества.
По конструкции плиты разделяются на однослойные, трехслой
526
ные и многослойные. В однослойных плитах размеры древесных частиц и содержание связующего примерно одинаковы по всей толщине изделия. В трехслойных плитах наружные слои образованы более тонкими древесными частицами с большим содержанием связующего, чем у внутреннего; у многослойных плит размеры древесных частиц или содержание связующего послойно возрастают от поверхности к середине плиты.
Плиты могут изготавливаться на основе специально изготовленной тонкой стружки из мягких лиственных пород, станочной стружки, дробленых древесных отходов (дробленки) и опилок. Плоские прессованные древесностружечные плиты согласно ГОСТ 10632-89 подразделяются: по физико-механическим показателям — на марки П-А и П-Б; по качеству поверхности — на 1-й и 2-й сорта; по виду поверхности — с обычной и мелкоструктурной (М) поверхностью; по степени обработки поверхности — на шлифованные (Ш) и нешлифованные; по гидрофобным свойствам — с обычной и повышенной (В) водостойкостью; по содержанию формальдегида (ГОСТ 27678) в мг на 100 г абсолютно сухой плиты — на классы эмиссии Е1 (до 10 г включительно) и Е2 (св. 10—30 г).
Плотность древесностружечных плит в зависимости от их структуры, способов формования может колебаться в пределах от 550 до 820 кг/м3, а их водостойкость непосредственно связана с видом используемого связующего и породой древесины частиц стружки. Разбухание по толщине за 24 ч для плит с обычной водостойкостью не должно превышать 22% (для плит П-А) и 33 % (для плит П-Б), для плит с повышенной водостойкостью этот показатель соответственно должен быть не более 12 и 15%.
Влажность плит должна находиться в пределах 5—12 %.
ГОСТ 10632-89 предусматривает следующие размеры древесностружечных плит плоского прессования (мм):
•	длина - 1830, 2040, 2440, 2500, 2600, 2700, 2750, 2840, 3220, 3500, 3600, 3690, 3750, 4100, 5200, 5500, 5680;
•	ширина - 1220, 1250, 1500, 1750, 1800, 1830, 2135, 2440, 2500;
•	толщина — от 8 до 28 с градацией 1 мм.
Предельные отклонения от указанных размеров приняты равными: по длине и ширине ±5 мм, по толщине +0,3 мм.
В зависимости от толщины изделий изменяются и их механические характеристики. Предел прочности при растяжении перпендикулярно пласти плиты:
527
—	при ее толщине от 8 до 12 мм должен быть не менее 0,35 МПа (П-А) и 0,30 МПа (П-Б);
—	при толщине от 13 до 19 мм — не менее 0,30 МПа для обеих марок;
—	при толщине от 20 до 30 мм — не менее 0,25 МПа также для обеих марок.
Предел прочности при изгибе:
—	при толщине плиты от 8 до 12 мм должен быть не менее 18 МПа (П-А) и 16 МПа (П-Б);
—	при толщине от 13 до 19 мм — не менее 16 МПа (П-А) и 14 МПа (П-Б);
—	при толщине от 20 до 30 мм — не менее 14 МПа (П-А) и 12 МПа (П-Б).
Качество поверхности плит должно соответствовать нормам, предусмотренным ГОСТ 10632-89 и учитывающим дефекты шлифования, наличие посторонних включений, нарушение гладкости поверхности, сколы кромок, выкрашивание углов.
Экструзионные древесностружечные плиты облицованы декоративной бумагой, лущеным или строганым шпоном, что повышает их прочность в 15—29 раз. Выпускаются двух марок — ЭС (сплошные) и ЭМ (многопустотные); изготавливаются они длиной 1525 и 1830 мм, шириной 1220 и 1250 мм и толщиной 15—24 (ЭС) и 27—52 мм (ЭМ).
Плотность экструзионных плит марки ЭС колеблется в пределах от 550 до 650 кг/м3 при пределе прочности при статическом изгибе 10 МПа, а плотность плит марки ЭМ — 350—400 кг/м3 при прочности при статическом изгибе 5 МПа.
Плиты этого вида используются для изготовления неответственных строительных деталей (ЭС) и в качестве материала для изготовления щитовых дверей, перегородок.
Плиты плоского прессования в зависимости от марок применяются в мебельном производстве, для изготовления строительных панелей и конструкций, временных сооружений, кровли, подоконников и других несущих элементов конструкций, а также в качестве отделочного и облицовочного материала.
Древесноволокнистые плиты (ДВП) изготавливаются методом горячего прессования волокнистых масс, состоящих из целлюлозосодержащих волокон, наполнителей, синтетических полимеров и специальных добавок.
Основным сырьем в технологии производства ДВП являются отходы лесозаготовок и деревоперерабатывающих производств (древес
528
ная щепа и дробленка), а также стебли камыша, льняная костра и другие растительные материалы. В соответствии с ГОСТ 4968-86 древесноволокнистые плиты в зависимости от плотности подразделяются на мягкие (М), полутвердые (ПТ), твердые (Т) и сверхтвердые (СТ).
Мерочным показателем для мягких (М) плит является минимальный (0,4 МПа) предел прочности при изгибе, с учетом величины которого ДВП подразделяется на марки: М-4, М-12, М-20 с RHjr соответственно — 0,4; 1,2; 2,0 МПа; ПТ-100 с Rmr 10 Мпа; Т-350 и Т-400 с R соответственно 35 и 40 МПа и СТ — 500 с R 50 МПа. изг	изг
Средняя плотность мягких плит в зависимости от марки колеблется в пределах от 150 до 350 кг/м3; полутвердых и твердых — от 400 до 850 кг/м3 и сверхтвердых — 950 кг/м3.
В зависимости от марок ДВП выпускаются различных размеров (табл. 6).
Таблица 6
Размеры древесноволокнистых плнт, мм
Марка	Длина	Ширина	Толщина
М-4, М-12	3000, 2700, 2500	1700, 1220	12, 16, 25
М-20	1800, 1600, 1200	—	8, 12
ПТ-100	5500, 3600, 3000	2140, 1830	6, 8, 12
Т-350, Т-400	2700, 2500, 2350	1700, 1220	2,5, 3,2, 4
СТ-500	2050, 1200	—	5,6
Отклонения от номинальных размеров в зависимости от марки плит допускаются в пределах: по длине и ширине — ±5 мм, по толщине — от -3 до +1 мм.
Древесноволокнистые плиты используются для устройства перегородок, облицовки стен, обшивки потолков, настилки полов и др. В строительной практике наибольшее распространение получили отделочные (декоративные) и теплозвукоизоляционные древесноволокнистые плиты.
Отделочные ДВП выпускаются с матовой лицевой поверхностью (тип А) и с зернисто-глянцевой или полуматовой лицевой поверхностью (тип Б).
Плиты типа А окрашиваются водоэмульсионными поливинилацетатными красками; плиты типа Б покрываются эмалями на основе синтетических смол. Кроме этого, используется облицовка поверхности плит синтетическими пленками по текстурной бумаге.
529
В качестве декоративных плит могут использоваться и твердые ДВП с декоративным эмалевым покрытием, имитирующим глазурованные плитки, а также плиты с лакокрасочным покрытием типов А — декоративным печатным рисунком и Б — одноцветные.
Мягкие ДВПз основном применяются в строительстве в качестве термоизоляционного материала стен, потолков и полов, теплоизоляции совмещенных крыш, звукоизоляционных прокладок н выравнивающих слоев под твердые покрытия полов.
Твердые плиты используются в качестве листового облицовочного материала каркасных перегородок, стен и потолков, для изготовления щитовых дверей, в мебельной промышленности. Сверхтвердые ДВП, обработанные синтетическими смолами и высыхающими маслами, находят применение в качестве материала для покрытия полов, которые приклеиваются к основанию (панелям, цементным стяжкам, дощатым полам) кумарононакритовой мастикой КН-2, поливинилацетатной дисперсией, напритовым клеем НТ-4, латексными составами.
Изделия на основе древесно-цементных композиций
К этой категории строительных материалов относятся в основном плитные изделия, изготавливаемые из рационально подобранных смесей, состоящих из минеральных вяжущих (портландцемент, магнезиальные вяжущие), органических заполнителей (древесная стружка, древесные опилки) и различных добавок (пластификаторы, минерализаторы и др.). Основными разновидностями таких искусственных конгломератов являются арболит, фибролит, цементно-стружечные плиты и ксилолит.
Арболит — разновидность легкого бетона на органическом (древесная стружка) заполнителе. Находит применение как материал для изготовления крупных и мелких стеновых блоков, панелей, плит покрытий, перегородочных плит, тепло- и звукоизоляционных изделий, объемно-пространственных конструкций и др. Эти изделия в зависимости от средней плотности подразделяются на теплоизоляционные, с плотностью 400—500 кг/м3, и конструкционные, с плотностью 500—850 кг/м3. В соответствии с ГОСТ 19222-84 выпускаются марки 5, 10, 15, 25 и 35 (классы по прочности В-0,35; В-0,75; В-1; В-1,5; В-2; В-2,5). Основной разновидностью органического заполнителя является дробленка, получаемая из отходов лесозаготовок и лесопиления. Размеры древесных частиц измельченной древесины, допускаемые ГОСТ 19222-84, не должны превышать по длине 40 мм, по ширине — 10 мм, по толщине — 5 мм. Примесей коры в заполнителе должны содержаться не более 10%, а хвои и листьев — не более 5% по массе сухой смеси дробленки.
530
В качестве органического заполнителя в производстве арболитовых изделий могут также использоваться измельченная костра таких лубяных растений, как лен и конопля, и дробленка, получаемая из измельченных стеблей хлопчатника и рисовой соломы.
Фибролит — плитный материал, технические требования к которому регламентируются ГОСТ 8928-81. Изготавливается из смеси специально нарезанной стружки, портландцемента, химических добавок — минерализаторов и воды.
Древесная стружка (шерсть) изготавливается на специальных древесно-шерстных станках преимущественно из древесины таких хвойных пород, как ель, сосна и пихта, и имеет следующие размеры: длина — не более 500 мм, ширина 1—5 мм, толщина 0,2—0,7 мм. Эти размеры корректируются в зависимости от вида плитных изделий: для конструктивных плит используется древесная шерсть шириной 3—4 мм и толщиной 0,3—0,5 мм, а для акустических плит — более толстая древесная шерсть шириной 1—2 мм.
Для сохранения высокой эластичности фибр при увеличении их толщины уменьшается их ширина. При этом основную массу (75%) такого древесного заполнителя должны представлять ленты длиной 250—500 мм, при полном исключении стружки короче 50 мм. В зависимости от назначения цементно-фибролитовые плиты подразделяются на следующие марки: Ф-300 — плиты теплоизоляционные; Ф-400 — плиты теплоизоляционно-конструкционные и звукоизоляционные, Ф-500 — плиты конструкционно-теплоизоляционные и звукоизоляционные (акустические). Изготавливаются они длиной 2000, 2400, 3000 мм, шириной 500, 550, 1150 мм, толщиной 25, 35, 50, 75, 100 мм. Допускаемые отклонения по длине и ширине ±5 мм, по толщине ±3 мм.
Цементно-стружечные плиты (ЦСП)
ЦСП — новый конструкционный листовой материал, обладающий рядом положительных свойств: высокой механической прочностью, влагостойкостью, биостойкостью, легкой обрабатываемостью, относится к категории трудносгораемых материалов. Это позволяет использовать такие плиты в качестве элементов обшивки ограждающих конструкций — плит покрытий и перекрытий, панелей стен и перегородок, а также в качестве материала для изготовления огнестойких столярных изделий, подвесных потолков, элементов крыши, полов, вентиляционных каналов и др.
Формование таких изделий осуществляется из рационально подобранных смесей, в состав которых входят: портландцемент марки
531
500—750, специальная станочная еловая стружка, химические добавки — минерализаторы (сернокислое оксидное железо + хлорид кальция + известь или сернокислый алюминий + жидкое стекло) и вода.
Оптимальные размеры стружки, мм: длина — 25—31, ширина — 1,6—4,8, толщина — 0,3 мм. Возможна замена части (до 30%) станочной стружки лесорамными опилками средней длины — 6 мм, шириной и толщиной — 3,3 мм.
При изготовлении многослойных плит используется фракционированная стружка различных размеров:
—	для наружного слоя — стружка длиной не более 5 мм, шириной не более 2 мм и толщиной не более 0,3 мм;
—	для внутреннего слоя — стружка длиной не более 30 мм, шириной не более 5 мм и толщиной не более 0,3 мм;
Средняя плотность ЦСП в сухом состоянии — 1185 кг/м3, при отпускной влажности 12% — 1320 кг/м3.
В зависимости от назначения цементно-стружечные плиты могут отшлифовываться как с одной стороны, так и с обеих сторон или отделываться различными декоративными материалами.
Ксилолит представляет собой разновидность легкого бетона на магнезиальном вяжущем, в качестве заполнителя в котором используются древесные опилки лесопиления, проходящие через сито с ячейками 5 мм.
Отличаясь несгораемостью, малой теплопроводностью, морозо-и водостойкостью, высокой сопротивляемостью ударным нагрузкам и истиранию, ксилолит успешно используется в качестве наливных теплых полов промышленных зданий и сооружений и для изготовления штучных прессованных изделий — подоконных досок.
Деревянные клееные конструкции
Клееные конструкции представляют собой крупноразмерные строительные элементы, изготавливаемые склеиванием друг с другом водостойкими высокопрочными полимерными клеями отдельных заготовок (в том числе малых сечений и длин) из качественной еловой или сосновой древесины. Использование клееных конструкций, успешно конкурирующих с железобетоном и сталью, является одним из наиболее экономически эффективных способов применения древесины в современном строительстве.
Сочетая дерево с другими материалами, изготавливают как несущие, так и ограждающие клееные конструкции зданий и сооружений, различные по форме и назначению. К несущим относятся кон-
532
струкцииплоскостные — балки, колонны, арки, стойки, фермы и пространственные — цилиндрические своды, оболочки и сферические купола.
Цилиндрические своды могут быть распорными, опирающимися на продольные стены или по контуру, и безраспорными, опирающимися на торцевые стены, столбы и диафрагмы. Кроме этого, пересечением цилиндрических сводов образуются своды крестовые и квадратные или шестиугольные в плане, своды сомкнутые.
Из купольных сооружений наибольшее распространение получили сферические купола-оболочки, кружально-сетчатые сферические купола и купола, образуемые пересечением в замке трехшарнирных арок и рам.
Из ограждающих клееных конструкций наибольшее распространение получили панели и покрытия размером 3,0x1,5м и 6,Ох 1,5 м, где в качестве продольных ребер используются клееные многослойные элементы.
К клееным относятся и трехслойные панели, обшитые фанерой, древесностружечными или древесноволокнистыми плитами, со средним слоем из пенопласта, вспениваемого непосредственно в полости изделия. Широкое распространение в практике строительства получили также стеновые панели, состоящие из клееного каркаса, к которому крепятся с одной или с обеих сторон плоские асбестоцементные листы.
Перспективны стеновые панели типа АСД на клееном деревянном каркасе, обшитом плоскими асбестоцементными листами длиной 6 м. В качестве утеплителя здесь используются минераловатные плиты на синтетическом связующем, а пароизоляцией служит полиэтиленовая пленка толщиной 0,2 мм. В зависимости от разрезки фасада здания ширина таких панелей может быть 0,6; 0,9 и 1,5 м.
Деревянные клееные конструкции должны изготовляться в соответствии с требованиями ГОСТ 20850-84 «Конструкции деревянные клееные».
Влажность древесины конструкций при их изготовлении и приемке должна находиться в пределах 12±3%.
Толщина синтетических клеевых прослоек в элементах конструкций должна быть не более 0,5 мм. При этом показатели предела прочности на послойное скалывание клеевых соединений в конструкциях при влажности древесины 12% должны соответствовать 8 МПа (средний) и 6 МПа (минимальный).
533
Композиционные материалы
Материалы сложного состава, образующиеся путем сочетания различных фаз с границей раздела между ними, называются композиционными.
Композиционные материалы состоят из матрицы и армирующего компонента. Компонент, непрерывный в объеме композиционного материала, называется матрицей (связующим). Компоненты, распределенные в матрице в форме зерен, волокон или пластин, называются дисперсной арматурой (фиброй или армирующим компонентом).
По вещественной природе матрицы подразделяются на:
•	полимерные;
•	металлические;
•	неорганические;
•	комбинированные (полиматричные).
