Совместимость глина и цемент: Производство цементно-глиняных растворов

Содержание

Производство цементно-глиняных растворов

Изготовление цементно-глиняных растворов должно вестись таким образом, чтобы были обеспечены два основных условия получения доброкачественного раствора.
а) возможно более тонкое распадение глины в воде,
б) возможно более тщательное перемешивание всего раствора в целом и особенно цемента с глиной.

Подготовка глины

Принципиально возможно введение глины в цементно-глиняные растворы двумя различными способами: в виде хорошо подготовленного жидкого теста и в виде сухого мелко размолотого порошка. Для получения глиняного молока возможно применить обычную растворомешалку СМ или даже бетономешалку.
Установка для изготовления раствора может состоять из 2 растворомешалок, или даже из одной. Одной растворомешалкой можно ограничиться в том случае, когда подготовку на ней глины можно вести во вторую смену.

На рис. 1 показана общая схема подобной установки, которая состоит из растворомешалки, бункера для готового раствора, отстойника для глиняного молока и откидного лотка к нему. Кроме отстойника имеется расходный ящик для готового глиняного молока. Загрузка глины ведется с помощью подъемного ковша растворомешалки. В корыте растворомешалки глина перемешивается с водой в течение 5—7 минут. Для облегчения распускания глины можно применять подогретую воду или небольшую добавку к воде гашеной извести.

Выгрузка глины из корыта растворомешалки производится через сетку (1—2 мм), закрывающую несколько менее половины выгрузного отверстия. Глиняное молоко, прошедшее через сетку, направляется с помощью лотка в отстойник. Отстойник и расходный ящик расположены таким образом, чтобы из последнего можно было бы легко вести загрузку подъемного ковша глиняным молоком с помощью простейшего дозировочного сосуда (например, ведра и т.п.).
В тех случаях, когда раствор должен готовиться одновременно с глиняным молоком (например, при работе в две смены) приходится устанавливать две растворомешалки (или бетономешалку и растворомешалку) одну для подготовки глиняного молока, спускаемого в расходный бункер, и вторую (растворомешалку) для изготовления собственно раствора (рис.
2).

При наличии пара могут быть применены также паровые глиномешалки в виде корыта, по дну которого прокладываются перфорированные трубы. Распускание глины может быть произведено также гидравлическим путем: в этом случае в ящик с засыпанной в него глиной направляется через штуцер струя воды под давлением. Полученное глиняное молоко сливается через сетку в отстойник, где и доводится до требуемой консистенции либо путем отстаивания, либо путем добавки воды. Наиболее желательна такая консистенция молока, при которой все количество воды, потребное на замес раствора, вводилось бы в растворомешалку при изготовлении раствора в виде глиняного молока. Во всяком случае для облегчения последующего смешивания раствора консистенция подготовленного глиняного молока должна быть такой, чтобы конус СтройЦНИЛа опускался в молоко не менее чем на 14—15 см. Обычно это соответствует объемному весу глиняного молока около 1400—1500 кг/м3 при содержании глины в 650—850 кг/м3 молока (считая на сухую глину).

Смешивание компонентов раствора

Смешивание компонентов цементно-глиняного раствора должно происходить в нижеследующем порядке. В первую очередь в подъемный ковш растворомешалки вливается глиняное молоко (с объемным весом около 1 400 кг/м3), засыпается соответствующее количество цемента, потребное на замес, и совместно загружаются в барабан мешалки. Цемент и глиняное молоко тщательно перемешиваются между собой в течение одной — полутора минут, после чего в полученную массу добавляется соответствующее количество песка и воды (в количестве, необходимом для получения раствора заданной консистенции), после чего перемешивание продолжается вновь еще не менее 1,5—3 минут.
Необходимое время смешивания зависит от принятого соотношения между цементом и глиной, а также от крупности песка. Чем больше глины вводится в раствор, чем мельче применяемый песок и чем больше содержание песка по отношению к цементу, тем больше должно быть время смешивания.

В среднем можно считать, что для различных случаев необходимо нижеследующее время смешивания (табл. 1).

Таблица 1. Продолжительность смешивания цементно-глиняных растворов
Соотношение (цемент : песок) по объёму

Минимальная продолжительность смешивания (в минутах) при отношении (по весу)

цемент : сухая глина

1 : 0,5

1 : 1 до 1 : 1,5

1 : 4 — 5 …
1 : 6
1 : 7,5
1 : 9 -10

1 + 1,5
1 + 2,0
1 + 2,5
1 + 3,0

1,5 + 1,5
1,5 + 2,0
1,5 + 2,5
1,5 + 3,0

Примечание: При крупоном песке время смешивания может быть сокращено, на 25% против цифр, указанных в таблице 1 для среднего песка; при мелком же песке время смешивания должно быть увеличено еще на 20%.

Следует отметить, что наличие непромешанной глины в центно-глиняном растворе поведет к целому ряду дефектов кладки, так как такая глина будет обладать всеми нежелательными свойствами, присущими обычному глиняному раствору, а именно:
а) невозможность отвердевания во влажных условиях;
б) способность размокать и выжиматься из швов, что поведет к осадке кладки и, возможно, к частичному появлению в ней трещин;
в) способность пучиться вследствие замораживания замораживания во влажном состоянии, что может повести к расстройству кладки в целом.

Вышеуказанные нежелательные последствия не могут иметь место в том случае, когда глина тщательно перемешена с цементом. Обеспечение надлежащего перемешивания должно явиться основной задачей контроля правильности изготовления цементно-глиняных растворов.

Что касается тщательности перемешивания цементно-глиняного вяжущего с песком, то в данном случае следует указать, что прочность смешивания всех смешанных растворов (в том числе цементно-известковых и цементно-глиняных) в силу сравнительно небольшого расхода цемента и наличия значительного количества мелких зерен песка и добавки в сильнейшей степени зависит от тщательности смешивания. Кроме того, при увеличении интенсивности смешивания резко повышается пластичность раствора и его однородность, что непосредственно отражается на прочности кладки. В целом можно считать, что за счёт тщательности перемешивания можно добиться повышения прочности раствора, примерно в 1 1/2 — 2 раза. Недостаточное же перемешивание цементно-глиняных растворов, в которых глина осталась в форме отдельных включений, может повести к последующему расстройству кладки.

При более или менее значительной потребности в строительных растворах следует вести изготовление последних с помощью централизованных установок, снабжающих стройку готовым перемешанным строительным раствором. При этом надо учитывать, что сохранение готово-смешанного раствора в течение 3—4 часов обычно не отражается на его прочности.

Производственный контроль

Во время приготовления раствора периодически должны замеряться: консистенция и объемный вес глиняного молока, а также консистенция получаемого раствора. Помимо этого периодически должны изготовляться пробные образцы из раствора, выходящего из растворомешалки. Изготовление пробных образцов следует производить при всяком изменении характера сырья или состава раствора, а при отсутствии изменений — не менее одного раза на каждые 500 м3 кладки. Образцы должны храниться первые двое — трое суток в формах, а затем под влажным покровом, защищающим их от действия солнца и ветра.

Испытание этих образцов должно производиться в возрасте 30 дней. В случае затруднений в изготовлении образцов в форме кубиков возможно контрольные образцы изготовлять в виде нормальных восьмерок, испытываемых на растяжение и на сжатие.

Строительный раствор. Состав цемента

Строительные растворы

Строительный раствор могут быть известковыми, глиняными, глиняно-известковыми, известково-гипсолвыми и глиняно-цементными. Прежде чем добавить глину в раствор, её нужно предварительно размягчить и пропустить через густое сито.

Строительный раствор должен быть абсолютно однородным, чтобы в нём нельзя было различить отдельных ингредиентов. Это достигается путём продолжительного размешивания соответствующим инструментом. Исключительно важным для

строительного раствора является количественное соотношение компонентов. Оно зависит от назначения раствора (кладка, штукатурка, заделка трещин и т.д.).

При большем количестве связующего вещества растворы получаются жирными. Штукатурка из такого раствора при высыхании растрескивается.
При избытке наполнителя (песка) получаются постные растворы, дающие слабую, непрочную штукатурку.

Если при смешивании раствор сильно прилипает к инструменту — он жирный, если не прилипает — постный, нормальный раствор должен слегка прилипать к инструменту.

Приготовление известкового раствора

Приготовление известкового раствора выполняют так: песок равномерным слоем насыпают на прочную основу и покрывают необходимым количеством извести. Смесь несколько раз перелопачивают, затем тщательно перемешивают мотыгой. Посредине делают кратер, в который заливают воду. Смесь снова размешивают таким образом, чтобы кратер постепенно наполнялся смесью, а его края постоянно находились выше раствора для избежания перелива. Готовый раствор должен представлять собой достаточно густую однородную смесь.

Приготовление глиняного раствора

Глиняный раствор можно использовать и для кладки и для штукатурки лишь во вспомогательных и второстепенных постройках. Такой раствор готовят, как известковый, но он слабее известкового. Для увеличения прочности в глиняный раствор добавляют гашеную известь, гипс или цемент.Для глиняно-известкового раствора на одну часть глины берут 0,3…0,4 части гашеной извести и 3…6 частей песка. Количество песка определяется назначением раствора (кладка, штукатурка) Для приготовления глиняно-гипсового раствора на одну часть глины берут 0,25 части гипса и 3. ..5 частей песка, Для глиняно-цементного раствора — на одну часть глины — 0,15…0,2 части цемента и 3…5 частей песка.

Состав цемента

Цемент — главный материал для строительства. В состав цемента входит смесь из известняка и глины. Смесь подвергают спеканию и спеченную массу размалывают и получают порошок серого цвета, состоящий из CaO, Al2O3 и SiO2. Если эту смесь смешать с водой в тесто, то через некоторое время эта масса затвердевает. При добавлении в цемент песка и щебня получают бетон. Если внутри бетонных изделий находится арматура — каркас из железных прутьев или сетки, получается очень прочный материал — железобетон.

В отличии от других связующих материалов (извести, гипса, песка, жидкого стекла), после смешивания с водой и предварительно затвердевания на воздухе может продолжать твердеть, а в твёрдом состоянии он устойчив к воде. Для получения цементного теста необходимо 24…28% воды. Отклонение как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения снижают его качество.

Схватывание цементного раствора происходит через час после его смешивания с водой и прекращается, когда твердёющая масса теряет свою пластичность — обычно через 12 ч. Чем выше температура воздуха, тем быстрее происходит схватывание цемента. Поэтому летом цемент затвердевает быстрее. Процесс можно ускорить с помощью различных добавок.

Как разрушить затвердевший цемент.

Затвердевший цемент (цементный камень) разрушается мягкой водой, содержащей угольную кислоту, кислыми водами (сбросами промышленного производства), водой, содержащей сульфаты и хлориды (морская вода).

Приготовление цементного раствора

Из необходимого количества песка насыпают кучку, затем добавляют цемент и перелопачивают до образования однородной смеси. Её раскладывают толстым слоем и заливают необходимым количеством воды, затем размешивают до получения однородного раствора, который следует использовать в течение следующего часа!

Цементный раствор при соотношении цемента и песка 1:4 или 1:5 — раствор трудно наносится на стену и не прилипает. Для этой цели используются обогащённые цементные растворы (1:2 или 1:3). Качественные эластичные растворы получают из цемента, извести и песка. Для приготовления такого раствора сухой цемент смешивают с песком. Гашеную известь разводят до вязкости сметаны и засыпают в неё смесь цемента и песка, после чего хорошо размешивают до образования однородной массы.

