28 и 29 октября. Проблемы экологии в контексте цифровой трансформации общества... Архитектура. Инженерия. Цифровизация. Экология» пройдет в...


Каменные стены

Каменные стены


Штучный товар

Капитальность строения – вот что ценит русский человек в своем жилище. А самые прочные стены - каменные. На сей раз для тех, кто намерен обзавестись индивидуальным домом, портал Realestate.ru рассказывает о стенах из кирпича и из бетонных конструкций, или минеральных материалов. Допустим, конструктивное решение дома вами определено. И теперь при выборе стенового материала, вам как рачительному хозяину предстоит оценить тот или иной материал по трем критериям: долговечность, внутренний комфорт и архитектурная выразительность фасада индивидуального дома.

Кирпич и облегченный бетон одинаково огнеупорны, не подвержены гниению и достаточно долговечны. Относительно малые размеры и того и другого «штучного товара», а также легкость их обработки позволяют строить из них стены сложных конфигураций. В чем же разница? В оптимальном сочетании теплопроводности, плотности и прочности материала.

Кирпич – один из наиболее древних материалов. Достаточно вспомнить кирпичные постройки Месопотамии и Древнего Египта, возраст которых составляет 4-5 тысяч лет, очень распространен кирпич был и в Древнем Риме. Но на Руси в промышленных масштабах кирпич начали делать в X веке. Для наиболее прочной связи кирпичи размещают вдоль и поперек друг к другу. Этот оптимальный вариант кладки люди придумали тоже с незапамятных времен. Она-то и продиктовала стандартные размеры кирпича: соотношение между сторонами кирпича должно быть 1:0,5:0,25-0,3. С тех пор мало что поменялось в использовании кирпича.

По областям применения и по назначению кирпич принято делить на рядовой, облицовочный и специальный. Достоинства кирпичных стен толщиной 25 см (в один кирпич) в том, что они способны нести любую равномерно распределенную нагрузку (другими словами, железобетонные перекрытия стена выдержит). Но вам не избежать закладки весьма основательного фундамента - кирпичные стены очень тяжелые и достаточно плохо выдерживают деформации. Ленточные фундаменты на полную глубину промерзания – самый распространенный рецепт.

НА 1 КУБИЧЕСКИЙ МЕТР КЛАДКИ НУЖНО 400 ШТУК ОДИНАРНОГО РЯДОВОГО КИРПИЧА И 0,25 КУБОМЕТРА РАСТВОРА
(В ШТАБЕЛЕ ОБЪЕМОМ 1 КУБОМЕТР ПРИМЕРНО 500 ШТУК КИРПИЧЕЙ)


Кирпич обладает высокой теплопроводностью и чтобы удовлетворять требованиям новой редакции СНиП «Строительная теплотехника», толщина стены из обычного керамического рядового кирпича в средней полосе России должна быть не менее 170 см! Из силикатного кирпича стены будут еще толще. Но применение сплошной кладки из полнотелого кирпича толщиной более 38 см (1,5 кирпича) экономически не выгодно. В таком количестве кирпича просто не смогут произвести все наши заводы вместе взятые. Поэтому при возведении кирпичных стен используют различные многослойные конструкции, в которых кирпичная кладка выполняет несущую функцию, а теплозащитную берет на себя утеплитель.

Теплые стены можно сделать, используя материалы с низкой теплопроводностью, например, легкие бетоны. Это различные варианты бетонов с наполнителями, теплотехнические свойства которых гораздо лучше, чем у обычных бетонов и кирпича.
Сплошную кирпичную кладку стены обычно утепляют снаружи эффективными теплоизоляционными материалами. Причем во всех климатических зонах толщина каменной стены будет - всего лишь 25 см, она будет легче. Общая же толщина стеновой конструкции с такой системой утепления - 40-50 см. Хотите прочнее (или капитальнее), увеличьте смету расходов на стены.