Матрица обеспечивает форму и сплошность материала, перераспределяет нагрузки по его объему, защищает армирующие компоненты от механических и коррозионных воздействий. Вещественная природа матрицы предопределяет термическую и коррозионную стойкость композиционного материала (далее КМ).
Армирующие компоненты классифицируют в зависимости от:
•	геометрических признаков (табл.1);
•	порядка их расположения в матрице.
Армирующие компоненты вводят в матрицу с целью улучшения конструкционных свойств композиционного материала (КМ). По порядку расположения армирующих компонентов в матрице (макроструктуре) КМ бывают:
•	дисперсно-упрочненные (изотропные);
•	дисперсно-армированные (анизотропные).
534
Таблица 1
Классификация армирующих компонентов по геометрическим признакам
Геометриче-ские параметры в относительных единицах	Армирующий компонент						
	0	0	1	I	1	2	2
Длина	1	1	1...10	10...1000	1000	10...100	100
Ширина	1	1	1	1	1	10...100	10
Толщина	1	1	1	1	1	1	1
Форма	Сфера	Куб	Параллелепипед	Волокна ограниченной длины	Волокна неограниченной длины	Чешуйки или пластины	Пленки, ткани
Перечень материалов, используемых чаще всего	Порошки и микросферы	Кристаллы кальцита, полевого шпата	Оксиды кремния или бария	Нитевидные кристаллы, стекловолокно, асбест и т.п.	Металлическая проволока, волокна орг. и неорганические	Каолин, слюда, графит	Металлические, полимерные, минеральные
Примечание. Армирующие компоненты имеют размеры: нульмерные (0) — не менее чем на порядок меньше наименьшего размера изделия из КМ; одномерные (1) — один из размеров, соизмеримый с размером изделия из КМ; двухмерные (2) — два размера, соизмеримых с размерами изделия из КМ.
Дисперсно-упрочненные КМ содержат равномерно распределенные в объеме матрицы нульмерные армирующие компоненты. Дисперсно-армированные КМ содержат равномерно распределенные в объеме матрицы одно- или двухмерно армирующие компоненты.
Современные строительные композиционные материалы сочетают высокую прочность и долговечность с низкой плотностью. Их применение в строительных конструкциях позволяет снизить нагрузку на фундаменты на 30...65%, трудоемкость возведения зданий в 1,5...3,0 раза, материалоемкость в 3...7 раз. Основные области эффективного использования композиционных строительных материалов:
•	в качестве заменителей металла и других дефицитных традиционных материалов;
535
•	в качестве конструкционных или конструкционно-теплоизоляционных материалов с улучшенными строительно-эксплуатационными свойствами.
Поскольку композиционные материалы с нульмерными армирующими компонентами (бетоны, растворы и т.д.) рассматриваются в других разделах справочника, в данном разделе будут рассмотрены только одно- и двухмерно армированные композиционные материалы.
Композиционные материалы удобнее всего классифицировать по вещественной природе матрицы. Различают следующие классы КМ:
•	на органической (полимерной) матрице (далее — КПМ, композиционные полимерные материалы);
•	на неорганической матрице.
Композиционные материалы на основе органической матрицы
Композиционные материалы на органической матрице, не укладывающиеся в рамки традиционных понятий материаловедения — пластики, армированные волокнами, тканями или объемными элементами; фанера, состоящая из чередующихся слоев древесины и полимерного материала; микрокапсулы; сотопласты и др., — были созданы в XX в. В настоящее время номенклатура КМ на полимерной матрице насчитывает тысячи наименований, объединяющих материалы с уникальными прочностными и коррозионными свойствами. Верхняя граница рабочих температур этих материалов достигает +400°С. Сочетание высокой прочности и работы разрушения с коррозионной стойкостью делает эти материалы перспективными для строительства объектов на слабых грунтах и грунтах, подверженных вибрационным и ударным нагрузкам.
В большинстве промышленных технологий изготовление КПМ и изделий из него совмещено. Снижение стоимости изделий, достигнутое в результате применения совершенных высокоавтоматизированных технологий и конструкционных достоинств материалов, — одна из причин, обусловливающих конкурентоспособность КПМ среди традиционных строительных материалов. В табл. 2 приведены сведения об основных технологических схемах производства КПМ.
В качестве материала матриц (табл. 3) чаще всего используются полимеры, обладающие достаточной адгезионной прочностью по
536
Таблица 2
Основные технологические схемы производства КПМ
Технологические процессы	Операции для армирующих компонентов	
	рубленых волокон или нитей	сеток, тканей, непрерывных волокон
Подготовка армирующего компонента	Обезжиривание, аппретирование, рубка, сушка	Обезжиривание, аппретирование, сушка
Приготовление связующего: порошкообразного или гранулированного; жидкого	Измельчение, отсев нужной фракции, сушка, добавление катализаторов, пластификаторов и других ингредиентов, гомогенизация смеси или приготовление расплава, раствора, дисперсии или эмульсии с добавлением необходимых ингредиентов. Приготовление раствора нужной вязкости, введение в него катализаторов, пластификаторов и др.	
Дозировка компонентов	Взвешивание наполнителя и связующего в соответствии с рецептурой	
Совмещение связующего и армирующего компонента	Смешение связующего и наполнителя в мельницах или смесителях с последующей гомогенизацией смеси (получение компаундов, премиксов, пресс-порошков), пропитка связующим отрезков волокон в смесителях; сушка или термическая обработка (частичное отверждение термореактивных связующих)	Пропитка раствором, расплавом, дисперсией, эмульсией связующего (получение препрегов) или нанесение порошкообразного связующего на каждый слой арматуры
Приготовление полуфабриката	Измельчение твердой массы, таблетирование, гранулирование или приготовление премиксов	Вырезка или вырубка заготовок требуемой формы, приготовление пакетов заготовок, намотка или выкладка на отправку, протяжка через формующую головку (при изготовлении профильных изделий)
Формование изделия	Прямое, литьевое или профильное прессование, литье под давлением, экструзии, вакуум-формование, штампование, напыление, пневматическое формование, спекание	Прямое прессование, вакуум-формование, контактное формование, формование автоклавным или пресс-камерным методом
Калибровка изделия	Обработка заготовок соответствующими методами до требуемых размеров и формы	
Контроль качества	Контроль качества исходных компонентов, пооперационный контроль технологического процесса, контроль состава и свойств КПМ	
537
отношению к армирующему волокну и низким показателем коэффициента линейного расширения.
Таблица 3
Свойства наиболее распространенных волокнистых армирующих компонентов
Волокно	Плотность, кг/м3	Предел прочности при растяжении, МПа	Модуль упругости, МПа	Температура деструкции, °C
Полиамидное (капрон)	1140	770...850	3200...3500	200...220
Полиэфирное (лавсан)	1380	800...1000	2000...2500	240...260
Полиакрилонитрильное (нитрон)	1170	460...560	4600...5800	‘—
Поливинилспиртовое (винол)	1260	600... 1000	25000	230
Полиимидное	1300... 1400	800...2000	20000...45000	300
Арамидное	1400... 1490	2000...4000	100000... 1500000	—
Углеродное низкопрочное	1450... 1800	600... 1500	75000... 200000	300...400 (потеря прочности)
Углеродное высокопрочное	1700... 2000	2000...3500	200000... 600000	300...400 (потеря прочности)
Борное	2400... 2600	5000...7000	До 450000	2500
Стеклянное алюмо-боросиликатное	2600	1400...2200	60000	700 (плавление)
Стальное	7800	4100...5000	200000	1620
Титановое	4700	1900...2000	115000	1600
Окись алюминия	3990	680... 700	323000	2080
Хризотил -асбест	2490	1350...1500	172000	1520
Хлопок	1500	500...600	4900	320
Номенклатура КПМ представлена на схеме (рис.1).
538
Композиционные материалы на полимерной матрице
Рис. 1. Номенклатура композиционных строительных материалов на полимерной матрице
539
Стеклопластики получают путем пропитки синтетическим связующим уложенного стеклянного волокна (ограниченной или неограниченной длины) с последующим уплотнением (штампованием, прессованием, протяжкой через фильеры). Стеклопластики выпускают в виде листов (ГОСТ 9590), плит (ГОСТ 10499), скорлуп и труб (ГОСТ 12496), погонажных профилей (ГОСТ 19111). В стеклопластиках высокая прочность сочетается с низкой плотностью и теплопроводностью, радиопрозрачностью и прекрасными электроизоляционными свойствами.
Асбопластики получают путем пропитки распушенного асбестового волокна полимерным связующим (ГОСТ 5-78 Е). Это теплостойкие КПМ, сохраняющие свои механические свойства при температурах до +400°С. Известным асбопластиком является па-ронит (ГОСТ 481) — КПМ на основе каучука, асбестового волокна и порошковых наполнителей. Из паронита изготавливают прокладки для герметизации сред избыточного давления при строительстве резервуаров, в неподвижных соединениях деталей машин.
Волокниты — КПМ, состоящие из рубленного волокна, пропитанного термореактивным полимером. Если волокно хлопковое или химическое, то такой КПМ называется органоволокнитом. Если волокно углеродное — карбоволокнитом, борное — борово-локнитом и т.д. Матрицы волокнитов изготавливают в основном из фенолоформальдегидной смолы резольного или новолачного типа. Если используется другой полимер, то к слову «волокнит» добавляют начальные слоги из его названия. Например, мелаво-локнит — КПМ на основе меламино-формальдегидной смолы. Из волокнитов изготавливают плиты и строительные панели, строительные изделия, подвергающиеся в процессе эксплуатации ударным нагрузкам.
Углепластики (карбопласты) — КПМ, состоящие из углеродных волокон и синтетического полимера (ГОСТ 27939). Это высокопрочные, жесткие, термически и химически устойчивые материалы, мало тепло- и электропроводные, с низким коэффициентом линейного расширения. Углепластики применяют при строительстве защитных экранов от электромагнитного излучения.
Эксплуатационные свойства наиболее распространенных волокнистых КПМ приведены в табл. 4.
540
Таблица 4
Эксплуатационные свойства волокнистых КПМ
Показатель	Значение показателя для									
	стеклопластиков					асбопластиков				
	стекловолокнитов		на термопластичной матрице			фенольного марки К-6	кремнийорганиче-ских		на термопластичной матрице	
	Анилинофе-нолоформаль-дегидная смола +62% СВ	Кремнийорга-ническое связующее +60% СВ	Полиамид-66 +40% СВ	Полибути-лентере-фталат +30% СВ	Полисульфон +30% СВ		К-41-5	КМК-218	Паронита марки ПОН (общего назначения)	Полиэтилен +17...50 % АВ
Платность, кг/м3	1700...1900	1800...2000	1460	1520	1450	1950	1800... 1900	1800... 2000	1600... 2000	—
Предел прочности, при — растяжении, — сжатии, — изгибе, МПа	80...120 130...200 120...200	15...17 40...85 40...ПО	217 294	136 196	126 168	80	132...142	120...147	6	10,5...12,5
Ударная вязкость, кДж/м2	30...100	20...90	—	—	—	20	15...20	3,8...6,2	—	—
Модуль упругости при изгибе, МПа	—-	—	11200	9450	8400	1500... ...25000	—	—	—	2,8...5,8
Теплостойкость по Мартенсу, °C	—	—	260	220	190	200	350	350	100	70
Температурный коэффициент линейного расширения а-105, “С1	--	—	2,52	2,16	2,52	2,5...2,8	—	—	—	2,9
Окончание табл. 4
Показатель	Значение показателя для									
	углеродопластиков				боропластиков		оргаиопластиков		металлопластиков	
	карбоволокиитов		на термопластичной матрице		борово-локнита	на термопластичной матрице	органово-локнита	иа термопластичной матрице	металлово-локнита	на термопластичной матрице
	Фенольная смола +50% УВ	Циклоалифатическая эпоксидная смола+60% УВ	Полиамид-66 +30% УВ	Попи-сульфон +30% УВ	НТ-Х-904 (США)	Полиамидная смола +60% БВ	Смола ВР-907 +60% волокна кевлар-49 (США)	Полиамид-68 +20% ВАП	Эпоксидная смола +50% алюминиевых волокон	Полипропилен +20% стальных волокон
Плотность, кг/м"’	2300	1550	1280	1370	—	—	1370	1100	—	2300
Предел прочности, МПа, при — растяжении, — сжатии, — изгибе	84 224 151	1650 1430 1650	245 307	160 224	500	1650	700 250 700	130...150 140	25 90...150 60...95	40...50
Ударная вязкость, кДж/м2	—	—	—	—	—	—	—	26	—	—
Модуль упругости при изгибе, МПа	14000	124000	20300	14350	70000	220000	87000	11000	—	—
Теплостойкоть по Мартенсу, °C	—	—	267	137	—	—	—	—	—	—
Температурный коэффициент линейного расширения а-105, °C1	—	—	1,89	1,08	—	—	—	—	—	
Текстолиты — материалы, состоящие из слоев ткани, пропитанной термореактивным синтетическим полимером (ГОСТ 28787, ГОСТ 2910-74 Е, ГОСТ 10316-78 Е). Эти материалы характеризуются высокой прочностью, малой чувствительностью к колебаниям температур. В зависимости от вида ткани (армирующего компонента) различают:
•	стеклотекстолиты (на основе стеклоткани);
•	асботекстолиты (на основе асбестовой ткани);
•	органотекстолиты (на основе синтетических тканей);
•	карботекстолиты (на основе угольных тканей).
Текстолиты применяют в качестве изоляционных или конструкционно-изоляционных и отделочных материалов. Из них изготавливают трехслойные панели (рис. 2), оболочки, волнистую кровлю и другие изделия сложной формы (например, из стеклотекстолита — корпуса судов, из асботекстолита — элементы теплозащиты вращающихся печей и т.д.).
Рис. 2. Трехслойные панели с поперечным а и параллельным б расположением сотопласта: 1 — обшивка; 2 — клеевая пленка; 3 — сотовая панель
Текстолиты выпускают в виде листов длиной 2400 мм, шириной 800... 1200 мм и толщиной 9...35 мм. Плотность текстолитов зависит от типа армирующей ткани: например, плотность стеклотекстолита 1850 кг/м3, асботекстолита — около 2000 кг/м3, органотекстолита — 1450 кг/м3. Предел прочности при растяжении может достигать 300 МПа, при сжатии — 100 МПа, при изгибе — 150 МПа.
Гетинакс — материал, состоящий из бумаги, пропитанной термореактивным синтетическим полимером (ГОСТ 2718). Гетинакс
543
характеризуется высокой прочностью и хорошими электроизоляционными свойствами, потому плиты и скорлупы из него успешно применяются при строительстве объектов электро- и радиотехнического назначения, при защите строительных конструкций от коррозии и отделке интерьеров.
Декоративные бумажно-слоистые пластики — отделочные листовые материалы, изготавливаемые методом горячего прессования пакета из нескольких слоев бумаги, предварительно пропитанного синтетическим полимером (ГОСТ 9590). Верхний слой такого пластика изготавливается из бумаги с рисунком: это может быть имитация ценных пород древесины, орнамент или жанровое изображение. Размеры листов бумажно-слоистого пластика: длина — 400.. .3000 мм, ширина — 400... 1600 мм, толщина — 1...3 мм. Предел прочности при изгибе — не менее 100 МПа, плотность — 1400 кг/м3. Бумажнослоистый пластик широко применяют в отделке интерьеров и при изготовлении мебели.
Металлопласты — получают путем напыления порошкообразного полимера (полиэтилена, фторопласта, поливинилхлорида и др.) на тонкий металлический лист. Металлопласты эффективно эксплуатируются в интервале температур от -40 ° С до +65 °C. Их можно штамповать и сваривать электродуговой сваркой без удаления полимерного покрытия. Металлопласты широко применяют в строительстве в качестве кровельных и отделочных материалов.
Смеси — группа полимерных композиционных материалов, структура которых состоит из двух непрерывных фаз (взаимопроникающих сеток) материалов матрицы и армирующего компонента. Номенклатура этой группы ПКМ быстро увеличивается. В нее входят смеси, где оба компонента имеют полимерную природу, либо матрица полимерная, а армирующий компонент минеральный. Совмещать компоненты смесей можно в твердом и жидкотекучем состоянии. На основе смесей можно получать материалы с уникальными свойствами. Например, при введении полиуретанового армирующего компонента в матрицу из полиамида, существенно улучшаются его пластические свойства. Свойства смесей некоторых конструкционных термопластов приведены в табл. 5.