Приготовление бетонной смеси

Важным условием приготовления бетонной смеси — это хорошее смешивание компонентов раствора — цемента, песка и воды. Поэтому бетонную смесь лучше готовить в бетономешалке. В малых количествах бетонную смесь вручную. Щебёнку насыпают на твёрдое основание кучкой высотой 10…15 см, равномерно покрывают цементом и перелопачивают до получения сухой однородной смеси. Затем снова образуют кучку с кратером, в котором при постоянном перемешивании добавляют воду до получения достаточной густой смеси. Нормы расхода цемента, песка следующие:

  • — для 1 м2 бетона толщиной 5 см — 13,6 кг цемента и 6 ведёр песка
  • — для 1 м2 бетона толщиной 8 см — 21,8 кг цемента и 9 ведёр песка
  • — для 1 м2 цементной замазки толщиной 2 см — 11,3 кг цемента и 2 ведёр песка
  • — для 1 м2 цементной замазки толщиной 3 см — 16,5 кг цемента и 3 ведёр песка

Количество заливаемой воды зависит от влажности и вида песка. Для приготовления 1 м3 бетона расходуется приблизительно 200…250 л воды. Объёмное соотношение песка и щебня также зависит от вида песка. Для натурального песка — 0,6:1 — 0,8:1, для керамзитового — 0,8:1 — 1:1, для перлитового — 0,6:1.

Для правильного затвердевания бетонной смеси после заливки в начальный период «схватывания» необходимо предохранить его от быстрого высыхания, ударов, сотрясений, механических воздействий и холода.

Поддержание бетона во влажном состоянии во время схватывания является важным условием достижения проектной прочности. Поверхность начинают обливать водой сразу же после установления, что она не повреждается водой (через 24 ч после заливки бетона).
При температуре выше +50C поверхность поливают в течение 7 дней, ниже +50C — не поливают, а принимают меры против высыхания бетона, закрывая его увлажнённым материалом (песком, полотном и т.д.) или свеже залитый бетон покрывают водонепроницаемым покровом. Прочность растворов, приготовленных из шламов обогатительных фабрик, выше, чем растворов из карьерного песка.

Можно ли добавлять цемент в глину при кладке печи | House. Всё о печах

Всем привет. В этой небольшой статье я хочу рассказать о работе с глиняным раствором в который добавлен цемент.

Цементный раствор.

Многие печники спорят как в жизни, так и на форумах. Кто-то всегда использует цемент в кладке печи, а кто-то категорически против этого. Поэтому я решил разобраться и написать свое мнение по этому поводу.

Самый часто задаваемый вопрос это: «Почему печь нельзя класть на цемент? Он же крепкий». Об этом даже меня практически всегда спрашивают заказчики.

Цитирую с сайта Википедия: «В условиях длительного воздействия высоких температур обычный бетон на портландцементе не пригоден к эксплуатации при температуре выше 250°. Установлено, что при нагреве обычного бетона выше 250—300° происходит снижение прочности с разложением гидрата окиси кальция и разрушением структуры цементного камня«.
Попытка исправить печь цементно-песчаный раствором.

Но это не самый важный момент. Цемент имеет совершенно иную степень расширения по сравнению с глиной, из которой делают кирпич. Поэтому печь из-за разности расширения материалов, начнет трескаться и рассыпаться. Материалы начнут отслаиваться друг от друга.

Поэтому в глиняный раствор нельзя добавлять цемент (какие-то доли процента конечно можно допустить, но я не вижу в этом какого-то смысла).

Но есть исключения в которых можно добавлять цемент, и даже полностью сложить печь на цементно-песчаном растворе (без глины). И сделать это можно в барбекю комплексах и каминах, где нет необходимости нагревать помещение массой печи. Сама топка в таких печах обкладывается шамотным кирпичом, с обязательной прокладкой базальтового картона. В таком случае основная кладка не нагревается более 50 градусов.

Еще цемент можно применять в местах где печь остается холодной (арки дровников, декоративные элементы, и др.)

Тепла и уюта Вам

Если статья была полезной, ставьте лайк, это лучшая благодарность.
Обязательно пишите свое мнение в комментариях, для меня это важно.
И конечно же подписывайтесь на мой канал.

Народные добавки, улучшающие качество бетона

Для улучшения свойств бетона можно использовать народные рецепты, которыми еще пользовались наши предки.

Базовая характеристика раствора, содержащего цемент, заключается в прочности на сжатие готовых изделий.

Схватывание и прочность залитого раствора зависит от его гидратации.

Минералы, которые входят в состав цемента, вступают в реакцию с водой и воздухом, что приводит к связыванию наполнителя в виде песка, гравия, шлака, керамзита и других.

Рассмотрим основные народные добавки в бетон, которые модифицируют его свойства и удобны тем, что их можно сделать самим в домашних условиях.

Изготовление пластификатора для бетона своими руками

Пластификатором называется вещество, повышающее показатели эластичности и пластичности бетона.

Он частично заменяет воду в составе раствора и препятствует процессу растрескивания смеси при высыхании.

Если бетон развести, но не использовать, то со временем он начинает расслаиваться. Пластификатор от этого уберегает и удлиняет жизнь раствора.

Он способствует:

  • улучшению сцепки с поверхностью, на которую наносится раствор;
  • дополнительной защите бетона от воды;
  • более легкой укладки смеси.

В общем, свойства бетона улучшаются, и такой пластификатор можно сделать самим.

К народным способам улучшения качества бетона относятся:

Добавление куриных яиц и глины.

Уже доказано, что яйца имеют хорошие сцепляющие свойства, водонепроницаемость и способны уплотнить раствор.

Другим старинным материалом является глина, ее добавляли в сложный состав строительной смеси, когда еще не было бетона.

Готовили такую смесь долго, зато постройки стоят веками.

На сегодняшний день с помощью глины удешевляют бетон, заменяя ею часть цемента.

Такой бетон не подходит для фундаментов, так как возможны разрушения.

На большую прочность таких составов не стоит надеяться, но они могут применяться в небольшой дачной стройке.

Использование мыла.

И мыло, и цемент имеют щелочную среду, поэтому хорошо совместимы друг с другом. Когда оно попадает в строительную смесь, то происходит обволакивание каждой частички, уменьшая силу трения между ними и придавая пластичность раствору. Удобнее делать введение жидкого мыла или моющего средства не более 5% от общей массы раствора вместе с водой.

Как можно самим сделать противоморозные добавки для бетона

Если вам известно, что состав будет подвержен воздействию экстремально низких температур, то необходимо приготовить морозоустойчивый раствор.

Увеличить этот показатель помогает техническая соль, но ее нельзя добавлять более 2%. Если бетон будет взаимодействовать с арматурой, то возможна коррозия, тогда в раствор необходимо вводить ингибиторы коррозии.

Также при разведении бетона можно использовать меньше воды, но в разумных пределах, иначе произойдет нарушение других свойств бетона.

Выбрать готовые строительные смеси, имеющие гарантированные характеристики и предсказуемый результат, можно в компании РегионСтройБетон.

Мы занимаемся продажей качественного бетона разных марок и доставляем его на объект в строго оговоренные сроки.

Наша компания обладает собственным производством, поэтому цены на бетон выгодные и не включают дополнительных наценок посредников.

Для того, чтобы узнать все подробности и сделать заказ свяжитесь с нашими специалистами по указанным на сайте контактам.

Как правильно смешать цемент с ПВА?

Смешивать клей ПВА с цементным раствором научились достаточно давно. В этом случае клей ПВА используется для улучшения качества раствора. Материал в который он добавляется становится более пластичным и быстросхватывающимся чем стандартный раствор замешанный на воде.

Поэтому, если в помещениях где используется раствор отсутствует постоянный источник повышенной влажности, а температура окружающей среды не понижается ниже 7 градусов Цельсия, специалисты-строители рекомендуют обязательно добавлять клей ПВА в цементно-песчаные растворы. Это значительно улучшает адгезию и существенно облегчает процесс работы с материалом.

Клей ПВА и его свойства

Данное вещество представляет собой однородную массу белого цвета без резкого запаха. Основу ПВА составляет поливинилацетатная эмульсия и вода.

В зависимости от назначения различают три вида: канцелярский, мебельный и строительный клей ПВА, каждый из которых имеет свои присадки и загустители. Строительный клей фасуют под реализацию в специальные пластмассовые ведра и бочки вместимостью: 1, 2, 5, 10 и 30 килограммов.

При этом гарантийный срок хранения строительного ПВА составляет 6 месяцев при температуре окружающей среды от 5 до 20 градусов Цельсия. Клей ПВА не является токсичным веществом и полностью экологически безопасен.

Особенности применения и пропорции раствора с добавлением ПВА

Следует знать, что ПВА имеет свойство разрушаться и терять свои свойства под воздействием ультрафиолетовых лучей. В то же время при добавлении его в цементный раствор, после того как он вступит в реакцию с цементом он меняет свои свойства и уже не «боится» ультрафиолета.

Обычно материал с подобной добавкой используется для обустройства наливных полов и стяжек в закрытых сухих помещениях. В помещениях, где возможно регуляторное появление свободной влаги (сауны, ванные комнаты, санузлы и прочие) использовать ПВА в растворах или бетонах не рекомендуется.

Стандартная пропорция добавления ПВА в кладочный или «заливочный» цементно-песчаный раствор – от 5 до 10% объема при условии, что раствор готовится на воде.

Если цемент М400/М500, песок и клей ПВА смешать в пропорциях 1:5 (для цемента М400) или 6 (для цемента М500): 1/25 часть, без добавления воды получается очень мощный клеевой состав, который отлично подходит для крепления кафельной плитки, особенно на вертикальные поверхности.

Клей ПВА входит в состав самого популярного рецепта штукатурного раствора. Пропорции цементно-песчаного раствора с добавлением ПВА следующие: цемент М400 – 1 часть, просеянный песок – 3 части.

Цемент и песок смешивается всухую. Далее в смесь добавляется вода, раствор доводится до нужной консистенции, после чего в него вводится клей ПВА – от 50 до 70 грамм на 10 литров раствора. Материал, приготовленный по данной технологии, лучше ложится на поверхность, лучше «прилипает» к основе и быстрее схватывается.

Зачем наливают жидкое мыло в раствор?

На этот вопрос строители отвечают в один голос одно и то же – для повышения прочности и пластичности раствора. По сути, жидкое мыло в этом случае играет роль пластификатора. Его заливают прямо в бетономешалку перед заливкой воды (реже – после ее заливки). Мыльного раствора должно быть не больше 5% от общей массы цемента.

А насколько вообще совместимы мыло и цемент? Они полностью совместимы, потому что мыло имеет щелочную среду, то есть такую же, как и сам цемент.

Если вводить цемент в жидком состоянии, Вы создадите пленку с наименьшим коэффициентом натяжения. Благодаря этому бетон будет лучше проникать через мелкие поры, а при застывании создаст меньшее количество пустот. И хотя мыльная пена – это отнюдь не армирующая добавка, она увеличивает прочность цемента.

Но не думайте, что мыло решит все проблемы. Переоценивать ее свойства не стоит. Как и любая смесь, жидкое мыло имеет четкую сферу применения и рекомендуемое предназначение.