Таблица 1 Сравнительные характеристики минеральных стеновых материалов

ПоказателиКирпич строительныйСтроительные блоки Пенобетон Полистирол
глиняныйсиликатныйкерамзито-бетонгазобетон (автоклавный)(неавтоклавный)бетон
Плотность, кг/м31700-18001800500-1800300-1200300-1200300-500
Теплопроводность, Вт/м*С0,560,88 0,14-0,660,08-0,380,07-0,380,081-0,19
Морозостойкость, кол-во циклов252525353530-100
Водопоглощение, % по массе248-108-158-154-6
Толщина стены(см) 16726242-20024-11321-11324-56

Источник: исследования Realestate.ru
ПРИМ. Более подробно характеристики представленных материалов приведены в Таблице 1.1


Таблица 1.1 Свойства некоторых стеновых материалов по СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника»

МатериалПлотность, кг/м3Удельная теплоемкость, кДж/(м * оС)Коэффициент теплопроводности, Вт/(м* оС)Паропроницаемость, мг/(м*ч*Па)
Железобетон2500 0,841,69 0,03
Бетон на гравии или щебне из природного камня 2400 0,84 1,510,03
Керамзитобетон и керамзитопенобетон1800 - 6000,84 0,66-0,14 0,09-0,30
Газо- и пенобетон, газо- и пеносиликат1000-3000,840,29-0,080,11-0,26
Кладка из сплошного глиняного кирпича
на цементно-песчаном растворе18000,88 0,56 0,11
на цементно-шлаковом растворе 17000,880,52 0,12
на цементно-перлитовом растворе 16000,88 0,470,15
Кладка из силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе1800 0,88 0,70 0,11
Кладка из пустотного керамического кирпича на цементно-песчаном растворе
плотность кирпича 1400 кг/м31600 0,88 0,470,14
плотность кирпича 1000 кг/м3 12000,880,350,17
Кладка из силикатного четырнадцатипустотного кирпича на цементно-песчаном растворе14000,88 0,520,14
Перлитопластобетон (ТУ 480-1-145-74)200
100
1,05
1,05
0,041
0,035
<0,008
0,008/td>

Как видно из таблицы, использование блоков из легкого бетона позволяет делать стены гораздо тоньше кирпичных, при тех же теплозащитных свойствах. А малый вес и большие по сравнению с кирпичом габариты ускоряют процесс строительства. Важная характеристика легкого бетона - плотность, которая может составлять от 200 до 1200 кг/м3. Чем ниже плотность материала, тем лучше его теплозащитные свойства и меньше расход материальных, трудовых и энергетических ресурсов, но при этом меньше его прочность. Например, в случае ячеистого бетона уменьшение плотности в два раза приводит к снижению прочности в восемь раз. Именно поэтому для возведения стен обычно используют блоки из легкого бетона плотностью 600–700 кг/м3.


ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЯЧЕИСТОГО БЕТОНА (ИЛИ ИСКУССТВЕННОГО КАМНЯ) С ХАРАКТЕРИСТИКАМИ БЛИЗКИМИ К ДЕРЕВУ БЫЛА РАЗРАБОТАНА В НАЧАЛЕ XX ВЕКА ШВЕДСКИМ АРХИТЕКТОРОМ А. ЭРИКССОНОМ. В РОССИИ ЭТОТ МАТЕРИАЛ НАЧАЛИ ПРИМЕНЯТЬ В 50-60-Х ГОДАХ.

Загородные дома из традиционного бетона строят достаточно редко - слишком уж это холодный материал. Но в сочетании с современными эффективными утеплителями и эта проблема решается. Например, дома, возводимые по технологии «изодом-2000». Там в качестве несъемной опалубки используются профилированные блоки из пенополистирола, в которые и заливается бетон. Бетонные стены в оболочке из пенополистирола хоть и дешевы и теплы, но жить в «парнике» постоянным читателям Realestate.ru не советует. Упоминаем об этом варианте стен лишь потому, что назначение загородных построек может быть разным. Теплые кирпичные стены, в которых жить несравненно приятнее, получатся, если утеплителем заполнить полость колодцевой кладки.

Монолитный железобетон разумно использовать, пожалуй, лишь в качестве каркаса, внутри которого выкладываются стены из кирпича или строительных блоков с последующим их утеплением. В результате в таких домах все нагрузки принимает на себя монолитный каркас, так что сами стены могут иметь минимальную толщину.

Итак, выбор материала для стен загородного дома превратится в решение увлекательной задачки, в которой теперь нет неизвестных функций. Алгоритм решения задачки собственнику придется выбирать самостоятельно.

СПРАВКА Realestate.ru


Кирпич

В домах со стенами из кирпича можно использовать железобетонные плиты-перекрытия. Малые размеры кирпича позволяют строить из него стены самых сложных конфигураций с самыми разнообразными декоративными элементами. Высокая теплоемкость обеспечивает кирпичному дому прохладу летом и длительное тепло зимой даже после отключения отопления.

Сейчас в мире выпускается более 15000 различных видов кирпича: керамический, полусухого прессования, силикатный, кислотоупорный, огнестойкий, керамит, клинкер и множество других. Все они имеют свои особенности и области применения. Именно по областям применения и по назначению кирпич принято делить на рядовой, облицовочный и специальный.