544
Таблица 5
Физико-механические свойства смесей
Показатель	Составы				
	эпоксидно-окситерпе-новый ЭКР-22	Эпоксидно-полиамид-ный	Эпоксидно-полиэфирный К-115	Эпоксид-но-фурановый ЭФК-1	Эпоксидно-трихлорди-фенильный ЭКТ-1
Предел прочности, МПа, при: — растяжении — сжатии — изгибе	14...20 80...НО 30...40	17...30 80...90 60...80	16...25 80...120 43...45	12...17 60...90 30...40	15 110 47
Модуль упругости, МПа	11000	—	15000	—	—
Средняя плотность, кг/м3	2000	2000	2000	—	2000
Ударная вязкость, кДж/м2	6000	12000	8000	4000... ...6000	—
Водопоглощение за 30 сут., %	0,28...0,45	1	0,35...0,5	—	0,3
Относительное удлинение при разрыве, %	0,28...2,0	3,7	0,275	2,25	—
Химическая стойкость, % концентрации реагента: — соляная к-та — серная к-та — азотная к-та — фосфорная к-та — едкий натр — ацетон — бензин — масло	15 50 5 25 25 Нестоек Нестоек Нестоек	30 30 20 Нестоек 30 Нестоек Стоек Нестоек	30 30 1 Нестоек 5 Нестоек Стоек Стоек	30 50 5 5 40 Нестоек Стоек	30 70 Нестоек 70 30 Стоек Нестоек Нестоек
Полимерцемент — одна из самых известных смесей, применяемых в строительстве. В качестве органического компонента в смесях применяют водные дисперсии поливинилацетата, натуральный и синтетический латексы, водорастворимые эпоксидные, полиэфирные, фурановые и карбамидные полимеры и др. В качестве неорганического компонента используют портландцемент и его раз-
18 С гроительные материалы	545
новидности, глиноземистый и магнезиальный цементы, жидкое стекло и строительный гипс. Полимерные компоненты обеспечивают коррозионную стойкость в агрессивных средах, высокую ударную вязкость КПМ, однако снижают модуль упругости. По-лимерцементы применяют при устройстве гидро- и маслоизоляции, при изготовлении железобетонных конструкций, работающих в условиях растяжения; для устройства полов в цехах промышленных зданий. Плотность полимерцементов составляет 1700...2000 кг/м3, прочность при сжатии — 30...100 МПа, при изгибе — 30...80 МПа, при растяжении — 15...30 МПа.
Композиционные материалы на неорганической матрице
Неорганические матрицы различают по следующим видам:
•	цементные (на основе портландцемента и его разновидностей);
•	цементно-песчаные;
•	керамические (на основе оксидной и безоксидной керамики);
•	углеродные.
Неорганические матрицы армируют металлическими, природными, синтетическими и минеральными волокнами, нитевидными кристаллами, сетками и пленками. Требования к эксплуатационным свойствам композиционного материала влияют на выбор типа армирующего компонента.
На цементной матрице изготавливают следующие виды композиционных материалов:
•	асбестоцемент;
•	армоцемент;
•	стеклоцемент;
•	арболит и цементно-стружечные, цементно-волокнистые материалы.
Асбестоцемент — композиционный строительный материал, представляющий собой затвердевший цементный камень, армированный волокнами асбеста. Асбест — природный минерал волокнистой структуры, способный при механической обработке расщепляться на отдельные волокна. Для изготовления композиционных строительных материалов применяют асбест 3, 4, 5 и 6-го сортов с длиной армирующего волокна от 0,3 до 10 мм. Асбест несгораем, мало тепло- и электропроводен. Степень насыщения цементной матрицы армирующим компонентом зависит от назначения материала. В материалах для листовых изделий количество асбеста составляет 10... 18% по массе; для труб, коробов, швеллеров и т.п. — 15...21 %. Листовые
546
изделия выпускают в виде плиток, плоских и профилированных листов, толщиной от 4 до 10 мм в основном методом прессования по мокрому или сухому способу. В последнее время все чаще применяется способ вакуумформования, сочетающий прессование асбестоцементной суспензии с ее вакуумированием, что позволяет получать изделия с повышенными прочностными и стойкостными характеристиками. Методом экструзии изготавливают асбестоцементные изделия сложного профиля — стеновые панели, швеллеры, панели перегородок и т.п.
Трубы и короба из асбестоцемента могут иметь толщину стенок от 7 до 43,5 мм. Напорные трубы выпускают нескольких марок с рабочим давлением 0,3... 1,2 МПа.
Средняя плотность асбестоцементных изделий — 1550...2000 кг/ м3, прочность на растяжение — 14...25 МПа, морозостойкость — 50... 100 циклов (рис. 3—6).
3
Рис. 3. Асбестоцементная рядовая АП (а) и краевая АПК (б) — полые плиты: 1 — гнутый асбестоцементный лист; 2 — алюминиевые заклепки; 3 — торцевая заглушка из асбестоцемента; 4 — минеральный войлок, наклеенный на битум; 5 — деревянная бобышка
Рис. 4. Фрагмент стеновой панели типа «сандвич»: 1 — асбестоцементный плоский лист; 2 — обрамление из деревянных брусков; 3 — пенопласт ФРП-1
547
Рис. 5. Асбестоцементные экструзионные панели: 1 — угловые; 2 — переходные; 3 — перегородки
Рис. 6. Асбестоцементные вентиляционные короба
Армоцемент и (или) сталефибробетон — композиционный строительный материал, представляющий собой затвердевший цементно-песчаный камень, равномерно армированный по объему металлическими волокнами в виде сеток или хаотично расположенных отрезков, длина которых составляет 80... 120 их диаметров. Металлические волокна в сечении могут иметь форму круга, овала или многоугольника, площадь их поперечного сечения — не более 1 мм2. Модуль упругости при растяжении — (180.. .220)-103 МПа, прочность на растяжение — 800.. .3100 МПа, удлинение при разрыве — 3.. .4%, плотность — 7,8 г/см3. Цемент для изготовления сталефибробетонов должен иметь марку не ниже 500. При изготовлении армоцементных композиционных материалов максимальный размер частиц песка зависит от параметров армирования и определяется по формуле
548
I	/Т\2
D = Jh2+ - -0,3, max V	\2/
где h — расстояние между сетками.
Эксплуатационные свойства сталефибробетонных изделий зависят от соотношения между удобоукладыва-емостыо матрицы и количеством волокнистой арматуры. График на рис. 7 составлен для тканой сетки с ячейками 7x7 мм. По оси ординат отложены показатели удобоукладываемости в секундах, по оси абсцисс — расплыв основания стандартного конуса в мм. Если применяют сетку с ячейкой 5x5 мм, то требования к удобоукладываемости матрицы увеличиваются на 40%, а при сетке с ячейкой 10x10 мм они снижаются на 30%. При хаотич
Рис. 7. График для определения подвижности цементно-песчаной смеси в зависимости от требуемой формуемости армоцемента: 1, 3, 5, 8, 12 — число сеток;
Т — время вибрирования, с;
Р.к. — расплыв основания конуса, мм
ном армировании учитывается среднее расстояние между армирую
щими компонентами.
Армоцемент и сталефибробетон применяют для изготовления тонкостенных несущих и ограждающих строительных конструкций зданий и сооружений, при строительстве резервуаров, в судостроении, аэродромостроении и т.п. Толщина стенок таких конструкций — 15...30 мм. Они отличаются повышенными требованиями по водонепроницаемости, вязкости разрушения, ударной вязкости и морозостойкости.
Стеклоцемент — композиционный строительный материал, представляющий собой затвердевший цементный камень, армированный стеклянными волокнами хаотично или в виде сеток, тканей. Стеклянное волокно для армирования цементной матрицы бывает трех типов — А, Е и С. Тип А синтезирован на основе оксидов натрия и кальция, содержит щелочей более 10% по массе. Тип Е — бесщелоч-ное боросиликатное волокно. Тип С — малощелочное волокно с повышенной химической стойкостью по отношению к цементу. Плотность стекловолокон составляет 2,20...2,55 г/см3, модуль упругости (70...90)10’ МПа, прочность при растяжении — 3400...5000 МПа, температура плавления — 1300...1650°С, удлинение при разрыве — 3...4%.
549
Для изготовления матрицы используют малощелочные гидравлические вяжущие вещества — глиноземистый цемент и его разновидности. Наличие стекловолокна в цементной матрице композиционного материала существенно, на 18...50%, снижает его прочность при сжатии. Однако прочность композиционного материала при растяжении возрастает в 2,0...2,5 раза при насыщении цементной матрицы армирующим стеклянным волокном в количестве до 10% по массе.
Стеклоцемент текстолитовый получают путем пропитки стеклоткани водоцементной или водополимерцементной суспензией. Получается негорючий водонепроницаемый материал, водопоглощение которого не превышает 20%, прочность при изгибе более 15 МПа, а масса 1 м2 от 1,6 до 2,5 кг при морозостойкости не менее 40 циклов.
Из стеклоцементных материалов изготовляют конструкции оболочек, коробчатые и гофрированные панели, гидроизоляцию резервуаров, профили типа уголков, швеллеров, тавров и т.п.
Арболит — композиционный строительный материал, представляющий собой затвердевший цементный камень, хаотично армированный природными органическими волокнами (ГОСТ 19222). По плотности арболит различают: теплоизоляционный — с плотностью менее 500 кг/м3, и конструкционный — с плотностью 500...850 кг/м3. Среднюю плотность и показатель теплопроводности арболита предопределяет тип армирующего компонента (табл. 6, 7).
Таблица 6
Средняя плотность арболита в зависимости от вида заполнителя
Арболит	Класс по прочности при сжатии	Марка по прочности при осевом сжатии	Средняя плотность, кг/м3, арболита на			
			измельченной древесине	костре льна, дробленых стеблях хлопчатника	костре конопли	дробленой рисовой соломе
Теплоизо-	В 0,35	М5	400...500	400...500	400...500	500
ляционныи	В 0,75	М 10	450...500	450...500	450...500	—
	В 1,0	М 15	500	500	500	—
Конструк-	В 1,5	—	500...600	550...650	550...650	600... 700
ционный	В 2,0	М25	500...700	600...700	600... 700	—
	В 2,5	М 35	600...750	700...800	—	—
	В 3,5	М50	700... 850	—	—	—
550
Таблица 7
Теплопроводность арболита в зависимости от вида заполнителя
Вид заполнителя	Теплопроводность арболита, Вт/(м-°С), при ср. плотности (kt/mj)									
	400	450	500	550	600	650	700	750	800	850
Измельченная древесина	0,08	0,09	0,095	0,105	0,12	0,13	0,14	0,15	0,16	0,17
Дробленые стебли хлопчатника и рисовой соломы, костры льна и конопли	0,07	0,075	0,08	0,095	0,105	0,11	0,12	—	—	—
Механические свойства арболита ухудшаются с увеличением его влажности, особенно интенсивно в диапазоне от 0 до 25% по массе. Сорбционное увлажнение арболита зависит от его средней плотности и вида заполнителя. При относительной влажности среды 40...90% сорбционная влажность составляет 4... 12%, т.е. арболит негигроскопичен, биостоек и при плотности более 400 кг/м3 негорюч. Строительные конструкции из арболита обязательно должны защищаться от атмосферных воздействий и офактуриваться слоем цементно-песчаного раствора изнутри толщиной не менее 20 мм. Наименование арболита в зависимости от вида органического заполнителя должно соответствовать ГОСТ 25192. Проектирование состава арболита осуществляют в соответствии с требованиями СН 549-82 «Инструкция по проектированию, изготовлению и применению конструкций и изделий из арболита». Арболит применяют в строительстве в качестве перегородочного и стенового материала (рис. 8) самонесущих конструкций жилых и общественных зданий, как плиты покрытия в совмещенных кровлях преимущественно сельских зданий различного назначения.
Цементно-стружечные плиты — композиционный строительный материал, представляющий собой затвердевший цементный камень, хаотично армированный дробленой стружкой, толщина которой 0,2...0,3 мм, а длина — 10...30 мм (ГОСТ 26816).
Цементно-стружечные плиты не воспламеняются, атмосфероустойчивы, не подвержены воздействию термитов и грибков, хорошо склеиваются с древесиной, полимерами и металлами, пилятся, фрезеруются и сверлятся. При средней плотности 1100... 1200 кг/м3 их модуль упругости при сжатии и изгибе составляет 2500 МПа, при растяжении — 3000 МПа, при сдвиге — 1200 МПа. Прочность при соответствующих видах нагрузок составляет 8... 12% от модуля упру-
551
3
Рис. 8. Стеновые панели для промышленных и сельскохозяйственных каркасных зданий: а — общий вид панели; б — анкеровка закладных деталей; в — панель однослойная рядовая; г — однослойная панель-перемычка; д — трехслойная панель; 1 — подъемные петли; 2 — закладные детали крепления оконных переплетов; 3 — закладные детали крепления панелей к каркасу здания; 4— цементно-песчаный раствор М100; 5— арболит; 6 — монтажная арматура; 7— рабочая арматура; 8— бетон В2; 9— арболит В1
гости. В зависимости от относительной влажности среды и структуры цементно-стружечных плит их сорбционная влажность составляет 10...20% по массе, теплопроводность в состоянии равновесной влажности —0,33...0,44 Вт/(м°С), паропроницаемость — 0,23 мг/(м-ч-Па). В воде цементно-стружечные плиты набухают. Изменение линейных размеров после 24-часовой выдержки в воде: по толщине — 2%, по
552
длине — 0,3%. Звукоизолирующая способность достигает 45 дБ, цементно-стружечные плиты относятся к трудно сгораемым материалам. Их чаще всего применяют в качестве обшивки ограждающих конструкций (плит покрытий и перекрытий, стен и перегородок) взамен традиционных листовых материалов — асбестоцемента, фанеры, древесно-волокнистых плит.
Фибролит — композиционный строительный материал, представляющий собой затвердевший цементный камень, хаотично армированный минерализованной древесной стружкой длиной около 500 мм (ГОСТ 8928). Стружку для изготовления фибролита готовят, в соответствии с ГОСТ 5244, из древесины хвойных пород. Портландцемент не ниже марки 400 должен соответствовать ГОСТ 10178. Фибролит — трудносгораемый и биостойкий материал плотностью 300, 400 и 500 кг/м3, выпускаемый в виде плит толщиной 24, 32, 50, 75 и 100 мм, длиной 2000, 2400 и 3000 мм, шириной 500, 550 и 1150 мм.
По назначению фибролитовые плиты подразделяются на теплоизоляционные (плотностью 300 и 350 кг/м3), конструктивные (плотностью 400 и 500 кг/м3) и акустические (толщиной 35 мм).
Модуль упругости фибролита составляет 300.. .500 МПа, сорбционная влажность может достигать 20% по массе, теплопроводность в сухом состоянии — 0,07.. .0,1 Вт/ м • °C, водопоглощение — до 45 % по массе, прочность — 0,2...0,3% от модуля упругости.
Фибролитовые плиты используют в жилищном строительстве для звукоизоляции лестничных клеток, вестибюлей, холлов, междуэтажных перекрытий, теплоизоляции ограждающих конструкций жилых, производственных и общественных зданий (рис. 9).
Ксилолит — композиционный строительный материал,
Рис. 9. Утепление кровли жилого дома цементным фибролитом: 1 — рулонное покрытие кровли; 2 — железобетонные кровельные плиты; 3 — дополнительный слой цементного фибролита шириной 25 см; 4— стропильная балка; 5 — цементнофибролитовые плиты в два слоя; 6 — дополнительное утепление стены цементным фибролитом; 7 — колонна; 8 — ригель; 9 — железобетонный настил перекрытия
553
представляющий собой затвердевший камень магнезиально-каустического цемента, хаотично армированный (опилками, стружками и др.) природными органическими волокнами (ГОСТ). В зависимости от технологии изготовления различают ксилолит прессованный плотностью 1550 кг/м3 и свободноформованный плотностью 1000...1200 кг/м3. Физико-механические свойства этих материалов приведены в табл. 8.