Свойства жидкого мыла

Жидкое мыло повышает текучесть растворов на цементной основе, при этом соотношение В/Ц не меняется. Мыло полностью растворяется в воде и равномерно распределяется по всей структуре цементных смесей.

Вот несколько положительных качеств, которыми обладает мыло в случае с его добавлением в цемент:

  1. Повышается адгезия бетона к основанию, особенно к арматуре;
  2. Повышается соединение между собой отбельных фракций;
  3. Количество пустот значительно уменьшается;
  4. Снижается трещинообразование;
  5. Процесс кладки и заливки значительно облегчаются.

Самый сильный эффект достигается в случае добавления мыла в кладочный раствор, или в раствор для штукатурки:

  1. Пеноблока;
  2. Газобетона.

Это же правило действует при бетонировании конструкций с насыщенным армированием.

При изготовлении бетона с гравийным или керамзитовым наполнителем, скорость замеса возрастает. Происходит более качественное заполнение форм с крупным отсевом из:

  1. Шлаков;
  2. Щебня с высокой лещадностью;
  3. Битого кирпича.

В таких формах практически нет полостей.

Именно поэтому жидкое мыло часто добавляют в растворы для кладки.

Но и это еще не все! Благодаря мылу упрощается демонтаж опалубки. После застывания она снимается очень легко, без серьезных физических усилий. Наконец, бетономешалку отмыть потом гораздо проще.

Где нельзя применять

Но есть и ограничения по применению бетона с жидким мылом. Это – конструкции с повышенными требованиями по морозоустойчивости и водонепроницаемости.

Если соблюдать правильные пропорции, жидкое мыло не снизит основных характеристик бетона, но сам процесс гидратации станет менее контролируемым. Вывод влаги через капилляры тоже замедлится.

Помните и про увеличение усадки. Расход цементного раствора несколько возрастет из-за его текучести и более плотного заполнения пор.

Какие пропорции использовать?

Как правило, на одну порцию бетона добавляют от 50 г до 100 г мыла. Это приблизительно то же самое, что чайная ложка на ведро цемента. Уменьшение пропорций не приведет к ожидаемому эффекту, а увеличение приведет к тому, что из раствора выйдут все соли, а после высыхания образуются высолы.

Если пены слишком много, процесс гидратации цемента нарушается. Этого нельзя допустить, особенно при бетонировании в условиях низкой температуры.

Выбранные пропорции не зависят от марки бетона, а также от портландцемента, который входит в состав. Они очень простые и легко запоминающиеся – 5% от всей массы.

Советуем затворять раствор постепенно, добавляя последние 10-15% воды небольшими порциями. Это следует делать для того, чтобы не влиять на соотношение В/Ц.

Для 10 килограмм портландцемента достаточно использовать 5-10 мл жидкого мыла. Мыло следует заливать в жидком виде прямо в бетономешалку. Перед этим нужно забросить мелко- и крупнофракционный наполнитель.

Помните, что в цементный раствор лучше не добавлять мыло, если в составе уже содержится много глины. Мелкая взвесь только ухудшит качество соединений.

Также мы не рекомендуем применять чистящие порошки или тертое хозяйственное мыло, потому что оно выводит соли из бетона. К чему это приводит, мы уже писали.

А теперь простой пример, чтобы было еще понятнее, как готовить цементный раствор с добавлением мыла. Для создания смеси с маркой М-100 пропорция следующая:

  1. Одно ведро цемента М-400;
  2. Четыре ведра песка;
  3. 50-100 грамм жидкого мыла.

При увеличении марки прочности цемента, его пропорции снижаются. У кладочного раствора М-100 и портландцемента М-500 применяется соотношение 1:5, но моющего средства нужно добавлять столько же.

Рекомендации по приготовлению раствора и выбору мыла

Не покупайте дорогое жидкое мыло от известных брендов. Вы просто переплачиваете за бренд. Чем проще состав и дешевле мыло, тем лучше. А в дорогих мылах состав очень сложный, а его составляющие могут как положительно, так и отрицательно влиять на бетонную смесь.

Все, что Вам нужно – это пена и быстрое разведение в воде. Учтите, что ввод в готовый раствор не даст эффекта. Этим мыло отличается от других модифицирующих компонентов, которые, согласно правилам, засыпаются в бетономешалку уже в последние минуты вращения.

Следовательно, жидкое мыло нужно добавить в начале замеса, чтобы все частицы и фракции были обволочены им и соединены.

Приготовление раствора придется увеличить на 3-5 минут, пока мыло полностью не растворится в воде. Однако затем Вы сможете нагнать это время благодаря ускорению процесса замеса для бетонов с керамзитом.

Некоторые специалисты рекомендуют сначала засыпать сухой наполнитель. В первую очередь, засыпают половину песка, затем – весь цемент, затем – вторую половину песка.

Готовый раствор отличается густой консистенцией, из которого не должна выделяться вода. Дождитесь распределения и растворения пены, не работайте со вспененными составами. Тут работает тот же принцип: чем однороднее бетон, тем лучше.

Не ждите, что благодаря моющим средствам произойдет чудо. Качество самого цемента не повысится. Если он плохой, мыло не улучшит характеристики раствора.

Происходит повышение именно адгезии и текучести, а процесс замеса цементных растворов становится проще.

Используйте мыло, в первую очередь, при заливке форм, где образуются пустоты. При бетонировании стяжек и внешней отделке это не обязательно.

Цементно-глиняно-известковый раствор. Состав, характеристики

При больших объёмах кладки и штукатурке стен, мы используем самодельные цементно-известковые и цементо-глиняно-известковые растворы. Это помогает нам экономить на материалах 2-3 раза в сравнении если покупать готовые смеси в мешках. При этом качество сделанной работы остаётся высокое.

К тому же такие растворы универсальны. Их можно использовать для штукатурки: бетонных, кирпичных, деревянных стен внутри помещений и фасадов с цоколем. И как раствор для кладки кирпича. А рецепт раствора можно изменить для любого случая.

Самодельные штукатурки или кладочные смеси применяем, когда их нужно тоннами. Лишь тогда удобство от работы отходит на второй план и начинается выгода.

Иначе лучше взять недорогую смесь от Antega, Форвард, Реал, Полигран, Миксити или Микс Мастер. Так дороже, чем делать самому, но цена компенсируется предсказуемым результатом, удобством и скоростью работы.

В статье рассмотрим свойства цемента, извести с глиной и их роль в растворе. Также приведём примеры рецептов приготовления смесей.

 

Известь и известковые растворы

Несмотря на то что известь веками была основой в кирпичной кладке, побелке и штукатурке стен; сегодня к ней почти пропал интерес. И причин тому много:

Цена у извести в последнее время выше чем у цемента или гипса.

Медленное твердение. Известь (пушонка) — это воздушное вяжущее, как и гипс. Так, погрузив известь в воду она размокнет, но твердеть не будет. Поэтому мешки с известково-песчаной смесью могут месяцами лежать на улице под открытым небом и с ними ничего не станется. Такой раствор станет твёрдым только когда из него испариться вода. Это значит, что с известковыми стенами продолжают работать только после их полного высыхания.

Выделяют 2 вида твердения воздушной строительной извести: 1) карбонатное твердение; 2) гидратное твердение.

Карбонатное твердение заключается в 2-х параллельно протекающих процессах (по времени): а) испарении воды из раствора и кристаллизация извести. Кристаллы гидроксида кальция соединяются между собой, образуя «сросток», который является основой прочности камня; б) карбонизации за счет углекислоты из воздуха. Карбонизация дает дополнительный прирост прочности, так как карбонат кальция – малорастворимое в воде вещество. Правда процесс твердения идет очень медленно, потому что структура из кристаллов гидроксида кальция – малопрочная, а карбонизация недостаточно эффективна из-за малой концентрации углекислого газа в атмосфере.

Гидратное твердением — в результате замешивания извести водой, происходит её постепенное превращение в камневидное тело (гидроксида кальция).

Трудоёмкость нанесения. Хоть известковый раствор обладает пластифицирующими свойствами, всё же его тяжело наносить в сравнении с гипсовыми штукатурками или растворами сделанных на заводе с добавлением пластификаторов. При нанесении в качестве штукатурки, большая его часть стекает на пол. И всё что падает приходится собирать обратно в вёдра, заново перемешивать добавляя воду.

Большое трещинообразование и усадка. Это объясняется тем, что при испарении воды уплотняется известковый раствор. Из-за этого в нем образуются сетка пор и тончайшие капилляры, частично заполненные водой. В этих порах и капиллярах возникают силы капиллярного давления, стягивающие частички вяжущего вещества и заполнителей. И чем выше содержание воды в растворе, тем больше его усадка при высыхании во время твердения.

Объёмное изменение из-за частиц пережога. В негашеной извести всегда присутствуют пережженные частицы СаО и MgO, которые гидратируются, увеличиваясь в объеме в уже затвердевшем известковом камне. Неравномерные изменения объема и возникающие при этом напряжения вызывают растрескивание растворов, бетонов и изделий из них, деформацию кладки. Чтобы избежать подобного, лучше покупать известь гашенную в заводских условиях. Там её тонко измельчают, а при гашении применяют машины-гидраторы.

Низкая прочность. После месяца твердения извести, её прочность достигает порядка 0,5-1 МПа (5-10 кг/см²). И только через годы, благодаря карбонизации за счет углекислоты из воздуха прочность достигает 5–7 МПа (50-70 кг/см²). Эти показатели не соответствует современным стандартам строительства.

Размокает. Известковая гарцовка подходит только для внутренних работ в сухих помещениях. Такую штукатурку на фасаде здания смоет дождём, как побелку с дерева.

Не подходит под современные отделочные материалы. Выпускаемые штукатурки, шпаклёвки и клей прочнее чем известка. Из-за этого есть вероятность испортить работу и материалы, которые не будут держаться на известковой поверхности. Т. к. не будет соблюдено правило: предыдущий слой должен быть прочнее следующего. К тому же напомним, что известь воздушное вяжущее, а цемент- гидравлическое. От этого на стене оштукатуренной известковой гарцовкой не будет держаться даже кафельная плитка.

Известь — это щелочь. Поэтому при работе с известковыми растворами необходимо надевать перчатки, респиратор и очки.

 

Известко-песчаная смесь фасованная в мешки по 50 кг. производства Павлово-на-Неве

 

Недостаткам извести, есть что противопоставить:

Препятствует образованию плесени и грибка, потому что опять же известь — это щелочь. Эту способность используют даже в борьбе с вредителями в скотоводстве и садоводстве. Обрабатывают стволы деревьев известковым молоком, белят стены в местах содержания животных.

Высокая диффузионная и капиллярная паропроницаемость. Эти свойства извести помогают распределить влагу в стене, избегая локальных переувлажнений. Так, в доме где наружные кирпичные стены положены и оштукатурены известковым раствором остаются сухими (нет точки росы) а значит остаются тёплыми. Эти же свойства формируют правильный домашний микроклимат. Излишки влаги из воздуха такие стены забирают, а при её недостатке возвращают обратно. К тому же влага возвращается чистой, потому что известь служит природным фильтром.