При возведении наружных и внутренних стен мы обычно имеем дело с рядовым (строительным) кирпичом. Он бывает одинарный, полуторный, двойной и нестандартный (реставрационный, четверной, восьмерной и т.д.). Линейные размеры стандартного кирпича отечественного производства жестко фиксированы: одинарный кирпич имеет длину 250 мм, ширину 120 мм и высоту 65 мм; полуторный - 250х120х88 а двойной 250х120х138 мм. Поэтому можно легко сосчитать, что в одном метре кладки по высоте размещается примерно 13 рядов одинарного, 10 – полуторного и 6,5 двойного кирпича, при этом швы горизонтальные и вертикальные обычно делают по 1 сантиметру.

Сразу скажем, что в Европе и Америке приняты иные стандартные размеры кирпича, например американский стандарт 250х78х65 мм. Эту особенность нужно обязательно помнить, ведь толщина всех железобетонных элементов (перемычки, ригели, плиты перекрытия и др.), выпускаемых отечественными предприятиями, ориентирована на российский стандарт и кратна высоте кладки из одинарного кирпича (75 мм) или равна его высоте (65 мм). Именно поэтому все эти конструкции легко стыкуются с кирпичной кладкой. А вот при использовании импортного кирпича могут возникнуть определенные проблемы.

Прочность выпускаемого российскими заводами кирпича на сжатие характеризуется его маркой. Чаще всего она бывает от М-50 до М-300. Чем выше марка, тем кирпич прочнее и дороже. Для кладки малоэтажных домов вполне достаточно кирпича М-100 - М-150. Но прочность кладки зависит не только от кирпича, но и от рецептуры раствора. Так для 8-ми метровой стены в полтора кирпича марка раствора должна быть не ниже М-50.

ЧЕМ ВЫШЕ МАРКА, ТЕМ КИРПИЧ ПРОЧНЕЕ И ДОРОЖЕ


Важный параметр кирпича – пустотность. По нему кирпич делится на полнотелый и эффективный. Полнотелый кирпич имеет полости, составляющие не более 13% его объема, а эффективный - до 45%. Поэтому при использовании эффективного кирпича для возведения наружных стен, их можно делать более тонкими, так как по сравнению с полнотелым эффективный кирпич обладает гораздо меньшей теплопроводностью.

Ну а по морозостойкости кирпич делится на марки от Мрз15 до Мрз100, что соответствует количеству циклов замораживание-размораживание до разрушения. Из многолетнего опыта строительства известно, что у нас, в средней полосе, лучше применять кирпич с морозостойкостью не менее 25 циклов (Мрз25).

В отличие от рядового, облицовочный кирпич имеет качественную наружную поверхность. Кроме того, он гораздо более устойчив к внешним воздействиям. Существует немало его разновидностей. Лицевой кирпич можно узнать по гладкой, ровной поверхности и правильной геометрии, в отличие от него фасонный кирпич бывает самой разной формы - угловой, полукруглый, П-образный и множества других. На поверхность фасадного кирпича традиционной прямоугольной формы обычно нанесен рисунок, который и дает ему название: березка, родничок, античный, ромб, колотый и т.п.

При возведении стен часто используется силикатный кирпич. Он прочнее и тяжелее красного, но его нельзя применять там, где на него будет попадать вода, например в фундаментах, или он будет подвержен высоким температурам – в дымоходах. В составе силикатного кирпича много извести, что и обуславливает его низкую водостойкость, а при высокой температуре он разлагается.

А вот клинкерный (экструдированный) кирпич хорош именно для мощения площадок, изготовления ступеней и т.п.


Многослойные конструкции

Чтобы добиться необходимых теплозащитных свойств, при использовании сплошной кирпичной кладки, используют различные способы утепления стен. Чаще всего применяют их наружное утепление. Применение современных эффективных теплоизоляционных материалов позволяет во всех климатических зонах делать стену минимальной толщины (25 см). Исходим лишь из требований прочности, необходимую тепловую защиту обеспечит утеплитель нужной толщины. Общая толщина стеновой конструкции с такой системой утепления может составить 40-50 см.

Как делают колодцевые кладки? Между наружной (фасадной) кладкой, толщина которой обычно составляет 125 мм, и внутренней (несущей), толщина которой выбирается из конструктивных соображений (чаще всего 250 мм), организуются связи из кирпичных перевязок. Такая конструкция позволяет уменьшить расход кирпича, а помещенный внутрь стены утеплитель обеспечивает необходимые теплофизические свойства. Заполнение внутренних пустот минеральными утеплителями повышает тепловую эффективность кирпичной стены на 20-30%, а пенопластом - вдвое. Общая толщина таких стен в зависимости от толщины примененного утеплителя может составлять 53-65 см.