Таблица 8
Физико-механические показатели монолитного и прессованного ксилолита
Показатель	Ксилолит прессованный	Ксилолит свободноформованный, монолитный
Средняя плотность, кг/м3	1550	1000... 1200
Сопротивление, МПа: — при сжатии	85,4	20...35
— при растяжении	25,4	3...5
— при изгибе	48,9	—
Теплопроводность, Вт/(м-°С)	0,45...0,48	0,16...0,4
Водопоглощение через 12 ч, %	2,1	—
То же, через 9 сут,%	3,8	—
Ксилолит несгораем, обладает высокой ударной вязкостью и механической прочностью, не скользит, устойчив к минеральным и растительным маслам, что делает этот материал чрезвычайно привлекательным в качестве материала для полов в зданиях промышленного, сельскохозяйственного и общественного назначения. Особенно эффективно применение ксилолитовых полов во взрывоопасных помещениях и медицинских учреждениях, где необходимо иметь неэлектропроводные и не искрящие полы. Ксилолит конкурирует по показателю истираемости с такими природными материалами, как базальт и гранит.
Ксилолит применяют при устройстве одно- и двухслойных полов промышленных и общественных зданий и для изготовления подоконных досок (ТУ 10-69-РСФСР-259-86).
Фибропенобетон — композиционный строительный материал, представляющий собой затвердевший цементный бетон ячеистой структуры, хаотично армированный отрезками синтетических волокон (ТУ 5830-017-0269111-96 и ТУ 5767-033-02069119-2003).
Сырьем для изготовления фибропенобетонов служат следующие материалы:
554
•	портландцемет и его разновидности марки не ниже 400 (ГОСТ 10178), за исключением сульфатостойкого и пластифицированного;
•	мелкий заполнитель — песок или топливные шлаки с размером частиц не более 2,5 мм; золы уноса ТЭС, полые микросферы, шлам-отходы химводоочистки, мягкий мел и т.п.;
•	волокна синтетические (полиамидные, полиэфирные, полипропиленовые и т.п.) длиной не более 100 мм и диаметром не более 0,05 мм. Соотношение между модулями упругости волокна и композиционного материала должно быть не менее 5:1;
•	пенообразователи — клееканифольный, смолосапониновый, ПО 3-НП, ПБ-1 и др., любые пригодные для изготовления пенобетонов;
•	вода водопроводная.
Физико-механические свойства фибропенобетона представлены в табл. 9.
Таблица 9
Физико-механические свойства фибропенобетона
Плотность, кг/м3	Прочность при сжатии, МПа	Прочность на растяжение при изгибе, МПа	Морозостойкость, циклы	Теплопроводность, Вт/(м°С)
200	0,5	0,2...0,3	Не норм.	0,05
300	0,7...0,9	0,2...0,5	Не норм.	0,07
400	1,0...1,2	0,5...0,8	Не норм.	0,10
500	1,5...2,0	0,7...1,0	30...50	0,12
600	2,0...2,5	0,9...1,3	50...80	0,14
700	2,5...3,5	1,1...1,8	80...120	0,18
800	3,5...5,0	1,5...2,8	100...150	0,21
900	4,0...7,5	2,0...3,5	100...150	0,24
1000	5,0...10,0	2,5...4,5	100...150	0,29
У фибропенобетона прочность на растяжение при изгибе составляет 35...60% от прочности на сжатие, поэтому строительные конструкции из него обладают улучшенными технико-экономическими свойствами и большей долговечностью, чем конструкции из традиционных материалов. Применение фибропенобетонов в ограждающих строительных конструкциях позволяет существенно снизить расходы на устройство фундаментов и повысить устойчивость зданий к воздействию вибрационных (действующих на конструкции зданий при движении мимо них транспорта), сейсмических и взрывных нагрузок.
Фибропенобетон применяют в монолитном строительстве для
555
устройства стен и перегородок, тепло- и звукоизоляции перекрытий и т.п., а также при изготовлении штучных изделий (рис. 10).
Рис. 10. Принципиальная конструкция фибропенобетонного блока
Точность размеров изготавливаемых изделий составляет ± 1 мм. Поэтому строители смогут отказаться от оштукатуривания поверхности стен, ограничившись шпаклевкой и окраской.
Фибропенобетон прекрасно клеится строительными клеями для бетонов, гвоздится и пилится. Его огнестойкость аналогична огнестойкости традиционных ячеистых бетонов (класс А). Фибропенобетон эффективен при изготовлении следующей номенклатуры изделий заводского изготовления:
•	стеновых и перегородочных блоков и панелей;
•	легких плит перекрытий и покрытий;
•	малотеплопроводных перемычек;
•	вандалоустойчивых «малых форм» общественного назначения (садовых цветочных ваз, опор садовых скамеек, урн и т.п.);
•	скорлуп для теплоизоляции и коррозионной защиты трубопроводов с температурой теплоносителя до + 600°С;
•	канализационных колец повышенной долговечности.
Пожаробезопасные и огнеупорные строительные материалы и изделия
Пожаробезопасные и огнеупорные строительные материалы и изделия
Согласно СНиП 21-01-97 (с изм. от 1999 г.) «Пожарная безопасность изделий и сооружений» пожарно-техническая классификация строительных материалов, конструкций, помещений, зданий, элементов и частей зданий основывается на их разделении по свойствам, способствующим возникновению опасных факторов пожара и его развитию, — пожарной опасности, и по свойствам сопротивляемости воздействию пожара и распространению его опасных факторов — огнестойкости.
Строительные материалы характеризуются только пожарной опасностью.
Пожарная опасность строительных материалов определяется следующими пожарно-техническими характеристиками: горючестью, воспламеняемостью, распространением пламени по поверхности, дымообразующей способностью и токсичностью.
В зависимости от значений параметров горючести строительные материалы подразделяют на негорючие НГ и горючие Г.
Строительные материалы относят к негорючим при следующих значениях параметров горючести (согласно методу 1 по ГОСТ 30244-94):
•	прирост температуры в печи не более 50° С;
557
•	потеря массы образца не более 50%;
•	продолжительность устойчивого пламенного горения не более Юс.
Под устойчивым пламенным горением понимается непрерывное пламенное горение материала в течение не менее 5 с.
Метод 1: « Метод испытания на горючесть для отнесения материалов к негорючим или к горючим» применяют для однородных строительных материалов. Для слоистых материалов метод может использоваться в качестве оценочного. В этом случае испытания проводят для каждого слоя, составляющего материал.
Испытания рекомендуется начинать по методу 1, если массовая доля органических веществ в материале составляет не более 2%.
Для негорючих строительных материалов другие показатели пожарной опасности не определяются и не нормируются. Негорючие материалы — это бетон и другие материалы на основе минеральных вяжущих, кирпич, сталь и др. Однако некоторые негорючие материалы при пожаре растрескиваются (гранит) или сильно деформируются (металлы) при температурах, начиная с 500—600°С. Конструкции из подобных материалов нередко защищаются более огнестойкими материалами.
Строительные материалы, не удовлетворяющие хотя бы одному из указанных выше значений параметров горючести, относятся к горючим.
Горючие строительные материалы в зависимости от значений параметров горючести, определяемых по методу 2 (ГОСТ 30244-94), подразделяют на четыре группы горючести: Г1, Г2, ГЗ, Г4 (табл. 1).
Таблица 1
Группировка материалов по параметрам горючести
Группа горючести	Параметры горючести			
	Температура дымовых газов Т,°С	Степень повреждения по длине Sh, %	Степень повреждения по массе Sm, %	Продолжительность самостоятельного горения t, с
Г 1	135	65	20	0
Г2	235	85	50	30
ГЗ	450	85	50	300
Г4	450	85	50	300
558
Горючие строительные материалы по воспламеняемости подразделяются на три группы:
В 1 (трудновоспламеняемые);
В 2 (умеренновоспламеняемые);
В 3 (легковоспламеняемые).
Показателем, по которому горючие строительные материалы (ГОСТ 30244-94) подразделяются на три группы по воспламеняемости, является величина критической поверхностной плотности теплового потока (КППТП) (табл. 2).
Таблица 2
Группировка материалов по воспламеняемости
Группа воспламеняемости материала	КППТП, кВт/м2
В 1	35 и более
В2	От 20 до 35
ВЗ	Менее 20
Критическая поверхностная плотность теплового потока (КППТП)— это минимальное значение поверхностной плотности теплового потока, при котором возникает устойчивое пламенное горение.
Горючие строительные материалы по распространению пламени по поверхности подразделяются в соответствии со значениями КППТП на четыре группы (табл. 3).
Таблица 3
Группировка материалов по распространению пламени
Группа по распространению пламени	Критическая поверхностная плотность теплового потока, кВт/м2
РП 1 (не распространяющие);	11,0 и более
РП 2 (слабораспространяющие);	От 8,0, но менее 11,0
РП 3 (умереннораспространяющие)	От 5,0, но менее 8,0
РП 4 (сильнораспространяющие)	Менее 5,0
Группы строительных материалов по распространению пламени устанавливают для поверхностных слоев кровли и полов, в том чис
559
ле ковровых покрытий, по ГОСТ 30444-94. Для других строительных материалов группа распространения пламени по поверхности не определяется и не нормируется.
Горючие строительные материалы по дымообразующей способности подразделяются на три группы: с малой (Д1), с умеренной (Д2) и с высокой (ДЗ) дымообразующей способностью. Группы строительных материалов по дымообразующей способности устанавливают по 2.14.2 и 4.18 ГОСТ 12.1.044.
Горючие строительные материалы по токсичности продуктов горения подразделяются на четыре группы: на малоопасные (Т1), умеренноопасные (Т2), высокоопасные (ТЗ) и чрезвычайно опасные (Т4).
Группы строительных материалов по токсичности продуктов горения устанавливают по 2.16.2 и 4.20 ГОСТ 12.1.044.
Для обеспечения пожаробезопасности и огнестойкости отдельных строительных конструкций или зданий в целом в отечественной и зарубежной строительной практике используется большая номенклатура материалов и изделий.
Одними из наиболее распространенных негорючих строительных материалов являются жаростойкие бетоны.
Жаростойкие бетоны
Жаростойкие бетоны предназначаются для промышленных агрегатов (облицовка котлов, футеровка печей и т.п.) и строительных конструкций, подверженных нагреванию (например, для дымовых труб).
Жаростойкие бетоны в соответствии с ГОСТ 20910-90 в зависимости от степени огнеупорности подразделяются:
•	по назначению — на конструкционные, теплоизоляционные;
•	по структуре — на плотные, тяжелые и легкие, ячеистые;
•	по виду вяжущего — на портландцементе и его разновидностях (быстротвердеющем портландцементе, шлакопортландце-менте), на алюминатных цементах (глиноземистом и высокоглиноземистом), на силикатных вяжущих (жидком стекле с отвердителем, силикат-глыбе с отвердителем);
•	по виду тонкомолотой добавки — с шамотной, кордиеритовой,
560
золошлаковой, керамзитовой, аглопоритовой, магнезиальной, периклазовой, алюмохромитовой;
• по виду заполнителя — с шамотным, муллитокорундовым, корундовым, магнезиальным, карборундовым, кордиеритовым, кордиеритомуллитовым, шлаковым, золошлаковым, базальтовым, диабазовым, андезитовым, диоритовым, керамзитовым, аглопоритовым, перлитовым, вермикулитовым, из боя бетона.
Наименования бетонов должны включать основные признаки: вид бетона (BR — бетон жаростойкий); вид вяжущего (Р — портландцемент, А — алюминатный цемент, S—силикатное вяжущее); класс бетона по прочности на сжатие (Bl— В40) и класс бетона по предельно допустимой температуре применения (ИЗ—И18).
Примеры:
1.	BR Р В20 И12 — бетон жаростойкий на портландцементе, класса В20 по прочности на сжатие, температурой применения 1200°С;
2.	BR А В35 И16 — бетон жаростойкий на алюминатном цементе, класса В35 по прочности на сжатие, температурой применения 1600°С;
3.	BR S В25 И13 — бетон жаростойкий на силикатном вяжущем, класса В25 по прочности на сжатие, температурой применения 1300°С.
Жаростойкие бетоны конкретного назначения характеризуются основными показателями назначения:
•	прочностью на сжатие;
•	предельно допустимой температурой применения;
•	термической стойкостью;
•	водонепроницаемостью;
•	морозостойкостью;
•	средней плотностью;
•	усадкой.
Для бетонов установлены следующие классы по прочности на сжатие: Bl; Bl,5; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; BIO; В12,5; В15; В20; В25; ВЗО; В35; В40.
Для жаростойких бетонов устанавливают следующие классы по предельно допустимой температуре применения согласно табл. 4.
561
Таблица 4
Классификация бетонов по предельно допустимой температуре применения
Класс бетона	Предельно допустимая температура применения, °C	Класс бетона	Предельно допустимая температура применения, ° С
ИЗ	300	И12	1200
И6	600	И13	1300
И7	700	И14	1400
И8	800	И15	1500
И9	900	И16	1600
ИЮ	1000	И17	1700
ИН	1100	И18	1800
Классы бетонов по предельно допустимой температуре применения И13 — И18 устанавливают только для ненесущих изделий и конструкций.
Класс бетонов по предельно допустимой температуре применения определяют по значениям остаточной прочности и температуры деформации под нагрузкой, указанным в табл. 5.
Таблица 5
Физико-механические свойства жаростойких бетонов
Класс бетона по предельно допустимой температуре применения	Вид вяжущего	Остаточная проч-ность, %, не ме-нее	Температура , соответствующая проценту деформации под нагрузкой, °C	
			4	Не менее 40 или по разрушении
1	2	3	4	5
из	Р	80	—	—
И6	S	80	—	—
И7	Р	50	—	—
		40	—	—
И8	Р, А	30	—	—
	S	70		
И9	Р	30	900	950
ИЮ	Р, А		1000	1050
	S	70	1000	
ИН	Р, А S	30 70	1080 1080	1150
И12	Р, А S	30 70	1180 1180	1250
562
Окончание табл. 5
1	2	3	4	5
И13	А S	30 50	1270	1340
И14	А S	30 70	1360	1420
И15			1450	—
И16			1510	
И17 И18	А	30	1600 1650	
Примечание. Для бетонов классов ИЗ—И8 температуры деформации под нагрузкой не определяют, для И15—И18 определяют температуру 4 %-ной деформации.
Остаточная прочность бетона зависит от вида вяжущего, температуры нагрева и характеризуется процентным отношением прочности бетона после нагрева до предельно допустимой температуры применения для бетонов классов ИЗ— И7 и после нагрева до температуры 800 °C для бетонов классов И8—И18 к прочности бетона в проектном возрасте.
Для жаростойких бетонов устанавливают следующие марки по термостойкости: Т(1)5, Т (1)10, Т (1) 15, Т (1)20, Т (1)30, Т (1)40 (1 -водные теплосмены), Т(2)10, Т(2)15, Т (2)20, Т (2)25 (2 — воздушные теплосмены).
Для легких жаростойких бетонов устанавливают следующие марки по средней плотности в сухом состоянии: D300, D400, D500,..., D1600, D1700, D1800.
Материалы для приготовления жаростойких бетонов
В качестве вяжущих применяют:
•	портландцемент, быстротвердеющий портландцемент, шлако-портландцемент по ГОСТ 10178;
•	глиноземистый цемент по ГОСТ 969;
•	высокоглиноземистый цемент по ТУ 21-20-60 или ТУ 6-03-339;
•	жидкое стекло по ГОСТ 13078;
•	силикат-глыбу по ГОСТ 13079.
В основном в отечественной практике в технологии жаростойких бетонов в качестве вяжущего применяются портландцементы. Цементный камень в таких бетонах приобретает жароупорные свой
563
ства благодаря введению в него различных тонкомолотых добавок, которые должны, связывая свободную окись кальция, не образовывать легкоплавкие вещества с минералами портландцемента.
В жаростойких бетонах тонкомолотые добавки следует вводить, уменьшая количество мелкого и крупного заполнителей и оставляя расход портландцемента неизменным без снижения класса бетона.
При действии высокой температуры на цементный камень происходит обезвоживание кристаллогидратов и разложение гидроксида кальция с образованием СаО. Оксид кальция при воздействии влаги гидратируется с увеличением объема и вызывает растрескивание бетона. В жаростойкий бетон на портландцементе для связывания оксида калия вводят тонкоизмельченные материалы, содержащие активный кремнезем SiO2, который, реагируя с СаО при температуре 700—900°С, связывает оксид кальция.
Для бетонов на жидком стекле и силикат-глыбе в качестве отвердителя применяют кремнефтористый натрий по ТУ 6-08-01-1 или феррохромовый шлак по ТУ 14-11-181 и другие материалы, удовлетворяющие требованиям стандартов или техническим условиям и обеспечивающие получение бетона с заданными характеристиками.