Имеет свойства пластификатора. Тонкодисперсные частички гашеной извести, адсорбционно (поглощают) удерживают на своей поверхности значительное количество воды, создавая своеобразную смазку для зерен заполнителей в растворной или бетонной смеси, уменьшая трение между частицами. Так, для изготовления известковых кладочных растворов на 1 м³ обычно расходуется 300—500 л. воды и более. Вследствие этого известковые растворы обладают высокой удобообрабатываемостью, легко и равномерно распределяются тонким слоем на поверхности кирпича или бетона, хорошо сцепляются (хорошая адгезия) с ними, отличаются водоудерживающей способностью даже при нанесении на кирпичные и другие пористые основания. Все это благоприятно отражается на производительности труда при кладочных и штукатурных работах, на их качестве, а также на долговечности кладки и штукатурки. Это свойство сохраняет подвижность раствора и позволяет без ущерба прочности скорректировать штукатурку или положенный кирпич в первые минуты.

 

Правила работы с известью

Минимальный слой нанесения известковой штукатурки 15 мм. Когда штукатурный слой больше 30 мм, тогда используют штукатурную сетку из оцинкованной стали, пластиковую или стеклопластиковую.

Известковую гарцовку используют в помещениях с влажностью не выше 60%.

Если вы решили штукатурить гладкие бетонные стены, то их нужно обить сеткой. Первый слой — грунтовочный обрызг, содержащий избыточное количество воды. Такой раствор хорошо заполняет все неровности поверхности, а вода впитывается основанием.

И не ленитесь надевать перчатки, респиратор и очки.

 

Состав известкового штукатурного раствора

Соотношение песка и гашёной извести для штукатурки стен 5-6 частей песка к 1 части извести.

Известь как самостоятельный вяжущий материал потерял актуальность, теперь её используют как пластификатор раствора. А на её место пришли гипс и цемент. Так при ремонте в доме, мастера стены штукатурят гипсовыми штукатурками, потому что они в сравнении с известковым раствором технологичнее:

  • прочность на сжатие у гипса 2,5-3 МПа, против 0,5-1,5 МПа у пушенки;
  • гипсовая штукатурка затвердевает за 2-4 часа, а у известки процесс твердения проходит месяцами и годами;
  • гипс наносится за один раз, даже слоем в 4-5 см., известковую же гарцовку таким слоем удастся нанести в 5-6 приемов. Гипсовой штукатуркой удобно работать, она: не стекает с поверхности, легко тянется и ровняется правилом.
  • гипс инертный материал, поэтому такие штукатурки безопасны для здоровья мастера и не раздражают кожу и слизистую.

 

Цементная и цементно-известковая смесь

Цемент же лишен недостатков извести, поэтому он полностью заменил её. Он обладает уникальными свойствами, которые открыли новые возможности в строительстве.

Так обычные цементные растворы начинают схватываться уже через 45 минут после затворения водой. А через 12 часов, к примеру по цементной штукатурке можно проводить следующий этап работ. У цемента еще много неоспоримых достоинств, он: водостойкий и гидрофобный, прочный. И эти свойства постоянно совершенствуются наукой. Всё это важно для строительства ограждающих конструкций зданий и сооружений, но вот для штукатурки или для кладки кирпича некоторые свойства избыточны.

Так избыток прочности цементного раствора приведет к тому, что штукатурка отойдёт от кирпича, а кладка станет слабее. Произойдёт это из-за того, что кирпич не выдержит усадочное напряжение бетонного раствора (цемент «сильнее» кирпича).

«Смягчить» и придать новые свойства цементу помогает добавление извести в раствор. Тем самым устранив еще и недостатки пушенки.

 

 

Заменяя в растворе часть цемента на известь у раствора:

  • повышается адгезия (сцепление) со строительными материалами: бетоном, кирпичом, газобетоном, деревом, шлакобетоном, арболитом или опилкобетоном, керамической плиткой. Потому что известь способна в себе удерживать большее количество воды чем цемент, о чём писали выше. Так прочность сцепления у цементно-песчаной смеси М150 или М300 = 0.5 кг/см². А у цементно-известково-песчаной смеси уже 0.7-1.0 кг/см².
  • паропроницаемость стен — для хорошего климата и теплых стен в доме. Это свойство раствору также придаёт известь благодаря своим диффузионной и капиллярной паропроницаемости. Цемент же напротив гидроизолятор и влагу не пропускает.
  • атмосферостойкость (перепад температуры, солнце) и водостойкость — универсальность применения как внутри так и снаружи здания: цоколи, карнизы и другие конструктивные элементы зданий и сооружений, подвергающихся систематическому увлажнению.
  • возможность нанесения толстых слоев штукатурки;
  • бактерицидные свойства.

 

Глина в цементно-известковом растворе

Малая прочность и высокая стоимость извести, делают это вяжущее весьма невыгодным. Поэтому, в случаях когда основным назначением извести является роль пластификатора, как это имеет место в цементно-известковых растворах и самостоятельная прочность извести фактически не используется, то её можно заменить полностью или частично глиной.

Глина и любые другие примеси не допустимы в бетоне и железобетоне, которые идут для строительства фундамента, междуэтажных перекрытий и в других местах ответственного строительства. Так как они ухудшают прочность бетона. А вот при кладке кирпича или при штукатурке стен из него, прочностью можно пожертвовать. Добавление сырцовой глины в таких случаях придаёт более важные свойства цементно-песчаному раствору, это:

  • Водоудерживающая способность цементно-глиняных растворов выше даже чем у цементно-известковых растворов. Т. е. смесь с добавлением глины становится еще более пластичнее и удобоукладываемой. Особенно, водопотеря различается в первые 20 минут.
  • Повышает показатели прочности в сравнении с известью. Если принять за единицу прочность кладки на цементно-известковых растворах, то прочность кладки на соответствующих цементно-глиняных растворах составит от 1,10 до 1,18, (т. е. при одинаковых по объему составах растворов наиболее высокую прочность как раствора, так и кладки даёт цементно-глиняный раствор.
  • Прочность сцепления c сухим красным кирпичом в 10 раз выше чем у цементно-известковых растворов (1 цем.: 1 изв.: 9 песка). Который сам по себе бесспорно выигрывает у цементно-песчаной смеси. Это свойство вытекает также из повышенной водоудерживающей способности глиняных растворов. А вот составы из цемента, глины, извести и песка в полтора — два раза показывают худшие результаты.
  • Цена на глину в сравнении с известью и любыми другими пластификаторами безусловно ниже. Иногда глина достаётся бесплатно.

 

Правила при добавлении глины в цементный раствор

Количество глины не должно превышает по отношению к весу цемента 1:1 или 1,25:1. Дальнейшее увеличение объёма ведёт к резкому ухудшению морозостойкости и коэфициента размягчения раствора.

Качество применяемой глины играет важную роль. Так, глина с содержанием органические вещества, ухудшает показатели раствора.

Лучшие же показатели достигаются при введении в раствор кирпичных и строительных глин.

Значительное содержание органических веществ можно определить по сероватой, синевато-серой и черной окраске глины, а иногда и видимыми вкраплениями. Необходимо воздерживаться от применения подобных глин для строительных растворов. Наряду с гуминовыми веществами в глине могут встречаться органические вещества других форм: а) в виде растительных тканей (листья, стебли, корни, куски древесных стволов), которые легко могут быть изъяты из глины при ее подготовке; б) в виде органических веществ битуминозного характера, влияние которых на качество цементного раствора может считаться вредным лишь в редких (например, в весьма вредной форме бурого угля) случаях;
в) в виде твердого углерода в модификациях, сходных с антрацитом, что не считаться вредным.

Длительность и интенсивность смешивания растворов с добавлением глины имеет решающее значение на их прочность.

Так для цементно-известковых растворов тщательность перемешивания позволяет добиться только повышения общего качества раствора. Наличие же недостаточно промешанных включений извести, может привести лишь к частичному ослаблению кладки, к местным ее повреждениям и выветриванию. То, для цементно-глиняных растворов тщательность смешивания имеет гораздо более важное значение. Плохое промешивание раствора в котором глина осталась в форме отдельных включений, может повести к целому ряду серьезных дефектов кладки, так как такая глина будет обладать всеми нежелательными присущими ей свойствами:

  1. невозможность отвердевания во влажных условиях;
  2. способность размокать и выжиматься из швов, что поведет к осадке кладки и, возможно, к частичному появлению в ней трещин;
  3. пучиться вследствие замораживания во влажном состоянии, что может повести к расстройству кладки в целом.

Вышеуказанные нежелательные последствия не могут иметь места в случаях, когда глина тщательно перемешана с цементом и песком. Поэтому, контроль за полным перемешиванием должен стать основной задачей контроля правильности изготовления цементно-глиняных растворов.

Так, принимая прочность при минутном смешивании в бетономешалке за 100%, доведение чистого времени смешивания до 4,5 минут увеличивает прочность растворов почти вдвое, а прочность кладки на 25-30%. Благодаря интенсивности перемешивания увеличивается и пластичность раствора.

Предварительное просеивание и замачивание на сутки особенно комовой глины и доведения её до состояния жидкого теста, также повышает качество раствора. Это помогает избежать не растворенных частиц глины при замешивании.

Рекомендуем разводить глину таким количеством воды, которое нужно на замес раствора. И вводить его в растворомешалку при изготовлении раствора в виде глиняного молока.

Обычно это соответствует объемному весу глиняного молока около 1400—1500 кг/м3 при содержании глины в 650—850 кг/м3 молока. Считая на сухую глину относящейся к разряду кирпичных, которая показывает набухание в 1,5— 2,25 раза по сравнению с первоначальным объемом утрясенного сухого вещества.

 

Готовый цементно-глиняно-известковый раствор в ведре

 

Комбинирование глины и извести в цементном растворе

Введение в состав цементного раствора глины с известью более благоприятно, чем введение одной глины или только извести. Наилучшие результаты при этом дают те смеси, в которых соотношение извести и глины как 25 :75. (смотрите Таблицу №1) Это способствует некоторому сокращению расхода цемента при применении цементно-глиняно-известковых растворов.

 

Таблица № 1. Изменение прочности цементного раствора от добавления в него глины и извести в различных соотношениях.

 

Состав и приготовление растворов

При строительстве различных сооружений и их частей: столбы, стены, перемычки требуется раствор не одной какой-либо марки, а нескольких. Так, перемычки, должны выполняться (в зависимости от их нагрузки и конструкции) на растворах, имеющих прочность не ниже 30 кг/см2, а иногда и выше. Поэтому, подбор состава цементно-глиняного раствора, должен производиться таким образом, чтобы была получена заданная расчетная марка раствора. (Таблица №2)

 

Таблица №2. Приведены расчетные марки растворов, требуемые при различных допускаемых напряжениях на центральное сжатие кладки, выполняемой из кирпича разной прочности.

 

При приготовлений состав раствора также важно учитывать условия эксплуатации здания и его частей. От этого также зависит минимальный расход цемента, который приведён в таблице ниже.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций, влажностный режим помещений по СНиП 23-02-2003

Минимальный расход цемента в кладочном растворе на 1 м3 сухого песка, кг

При сухом и нормальном режимах помещения100
При влажном режиме помещения125
При мокром режиме помещения175

 

РАСТВОРЫ МАРОК 8 И 15 КГ/СМ²

В целях упрощения, цементно-глиняные растворы марок 8 и 15 кг/см² могут не подбираться, а назначаться соблюдая следующие ограничения:

  • для получения необходимой морозостойкости раствора и необходимой водостойкости содержание цемента не должно быть менее 100 кг/м³ раствора, что примерно соответствует предельным составам раствора по объему 1 цем : 15 песка;
  • весовое содержание в растворе глинистых частиц (размером менее 0,01 мм по Сабанину) не должно превосходить 75—80% от весового содержания цемента; в соответствии с этим при применении обычных кирпичных глин количество вводимого в раствор глиняного молока (с объемным весом около 1400 кг/м3) не должно превышать 2—2,5 об. ч. на 1 об. ч. цемента.