Чтобы сократить расход кирпича, уменьшить массу стен и нагрузку на фундамент, наружные стены можно выложить из эффективного (дырчатого, щелевого) кирпича, с использованием уширенных швов, применяя теплые штукатурные растворы. В этом случае расход кирпича сокращается на 15-30%. Еще на 10-15% теплозащитные свойства кирпичных стен можно улучшить, используя кладочные растворы на основе шлака, керамзита, туфа, перлита. Но все равно толщина таких стен без дополнительного утепления составляет 80-90 см.

В последние годы вместо кирпича для возведения стен используют крупноформатные блоки из поризованной керамики со специально организованной пустотностью. При их изготовлении в состав керамики вводят органические и минеральные добавки, способствующие образованию пор в процессе его производства. В результате такие блоки оказываются гораздо легче традиционного кирпича, а их теплопроводность составляет 0,2-0,26 Вт/м*оС, что более чем в два раза ниже, чем у обычного керамического кирпича. При этом их прочностные характеристики достаточны для возведения несущих стеновых конструкций. В результате применение поризованной керамики позволяет использовать вместо многорядной более простой тип кладки.

Легкие бетоны

Легкие бетоны известны уже давно. Достаточно вспомнить такой материал как шлакобетон. Его получают смешивая топливный или металлургический шлак с вяжущим. При этом получается относительно легкий и прочный материал, который по своим теплозащитным свойствам в 1,5 раза эффективнее полнотелого кирпича. Стены из шлакобетона относительно долговечны - правильно выполненные и качественно защищенные от влаги, они прослужат не менее 50 лет. Кроме шлака для изготовления блоков и панелей используют бетоны с добавками керамзита, перлита, вермикулита пемзы, туфа и других материалов, уменьшающих вес и повышающих их теплозащитные свойства. Они состоят из основного конструктивного слоя из легкого или ячеистого бетона плотностью 1200-1400 кг/м3, который находится между внутренним отделочным и наружным защитно-отделочным слоями толщиной 10-25 мм. Для наружной отделки применяют паропроницаемые материалы, которые одновременно придают поверхности необходимую водонепроницаемость.

Особенность этих материалов, за исключением керамзитобетона, в том, что они легко впитывают влагу. Дома из таких материалов не любят сезонной эксплуатации, а стены не терпят такие стены и деформаций - для них необходим ленточный фундамент.

Гораздо более совершенными и современными материалами являются ячеистые бетоны. Технология получения искусственного камня с характеристиками близкими к дереву была разработана в начале XX века шведским архитектором А. Эрикссоном. Международный патент на ячеистый бетон был получен в 1924 году, а промышленное производство его началось в 1929 году. В России этот материал начали применять в 50-60-х годах.

Итак, что же такое ячеистый бетон. Это искусственный камень с равномерно распределенными по его объему порами. Воздушные пузырьки занимают около 80% материала, обеспечивая ему низкую теплопроводность и высокие теплоизоляционные свойства. Ячеистый бетон огнестоек, прочен, он не гниет, не стареет и не выделяет токсичных веществ. По способу изготовления его делят на автоклавный и безавтоклавный.

Автоклавный ячеистый бетон, его также называют газобетон или газосиликат состоит из кварцевого песка, цемента, извести, алюминиевой пудры и воды, которые смешивают и помещают в автоклав, где происходит их вспенивание и последующее твердение. Газ (водород), возникающий при вспучивании сырой смеси увеличивает ее объем в 5 раз. Изделия из ячеистого бетона изготавливаются в заводских условиях.

Неавтоклавный ячеистый бетон это легкий ячеистый бетон, получаемый в результате твердения раствора, состоящего из цемента, песка, воды и пены. Его так и называют – пенобетон. В состав материала могут быть введены красители, ускорители твердения пенобетонной массы, пластификаторы и армирующие средства. Пена обеспечивает необходимое содержание воздуха в бетоне и его равномерное распределение во всей массе в виде замкнутых ячеек. Для образования пены используют различные натуральные и синтетические пенообразователи.