В качестве тонкомолотых добавок, устойчивых к воздействию высоких температур, для бетонов на портландцементе и жидком стекле принимают:
•	шамотные по ГОСТ 23037;
•	кордиеритовые по ГОСТ 20419;
•	золошлаковые смеси ТЭС по ГОСТ 25592;
•	керамзитовые по ГОСТ 9757;
•	бетонные из дробленых жаростойких бетонов.
Для бетонов на жидком стекле, кроме указанных добавок, допускается применять магнезиальную добавку по ГОСТ 23037.
В качестве заполнителей применяют шамотные, муллитокорундовые и магнезиальные материалы по ГОСТ 23037, а также другие материалы (табл. 6).
В качестве заполнителей, устойчивых к воздействию высоких температур, допускается также применять:
564
Таблица 6
Характеристика заполнителей для жаростойких бетонов
Заполнитель	Нормативный документ	Содержание химических компонентов, %
Кордиеритовый	ГОСТ 20419	Кордиерит — не менее 30, MgO — от 12 до 14, Fe2O3 — не более 2,5
Кордиеритомуллитовый	ГОСТ 20419	Кордиерит — не менее 40, MgO — от 6 до 7, Fe2O3 — не более 2,5
Муллитокордиеритовый	ГОСТ 20419	Кордиерит — не менее 15, MgO — от 3 до 4, Fe2O3— не более 2,5
Карборундовый	ТУ 14-261 ТУ 63-156-1	—
Доменный, литой отвальный и гранулированный шлак	ГОСТ 5578	CaO+MgO — в сумме не более 48, в т.ч. MgO — не более 10, сульфатов в пересчете на SO3 — не более 5, свободных СаО и MgO — в сумме не более 2
Золошлаковая смесь	ГОСТ 25592	SiO2+Al2O3 — в сумме не менее 75, в т.ч. SiO2 — не менее 40, сульфатов в пересчете на SO3 — не более 3, свободных СаО и MgO — в сумме не более 4, потери при прокаливании — не более 5
Керамзитовый, аглопо-ритовый	ГОСТ 9759 ГОСТ 9757	Свободные СаО и MgO — в сумме не более 2, карбонатов— не более 2
Шлаковая пемза	ГОСТ 9760	—
Перлитовый	ГОСТ 10832	—
Вермикулитовый	ГОСТ 12865	—
Бетонный из лома жаростойких бетонов с шамотным заполнителем на портландцементе		СаО — не более 41, А12О3 — не менее 14
То же на жидком стекле	—	Na-,0 — не более 4
•	кусковой огнеупор первичного обжига и дробленые неконди-
ционные огнеупорные изделия;
•	вторичные огнеупоры и жаростойкие бетоны, загрязненность которых шлаком, углем, металлом, а также динасовыми и хромомагнезитовыми материалами не превышает 0,5 %.
Основные свойства некоторых видов жаростойких бетонов в зависимости от различных исходных материалов (жидкое стекло, глиноземистые цементы, ортофосфорная кислота и пр.) приведены в табл. 7—12.
565
Таблица 7
с* с*
Свойства некоторых жаростойких бетонов
Класс бетона по предельно допустимой температуре применения	Исходные материалы			Максималь-ная проектная прочность бетона на сжатие, МПа	Остаточная прочность бетона на сжатие после нагрева до 800°С, %, не менее	Плотность бетона, кгс/м3		Температурная усадка (-) или рост (+) бетона после нагрева до предельно допустимой температуры применения, %, не более	Коэффициент теплопроводности при средней температуре 600°С, Вт/(м-К)	Термическая стойкость, количество теплосмен 800 -20°С (вода)
	Цементы	Тонкомолотые добавки	Заполнители			естественной влажности	высушенного до постоянного веса			
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
12	Портландцемент, быстро-твердеющий портландцемент	Шамотные	Шамотные кусковые или из боя изделий	45,0	30	2000	1800	0,6	0,7	12
11	То же	Бетонные из лома жаростойких бетонов с шамотными заполнителями, из ферромо-либденового шлака	То же	35,0	30	2000	1800	0,5	0,8	11
		Шамотные, бетонные	Бетонные из лома жаростойких бетонов с шамотными заполнителями	35,0	30	2000	1800	0,5	0,8	12
Окончание табл. 7
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
10	То же	Из золы уноса, агло-поритовые, керамзите-вые, из боя обыкновенного глиняного кирпича, шамотные, из вулканического пепла	Вспученный вермикулит	1,5	40	750	600	0,6	0,3	—
			Керамзитовые	5,0-20,0	40	950— 1650	800— 1500	0,6	0,4—0,8	—
			Аглопоритовые	20,0	40	1600	1400	0.6	0,6	—
9	Портландцемент, бы-стротвердеющий портландцемент, шла-копортланд- цемент	Из золы уноса, боя обыкновенного глиняного кирпича	Из боя обыкновенного глиняного кирпича	20,0	30	1900	1700	-0,4	0,6	10
8	Портландцемент, бы-стротвердеющий портландцемент, шлакопортландцемент	Из отвального н гранулированного доменного шлака, боя обыкновенного глиняного кирпича, золы уноса	Из шлаков топливных (котельных), туфовые	20,0	30	1800	1600	-0,4	0,5	5
	То же	То же	Из шлаков ферромарганца	45,0	40	1800	1600	-0,2	1,0	15
7	То же	То же	Из доменных отвальных шлаков, андезитовые, диабазовые, базальтовые и диоритовые	50,0	40 (после 700’С)	2400	. 2200	-0,2	1,2	7
6	То же	То же	Вспученный перлит	2,5—5,0	40 (после 600’С)	750— 950	600— 800	-0,4	0,24—0,32 при средней температуре ЗООЙС	
567
Примечание. При использовании шлакопортландцемент^ необходимость введения тонкомолотой добавки устанавливается по величине остаточной прочности бетона, которая должна соответствовать данным табл. 7.
Таблица 8
<_л оо
Свойства некоторых жаростойких бетонов на основе жидкого стекла в качестве вяжущего
Класс бетона по предельно допустимой температуре применения	Исходные материалы			Максимальная проектная прочность бетона на сжатие, МПа	Остаточная прочность бетона на сжатие после иагрева до 800°С, %, не менее	Плотность бетона, кгс/м"		Температурная усадка (-) или рост (+) бетона после нагрева до предельно допустимой температуры применения, %, не более	Коэффициент теплопроводности при средней температуре 600°С, Вт/(м-К)	Термическая стойкость, количество те-плосмен 800 — 20°С (вода)
	Отвердители	Тонкомолотые добавки	Заполнители			естественной влажности	высушенного до постоянного веса			
1	2	3	4	5	6	7	а	9	10	11
16	Кремнефтористый натрий, нефелиновый шлам, саморас-сыпающиеся шлаки	Магнезитовые, цирконовые	Перикл азо-шпинелидные, цирконовые	25,0	70	3100	2900	-0,6	2,0	10
14	Тоже	Магнезитовые	Магнезитовые	25,0	50	2600	2400	-1,0	1,6	4
13	Тоже	Тоже	Шамотные кусковые или из боя изделий, бетонные из лома жаростойких бетонов с шамотным заполнителем на жидком стекле	20,0	50	2100	1900	-0,4	0,8	15
12	Нефелиновый шлам, саморас-сыпающиеся шлаки, клинкерный портландцемент	Шамотные, из катализатора ИМ -2201 отработанного	Тоже	20,0	100	2200	2000	-0,6	0,75	15
Окончание табл. 8
1	2	3	4	5	6	7	8	"9'		10	11
11	Нефелиновый шлам, саморассы-пающиеся шлаки	Шамотные	Из смеси шамотных кусковых или из боя изделий и карборунда	25,0	80	2300	2100	0,6	0,9	50
и	Тоже	Тоже	Керамзитовые	2,5—20,0	70	850— 1650	700—1500	-0,6	0,32—-0,7	—
10	Кремнефтористый натрий	То же	Из шлаков металлургических пористых (шлаковой пемзы)	10,0	70	1600	1400	-0,4	0,4	10
10	Кремнефтористый натрий	Шамотные, из катализатора ИМ-2201 отработанного	Шамотные кусковые или из лома жаростойких бетонов с шамотным заполнителем на жидком стекле	25,0	70	2000	1800	-0,4	0,8	12
8	Тоже	То же	Керамзитовые	5,0—20,0	700	900— 1650	800—1500	-0,4	0,4—0,6	—
8	То же	То же	Вспученный вермикулит	2,5	70	750	600	-1,0	0,25	—
6	Кремнефтористый натрий, нефелиновый шлам, са-морассыпающиеся шлаки	Шламовые, из вспученного перлита	Вспученный перлит	3,5—5,0	50(после 600°С)	850— 1050	700—900	-0,5	0,25—0,27 (при средней температуре 300°С)	
6	Тоже	Шамотные	Андезитовые, базальтовые, диоритовые, диабазовые	30,0	80 (после 600 °C)	2500— 2600	2300—2400	—.	—	—
о
Таблица 9
Свойства некоторых жаростойких бетонов на основе глиноземистых цементов
Класс бетона по предельно допустимой температуре применения	Исходный материал		Максимальная проектная прочность бетона на сжатие, МПа	Остаточная прочность бетона на сжатее после нагрева до 800°С, %, не менее	] 1лотность бетона, кгс/м3		Температурная усадка (--) или рост (4) бетона после нагрева до предельно допустимой температуры применения, %, не более	Коэффициент теплопроводности при средней температуре 600°С. Вт/(м-К)	Термическая стойкость, количество теплосмен 800~-20°С (вода)
	Цементы	Заполнители			естественной влажности	высушенного до постоянного веса			
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
17	Высокоглиноземистый особочистый	Корундовые кусковые или из боя изделий	60,0	30	3100	2900	-1	2,4	20
16	Высокоглиноземистый особо чистый, высокоглиноземистый алюминотермического производства	Из шлаков хромоглиноземистый (металлического хрома)	60,0	30	3000	2800	-1	2,0	10
15	То же	Муллитокорундовые кусковые или из боя изделий	50,0	30	2400	2200	-1	1,2	20
Окончание табл. 9
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
14	Глиноземистый	Муллитокорундовые кусковые или из боя изделий	30,0	30	2400	2200	-0,6	1,2	10
13	То же	Шамотные кусковые или из боя изделий	30,0	30	2100	1900	-1	0,7	10
11	То же	Керамзитовые	5,0	40	950	800	-1	0,27	—
И	То же	Из смеси зольного гравия и вспученного перлита	5,0	50	1100	900	-1	0,32	
Таблица 10
572
Свойства некоторых жаростойких бетонов при применении в качестве вяжущего ортофосфорной кислоты
Класс бетона по предельно допустимой температуре применения	Виды исходных материалов		Максимальная проектная прочность бетона на сжатие, МПа	Остаточная прочность бетона на сжатие после нагрева до 800°С, %, не менее	Плотность бетона после термической обработки, кгс/м3	Температурная усадка (-) или рост(+) бетона после нагрева до предельно допустимой температуры применения, %, не более	Коэффициент теплопроводности при средней температуре 600°С, Вт/(м-К)	Термическая стойкость, количество теп-лосмен 80020°С (вода)
	Тонкомолотые добавки	Заполнители						
18	Корундовые, муллитокорундовые	Корундовые кусковые или из боя изделий	70,0	100	2800	±0,2	1,8—2,5	30
	То же	Муллитокорундовые кусковые или из боя изделий	70,0	100	2500	±0,2	1,8—2,5	30
16	Муллитовые	Муллитовые кусковые или из боя изделий	70,0	100	2300	±0,5	1,2	30
15	Цирконовые	Цирконовые	70,0	100	3400	±0,5	4,0	—
14	Шамотные	Шамотные кусковые или из боя изделий	30,0	100	2000	±0,5	0,70	30
13	Тоже	Шамотные из боя легковесных изделий ШЛБ-0,4	7,0	80	900	-0,4	0,4—0,5	—
	Из коалина, из огнеупорной глины	Шамотные кусковые или из боя изделий	25,0	100	2200	-1,0	0,55	20
12	Шамотные	Керамзитовые	5,0	80	900	-0,4	0,4—0,5	—
11	Из каолина, из огнеупорной глины	Из смеси шамотных кусковых или из боя изделий керамзитовых	7,0—9,0	100	12001400	-1,0	0,45	—
Таблица 1 1
Составы бетонов на основе ортофосфорнон кислоты
Класс бетона по предельно допустимой температуре применения	Плотность бетона, высушенного до постоянного веса, кг/м3	Исходные материалы					
		Тонкомолотые добавки		Заполнители		Ортофосфорная кислота	
		Вид	Количество, кг/м3	Вид	Количество, кг/м3	Концентрация, %	Количество, л/м3
18	2800	Корундовые	540	Корундовые	2160	70	220
18	2500	Муллитокорундовые	500	Муллитокорундовые	1900	70	220
16	2300	Муллитовые	400	Муллитовые	1860	70	200
15	3400	Цирконовые	1000	Цирконовые	2400	70	260
14	2000	Шамотные	500	Шамотные	1400	70	260
13	900	То же	330	Шамотные из боя легковесных изделий ШЛБ- 0,4	360	50	430
13	850	Из огнеупорной глины	80	Керамзитовые	650	85	140
12	800	Из каолина	320	Керамзитовые	330	50	300
11	2100	То же	200	Шамотные	1650	85	300
V1
574
Таблица 12
Составы жаростойких бетонов нз различных исходных материалов
Класс бетона по предельно допустимой температуре применения	Плотность бето-на, высушенного до постоян-ного веса, кгс/м3	Исходный материал							
		Вяжущие		Тонкомолотые добавки		Заполнители			
						Мелкий		Крупный	
		Вид	Количество, кг/м3	Вид	Количество, кг/м3	Вид	Количество, л/м3	Вид	Количество, л/м3
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
12	800	Глиноземистый цемент	370	—				Вспученный вермикулит	100	Керамзитовый	280
10	800	То же	300	—		,	Вспученный перлит	180	Вспученный перлит	270
10	500	Ортофосфорная кислота 20%-ной концентрации	500	Магнезитовая	120	Асбест, вспученный вермикулит	80	-—	—
10	400	Ортофосфорная кислота 10%-ной концентрации	700	То же	80	Вспученный вермикулит, асбест	90 130	—-	—
10	850	Портландцемент	320	Шамотная	100	Вспученный вермикулит	100	Керамзитовый	280
10	600	Быстроте ердеющий портландцемент	330	Из силикат-глыбы	60	Вспученный вермикулит, асбест	70 40	Тоже	60
10	300	Тоже	60	То же	9	Вспученный вермикулит, асбест	80 60	—	60
Окончание табл. 12
i	2	3	4	5	6	7	8	9	10
10	800	Жидкое стекло, самора ссыпающийся шлак	440 200	Шамотная	НО	Вспученный вермикулит	100	Керамзитовый	240
8	750	Жидкое стекло, кремнефтористый натрий	360 36	То же	180	Тоже	100	То же	280
8	600	Жидкое стекло, кремнефтористый натрий	520 55	То же	200	Тоже	140	"—•	—
7	900	Жидкое стекло, нефелиновый шлам	400 100	—	—-	Вспученный перлит	290	Вспученный перлит	270
6	700	Жидкое стекло, кремнефтористый натрий	350 35	Шамотная	100	То же	200	То же	240
Жаростойкие растворы
Состав жаростойкого раствора должен быть аналогичен составу жаростойкого бетона, из которого выполнены блоки или конструкции, со следующими особенностями: расход вяжущего следует увеличить на 20—30% по весу, крупный заполнитель заменить мелким с размером зерен от 0 до 5 мм, подвижность раствора должна быть в пределах 4—7 см.
При толщине шва менее 5 мм следует использовать жаростойкие растворы с применением пластифицирующих добавок для всех вяжущих, за исключением жидкого стекла.
В качестве пластификаторов применяют огнеупорную пластичную глину в количестве 0,8—1,2% веса сухой растворной смеси или сульфито-дрожжевую бражку (СДБ) в количестве 0,1% веса сухой растворной смеси. Максимальная крупность зерен заполнителя не должна превышать 2,5 мм.
Для раствора на жидком стекле увеличивают расход стекла и уменьшают наибольшую крупность зерен заполнителя до 2,5 мм. Подвижность раствора должна составлять 5—6 см для соединения блоков весом более 0,5 т и 8—9 см для блоков весом менее 0,5 т.