 

Растворы других марок

Составы цементно-известковых и цементно-глиняно-известковых растворов для кладки или штукатурки стен помещений с нормальной влажностью и фундаментах в сухих грунтах. Цемент М400.

 

Составы растворов для кладки или штукатурки стен сырых помещений и фундаментов во влажных грунтах.

 

 

 

 

На примере одного объекта

Который был сделан много лет назад. Проводился капитальный ремонт дома на первом этаже под офис. Сам дом кирпичный 1907 года постройки.

Стены на этом объекте были спрятаны за гипсокартоном на металлокаркасе, из-за чего терялось по 10-15 см. пространства на каждой стене.

Сами стены дома были оштукатуренны известковой гарцовкой. После демонтажа штукатурки у завал стен был в среднем 7 см. Самый большое отклонение 12 см, местами были полости в стенах глубиной 25-30 см.

 

Как выбирали штукатурку

Помещение на первом этаже и с полами по грунту, от этого достаточно сырое./p>

К тому же на стенах уже была известковая гарцовка. От неё на кирпичной кладке оставились частички извести, поэтому на такой поверхности надёжно держаться ничего не будет, кроме самой извести.

Плохая адгезия с такими стенами гипсовой и чисто цементной штукатурки, а также их высокая цена стали причиной выбора цементно-известковой штукатурки.

 

Подготовка стен для штукатурки

После демонтажа, стены были подметены и пропылесосены в 2 раза. И вот почему.

Грунтовать стены перед нанесением цементо-известковых растворов не надо. Как вы читали выше, достоинством таких растворов является хорошая паропроницаемость. Но, загрунтовав стены, вы тем самым уменьшите эту проницаемость. Такая особенность особенно важна в домах с периодическим отоплением (дача и редко посещаемые дома) или с сырыми стенами.

И главное, у такой штукатурки отличная адгезия и посредники здесь не нужны. Лучшее, что можно и нужно сделать это хорошо обеспылить стены щетками или пылесосом.

К тому же принцип такой гарцовки — это наносить её в достаточно жидком состоянии. Попав же на стену известково-цементный раствор передает содержащую в себе воду — стене, становясь тем самым хрупким и не пластичным. На такую поверхность можно набросить следующий слой. Грунтовка же, не даст впитаться воде и штукатурка будет съезжать с поверхности, из-за этого работа растянется во времени.

 

Как выставляли маяки

Толщина штукатурки у нас доходила до 12 см. На такую толщину ни на какой вид штукатурки не удастся зафиксировать маяк. Но, мы пытались это сделать на гипсовую штукатурку, что было ошибкой. Уже в выравненной стене через месяц, гипс под слоем штукатурки заплесневел. Всё из-за того, что известь сохнет долго, а на таких слоях особенно.

Лучше для «заморозки» маяков использовать цементные растворы. Если толщина очень большая, то использовать крепления для профилей маячков. На маяк достаточно 4 шт.

 

 

Первый и самый важный слой

Первый или адгезионный слой не только трудный но и самый грязный. Его делают с избыточным содержанием воды, консистенцией похожей на 1% кефир. Большая часть такого раствора стекает на пол и брызгает в стороны. Из-за этого много времени и сил уходит, чтобы раствор собрать с пола обратно в ведро. Для уборки удобно использовать широкий шпатель в сочетании с маленьким. Собранный раствор необходимо перемешивать добавляя воды, чтобы восстановить её потери.

Делать набрызг лучше от пола к потолку. Так видно, что раствор накинут силой, значит проник глубоко в поры стены и надёжно сцепился. Таким образом получатся надежная основа для дальнейшей многосантиметровой толщины. Если же накидывать раствор на стену сверху-вниз, то по большей части такой стены он стечёт схватившись лишь за случайные выступы. Что ненадежно.

Для нанесения раствора используют штукатурный ковш. Раствор наносят с небольшим размахом, чтобы раствор хорошо соединился со стеной. Так наносят все слои.

Адгезионный слой должен быть прочнее последующих слоёв, поэтому в неё соотношение цемента М-400 к песку с известью было 1 к 10. Последующие слои были 1 к 12, последние уже 1 к 15.

Адгезионный слой желательно оставить на сутки для твердения.

 

Второй и последующие слои

Второй и последующие слой раствора надо делать более густыми, похожий по консистенции на 15-20% жирности сметану.

Добавлять цемент нужно уже не 1 к 10, а к примеру 1 к 12 и уменьшать его содержание до 1 к 15. Такое содержание цемента в растворе достаточно и для фасадных работ, кроме цоколя. Нельзя

Работать уже будет легче и быстрее, потому что раствор более густой и он наносится более толстыми слоями. Раствор охотно цепляется к поверхности благодаря адгезионному слою и раствора на пол падает намного меньше.

Цементно-известковым и цементно-глиняно-известковым растворами вы сможете выровнять практически любую кривизну стен. Правда, если она большая, то работу придется делать за несколько дней. Цемент твердеет достаточно долго и набросить за день больше 2 слоёв не получится. Штукатурка будет съезжать со стен.

В таком случае оставьте работу на следующий день. Не беспокойтесь, перерыв в работе на качестве никак не скажется, просто продолжите работу с более жидкого замеса.

Надеемся, что тему раскрыли достаточно полно. Но, если у вас будут вопросы, мы обязательно на них ответим.

(PDF) Геотехническая характеристика глинисто-цементной смеси

обоснованное указание оптимального содержания цемента для

стабилизации испытанных глинистых грунтов.

Эксперименты показали, что общие инженерно-геологические свойства глинисто-цементных смесей

контролировались соотношением воды и цемента

, а также содержанием цемента.

Поэтому была разработана фазовая диаграмма, чтобы представить свойства геотехнического индекса

, такие как плотность в сухом состоянии, удельная плотность

и коэффициент пустотности типичной глино-цементной смеси.Эта фазовая диаграмма

показала, что увеличение содержания цемента

в глиноцементной смеси привело к увеличению пустотности, а

уменьшило общую сухую плотность для того же отношения воды к цементу

. Следовательно, могут потребоваться более высокие усилия по уплотнению, чтобы

достиг той же плотности в сухом состоянии с повышенным содержанием цемента.

Глиноцементная смесь имела большую прочность, чем натуральная мягкая глина

. Прочность на сжатие

глинисто-цементных смесей значительно увеличилась с увеличением содержания цемента

и следовала линейным зависимостям при различных временах выдержки.Увеличение прочности на сжатие

было представлено как процент от содержания цемента

, которое варьировалось от 11 до 60%, поскольку время выдержки

увеличивалось с 3 до 28 дней. Нормализованная прочность на сжатие

без заделки также линейно увеличивалась по мере увеличения времени отверждения

до 28 дней.

Благодарности Авторы хотели бы поблагодарить д-ра Хани Лотфи и д-ра Манала А. Салема за вклад

из Geotech-

nical Engineering, Каирский университет, и поблагодарить их за огромную поддержку

в процессе получения некоторые результаты представлены в

этой статье.

Список литературы

AASHTO, FHWA (2003) Инновационная технология проекта сканирования для

ускоренного строительства моста и фундамента набережной

в Европе. № отчета FHWA-PL-03-014. Министерство транспорта США

, Федеральное управление автомобильных дорог, Вашингтон,

DC

Al-Tabbaa A, Evans WC (1998) Пилотная шнековая перемешивающая обработка на месте

загрязненного участка — Часть 1: исследование возможности лечения В: Proc the

Institution of Civil Engineers — Geotechnical Engineering, №

131, январь 1998 г., стр. 52–59

ASTM (2006) Стандартный метод испытаний связных грунтов на прочность на сжатие

.Практика № D2166-06. ASTM, West

Conshohocken

Austroads (1998) Руководство по стабилизации дорожных работ. Публикация

№ AP-60/98. Austroads, Сидней

Бергадо Д.Т., Андерсон Л.Р., Миура Н., Баласубраманиам А.С. (1996)

Улучшение мягкого грунта в низинах и других местах.

ASCE, Рестон, стр. 427

Bowles JE (1996) Анализ и проектирование фундамента, 5-е изд. McGraw-

Hill, New York

Chen FH, Morris MD (2000) Проектирование почвы: тестирование, проектирование и восстановление

.CRC, Boca Raton, p 288

Chen H, Wang Q (2006) Поведение органического вещества в процессе

стабилизации мягкого грунта с использованием цемента. Bull Eng Geol

Environ 65 (4): 445–448

Den Haan EJ (2000) Лабораторная подготовка образцов грунта

, стабилизированного цементными материалами (Глава 6). В: Eurosoilstab

Design Guide. № отчета 393220/6. GeoDelft, Gouda

Esrig MI (1999) Основная лекция: свойства вяжущих и стабилизированного грунта

.В: Brendenberg H, Broms BB, Holm G (eds) Сухая смесь

Методы глубокой стабилизации грунта. Balkema, Rotterdam,

pp 67–72

EuroSoilStab (2002) Руководство по проектированию: стабилизация-разработка мягких грунтов

методов проектирования и строительства для стабилизации мягких органических грунтов

. CT97-0351, проект № BE-96-3177. Европейская комиссия —

sion, Брюссель

FHWA (1998) Технические резюме улучшения грунта. № отчета

FHWA-SA-98-086.Федеральное управление шоссейных дорог, Мойка —

тонны, DC

Grimstad G, Degado S, Nordal S, Karstunen M (2010) Моделирование

эффектов ползучести и скорости в структурированных анизотропных мягких глинах. Acta

Geotech 5 (1): 69–81

Gue SS, Tan YC (2000) Исследование недр и интерпретация результатов испытаний

для проектирования фундамента из мягкой глины. Семинар по земле

Улучшение

— глина мягкая. UTM, Куала-Лумпур

Hassan M (2009) Технические характеристики стабилизированных цементом мягких

Финских глин — лабораторное исследование.Лиценциатская диссертация. Хельсинки

Технологический университет, Хельсинки

Хо М., Чан С. (2011) Некоторые механические свойства цемента

стабилизированная малазийская мягкая глина. World Acad Sci Eng Technol

74: 24–31

Horpibulsk S, Rachan R, Suddeepong A, Chinkulkijniwat A (2011)

Развитие прочности бангкокской глины с добавлением цемента: лабораторные и полевые исследования

. Soil Found 51 (2): 239–251

Jacobson J (2002) Факторы, влияющие на увеличение прочности известково-цементных

колонн и разработка процедуры лабораторных испытаний.