ПО СРАВНЕНИЮ С ОБЫЧНОЙ КИРПИЧНОЙ КЛАДКОЙ СТЕНЫ ИЗ ЛЕГКОГО БЕТОНА ОКАЗЫВАЮТСЯ ГОРАЗДО БОЛЕЕ ЭКОНОМИЧНЫМИ


К достоинствам пенобетона относят легко задаваемую прочность на сжатие, хорошую тепло- и звукоизоляцию, низкое водопоглощение, малый коэффициент усадки, устойчивость к переменному замораживанию, оттаиванию и высокую пожаростойкость. Если добавить к этому простоту и легкость укладки стеновых блоков из пенобетона - для их изготовления используется пенобетон плотностью 700-800 кг/м3, в результате блок размером 600х300х250 весит не более 36 кг, возможность пилить, сверлить, фрезеровать и вбивать в этот материал гвозди, то строить из такого материала легко и быстро.

Кладка стен из блоков намного проще и дешевле кирпичной кладки, что объясняется правильной геометрией блоков, их унифицированными размерами. При использовании соответствующего раствора, блоки, отвечающие всем требованиям, предъявляемым к массивной однорядной и двухрядной кладке, применяются в качестве строительного материала для несущих наружных и внутренних стен, причём прочностные характеристики блоков позволяют возводить здания с перекрытиями из пустотных плит высотой до трёх этажей. Ну а для того, чтобы обеспечить требуемое для Москвы и Московской области действующим СНиПом «Строительная теплотехника» термическое сопротивление наружных стен R0=3,15, ее толщина при использовании блоков ячеистого бетона плотностью 500-600 кг/м3 составит всего около 40 см.

Так что по сравнению с обычной кирпичной кладкой стены из легкого бетона оказываются гораздо более экономичными, а для их возведения нужно гораздо меньше сил и времени. Для примера: бригада из 3 человек при 8-часовом рабочем дне способна возвести коттедж площадью 100 кв. м всего за 2 недели. На строительство такого же кирпичного здания времени потребуется гораздо больше.

Очень близок по своим свойствам к ячеистым бетонам еще один современный строительный материал - вспененный бетон с пенополистирольным наполнителем. Интересно, что этот материал был еще 25 лет назад в России, а применение нашел в Германии, Франции и Италии. Его возвращение в Россию вместе с западной технологией производства связано с ужесточением требований по теплосбережению. Интерес к этому материалу, как и к другим легким бетонам непрерывно растет.

Многослойные конструкции

Чтобы добиться необходимых теплозащитных свойств, при использовании сплошной кирпичной кладки, используют различные способы утепления стен. Чаще всего применяют их наружное утепление. Применение современных эффективных теплоизоляционных материалов позволяет во всех климатических зонах делать стену минимальной толщины (25 см). Исходим лишь из требований прочности, необходимую тепловую защиту обеспечит утеплитель нужной толщины. Общая толщина стеновой конструкции с такой системой утепления может составить 40-50 см.

Как делают колодцевые кладки? Между наружной (фасадной) кладкой, толщина которой обычно составляет 125 мм, и внутренней (несущей), толщина которой выбирается из конструктивных соображений (чаще всего 250 мм), организуются связи из кирпичных перевязок. Такая конструкция позволяет уменьшить расход кирпича, а помещенный внутрь стены утеплитель обеспечивает необходимые теплофизические свойства. Заполнение внутренних пустот минеральными утеплителями повышает тепловую эффективность кирпичной стены на 20-30%, а пенопластом - вдвое. Общая толщина таких стен в зависимости от толщины примененного утеплителя может составлять 53-65 см.

Чтобы сократить расход кирпича, уменьшить массу стен и нагрузку на фундамент, наружные стены можно выложить из эффективного (дырчатого, щелевого) кирпича, с использованием уширенных швов, применяя теплые штукатурные растворы. В этом случае расход кирпича сокращается на 15-30%. Еще на 10-15% теплозащитные свойства кирпичных стен можно улучшить, используя кладочные растворы на основе шлака, керамзита, туфа, перлита. Но все равно толщина таких стен без дополнительного утепления составляет 80-90 см.

В последние годы вместо кирпича для возведения стен используют крупноформатные блоки из поризованной керамики со специально организованной пустотностью. При их изготовлении в состав керамики вводят органические и минеральные добавки, способствующие образованию пор в процессе его производства. В результате такие блоки оказываются гораздо легче традиционного кирпича, а их теплопроводность составляет 0,2-0,26 Вт/м*оС, что более чем в два раза ниже, чем у обычного керамического кирпича. При этом их прочностные характеристики достаточны для возведения несущих стеновых конструкций. В результате применение поризованной керамики позволяет использовать вместо многорядной более простой тип кладки.

Александр Колотилкин
http://realestate.ru