В шамотно-цементных растворах в качестве вяжущего применяют портландцемент и пластифицированный портландцемент. Применение пуццоланового и сульфатостойкого портландцемента не допускается. Заполнителем в этих растворах служит шамотный порошок, изготовляемый из боя и брака шамотных изделий (кроме брака по недожогу) и из лома шамотных изделий, бывших в эксплуатации. По физико-химическим показателям шамотный порошок должен отвечать следующим требованиям:
•	содержание А12О3 + TiO2 — 28%, не менее;
•	количество влаги — 4%, не более;
•	огнеупорность — 1580 °C, не менее.
При выборе составов жаростойких растворов можно использовать данные табл. 13.
Таблица 1 3
Состав жаростойких растворов
Цемент, %	Шамотный порошок, %	Огнеупорная глина | Бентонитовая глина		СДБ, в пересчете на сухое вещество, % массы цемента
		% массы вяжущего и заполнителя, в пересчете на сухое вещество		
16...20	84...80	4...6	—	—
16...20	84...80	—	2...4	—
16...20	84...80	4...6	—	0,1
16...20	84...80	—	2...4	0,1
576
Шамотно-бокситовый жаростойкий раствор применяется для кладки печей, работающих при температурах до 13ОО...135О°С, которые требуют особой газоплотности. В качестве вяжущего в шамотно-бокситовом растворе применяется натриевое жидкое стекло с модулем 2,5...3,0. Раствор состоит из 90% шамотного порошка, 10% боксита, 15% жидкого стекла, 0,1% СДБ, 4% огнеупорной или 2% бентонитовой глины.
Штукатурки на основе жаростойких растворов обеспечивают защиту металлических и железобетонных конструкций от воздействия высоких температур в течение 0,5. ..4 ч в случае возникновения пожара. Штукатурный слой не должен плавиться и отслаиваться под действием температуры 1ООО...12ОО°С.
Легкие жаростойкие бетоны на пористых заполнителях имеют плотность менее 2100 кг/м3, теплопроводность в 1,5—2 раза меньше, чем у тяжелых бетонов. Применяют пористые заполнители, выдерживающие действие высоких температур (700—1000°С): керамзит, вспученный перлит, вермикулит, вулканический туф.
Для легких жаростойких бетонов с керамзитовым заполнителем также характерна низкая жаростойкость, которая связана главным образом с различными коэффициентами температурных деформаций и теплопроводности цементного камня и керамзита, вызывающими дополнительные деструктивные напряжения в цементном камне. Основная причина низкой термической стойкости бетонов на других заполнителях также связана с существенным различием в значениях названных коэффициентов.
Ячеистые жаростойкие бетоны отличаются небольшой плотностью (500—1200 кг/м3) и малой теплопроводностью.
Жароупорные свойства газобетонам при температурах до 800°С придают вводимые в портландцемент такие тонкомолотые добавки, как шамот, зола уноса, керамзит, гранулированный доменный шлак. Оптимальное соотношение между портландцементом и тонкомолотыми добавками может составлять в процентах по весу:
•	для тонкомолотого шамота или керамзита — 34:66;
•	для гранулированного доменного шлака или золы уноса 50:50.
В отличие от строительных материалов строительные конструкции в зданиях и сооружениях гражданского и промышленного назначений характеризуются как огнестойкостью, так и пожарной опасностью.
19 Строительные материалы
577
Предел огнестойкости строительных конструкций согласно СНиП 21-01-97 устанавливается по времени (в минутах) наступления одного или последовательно нескольких нормируемых для данной конструкции признаков предельных состояний:
•	потери несущей способности R;
•	потери целостности Е;
•	потери теплоизолирующей способности J.
Пределы огнестойкости строительных конструкций и их условные обозначения устанавливают по ГОСТ 30247.
По пожарной опасности строительные конструкции подразделяются на четыре класса:
•	К 0 (непожароопасные);
•	К 1 (малопожароопасные);
•	К 2 (умереннопожароопасные);
•	К 3 (пожароопасные).
Класс пожарной опасности строительных конструкций устанавливают по ГОСТ 30403.
Степень пожарной опасности здания определяется степенью огнестойкости его строительных конструкций согласно табл. 14.
Таблица 14
Зависимость огнестойкости здания от огнестойкости конструкций
Степень огнестойкости здания	Предел огнестойкости строительных конструкций, не менее					
	Несущие элементы здания	Наружные стены	Перекрытия междуэтажные (в том числе чердачные и над подвалами)	Покрытия бесчердачные	Лестничные клетки	
					Внутренние стены	Марши и площадки лестниц
I	R 120	RE30	REI60	RE30	REI 120	R60
II	R45	RE 15	REI45	RE 15	REI90	R45
III	R15	RE 15	REI 15	RE 15	REI45	R30
IV	Не нормируется					
Обеспечить требуемую огнестойкость и пожарную безопасность здания в целом и его отдельных конструктивных элементов можно путем правильного выбора соответствующих видов строительных материалов и изделий. Часто для обеспечения огнестойкости и пожарной безопасности отдельных конструктивных элементов зданий и сооружений требуется устраивать дополнительные защитные мероприятия из определенных строительных материалов и изделий, соответствующих требованиям СНиП 21-01-97.
578
Применение некоторых строительных материалов и изделий позволяет обеспечить в необходимой степени огнестойкость и пожарную безопасность конструктивных элементов зданий и сооружений. В первую очередь для указанных целей должны применяться негорючие строительные материалы и изделия.
К группе негорючих строительных материалов относятся листы асбестоцементные плоские (ГОСТ 18124-95). Негорючесть асбестоцементных плоских листов (АПЛ) обусловливается их составом, включающим цементный камень, армированный волокнами асбеста. В портландцементах, используемых для производства АПЛ, не допускаются никакие добавки, кроме гипса. Листы выпускают двух типов: прессованные и непрессованные, которые имеют различное символическое изображение. В прямоугольнике проставляется соответствующая толщина листа.
Пример символического изображения типа листа толщиной 10 мм:
прессованный	непрессованный
—
АПЛ выпускаются также калиброванными по длине и ширине или некалиброванными, серого, белого и других цветов, рельефными или с другой декоративной отделкой.
Физико-механические показатели асбестоцементных листов должны соответствовать указанным в табл. 15.
Таблица 15
Физико-механические свойства асбестоцементных листов
Показатель	Значение для листов	
	прессованных	непрессованных
Предел прочности при изгибе, МПа, не менее	23	18
Плотность, г см \ не менее	1,80	1,60
Ударная вязкость, кДж/м“, не менее	2,5	2,0
Морозостойкость: — число циклов попеременного замораживания и оттаивания	50	25
— остаточная прочность, %, не менее	90	90
579
Асбестоцементные плоские листы относятся к группе негорючих строительных материалов согласно ГОСТ 30244.
Для обеспечения высокого уровня огнестойкости строительных конструкций в мировой практике широко применяются облицовочные негорючие панели «Promoted», которые состоят из минеральных веществ на основе силиката, армированного волокнистым материалом.
Плиты «Promatect» имеют сертификат соответствия Госстроя России, сертификат пожарной безопасности и гигиеническое заключение.
В табл. 16 приведены общие технические данные трех типов плит «Promatect».
Таблица 16
Физико-механические свойства силикатной пожарозащитиой плиты «Promatect»
Свойство	Promatect- Н ®	Promatect- L ®	Promatect- L500 ®
Класс строительного материала	Негорючая по DIN 4102-А1	Негорючая по DIN 4102-Al	Негорючая по DIN 4102-Al
Размер плиты, мм	1250x2500, 1250x3000	1250x2500, 1250хх3000	1200x2500
Толщина плиты, мм	6,8,10,12,15,20,25	20,25,30,40,50	20,25,30,35,40, 50, 60
Плотность (в сухом состоянии), кг/м3	Около 870	Около 450	Около 500
Теплопроводность X, W/mK	Около 0,175	Около 0,083	Около 0,09
Щелочность (рН-показатель)	Около 12,0	Около 9,0	Около 0,9
Коэффициент сопротивления диффузии водяного пара ц	Около 20	Около 3,2	Около 3,2
Содержание влаги (в воздушно-сухом состоянии), %	5—10	3,5—6	3—5
Способность водопо-глощения, г/см3	0,50	0,77	0,80
Увеличение размера при выдерживании в воде до 100% насыщения, мм/м	Максимально 0,39	Максимально 0,8	Максимально 0,9
Допуски по длине и ширине стандартных плит, мм	±3	±3	±3
580
Плиты «Promatect-Н» изготавливаются толщиной от 6 до 25 мм, «Promatect-L» — от 20 до 50 мм, «Promatect-L 500» — от 20 до 60 мм; выпускаются в основном размером 1200 х 2500 / 3000 мм или 1250 х 2500/3000 мм.
Плиты «Promatect» применяют для противопожарной защиты стальных колонн и ферм, устройства огнестойких подвесных потолков различного вида, облицовки деревянных строительных конструкций, устройства огнестойких крыш по деревянным балкам, огнезащиты трапецевидных крыш и междуэтажных перекрытий, устройства противопожарных стен и перегородок в целях предотвращения распространения огня и др.
Огнестойкие облицовочные плиты обрабатываются обычными машинами и инструментами и крепятся между собой и с другими материалами и конструкциями стандартными механическими креплениями (шурупы, гвозди и т.д.).
Гипсокартонные листы (ГОСТ 6266-97) предназначены для отделки стен, устройства перегородок, подвесных потолков, огнезащиты конструкций, для изготовления декоративных и звукопоглощающих изделий.
Гипсокартонные листы — это листовые изделия, состоящие из несгораемого гипсового сердечника, все плоскости которого (кроме торцевых кромок) облицованы картоном, прочно приклеенным к сердечнику.
В зависимости от свойств и области применения гипсокартонные листы подразделяют на следующие виды:
•	гипсокартонные листы обычные (ГКЛ) — применяются преимущественно для внутренней отделки зданий и помещений с сухим и нормальным влажностными режимами;
•	гипсокартонные листы влагостойкие (ГКЛВ)— имеют пониженное водопоглощение (менее 10%) и обладают повышенным сопротивлением проникновению влаги;
•	гипсокартонные листы с повышенной сопротивляемостью воздействию открытого пламени (ГКЛО)— обладают большей сопротивляемостью огневому воздействию, чем обычные;
•	гипсокартонные листы влагостойкие с повышенной сопротивляемостью открытому пламени (ГКЛВО) — это гипсокартонные листы, обладающие одновременно свойствами листов ГКЛВ и ГКЛО.
581
Гипсокартонные листы изготавливаются размерами в соответствии с табл. 17.
Таблица 17
Номинальные размеры гипсокартонных листов
Показатель	Размеры, мм
Длина	2000—4000 с шагом 50
Ширина	600, 1200
Толщина	6,5; 8,0; 9,5; 12,5; 14.0; 16,0; 18,0; 20,0; 24,0
Примечание. По соглашению изготовителя с потребителем могут быть изготовлены листы других номинальных размеров.
Гипсокартонные листы ГКЛ, ГКЛВ, ГКЛО и ГКЛВО относятся к группе горючести Г1 по ГОСТ 302 44, к группе воспламеняемости ВЗ —по ГОСТ 30402, к группе дымообразующей способности Д1 — по ГОСТ 12.1.044, к группе токсичности Т1 — по ГОСТ 12.1.044.
Пожаротехнические характеристики определяют при постановке продукции на производство, а также при изменениях в составе продукции, которые могут привести к изменению пожаротехнических характеристик.
Водопоглощение листов ГКЛВ и ГКЛВО должно быть не более 10%.
Сопротивляемость листов ГКЛО и ГКЛВО воздействию открытого пламени должна быть не менее 20 мин.
Партия листов ГКЛО (ГКЛВО), не соответствующая требованиям ГОСТ 62 66 97 по сопротивляемости воздействию открытого пламени, может быть принята как партия листов ГКЛ (ГКЛВ), если по всем остальным показателям она соответствует требованиям стандарта к указанным листам.
КНАУФ Суперлист (гипсоволокнистый лист) представляет собой гомогенный экологически чистый строительный материал, получаемый методом полусухого прессования из смеси гипсового вяжущего и распущенной макулатуры. Гипсоволокнистый лист имеет сертификат соответствия, сертификат пожарной безопасности и гигиеническое заключение. Лист имеет прямоугольную форму, лицевая сторона отшлифована. КНАУФ Суперлист выпускается различных форматов (табл. 18) и применяется для устройства межкомнатных перегородок, облицовки стен, подвесных потолков, устройства сборных оснований полов, облицовки деревянных элементов в целях повышения их огнестойкости, а также для устройства специальных противопожарных конструкций.
582
Таблица 1 8
Номинальные размеры гипсоволокнистых листов
Лист	Толщина, мм	Д лина, мм	Ширина, мм
Крупноформатный	10, 12,5, 15, 18, 20	2000, 2500, 2700, 3000	1200
Малоформатный	10, 12,5	1500	500, 1000, 1200
В зависимости от свойств КНАУФ Суперлисты подразделяются на гипсоволокнистые листы обычные ГВЛ и влагостойкие ГВЛВ. ГВЛ применяются в помещениях с сухим и нормальным влажностными режимами, ГВЛВ — в помещениях с сухим, нормальным и влажным режимами по СНиП 11-3-79.
Основные технические характеристики КНАУФ Суперлистов приведены в табл. 19.
Таблица 19
Физико-механические характеристики КНАУФ Суперлистов
Показатель	Значение
Влажность, %	Не более 1,5
Масса 1 м2, кг	1,08 <s< 1,25
Теплопроводность (при плотности 1000 до 1200 кг/м3 ), Вт/м °С	От 0,22 до 0,36
Коэффициент теплоусвоения, Вт/м2 оС	Не более 6,2
Предел прочности при изгибе, МПа	Не менее 5.3
Прочность на сжатие, МПа	Не менее 10
Твердость по Бринеллю, МПа	Не менее 20
Водопоглощение внешней поверхностью листов ГВЛВ, кг/м2	Не более 1 за 1 ч
КНАУФ Суперлисты отвечают высоким требованиям СНиП 21-01-97 по противопожарной защите.
Таблица 20
Пожарио-технические характеристики КНАУФ Суперлистов
Характеристика	ГВЛ	ГВЛВ
Группа горючести по ГОСТ 30244-94	Г 1	Г 1
Группа воспламеняемости по ГОСТ 30402-96	В 1	В 1
Группа дымообразующей способности по ГОСТ 12.1.044-89	Д 1	Д 1
Группа токсичности по ГОСТ 12.1.044-89	Т 1	Т 1
Группа распространения пламени по ГОСТ Р 51032-97	РП 1	РП 1
КНАУФ Суперпол представляет собой элемент пола заводского изготовления, склеенный из двух малоформатных влагостойких гипсоволокнистых листов размером 1500х500х 10 мм со смещением относительно друг друга в двух перпендикулярных направлениях на 50 мм. Общая толщина пола составляет 20 мм (табл. 21).
583
Таблица 21
Номинальные размеры КНАУФ Суперпола
Показатель	Значение, мм
Длина	1500
Ширина	500
Толщина	20
Ширина фальцев: — нижнего листа — верхнего листа	48 50
Элементы пола предназначены для устройства сборных оснований полов в жилых, гражданских и производственных зданиях с сухим и нормальным влажностными режимами по СНиП 11-3-79 с неагрессивной средой, в условиях малых и умеренных механических воздействий по СНиП 2.03.13-88. Допускается их применение в помещениях с повышенной влажностью (ванные комнаты, санузлы) при условии нанесения гидроизолирующего покрытия.
Конструкции с использованием КНАУФ Суперпола применяются для устройства оснований под чистые покрытия как по железобетонным, так и по деревянным покрытиям. Они подходят для любого типа современных напольных покрытий (линолеума, паркета, керамической плитки и т.п.). Укладку покрытия можно начинать сразу после высыхания клея, используемого при соединении пола между собой. Для склеивания элементов пола при монтаже используются клеи, поставляемые предприятиями группы КНАУФ. До отвердения клея надежную фиксацию выполняют винты для ГВЛ.
Основные физико-механические и пожарно-технические параметры КНАУФ Суперпола приведены в табл. 22 и 23.