Магистерская диссертация. Политехнический институт Вирджинии и Государственный университет —

сити, Блэксбург

Джаритнгам С., Свасди С. (2006) Улучшение мягких грунтов путем смешивания грунта —

. In: Proc 4th Int Conf on Soft Soil Engineering,

Vancouver, Canada, 4–6 Oct 2006, pp 637–640

Kamruzzaman MHA, Chew HS, Lee HF (2000) Engineering behavior —

iour обработанного цементом Сингапура морская глина. In: Proc Int Conf

on Geotechnical and Geological Engineering, Melbourne, Aus-

tralia, 19–24 ноября 2000 г., стр. 19–24

Kawasaki T, Niina A, Saitoh S, Suzuki Y, Honjyo Y (1981) Метод глубокого перемешивания

с использованием отвердителя цемента.В: Proc 10th Int

Conf on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Stock-

holm, Sweden, 15–19 июня 1981 г., стр. 721–724

Kezdi A (1979) Стабилизация известью. Разработки в Geotech-

nical Engineering, том 19. Elsevier, Amsterdam, pp. 163–174

Maher A, Bennert T., Jafari F, Douglas WS, Gucunski N (2004)

Геотехнические свойства стабилизированного грунтового материала из New

Йорк – Гавань Нью-Джерси. J Transp Res Board 1874: 86–96

Миура Н., Хорпибулсук С., Нагарадж Т.С. (2001) Технические характеристики глины, стабилизированной цементом

, при высоком содержании воды.Найденные почвы Jpn

Geotech Soc 41 (5): 33

Oh EYN (2007) Геотехнические аспекты и аспекты улучшения грунта насыпей автомагистрали

в мягкой глине. Кандидатская диссертация. Гриффит

Университет, Голд-Кост / Брисбен

PCA (2003) Свойства и применение модифицированного цементом грунта. Portland

Cement Association, Skokie

Porbaha A, Shibuya S, Kishida T (2000) Современное состояние технологии глубокого перемешивания

. Ground Improv 4 (3): 91–110

Rafalko S (2006) Быстрая стабилизация мягких глинистых грунтов для

резервных воздушных полей.Дипломная работа. Департамент гражданского строительства и инженерии

, Политехнический институт Вирджинии и

Государственный университет

, Блэксбург

Сааделдин Р., Сиддиква С. (2013) Оценка развития прочности

в глино-цементной смеси. В: GeoMontreal 2013, Монреаль, Канада,

29 сентября — 3 октября 2013 г.

Саадельдин Р., Салем М., Lot HA (2011) Характеристики насыпи дороги

на цементно-стабилизированной мягкой глине. В: Proc 64-я

Канадская геотехническая конференция и 14-я Панамериканская конференция

Геотехнические характеристики глиняно-цементной смеси 607

123

Повторное использование отходов глиняного кирпича в строительном растворе и бетоне

Применение переработанного глиняного кирпича не только решить проблему утилизации твердых отходов, но и снизить экологический ущерб от чрезмерной разработки ресурсов.Порошок из глиняного кирпича (CBP) проявляет пуццолановую активность и может использоваться как заменитель цемента. Заполнитель из переработанного глиняного кирпича (RBA) может использоваться для замены природного грубого заполнителя. Бетон из заполнителя из вторичного глиняного кирпича (RBAC) может достигать подходящей прочности и использоваться в производстве бетона средней и низкой прочности. Здесь рассматриваются отходы глиняного кирпича как потенциальный материал для частичной замены цемента и заполнителя. Обсуждаются показатели механических и долговечных свойств раствора и бетона.Понимание свойств глиняных кирпичей имеет решающее значение для дальнейших исследований и применений.

1. Введение

Конструкции из глиняного кирпича широко используются во всем мире. В первые дни основания Китая было построено много зданий из глиняного кирпича. Со временем многие здания достигли проектного срока службы или стали неисправными из-за использования дефектной конструкции или неподходящих материалов. Кроме того, частые землетрясения разрушили многие здания и образовали большое количество отходов.В связи с потребностями градостроительства и реконструкции старые здания пришлось снести, что привело к накоплению отходов глиняного кирпича [1, 2] (Рисунок 1). В Китае ежегодно производится около 15,5 млн тонн строительного мусора, в основном бетона и кирпича. Согласно отчету Европейского Союза в 2011 году, ежегодно в Европейском Союзе производилось около 1 миллиарда тонн строительных и сносных отходов (CDW), которые содержали большое количество кирпичей [3]. Кроме того, отходы глиняного кирпича от снесенных кирпичных стен составляли примерно 54% ​​строительных и сносных отходов в Испании [4].В столице Валле-дель-Каука, городе Кали, строительными компаниями и общественным строительством было произведено в среднем 1900 м3 3 КДВ [5]. Кроме того, в результате частного строительства и реконструкции было получено 580 м 3 КДВ [5].

Основной метод обращения с CDW — через свалки или рекультивацию. Фундамент полигона плохого качества. Кроме того, использование свалок или мелиоративных площадок — дорогостоящий подход. Переработка одной тонны бетона, кирпича и кирпичной кладки стоит около 21 доллара за тонну, тогда как вывоз того же материала на свалку стоит примерно 136 долларов за тонну [6].Кроме того, расстояние между площадками сноса и свалками становится больше, а транспортные расходы — выше. Поскольку свалки и площади рекультивации ограничены, свалка отработанного глиняного кирпича занимает ценные земельные ресурсы и повреждает структуру почвы, что приводит к плохому урожаю зерна. Хранение и удаление отходов становится серьезной экологической проблемой, особенно в большинстве городов, где отсутствуют свалки. За счет утилизации строительных отходов количество отходов, отправляемых на свалки, будет значительно сокращено [6].

Производство бетона и строительного раствора потребляет большое количество невозобновляемых ресурсов и вызывает серьезное загрязнение окружающей среды. Бетон состоит из песка, гравия, цемента и воды, которые трудно получить. На мировом уровне гражданское строительство и строительство потребляли 60% сырья, добытого из литосферы [7]. Кроме того, рост населения привел к увеличению строительной активности и потребления природных ресурсов. В районах, где отсутствуют высококачественные камни или гравий, импортировать заполнители было бы невыгодно.Во многих городских районах не хватает хороших природных заполнителей, ресурсы песка и камня постепенно истощаются, а добыча полезных ископаемых стала более сложной. Между тем производство цемента небезопасно для окружающей среды. В качестве важного сырья для бетона цемент будет производить большое количество пыли и углекислого газа во время его производства [8]. При нынешней технологии для производства 1 тонны цемента требуется 1,7 тонны сырья, приблизительно 7000 МДж электроэнергии и топливной энергии [9], 0,75 тонны диоксида углерода и 12 килограммов диоксида серы и пыли [10].В Китае в 2014 году было произведено 2,5 миллиарда тонн цемента, что составляет примерно 60% мирового производства цемента [11, 12].

Отходы из глиняного кирпича имеют высокую ресурсную ценность, и многие страны повторно используют их для многих применений в строительной деятельности. Основы для перехода к европейскому обществу по переработке отходов с высоким уровнем ресурсоэффективности были предусмотрены в Европейской директиве (2008/98 / EC) от 19 ноября 2008 г. [13]. Европейский Союз поставил цель к 2020 году перерабатывать 70% строительного мусора [14].В Германии, Дании и Нидерландах коэффициент повторного использования составляет примерно 80% по сравнению со средним показателем 30% в других странах [15]. Хотя Германия впервые использовала дробленый кирпич в портландцементе для производства бетонных изделий в 1860 году [16], дробленый кирпич в качестве заполнителя широко использовался в свежем бетоне для реконструкции после Второй мировой войны [17]. Сообщалось, что на строительство 175 000 жилых единиц было израсходовано 11,5 млн. М 3 щебня из щебня [18].

Концепция устойчивого развития включает в себя энергосбережение, защиту окружающей среды и защиту невозобновляемых природных ресурсов.Из-за ограниченного пространства для свалки и наличия дорогостоящих природных заполнителей необходимо изучить перспективу применения измельченного глиняного кирпича в качестве нового материала для гражданского строительства. Повторное использование и переработка отходов — это метод энергосбережения в современном обществе. Повторное использование глиняного кирпича в качестве заполнителя не только снижает проблему хранения отходов, но также помогает сохранить природные ресурсы заполнителя [19]. Использование отработанного глиняного кирпича не только снижает затраты на очистку и утилизацию участка, но также дает значительные социальные и экономические выгоды.

В качестве справочного материала для дальнейших исследований отходов глиняного кирпича подробно описывается повторное использование пустого глиняного кирпича в бетонном строительстве. Описываются механические свойства и долговечность раствора с использованием отходов глиняного кирпича в виде цемента или песка, а также резюмируются механические свойства и долговечность бетона, содержащего РБА. Также обсуждается возможное применение RBAC на структурных элементах.

2. Отходы глиняного кирпича, используемые в строительном растворе

Отходы глиняного кирпича можно измельчить до мельчайших частиц для использования в строительном растворе.Он может существовать в двух формах: CBP и мелкие агрегаты. Первый проявляет пуццолановую активность, давая более плотную смесь, а второй может использоваться в качестве замены песка. Механические свойства и долговечность раствора были изучены в предыдущих исследованиях.

2.1. Пуццолановая активность CBP

В нескольких исследованиях [20, 21] было установлено, что CBP является пуццолановым материалом. Его пуццолановая активность является результатом преобразования кристаллических структур силикатов глины в аморфные соединения при производстве кирпичей, где глина подвергается воздействию высоких температур от 600 ° C до 1000 ° C.Пуццолановая активность CBP может быть подтверждена характеристиками микроструктуры. Как показано на Фигуре 2, зерно CBP имеет полуовальную форму и полугладкую поверхность и содержит морфологически неправильные частицы, которые в основном представляют собой кварц и полевой шпат, компоненты, необходимые для пуццолановой активности.


Как правило, обожженная глина не может проявлять пуццолановую активность. Глина содержит большое количество кварца и полевого шпата, которые являются кристаллическими минералами и не производят активных веществ.Поэтому глину нельзя считать пуццоланом. Однако, если глина подвергается воздействию температуры 600–1000 ° C, кристаллическая структура силиката часто превращается в аморфное соединение, реагирующее с известью при комнатной температуре [22]. Оценка пуццолановой активности обычно основана на индексе силовой активности, установленном ASTM C618, который ограничивает сумму оксидов кремния, железа и алюминия для пуццоланов не менее 70% [23]. Множество исследований показали, что эти оксиды CBP превышают 70% и обладают высокой пуццолановой активностью [20, 21, 23–40].Как показано в таблице 1, сумма оксида кремния, железа и алюминия в CBP превышает 70%, что доказывает, что CBP обладает высокой пуццолановой активностью; эти компоненты будут способствовать образованию C-S-H (гидратов силиката кальция) или C-A-H (гидратов алюмината кальция) и, таким образом, повлияют на характеристики раствора и бетона.

