Выбор стеновых материалов: стеновой камень и стеновые блоки

В зависимости от восприятия нагрузок от здания стены могут быть несущими, самонесущими и ненесущими. Несущие стены воспринимают нагрузки от других частей здания (перекрытий, крыш) и вместе с собственной массой передают их фундаментам. Самонесущие стены опираются на фундаменты, но нагрузку несут только от собственной массы. Ненесущие (навесные) стены являются ограждениями, опирающимися на каждом этаже на другие элементы здания (каркаса) и воспринимают только собственную массу в пределах одного этажа.
Стены гражданских зданий должны удовлетворять следующим требованиям:

• быть прочными и устойчивыми;
• обладать долговечностью, соответствующей классу здания;
• соответствовать степени огнестойкости здания;
• быть энергосберегающим элементом здания;
• иметь сопротивление теплопередаче согласно теплотехническим нормам, при этом обеспечивать необходимый температурно-влажностный комфорт в помещениях;
• обладать достаточными звукоизолирующими свойствами;
• иметь конструкцию, отвечающую современным методам возведения конструкций стен.

Выбор типа стен должен быть экономически оправдан исходя из заданного архитектурно-художественного решения и отвечать требованиям заказчика, при этом материалоемкость (расход материалов) стен должна быть по возможности минимальной, так как это во многом способствует снижению трудозатрат на возведение стен и общих расходов на строительство.
Оптимальная толщина стены должна быть не менее предела, определяемого статическим и теплотехническим расчетами. С января 1997 года вступили в силу Изменения 3 к СНиП 11-3-79 Строительная теплотехника: требуемое сопротивление теплопередаче для жилых помещений увеличено вдвое, а с 2000 года оно было увеличено в 3,45 раза. Если следовать букве закона, то стены из одинарного кирпича должны возводиться толщиной в в 1,5 м, поэтому целесообразно использовать комбинированные конструкции наружных стен: несущая часть стены минимальной толщины плюс эффективный утеплитель и декоративная отделка.
По виду материала стены могут быть каменными, деревянными, а также из местных материалов, комбинированными (типа сэндвич). Каменные стены по конструкции и способу возведения подразделяются на стены из кладки, монолитные и крупнопанельные.
Кладка это конструкция, выполненная из отдельных стеновых камней, швы между которыми заполняются кладочными растворами. Для создания прочной монолитной системы ряды кладки делаются с несовпадением вертикальных швов, то есть с их перевязкой. Распространены цепная (двухрядная) и многорядная системы перевязок. Толщина швов кирпичных стен должна находится в диапазоне 10..12 мм.
Для кладки наружных стен используют как простые растворные смеси (цементные), так и сложные (цементно-известковые, цементно-глиняные), отличающиеся высокой пластичностью, водоудерживающей способностью и экономичностью. Предел прочности при сжатии растворов обычно не превышает 5..10 МПа после 28 суток естественного твердения.
При приготовлении таких растворов (их иногда называют холодными) в качестве заполнителя идёт природный, чаще всего кварцевый песок с максимальной крупностью до 5 мм. Если в качестве заполнителя используется пористый заполнитель (например, вспученный перлит, вермикулит), такие растворы называются теплыми. Имея среднюю плотность, как правило, не более 1200 кг/м и теплопроводность до 0,27 Вт/мС, они исключают мостики холода в кладке.
В современном строительстве все больше применяются так называемые сухие кладочные смеси. Они поставляются в мешках, чаще всего массой до 25 кг, затворяются водой на месте производства работ и перемешиваются с помощью миксера, мешалки или дрели с насадкой.
Поскольку современные технологии позволяют изготавливать стеновые камни с минимальным (до 1 мм) отклонением в геометрических размерах от стандартных размеров, то можно вести так называемую тонкошовную кладку с использованием кладочных клеев на основе тонкодисперсных сухих смесей с размером частиц заполнителя не выше 1..2 мм. В результате толщина кладочного шва составляет всего несколько миллиметров, что приводит к значительной экономии кладочного раствора, при этом практически исчезают мостики холода в кладке.
Из чего же строят современные каменные малоэтажные дома? На данный момент времени, в качестве стеновых камней используются:

• керамический кирпич;
• силикатный кирпич;
• малые строительные стеновые блоки.