Таблица 22
Физико-мехаиические характеристики КНАУФ Суперпола
Показатель	Значение
Масса элемента, кг	Около 18
Полезная площадь элемента, м‘	0,75
Теплопроводность (при плотности от 1000 до 1200 кг/м3), Вт'м’С	От 0,22 до 0,36
Коэффициент теплоусвоения, Вт/м2 °С	Не более 6,2
Предел прочности при сжатии, МПа	Не менее 10
Твердость по Бринеллю, МПа	Не менее 20
Возможность ходить по полу	После высыхания клея
584
Таблица 23
Пожарно-технические характеристики Суперпола
Характеристика	Группа
Горючесть по ГОСТ 30244-94	Г 1
Воспламеняемость по ГОСТ 30402-96	В 1
Дымообразующая способность по ГОСТ 12.1.044-89	Д 1
Токсичность по ГОСТ 12.1.044-89	Т 1
Распространение пламени по ГОСТ Р 51032-97	РП 1
Для обеспечения защиты от пожара, пламени и тепловых лучей применяются для внутреннего и наружного остекления, устройства светопрозрачных перегородок и дверей специальные виды многослойного стекла типа «Promaglas», стойкого к огню в течение 30—90 мин.
Оно состоит из нескольких листов стекла с расположенными между ними противопожарными слоями, которые в случае пожара активируются и образуют высокодейственные изолирующие слои — практически непрозрачную огнестойкую стену.
Многослойное огнестойкое стекло в зависимости от назначения выпускается с различными коэффициентами светопроницаемости (табл. 24).
Таблица 24
Технические характеристики огнестойкого стекла «Promaglas»
Тип	Использование: I — внутреннее А — наружное	Сооружение: М — монолитное, ISO — изолирующее многослойное стекло	Толщина, мм	К-показатель, W м' К	Вес, кг/м2	Светопроницаемость, %
1-0	I	М	17/43	5,2/4,7	40/100	85/77
2-0	I/A	М	21/47	5,0/4,6	48/108	83/75
3-0	А	ISO	35/61	3,0/2,7	64/123	74/67
5-0	I/A	м	17/—	5,0/—	40—	83/—
Примечание. В числителе — данные для «Promaglas» 30-стандартных типов, в знаменателе — для 90-стандартных типов.
Стекла различной толщины, указанные в табл. 24, изготавливаются максимальными размерами до 1500x2500 мм. Монтаж стекла может осуществляться с использованием конструкций как из металла, так и из дерева. С устройством огнестойких швов различной толщины и составов длина остекления может быть неограниченной.
585
Для обеспечения огнестойкости стальных конструкций в течение 30 мин применяются PROMOPAINT-покрытия (табл. 25), представляющие собой полимерную смолу с пигментами и образующие при воздействии высокой температуры теплоизолирующие слои.
Таблица 25
Основные технические показатели PROMOPAINT-покрытия
Компонент покрытия	PROMOPAINT ® - огнестойкая грунтовка	PROMOPAINT ®-слоновая кость (RAL 1014)	PROMOPAINT ®-противопожарная защита
Состав и материалы	Полимерная смола	Дисперсия полимерной смолы с огнестойкими пигментами	Полимерная смола
Назначение	Защита от коррозии и содействие сцеплению	Образование теплоизолирующего защитного слоя	Цветной покровный слой
Применение	Внутри зданий и в открытых павильонах. Не применять в конструкциях, постоянно подвергающихся воздействию высокой влажности и действию агрессивных газов		
Температура обработки	Окружающая температура > + 10°С, при разбрызгивании >+12°С, температура стали > +5°С		
Способ нанесения	Валиком, щеткой, набрызгом пневматическими приборами		
Подготовка	Основание должно быть очищено от ржавчины, грязи, жира и старой краски. Полностью удалить старую отстающую краску		
Масса свеженане-сенного состава, г/м2	100	> 1400 или > 1100	130
Цвет	Красный RAL(3009)	Слоновая кость RAL(1014)	По выбору-каталог RAL-K1
Плотность, г/см3	1,28	1,30	1,50
Число pH	—	7 (химически нейтрально)	—
Содержание твердых частиц, %	67	70	58
586
PROMOSTOP-огнестойкая краска-COATING — неорганическое нерастворимое покрытие с подавляющими пламя составляющими, создающее в случае воздействия огня эндотермический эффект. Огнестойкая краска и основанная на данном эффекте PROMOSTOP-шпатлевка-COATING SP применяются для изоляции кабелей при прокладке их в стенах и перегородках, имеющих огнестойкость до 120 мин. Покрытие вязкопластично относительно химического воздействия. Масса может наноситься с помощью кистей, щеток, валиков, шпателей или разбрызгиваться с помощью краскопульта. Для получения сухого слоя в 1 мм необходимо нанесение сырой массы в количестве 1850 г/м2, время сушки составляет 6 ч при +20°С и влажности около 65 %. Краска и шпатлевка негорючи и химически нейтральны (pH 6).
Огнеупорные материалы и изделия
Огнеупорные материалы и изделия применяются в основном в промышленном строительстве при сооружении тепловых агрегатов и различных устройств, испытывающих действие высоких температур (>1000°).
Огнеупорные изделия классифицируют по огнеупорности, пористости, химико-минералогическому составу, способу изготовления, форме и размерам.
По степени огнеупорности изделия подразделяются на огнеупорные (1500— 1770°С), высокоогнеупорные (1770—2000°С) и высшей степени огнеупорности (более 2000°С).
По химико-минералогическому составу — на кремнеземистые (кислые), алюмосиликатные, магнезиальные, хромистые, углеродистые, огнеупоры специального назначения.
В зависимости от пористости огнеупорные изделия подразделяются на особоплотные — пористость ниже 3%, высокоплотные — 3...10%, плотные — 10...20%, обычные — 20...30%, легковесные и теплоизоляционные — 45...85 %.
Огнеупорные изделия изготавливают в виде кирпича, блоков, плит и фасонных элементов из различных сырьевых компонентов, по технологии, близкой к керамической, с использованием сухого, полусухого прессования и пластического формования.
В строительстве наибольшее распространение получили кремнеземистые и алюмосиликатные огнеупорные изделия.
Кремнеземистые (динасовые) огнеупоры получают из кварцевых пород (кварц, кварцит, кварцевый песок) с добавкой глины. Огне
587
упорность динасовых изделий — до 1730°С; они имеют достаточно высокую прочность (15—35 МПа), но малую термическую стойкость.
Алюмосиликатные огнеупоры в зависимости от содержания SiO2 и А12О3 в обожженном продукте разделяют на три вида: полукислые, шамотные, высокоглиноземистые.
Полукислые огнеупоры изготовляют обжигом кварцевых пород на глинистой или каолиновой связке или глин и каолинов с большим содержанием кварцевого песка. Огнеупорность изделий на каолиновой связке — не ниже 1710°С, на глиняной — не ниже 158О°С.
Шамотные огнеупоры получают из огнеупорных глин и каолинов, которые содержат 30—45% А12О3, отощенных шамотом из той же глины. Отощающие материалы вводятся в количестве от 20 до 95 % в зависимости от назначения изделий и способа их формования. Огнеупорность шамотных материалов — до 1730°С, а прочность при сжатии — 1—12,5 МПа. Они отличаются термической стойкостью и шлакоустойчивостью.
Высокоглиноземистые огнеупоры изготовляют из высокоглиноземистого глинистого сырья с содержанием глинозема от 45 до 60% (бокситы, диаспор, корунд и др.) обжигом до спекания или методом литья и расплава. Эти изделия имеют огнеупорность до 2000°С и высокую шлако- и стеклоустойчивость.
Легковесные огнеупоры имеют плотность 1,3—0,4 т/м3 и общую пористость соответственно 45—85%. Обладают высокой огнеупорностью, малой теплопроводностью и достаточной прочностью. В технологии изготовления легковесных огнеупоров применяются различные виды газо- и пенообразователей.
Важным свойством огнеупоров является их термическая стойкость, определяемая количеством теплосмен, выдерживаемых испытуемыми огнеупорными образцами до потери ими 20% веса при нагревании до 800—85О°С и последующим охлаждением в холодной проточной воде. Например, термостойкость динасового кирпича составляет 1...3 теплосмены, магнезитового — 2...3, обыкновенного шамотного — 11...13, крупнозернистого шамотного — 20...60.
Из всех выпускаемых огнеупорных изделий широкое применение в строительной практике имеют шамотные огнеупоры общего назначения различных видов и размеров. Из этой группы огнеупоров наиболее распространены шамотные плотные доменные (ШПД) огнеупоры, основные характеристики и требования к которым согласно ГОСТ 1598-96 приведены в табл. 26.
588
Таблица 26
Основные требования к шамотным доменным огнеупорам
Показатель	Значение для изделий марки		
	ШПД-43	ШПД-41	ШПД-39
Массовая доля, %: — А12О3, не менее — Fe;O,, не более	43 1,5	41 1,5	39 1,5
Огнеупорность, °C, не ниже	1750	1750	1750
Температура начала размягчения, °C, не ниже	1530	1530	1440
Дополнительная линейная усадка при температуре 1450 °C, %, не более	0,2	0,2	0,3
Пористость открытая, %, не более	12	12	16
Предел прочности при сжатии, Н/мм2, не менее: — для изделий № 5, 6, 7, 8 (табл. 27, 28) — для остальных	40 70	40 70	50
Кривизна, мм, не более: — для горна — для остальных мест	0,5 1,0	0,5 1,0	1,5
Отбитость углов и ребер при общей длине отбито-стей не более 15 мм на одно ребро, глубиной, мм, не более	5	5	5
Отдельные выплавки диаметром более 3 мм	Не допускаются		
Трещины шириной более 0,5 мм и длиной более 15 мм			
Размеры некоторых шамотных огнеупорных изделий, выпускаемых в виде прямого, ребрового клинового и трапецеидального кирпича, представлены в табл. 27, 28, 29.
Таблица 27
Номинальные размеры огнеупорного прямого кирпича, мм
Номер изделия	А (длина)	Б (ширина)	В (высота)
1	230	150	75
2	345	150	75
3	230	115	75
4	345	115	75
5	230	150	150
6	345	150	150
589
Таблица 28
Номинальные размеры огнеупорного ребрового клинового кирпича, мм
Номер изделия	А (длина)	Б (ширина по верху клина)	В (высота)	В1 (ширина по низу клина)
8	230	150	109	62
Таблица 29
Номинальные размеры огнеупорного трапецеидального кирпича, мм
Номер изделия	А (длина)	Б (ширина большей стороны трапеции)	Б1 (ширина меньшей стороны трапеции)	В (высота)
9	230	150	135	75
10	345	150	125	75
11	230	150	120	75
12	345	150	110	75
Существует также большая группа теплоизоляционных стекловолокнистых материалов и изделий, предназначенных для применения в рабочем (незащищенном) слое футеровки тепловых агрегатов, не подвергающемся действию расплавов, агрессивных газовых сред, истирающих усилий, механических ударов и газовых потоков со скоростью более 10 м/с. Группа, марки, характеристики и температура применения огнеупорных теплоизоляционных стекловолокнистых материалов и изделий приведены в табл. 30.
Таблица 30
Характеристика теплоизоляционных стекловолокнистых материалов
Материал и изделие	Марка	Характеристика	Температура применения, °C, не выше
Мулли-токремне-земистые материалы	МКРВ	Муллитокремнеземистая вата	1150
	МКРР-130 высшей категории качества	Муллитокремнеземистый рулонный материал	1150
	МКРРХ-150 высшей категории качества	Муллитокремнеземистый хромсодержащий рулонный материал	1300
Мулли-токремне-земистые изделия	МКРВ-200 высшей категории качества	Муллитокремнеземистый войлок	1150
	МКРВХ-250	Муллитокремнеземистый хромсодержащий войлок	1300
	МКРП-340 высшей категории качества	Муллитокремнеземистые плиты на органической связке	1150
590
Окончание табл. 30
Материал и изделие	Марка	Характеристика	Температура применения, °C, не выше
	МКРП-400 высшей категории качества	Муллитокремнеземистые плиты на неорганической связке	1150
	МКРП-450		1150
	МКРПХ-450	Муллитокремнеземистые хромсодержащие плиты	1300
	МКРВ-340 высшей категории качества	Муллитокремнеземистые вставки на органической связке	1600
	МКРИ-350	Муллигокремнеземистые изделия сложной конфигурации на органической связке	1150
	МКРИ-500	Муллигокремнеземистые изделия сложной конфигурации на неорганической связке	1150
	МКРБ-500	Муллитокремнеземистая бумага	1150
	МКРК-500	Муллитокремнеземистый картон	1150
Литература
Айрапетов Г.А., Бретшнайдер Б. Строительство в Германии.—М.: Стройиздат, 1996.
ГОСТ 12.1.033-81 ССБТ. Пожарная безопасность. Термины и определения.
ГОСТ 12.1.044-89 ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения.
ГОСТ 30244-94. Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть.
ГОСТ 30402-96. Материалы строительные. Метод испытания на воспламеняемость.
ГОСТ 30444-97 (ГОСТ Р 510320-97). Материалы строительные. Метод испытания на распространение пламени.
Инструкция по технологии приготовления жаростойких бетонов (СН 156-79). — М.: Стройиздат, 1979.
Микульский В.Г. и др. Строительные материалы. — М.: АСВ, 2000.
Нащиевский Ю.Д., Хоменко В.П., БеглецовВ.В. Справочник по строительным материалам и изделиям.— Киев: Будивэльник, 1989.
Некрасов К.Д., Тарасова А.П. Жаростойкий бетон на портландцементе,— М.: Стройиздат, 1969.
Пожарная безопасность зданий и сооружений. СНИП 21-01-97. — М.: Госстрой России, 1997.
591
Теплоизоляционные материалы
1.	Классификация и область применения теплоизоляционных материалов, стандартные требования к ним
К теплоизоляционным относятся неорганические и органические материалы и изделия, предназначенные для тепловой изоляции строительных конструкций зданий и сооружений, технологического оборудования, средств транспорта, трубопроводов.
Теплоизоляционные материалы должны:
—	при температуре 25 °C обладать коэффициентом теплопроводности не более 0,175 Вт/(м-К);
—	иметь среднюю плотность не более 500 кг/м3;
—	обладать стабильными физико-механическими и теплотехичес-кими свойствами;
—	не выделять токсических веществ и пыли сверх предельно допускаемой концентрации.
Теплопроводность материалов, эксплуатируемых при температуре до 200°С, нормируется при температуре 25°С, до 500°С — при 125°С, свыше 500°С — при 300°С.
Одним из основных показателей назначения теплоизоляционных материалов является марка по средней плотности. Различают 17 марок по средней плотности: от 15 до 500 кг/м3. Теплоизоляционные материалы классифицируются по состоянию структуры (жесткие — плиты, блоки, кирпич, скорлупы, сегменты и др.; гибкие — маты,
592
матрацы, жгуты, шнуры и др.; сыпучие — зернистые, порошкообразные; волокнистые — вата), по виду основного сырья (органические, неорганические, смешанные). Органические материалы, за исключением газонаполненных пластмасс (пенопласты, поропласты, сотопласты и др.), характеризуются низкой водо- и биостойкостью. Большинство органических материалов имеют низкую огнестойкость и применяются при температуре не выше 70—150°C. Более высокой огнестойкостью обладают смешанные материалы на основе минеральных вяжущих. Высокой огнестойкостью обладают неорганические теплоизоляционные материалы, некоторые из них, так называемые легковесные огнеупоры, применяются при температурах выше 1000°С.
Классификация теплоизоляционных материалов представлена в табл. 1.
Т аблица 1
Классификация теплоизоляционных материалов
Признаки классификации					
Вид основного исходного сырья	Структура		Форма	Возгораемость (горючесть)	Содержание связующего вещества
Материалы и изделия					
— неорганические — органические		— волокнистые — ячеистые — зернистые (сыпучие)	—рыхлые —плоские —фасонные —шнуровые	—несгораемые — трудносгораемые —сгораемые	— содержащие связующее вещество — не содержащие связующее вещество
Общая характеристика свойств теплоизоляционных материалов представлена в табл. 2
Таблица 2
Общая характеристика свойств теплоизоляционных материалов
Показатель	Классификация	Количественная характеристика
1	2	3
Сжимаемость	по величине деформации при давлении 2 кПа: —мягкие (М) —полужесткие (ПЖ) —жесткие (Ж)	Более 30 % От 6 до 30 % Менее 6 %
593
Окончание табл. 2
Общая характеристика свойств теплоизоляционных материалов
1	2	3
Плотность	по величине средней плотности: —особо легкие —легкие —средней плотности —плотные	15-75 кг/м3 100-175 кг/м3 200-350 кг/м3 400 и более кг/м3
Теплопроводность	по величине коэффициента теплопроводности при 25°С: —малотеплопроводные —средней теплопровод- ности —повышенной теплопроводности	Менее 0,058 Вт/мК 0,058-0,116 Вт/мК Более 0,116 Вт/м-К
Предельная температура применения	—пластмассы (органические) —минераловатные (неорганические) —ячеистые бетоны —зернистые (перлит, вермикулит)	60-180°С До 600°С 400-700°С До 900°С
Прочность теплоизоляционных материалов определяют по величине давления, вызывающего деформацию 10%. Для большинства теплоизоляционных материалов этот показатель изменяется в пределах 0,2—2,5 МПа.