9030 CaO 9029 9029 9029 9029 9029 9029 9029

39288 [20]

39288 [20] 39288 —

52


Химический состав (%) Каталожный номер
SiO 2 Al 2 O 3 SO 3 MgO Na 2 O K 2 O TiO 2 MnO P 2
41.47 39,05 12,73 0,63 1,59 2,81 1,03 [20]
1,59 2,81 1,03 [21]
54,2 15,4 7,6 6 1 2,5 [23]
39,55 15,71 14,05 12,88 0,48 12,88 [24]
63,89 25,49 7,73 0,29 0,04 [25]
63.89 25,49 7,73 0,29 0,04 Следы 0,95 Следы Следы [26] [26] [26] 2,04 2,07 0,38 2,81 0,46 0,03 0,15 [27]
58,12 15,25 3.26 15,1 2 1,87 0,38 2,84 0,41 0,03 0,18
58,34 15,14
58,34 15,14 15,14
2,82 0,49 0,04 0,17
59,12 15,19 4,81 10,15 1,33 4.28 1,39 3,07 0,4 0,05 0,16
58,13 15,24 4,63 10,57 4,63 10,57 1,42 1,42 1,42 1,42
0,16
58,87 15,1 4,61 10,24 1,23 4,28 1,44 3,06 0.4 0,05 0,16
77,43 9,27 3,9 2,89 0,11 1,36 0,8
73,83 12,94 5,52 1,67 0,12 1,36 0,9 2,18 0,84 0,08 9,85 4,4 2,03 0,07 1,15 0,84 2,28 0,63 0,06 3,3 ,74 2 9028 0,83
1,7 0,99 1,94 0,72 0,09
65,92 20,08 9,1 0.73 0,86 0,44 0,97 1,09 [29]
49,9 16,6 6,5 9,78 4,4 0,8 0,1 0,2 [30]
57,67 14,91 5,02 9,81 1,86 [31]
54,83 19,05 6 9,39 2,9 1,77 0,5 0,5 [32]
69,99 10,62 4,02 8,86 0,038 1,39 1,02 2,61 0,55 — 2,61 0,55 -79 15,23 6,28 1,79 0,127 2,02 0,26 3,71 0,85 0,07 0,07 72,78 1,2 0,27 2,17 0,84 0,1
67,58 18,94 8,084 0.948 0,13 0,719 0,246 1,884 1,06 [33]
69,26 14,17 6,3 1,34 [34]
53,8 14,1 12,1 9,2 8,9 — 8,9 — 8,9 [35]
69.43 17,29 6,4 0,51 2,54 1,14 [36] 0,6 1,2 0,8 1,5 0,8 0,1 [37]
75,06 14,25 5,61 1,3 0.7 1,35 0,19 0,08 [38]
52 40 1,5 0,5 5 [39]
50,91 15,29 8,97 12,7 0,2 4,06 — 0,83 9028 40]

Пуццолановая активность относится к способности веществ реагировать с гидроксидом кальция с образованием продуктов гидратации при обычных температурах.Значение pH насыщенного раствора гидроксида кальция составляет 12,45 при 25 ° C. Высокие концентрации ионов OH могут разорвать связи в диоксиде кремния, силикатах и ​​алюмосиликатах с образованием простых ионов [41, 42] в соответствии со следующей химической реакцией:

Образующиеся силикатные и алюминатные ионы сопровождают ионы Ca 2+ образуют CSH (гидраты силиката кальция) или CAH (гидраты алюмината кальция) [43, 44]. Поскольку скорость растворения силиката выше, чем у алюмината, а для образования алюмината кальция требуется более высокая концентрация ионов кальция, сначала на частицах пуццоланов появляются гели CSH, а затем на поверхности осаждаются гексагональные листы алюминатов кальция. гелей CSH.

Исследования показали, что пуццолановая активность CBP увеличивается с увеличением содержания в аморфной фазе. Кроме того, чем больше удельная поверхность, тем меньше частицы и выше пуццолановая активность, потому что порошок в пуццолановой реакции имеет большую реакционную поверхность [27]. Более того, CBP имел более высокую удельную поверхность, чем цемент, и проявлял высокую пуццолановую активность [20].

2.2. Механические свойства строительных растворов с отходами глиняного кирпича

CBP можно рассматривать как многообещающий наполнитель, который снижает эффект явления большей усадки, которое, вероятно, происходит за счет более высокого измельчения пор из-за развития пуццолановой активности CBP.Несколько исследований [21, 27, 28, 45] показали, что микроструктура была более совершенной для строительных растворов с CBP. Более того, микроструктура стала более тонкой, а процент более мелких пор со временем постепенно увеличивался. CBP улучшает структуру раствора и уменьшает размер и количество пор в нем, в результате чего получается более прочная и плотная затвердевшая паста. Алиабдо и др. [23] исследовали пористую структуру образцов паст с CBP. Они обнаружили, что пуццолановая реакционная способность CBP и, возможно, регидратация негидратированных частиц цемента в прикрепленном растворе улучшила плотность матрицы и улучшила структуру пор.Структура пор исследуемых образцов пасты представлена ​​на рисунке 3, а образец, содержащий 25% CBP, имеет наименьший диаметр пор и наилучшую структуру пор. Строительный раствор с CBP имеет более высокую степень измельчения микроструктуры, что может быть связано с совместным действием фазы дополнительного армирования, образованной продуктами пуццолановой реакции CBP, и эффектом заполнения этой добавки. Кроме того, добавление CBP влияет на долю пор в строительном растворе.При частичной замене цемента на CBP доля макропор уменьшалась, а доля мезопор увеличивалась [26]. Хотя исследование продемонстрировало эффект наполнения CBP, Gonçalves et al. [26] сообщили, что плотность упаковки существенно не изменилась при замене цемента на CBP. Они пришли к выводу, что это может быть связано с подобием гранулометрического состава CBP и портландцемента, что не приводит к изменению плотности упаковки. Кроме того, также возможно, что продукт пуццолановой активности CBP компенсирует потерю веса, вызванную заменой портландцемента CBP.

Кроме того, соотношение вода / цемент (в / ц) влияет на плотность раствора, содержащего CBP. При разных соотношениях воды и цемента эффект от замены цемента CBP на плотность различен. Толедо Филхо и др. [25] обнаружили, что смеси серии M1 (w / c = 0,40) дали значения пористости, которые были на 28-35% ниже, чем наблюдаемые для смесей серии M2 (w / c = 0,50).

Щелочная активация может превратить алюмосиликатные материалы в более компактные связующие. Робайо и др. [29] обнаружили, что добавление в смесь обычного портландцемента и Na 2 SiO 3 способствует растворению некоторых фаз в отходах глиняного кирпича и усиливает процессы активации щелочью, что улучшает механические свойства.Reig et al. [30] продемонстрировали, что CBP может образовывать активируемые щелочью цементные пасты и растворы с использованием NaOH и раствора силиката натрия в качестве активаторов. Прочность на сжатие раствора составляла примерно 30 МПа с соотношением масс / масс 0,45, что доказало возможность использования CBP в цементе после активации CBP раствором NaOH и силиката натрия. Кроме того, Rovnaník et al. [31] изучали CBP, активированный щелочью, и обнаружили, что образцы демонстрируют менее компактную структуру с большим количеством пор, расположенных между зернами с острыми краями, а геополимеры, содержащие CBP, активированный щелочью, демонстрируют более низкую прочность на изгиб и сжатие.

В некоторых предыдущих исследованиях сообщалось, что использование CBP в качестве добавки к цементу улучшило прочность раствора на сжатие. Пуццолановая активность этих CBP может способствовать более высокой начальной и конечной прочности содержащих их растворов. Химический состав CBP также объясняет механизм этого явления, заключающийся в том, что присутствие CBP обеспечивает продолжение увеличения прочности строительных растворов до 90-го дня, так как CBP активировал гидратации соединений на основе диоксида кремния в цементных пастах. С увеличением процента добавок прочность на сжатие увеличивается [24].Прочность на сжатие раствора также увеличивается с возрастом и крупностью CBP. Чем мельче размер частиц CBP, тем плотнее микроструктура матрицы пасты и тем выше прочность паст на сжатие [25, 32]. Кроме того, высокая температура отверждения может эффективно улучшить гидратационную активность CBP [33]. О’Фаррелл и др. [32] подтвердили важную связь между прочностью на сжатие и пороговым радиусом раствора. Для пороговых радиусов до 0,1 мкм м прочность на сжатие не была очень чувствительна к пороговому радиусу и имела лишь небольшое увеличение при значительном уменьшении порогового радиуса.Однако, когда радиус порога уменьшился ниже 0,1 мкм м, прочность значительно увеличилась при небольшом уменьшении радиуса порога. Он показал, что прочность на сжатие увеличивается с увеличением тонкости пор и уменьшением объема пор, а также показал влияние этого дополнительного геля C-S-H на развитие прочности на сжатие.

Кроме того, коэффициент замещения CBP значительно влияет на прочность раствора. Ортега и др. [21] показали, что эффект пуццолановой активности был более выражен для строительных смесей с 10% CBP по сравнению с растворами с 20% этой добавки.Это может быть связано с тем, что первые содержат больше клинкера; следовательно, при тех же сроках твердения ожидалось, что большое количество портандита было образовано для образцов с 10% CBP по сравнению с образцами с 20%. Между тем, в исследовании Liu et al. [33], коэффициент замещения, обозначенный изменением интенсивности, не должен превышать 15%. Более того, замена больших количеств CBP значительно снизит прочность раствора на сжатие; когда коэффициент замещения достигнет 25%, прочность раствора снизится на 25.2% [23]. Это может быть связано со следующим: пуццолановая активность частично продуцирует метастабильный C-A-H; метастабильный C-A-H может превращаться в стабильный гидрогранат с переменным составом при более высоких температурах или с более длительным временем отверждения [30], а гидрогранат приводит к уменьшению объема, плотности и прочности строительных растворов [46].

Хотя замена CBP в строительном растворе привела к снижению прочности на сжатие, исследования Ortega et al. [21] подтвердили, что добавление CBP не снижает прочность строительных смесей на сжатие, что соответствует требованиям соответствующих стандартов.Он показал положительный эффект пуццолановой активности и заполняющего эффекта CBP на характеристики строительных смесей. Прочность на сжатие всех изученных растворов увеличивалась с возрастом отверждения, а значение для образцов BP10 (10% кирпичного порошка) было немного выше, чем для образцов CEM I (коммерческий обычный портландцемент) через 400 дней. Кроме того, прочность на изгиб была немного выше для строительных растворов с CBP по сравнению с CEM I в течение 400-дневного периода. Точно так же Букур и Бенмалек [34] обнаружили, что наполнители CBP вызывают лишь небольшое снижение прочности на изгиб и сжатие с уровнем (2.5%, 5,0%, 7,5% и 10%). Жесткость замененной части природного песка могла бы компенсировать пуццолановую активность, обеспечиваемую мелкой частью наполнителя CBP. Более того, Толедо Филхо и др. [25] обнаружили, что добавление CBP почти не влияло на прочность на сжатие и модуль упругости до 20% замены цемента. Однако при высоком соотношении вода / цемент прочность и модуль упругости строительного раствора будут уменьшаться с увеличением CBP.

Сообщалось об исследованиях отходов глиняного кирпича как мелкого заполнителя в растворе.Bektas et al. [47] показали, что высокая водопоглощающая способность глиняного кирпича существенно влияет на текучесть раствора. Однако даже 30% кирпичной смеси продемонстрировали достаточную удобоукладываемость и хорошее уплотнение при заданных пропорциях смеси. Это подтвердило, что заполнители кирпича не снижали прочность раствора с использованными уровнями. Более того, Mobili et al. [48] ​​обнаружили, что строительный раствор с РБК показал наибольшее количество воды, абсорбированной за счет капиллярного действия.