Керамический кирпич
Керамический кирпич является классическим строительным материалом, известным человечеству с третьего тысячелетия до н. э. Обладая высокой долговечностью, прочностью и морозостойкостью, хорошей теплоизоляцией (особенно у пустотелого кирпича) и прекрасным внешним видом (у облицовочного), керамический кирпич является самым распространённым на данный момент на планете строительным камнем.
За всё время своего существования, керамический кирпич принял настолько много обликов и приобрёл такое количество дополнительных свойств и характеристик, что простое их перечисление и краткое описание пришлось вынести в отдельную статью.
Силикатный кирпич
Силикатный кирпич относительно молодой, по сравнению с остальными, строительный материал: его прототип был создан в 1880 году, а технология его массового производства была разработана только в первой половине XX века. Однако, на данный момент времени, силикатный кирпич уже завоевал себе место под солнцем, в первую очередь благодаря тому, что при физических характиристиках, вплотную приближающихся к характеристикам керамического кирпича, он намного (в отдельных случаях в два раза) дешевле. Кроме того, технология производства силикатного кирпича позволяет получать большее количество цветовых оттенков конечной продукции, а, в некоторых случаях, и более точную (по сравнению с керамическим) геометрию строительного камня.
Поскольку многие физические характеристики силикатного кирпича и силикатных блоков, а также методика их монтажа совпадают, подробная информация об этих строительных материалах приведена в статье, посвящённой изделиям из газосиликата и силикатного бетона.
Малые стеновые блоки
Блоки являются несущим и самонесущим строительным материалом и могут использоваться для возведения как несущих стен (в домах с высотностью не более трёх этажей), так и внутренних перегородок.
Применение в строительстве малых стеновых блоков позволяет:

• увеличить полезную площадь помещений за счёт уменьшения толщины стен (несущая способность кладки из большинства видов блоков на 20% выше, чем предусмотрено СНиП Каменные и армокаменные конструкции. Нормы проектирования для кладки из керамического кирпича той же толщины);
• резко повысить производительность процесса строительства (скорость монтажа блоков в 4..5 раз выше, чем скорость монтажа кирпича для того же возводимого объёма);
• сэкономить на возведении элемента конструкции до 60% раствора. При этом суммарная масса 1 м кладки уменьшится в 1,5 раза;
• снизить себестоимость общестроительных работ, по сравнению с использованием обычного кирпича, на 30..40%.

Таким образом, высокая производительность строительства, отсутствие необходимости использовать сложные грузоподъёмные механизмы и уменьшение площади застройки приводят к резкому снижению удельной стоимости 1 м жилья.
Табл. 1. Основные виды малых стеновых блоков и их характеристики

Материал
Средняя плотность, кг/м
Теплопроводность, Вт/мС
Звукоизолирующая способность, дБ
Размеры, мм
Масса, кг

Газосиликатные блоки
300..800
0,08..0,21
30..40
[500..600][100..300][288, 300]
11..22

Силикатные блоки
1000..2400
0,38..0,70
20..30
[250..500][70..240][200..300]
10..40

Керамзитобетонные блоки
600..1400
0,38..0,50
30..40
390[90, 190]190
13..26

Рассмотрим подробнее приведенные в табл. 1 виды стеновых блоков.
Силикатные и газосиликатные блоки
Эти виды блоков на данный момент времени наиболее используемые в гражданском строительстве. Блоки дышат, что способствует регуляции уровня влажности в помещении. Материал, из которого изготавливаются блоки, не подвержен гниению, негорюч, при этом имеет отличные теплоизоляционные свойства. Строения из силикатных и газосиликатных блоков практически вечны и не требуют специального ухода.
Вместе с тем, подобные блоки имеют сравнительно высокое водопоглощение, что предполагает их дополнительную защиту штукатурными составами или облицовочным кирпичом. Подобная практика является нормой при работе с подавляющим большинством видов строительных блоков.
Более полные сведения о изделиях из силикатного бетона и газосиликата, их характеристиках и особенностях работы с ними, приведены в специально написанной статье.
Керамзитобетонные блоки
Исходным материалом для таких блоков служит керамзит (вспененная и обожженная глина), вода и цемент. Спекшаяся оболочка, покрывающая гранулу керамзита, придает ей высокую прочность. Именно поэтому керамзит, обладающий высокой прочностью и легкостью, является основным видом пористого заполнителя для данного вида блоков.
Блоки, из-за особенности структуры, имеют более высокие, нежели у обычного бетона, звуко- и теплоизоляционные характеристики и обладают более высокой химической стойкостью при воздействии на них таких агрессивных сред, как растворы сульфатов, едких щелочей, углекислоты и т.д., а наличие крупного фракционированного заполнителя приводит к значительному снижению общего веса возводимых конструкций.
Керамзитобетон, по сравнению с тяжелыми бетонами, обладает высокой структурной пористостью, что снижает его физико-механические характеристики, такие как прочность, морозостойкость, плотность. Изделия на основе керамзитобетона обладают достаточной хрупкостью по сравнению с обычными бетонами, что приводит к сужению спектра применения таких изделий. Кроме того, керамзитобетонные блоки имеют относительно высокую поверхностную пористость, что приводит к их повышенному влагопоглощению.
Изделия из такого бетона используются в качестве несущих конструкций в жилищном, гражданском и промышленном строительстве.