Предел прочности при изгибе жестких теплоизоляционных неорганических материалов составляет 0,15—0,5 МПа, некоторых органических — 0,4—2 МПа.
Коэффициент теплопроводности материала зависит:
1.	От средней плотности X = к (yja + bp2 - 0,14), где р — средняя плотность материала, т/м3;
а = 0,0196; b = 0,22;
к принимает значения в зависимости от размерности:
к = 1 при размерности X [Вт/м °С1; к = 1,1639 при размерности X [ккал/м-°C].
На рис. 1 представлена зависимость коэффициента теплопроводности от средней плотности материала.
2.	От температуры: Хт = Хо + ЬТ, где b = 0,0025 при температуре до 100°С, при температуре свыше 100°С значение b для большинства материалов возрастает. Некоторые материалы, например, огнеупорный магнезит, имеют отрицательное значение коэффициента Ь.
594
Наличие зависимости коэффициента теплопроводности от температуры предопределяет нормирование коэффициента теплопроводности, как отмечено выше, при 25, 125 и ЗОО°С.
3.	От влажности материала. При влажности материала менее 15 % 4 = А, + aW,
где при температуре более 0°С а составляет от 0,006 до 0,016 Вт/м-с для неорганических материалов и от 0,01 дл 0,02 Вт/м-с для органических. При температуре менее 0°С а = 0,004 Вт/м-с для неорганических и органических материалов.
Наличие зависимости коэффициента теплопроводности от влажности предеопределяет нормирование коэффициента теплопроводности в СНиП «Строительная теплотехника» для трех условий — сухой материал, зона эксплуатации А (сухой климат, сухие помещения) и зона эксплуатации Б (влажный климат, влажные помещения). В табл. 3 представлены данные о некоторых теплоизоляционных материалах.
Средняя плотность р, кг/м3
Рис. 1. Зависимость коэффициента теплопроводности л, от средней плотности материала р:
Jk, — соответственно для неорганических и органических материалов в сухом состоянии;
/и 2 — расчетные значения по СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника» для условий эксплуатации неорганических и органических материалов во влажном климате или влажных помещениях;
Т — по формуле X = k(yja + bp2 -0,u)
595
Таблица 3
Основные показатели назначения некоторых теплоизоляционных материалов
Наименование материалов и изделий	Классификационные признаки					Свойства (в сухом состоянии)				
	Вид исходного сырья	Структура	Содержание связующего вещества	Форма	Горючесть	Средняя плотность, кг/м3	Коэффициент теплопроводности, Вт/м °C	Сорбционная влажность, %		Предельная температура применения, °C
1	2	3	4	5	6	7	8	9		10
Вата минеральная ГОСТ 4640 URSA	Н*	В		Р	нг	75 150 100	0,04 0,045 0,036	До 2		100-400
Вата стеклянная	Н	в	__	Р	нг	35 350	0,035 0,093	До 1		До 1150
Вата керамическая (каолиновая)	н	в	-	Р	нг	75 250	0,047 0,076	До 2		До 1150
Маты минераловатные ГОСТ 21880 ГОСТ 9573	н	в	+	II	нг	50 75 125	0,048 0,052 0,056	2-5		До 300
Шнуры теплоизоляционные	н	в	-	Ш		100350	0,064	—		До 1100
Войлок строительный ГОСТ 314	н	в	+	II	НГ; Г1	150 200	0,045 0,05	ДоЗ		До 600
Маты вертикально-слоистые	н	в	+	II	П	75 125	0,051	До 5		До 600
Войлок вертикальнослоистый	н	в	+	п	Г1	50 75	0,046		До 5	До 600
Плиты мягкие, полужесткие и жесткие минераловатные	н	в	+	п	НГ; П	50, 75 100, 125,	0,048 0,056		2—5	До 400 До 400
Окончание табл. 3
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
на синтетическом связую-						175	0,07		До 100
щем						200, 300	0,046		
ГОСТ 9573						75, 100	0,052		
ГОСТ 10140						150	0,058-0,064		До 60
ГОСТ 12394						200, 250	0,056 0,06		До 100
ГОСТ 22950						200,300			
Плиты пенополистирольные ГОСТ 15588	О	я	-	П	П;	40	0,038	2-10	До 70
Пенопласт ПХВ-1	О	я	—	П	Г1;	100	0,041	2-10	До 70
ПВ-1						125	0,052		
Пенополиуретан	О	я		П	Г1;	40	0,029	2-5	До 200
						60	0,035		
						80	0,041		
Плиты из резольно-	О	я	—	п	Г1	40	0,038	5-20	до 130
формальдегидного пенопла-						50	0,041		
ста						75	0,043		
						100	0,047		
Экструдированный пенопо-	О	я		п	П				
листирол URSA					Г1	35	0,032	0	до 75
Пеноплэкс					Г1	35	0,03	0	до 75
Пеностекло	н	я		п	НГ	200	0,07	1-2	—
газостекло						300	0,09		
						400	0,11		
Условные обозначения: Н — неорганические; О — органические; В — волокнистые; Я — ячеистые; 3 — зерни-стые; Р — рыхлые; П — плоские; Ф — фасонные; Ш — шнуровые; НГ — негорючие; Г — горючие; «-» связующее отсутствует; « + » — материал на связующем.
Литература
1.	Наназашвили И.Х. Строительные материалы, изделия и конструкции: Справочник. — М.: Высшая школа, 1990. — 495 с.
2.	СНиП II — 3—79 (1998) «Строительная теплотехника».
3.	Строительные материалы: Справочник / А.С. Болдырев, П.П. Золотов, А.Н. Люсов и др.; подред. А.С. Болдырева, П.П. Золотова. — М.: Стройиздат, 1989. — 567 с.: ил.
4.	Справочник строителя. В 2 т. / Под ред. Маиляна Л.Р. — Ростов н/Д: РГСУ, 1996. - 576 с.
5.	Строительное производство. В 3 т. / Ю.Б. Александрович, А.В Нехорошее, С.В. Поляков и др.; Под. ред. И.А. Онуфриева. — М.: Стройиздат, 1988. — 462 с.
598
Содержание
ПРЕДИСЛОВИЕ............................................3
ПРИРОДНЫЕ КАМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ..........................5
1.	Бутовый камень.................................  10
2.	Камни стеновые (ГОСТ 4001) ..................... И
3.	Облицовочные материалы из природного камня .... 14
3.1.	Плиты облицовочные пиленые (ГОСТ 9480)..... 17
3.2.	Изделия архитектурно-строительные из природного камня (ГОСТ 23342).............................. 19
3.3.	Камни бортовые из горных пород (ГОСТ 6666). 21
4.	Плиты декоративные на основе природного камня (ГОСТ 24099)..................................... 24
5.	Щебень н песок декоративные нз природного камня (ГОСТ 22856)..................................... 26
6.	Особенности производства работ при использовании материалов и изделий из природного камня..........30
Литература..........................................32
ЗАПОЛНИТЕЛИ...........................................34
НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА...................... 65
1.	Известь строительная.............................65
1.1.	Классификация извести.......................65
1.2.	Технические требования и свойства...........66
1.3.	Методы испытаний............................68
1.4.	Сырье для производства извести..............68
1.5.	Процесс получения извести ..................69
1.6.	Область применения..........................71
2.	Гипсовые вяжущие материалы......................72
2.1.	Сырье для производства гипсовых вяжущих веществ .. 72
2.2.	Безобжиговые гипсовые вяжущие ..............77
2.3.	Низкообжиговые гипсовые вяжущие.............78
2.4.	Высокообжиговые гипсовые вяжущие............84
2.5.	Смешанные гипсовые вяжущие..................86
3.	Изделия на основе гипсовых вяжущих веществ..... 88
Литература.........................................103
4.	Цементы........................................104
4.1.	Цементы на основе портландцементного клинкера.106
4.2.	Цементы сульфатостойкие ...................ПО
599
4.3.	Цемент для строительных растворов..........114
4.4.	Портландцементы белые......................116
4.5.	Портландцементы цветные....................118
4.6.	Алюминатные цементы................... ...	119
4.7.	Область применения цементов______________  121
4.8.	Тенденции в области развития нормативной базы цементной промышленности......................  127
Литература........................................128
ЦЕМЕНТНЫЕ БЕТОНЫ.................................... 129
1.	Бетоны ........................................129
2.	Бетонные смеси и бетоны ...........;...........132
3.	Выбор материалов для бетона.. .................140
3.1.	Цемент ................................    140
3.2.	Крупный заполнитель........................141
3.3.	Мелкий заполнитель ..:...................  142
3.4.	Добавки..................................  143
4.	Общие положения по расчету состава бетона .....144
4.1.	Основные расчетные формулы для определения состава бетона........................................  145
4.2.	Бетоны общестроительного назначения .....  146
4.3.	Бетоны специального назначения ..........  155
4.4.	Легкие бетоны........................:.....160
5.	Нормативные и расчетные значения прочностных и деформационных характеристик бетона...........163
6.	Расчет состава бетона при нормировании некоторых показателей назначения........................  164
Приложения......................................  167
Литература........................................169
ДОБАВКИ В БЕТОН......................................170
Литература........................................190
АРМАТУРНАЯ СТАЛЬ ..................................  191
СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ. СУХИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ
СМЕСИ................................................209
1.	Классификация растворов .......................209
1.1.	Требования к материалам....................210
1.2.	Технологические свойства растворных смесей.212
1.3.	Требования к затвердевшим растворам........212
1.4.	Приготовление растворных смесей............213
1.5.	Контроль качества растворных смесей........217
600
1.6.	Контроль физико-механических характеристик растворов........................................221
1.7.	Штукатурные растворы........................236
2.	Декоративные растворы...........................240
2.1.	Составы для декоративной отделки фасадов и интерьеров.....................................247
3.	Сухие строительные смеси........................248
КЕРАМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ................................253
1.	Керамические материалы и изделия................253
2.	Конструкционная строительная керамика ..........257
2.1.	Кирпич и камни керамические.................258
2.2.	Панели из керамического кирпича ............273
2.3.	Кирпич глиняный для дымовых труб (ГОСТ 8426-75) ... 274
2.4.	Приемка, маркировка, транспортирование и хранение изделий..........................................275
3.	Облицовочная керамика ..........................277
3.1.	Кирпич и камни керамические лицевые (ГОСТ 7484-78) .. 277
3.2.	Плитки облицовочные керамические............281
4.	Кровельная керамика (черепица) .................294
5.	Санитарно-технические изделия...................299
6.	Трубы керамические..............................305
6.1.	Трубы керамические канализационные (ГОСТ 286-82) ... 305
6.2.	Трубы дренажные.............................308
7.	Специальная керамика............................311
7.1.	Кислотоупорная керамика.....................311
7.2.	Огнеупорная керамика........................316
7.3.	Огнеупорная теплоизоляционная керамика......319
7.4.	Теплоизоляционная керамика..................323
8.	Дорожные керамические материалы (клинкер) ......326
9.	Декоративно-художественная керамика ............327
Приложение.........................................328
СТЕКЛО И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ ..............332
1.	Понятие о стекле. Классификация стекла..........332
1.1.	Стекло, стеклообразное состояние ...........332
1.2.	Классификация стекол, их составы............333
2.	Свойства стекол в твердом состоянии ............337
2.1.	Физические свойства.........................337
2.2.	Теплофизические свойства ...................339
2.3.	Оптические свойства.........................341
601
2.4.	Электрофизические свойства ..................344
2.5.	Химическая стойкость стекол..................344
3.	Применение стекла в строительстве................345
3.1.	Виды архитектурно-строительного стекла и области применения........................................345
3.2.	Характеристика листового стекла различного ассортимента......................................349
3.3.	Листовое стекло со специальными свойствами...354
3.4.	Архитектурно-строительные и облицовочные изделия из стекла и шлакоситаллов.............................361
3.5.	Теплоизоляционные и звукоизоляционные стекломатериалы...................................365
3.6.	Художественное стекло в строительстве и архитектуре .. 368
Литература...........................................377
БИТУМНЫЕ МАТЕРИАЛЫ .....................................378
1.	Классификация и область применения битумов, стандартные требования к ним ........................378
1.1.	Битумы нефтяные дорожные вязкие..............378
1.2.	Кровельные битумы. Марки и технические требования .. 386
1.3.	Строительные битумы..........................388
1.4.	Изоляционные битумы. Марки и технические требования 390
1.5.	Специальные нефтяные битумы..................393
1.6.	Жидкие нефтяные дорожные битумы..............393
1.7.	Условия применения нефтяных битумов в дорожном строительстве. Выбор битумов......................397
2.	Метода испытаний органических вяжущих материалов.... 403
2.1.	Отбор проб органических вяжущих веществ и подготовка их для испытаний..................................403
2.2.	Методы определения свойств вязких нефтяных битумов.. 404
2.3.	Определение растворимости битума в органических растворителях.....................................439
2.4.	Метод определения содержания парафинов поГОСТ 17789.......................................441
2.5.	Рентгенофазовый метод определения парафинов по ГОСТ 28967-91......................................445
2.6.	Определение водорастворимых кислот и щелочей.448
2.7.	Определение зольности битумов ...............449
2.8.	Метод определения абсолютной вязкости в ротационном вискозиметре.......................................452
602
2.9.	Определение группового состава битумов................455
3.	Методы определения свойств жидких нефтяных битумов .. 459
3.1.	Метод определения условной вязкости по ГОСТ 11503 .. 459
3.2.	Определение количества испарившегося разжижителя из жидких битумов по ГОСТ 11504............................462
3.3.	Определение фракционного состава жидких битумов . 464
3.4.	Определение свойств остатка жидкого битума после
отбора фракций, выкипающих при 360 °C..............467
Литература...........................................468
КРОВЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ....................................470
1.	Классификация кровельных материалов...............470
2.	Рулонные кровельные материалы.....................473
2.1.	Общие требования..............................473
2.2.	Методы испытания..............................475
2.3.	Основные свойства рулонных кровельных материалов...	476
3.	Мастичные кровельные материалы....................484
3.1.	Общие требования..............................484
3.2.	Методы испытаний..............................486
3.3.	Основные свойства мастичных кровельных материалов ...	488
4.	Штучные кровельные материалы......................491
4.1.	Асбестоцементные волнистые листы..............491
4.2.	Черепица......................................496
5.	Металлические кровельные материалы................499
6.	Мембранные кровельные материалы...................502
Литература...................................................503
ЛЕСНЫЕ МАТЕРИАЛЫ................................................504
1.	Особенности древесины как строительного материала.504
2.	Методы защиты древесины от гниения, возгорания и
поражения древогрызущими насекомыми .......................508
3.	Лесные материалы..........................................513
КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ........................................534
ПОЖАРОБЕЗОПАСНЫЕ И ОГНЕУПОРНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ................................557
Литература...................................................591
ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ.....................................592
1. Классификация и область применения теплоизоляционных материалов, стандартные требования к ним......592
Литература...................................................598
СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Учебно-справочное пособие
Ответственный редактор И. Ю. Жиляков Художник В. Кириченко
Корректоры: В. Булгаков, Н. Никанорова
Сдано в набор 12.02.2005. Подписано в печать 10.06.2005.
Формат 60 x 84/16. Бум. тип № 2.
Гарнитура CG Times. Печать высокая. .Усл. п. л. 40,86.
Тираж 5000 экз. Зак. Ха 2396
Издательство «Феникс»
344082, г. Ростов-на-Дону, пер. Халтуринский, 80
Изготовлено с готовых диапозитивов в АПП «Джангар»
358000, г. Элиста, ул. Ленина, 245
феникс
ISBN 5-222-05904-9
9 785222
059043