2.3. Долговечность строительных растворов с отходами глиняного кирпича

Долговечность — важное свойство строительного раствора. Капиллярное поглощение воды необходимо для определения долговечности строительных материалов. Некоторые данные о добавлении CBP показали, что CBP с низкой степенью замещения (менее 20%) может затруднить проникновение воды в строительные растворы, содержащие CBP [25, 26]. Такое поведение может быть связано с более мелкими пористыми структурами, которые снижают проникновение воды. Добавление CBP улучшило сульфатостойкость цементного раствора.Подходящая замена для обеспечения высокой сульфатостойкости составляет примерно 15% [35, 48, 49]. Кроме того, использование CBP значительно снизило скорость проникновения ионов хлора, что является типичной причиной коррозии стали в строительных растворах; механизм, который может объяснить это явление, заключается в том, что CBP способствует образованию дополнительных гидратов, которые могут снижать проницаемость и увеличивать уплотнение материалов, что значительно затрудняет проникновение хлорид-ионов [21, 25, 26, 45, 50].Кроме того, Aliabdo et al. [23] обнаружили, что введение CBP снижает потерю массы строительного раствора при высоких температурах. Контрольные образцы (без CBP) имели самую высокую потерю веса, связанную с дегидратацией C-S-H и содержанием эттрингита и гидроксида кальция, в то время как пуццолановая реакционная способность строительного раствора с CBP потребляла гораздо больше этих веществ, что приводило к меньшей потере веса; можно сделать вывод, что замена цемента на CBP может привести к более высокой огнестойкости раствора.

Что касается мелких заполнителей глиняного кирпича в растворах, Bektas et al. [47] изучали процесс замораживания-оттаивания раствора с мелкими заполнителями кирпича; они пришли к выводу, что использование мелкозернистого кирпича снижает расширение раствора при замерзании-оттаивании. Поскольку агрегаты содержали больше пузырьков воздуха, предотвращающих растрескивание, связанное с замораживанием-оттаиванием, давление, вызванное образованием льда и потоком воды, было уменьшено, и пути потока воды были отрезаны; Другими словами, плотно распределенная структура воздушных пустот давала место для расширительных механизмов.

Что касается усадки при высыхании, Bektas et al. [47] сообщили о снижении усадки при высыхании после включения 20% переработанного кирпича в качестве мелкого заполнителя. Это было связано с тем, что дополнительная вода, накопленная в заполнителе кирпича, поддерживала достаточное количество влаги во время гидратации. Кроме того, они наблюдали влияние кирпичных заполнителей на расширение раствора, погруженного в раствор NaOH и воду. Поскольку заполнители кирпича содержат большое количество кремнезема, возможное образование ASR может увеличить расширение и последующее растрескивание.Точно так же Бекташ [51] исследовал чувствительность тонких RBA к ASR и пришел к выводу, что ASR происходит в виде продукта реакции брусков строительного раствора, а скорость расширения раствора пропорциональна содержанию CBP.

3. Отходы глиняного кирпича, используемые в бетоне

Чтобы сократить потери ресурсов, переработанный глиняный кирпич рассматривался как заменитель заполнителя в бетоне. Изучены физические свойства РБА. Поскольку дизайн микса является ключевым в RBAC, он также был изучен. Кроме того, некоторые исследователи изучили механические свойства и долговечность RBAC.

3.1. Физические свойства RBA

Кирпичные заполнители обладают более высокой пористостью и абсорбцией, чем природные заполнители. Плотность RBAC уменьшается с увеличением содержания кирпича [52–54]. Кажущаяся плотность и насыпная плотность переработанного глиняного кирпича как заполнителей ниже, чем у природных заполнителей, а скорость водопоглощения и коэффициент измельчения выше, чем у природных заполнителей [36, 48, 55]. Поскольку частицы РБА имели угловую форму, они хорошо сцеплялись с цементом [52].Прочность RBA больше влияет на прочность бетона. Чем выше сила RBA, тем выше сила RBAC [54, 56, 57]. Микроскопические изображения поверхности среза бетона с натуральными заполнителями и заполнителями из кирпича показаны на рис. 4. При визуальном наблюдении поверхности бетона по сравнению с натуральными заполнителями видно, что заполнители кирпича имели больше пор в своей структуре [36].

3.2. Конструкция смесителя RBAC

Из-за пористой природы RBA, изменение водопотребления и регулировка соотношения вода / цемент следует учитывать при проектировании смесителя [52, 58].Пористые РБА могут потреблять воду для смешивания бетона, что влияет на удобоукладываемость бетона. Следовательно, рекомендуется предварительно смачивать заполнители кирпича, чтобы избежать этой проблемы [23]. Кроме того, перед смешиванием РБА должны находиться в насыщенном состоянии и при сушке поверхности, поскольку дополнительная вода может повлиять на удобоукладываемость РБАК [52]. Адамсон и др. [36] изучали удобоукладываемость бетона с RBA; они обнаружили, что удобоукладываемость бетона увеличивалась с увеличением количества грубых заполнителей, когда соотношение вода / цемент оставалось постоянным.Это может быть связано с более высокой пористостью кирпича, который может удерживать больше воды и, следовательно, улучшать удобоукладываемость бетона.

На производительность RBAC влияет соотношение воды и цемента, соотношение песчаника и средний размер частиц кирпича [36, 59–62]. Более того, уровень замещения RBA существенно повлиял на свойства RBAC [59]. Крупные заполнители с плоской градацией могут давать более однородный размер частиц заполнителя, что может быть полезно для характеристик бетона [36, 60]. Механические свойства RBAC значительно ухудшились с увеличением индекса измельчения переработанных заполнителей; тем не менее, влияние увеличения индекса дробления на коэффициент проницаемости и общий коэффициент пустотности RBAC можно игнорировать [61].Некоторые исследователи изучали структуру смеси RBAC, используя разные методы. Ge et al. [62] применили метод ортогонального проектирования и получили оптимальную бетонную смесь с точки зрения прочности на сжатие, прочности на изгиб и модуля статической упругости. Как и в случае с обычным бетоном, соотношение вода / цемент было наиболее значимым фактором, влияющим на механические свойства бетона, содержащего CBP. Шипош и др. [59] использовали моделирование нейронной сети для изучения дизайна смеси RBAC; они обнаружили, что на прочность на сжатие может значительно влиять размер заполнителя (мелкий или крупный): значение прочности на сжатие мелких заполнителей было ниже, чем у крупных заполнителей.

РБА из разных источников обладают разными свойствами; следовательно, оптимальный коэффициент замены RBA зависит от силы RBA и не может быть унифицирован. Zhang и Zong [58] предположили, что 30% было подходящим уровнем замещения грубых заполнителей. Кахим [63] показал, что дробленый кирпич можно заменить натуральными заменителями заполнителя на величину до 15% без снижения прочности. Когда коэффициент замены RBA составляет 30%, свойства бетона будут снижены (до 20%, в зависимости от типа кирпича).

Поскольку RBA показал более низкую прочность, некоторые методы были использованы для повышения прочности RBAC во время проектирования смеси. Добавление добавок может улучшить некоторые свойства образцов [64]. Использование воздухововлекающей добавки и суперпластификатора позволяет улучшить удобоукладываемость при перемешивании [52, 60]. Характеристики бетона можно частично улучшить за счет соответствующего количества CBP [45, 62]. Увеличение прочности могло быть связано с увеличением содержания SiO 2 , которое благоприятно влияло на образование гелей CSH в результате пуццолановых реакций [23, 32, 34, 65].Кроме того, смешанное использование CBP и RBA может дать лучшие характеристики RBAC [48, 59], вероятно, потому, что мелкие частицы RBA образуют компактную и плотную ITZ строительного раствора и заполняют поры RBAC. Manzur et al. [66] обнаружили, что восприимчивость бетона к коррозии увеличивается с увеличением водоцементного отношения; более того, бетонная смесь с более высокой прочностью на сжатие была полезной для устойчивости бетона к коррозии, потому что это означало, что бетон будет иметь большую плотность и более низкую проницаемость, что приведет к проникновению меньшего количества хлорид-ионов.Кроме того, волокно может эффективно препятствовать развитию трещин и улучшать ударную вязкость и деформационную способность бетона [64].

3.3. Механические свойства RBAC

Пористость RBA увеличивает пористость бетона, что может увеличить водопоглощение и снизить прочностные свойства бетона [35]. Увеличение водопоглощения кирпичных заполнителей приводит к увеличению водопроницаемости бетона. Более того, коэффициент водопроницаемости RBAC и прочность на сжатие RBA имеют линейную зависимость.Водопроницаемость RBAC уменьшалась по мере увеличения прочности на сжатие RBA [54, 67]. Алиабдо и др. [23] изучили взаимосвязь между прочностью на сжатие и пористостью и обнаружили, что повышенная пористость имеет решающее значение для снижения прочности бетона.

Кроме того, механические свойства RBAC и максимальный размер заполнителя (MAS) были коррелированы. Уддин и др. [68] сообщили о влиянии MAS на RBAC. Они показали, что влияние содержания цемента на прочность на сжатие было более значительным, когда крупнозернистый заполнитель MAS был меньше.Mohammed и Mahmood [69] сообщили, что скорость ультразвукового импульса (UPV) увеличивается с максимальным размером агрегата. Поскольку прочность на сжатие и модуль Юнга RBAC изменяются вместе с UPV, максимальный размер заполнителя, прочность на сжатие и модуль Юнга могут быть коррелированы.

Кроме того, RBAC проявляет некоторые свойства, аналогичные свойствам обычного бетона. Martínez-Lage et al. [70] сообщили, что коэффициент Пуассона бетона не подвергался значительному влиянию уровня замещения крупного заполнителя, и значения экспериментальной группы были равны 0.14–0.20. Кроме того, исследования показали, что чем выше плотность RBA, тем выше сила RBAC [37, 45, 71].

Поскольку прочность является основным элементом конструкции, некоторые исследователи изучили механические свойства RBAC. Khalaf [52] и Zong et al. [53] обнаружили, что прочность на сжатие и изгиб RBAC снижается при использовании RBA. Чем выше коэффициент замены RBA, тем больше потеря прочности. Снижение прочности на сжатие составило 44% для RBAC, приготовленного с 50% RBA, через 28 дней.Этот вывод подтверждается наблюдениями Nepomuceno et al. [72] и Heikal et al. [38]. Они показали, что прочность бетона на изгиб и сжатие снижается по мере увеличения уровня замены кирпича. Граница раздела между строительным раствором и заполнителями показана на рисунке 5. Как показано, RBAC содержал микротрещины в ITZ, и в RBA образовалось несколько внутренних пустот. Это могло способствовать тому, что прочность на сжатие RBAC была ниже, чем у обычного бетона [60].


Хотя некоторые исследования показали снижение прочности RBAC на сжатие, Adamson et al.[36] сообщили, что средняя прочность цилиндров, содержащих RBA, была немного выше, чем у контрольной смеси, а прочность увеличивалась с увеличением содержания кирпича. Они предположили, что это может быть связано с относительно низкой прочностью природных заполнителей по сравнению с прочностью RBA, использованных в эксперименте. Кроме того, шероховатость поверхности и угловая форма RBA способствовали образованию хорошей связи между агрегатами, тем самым увеличивая прочность на разрыв геополимера при расщеплении [37].Уддин и др. [68] показали, что прочность бетона на растяжение при раскалывании уменьшается с увеличением максимального размера заполнителя, независимо от изменения отношения песка к общему объему заполнителя (s / a) и содержания цемента. Однако результаты показали, что прочность бетона на сжатие увеличивается с увеличением максимального размера заполнителя только при определенных условиях. Напротив, некоторые исследования показали, что размер частиц CBP не оказывает значительного влияния на прочность на изгиб RBAC [39, 45, 58, 62].

Из-за высокой пористости RBA модуль упругости RBAC ниже, чем у обычного бетона [45, 48, 58, 70]. Дебиб и Кенай [19] обнаружили, что модуль упругости снижается на 30%, 40% и 50% для грубого, мелкозернистого, а также для крупнозернистого и мелкозернистого кирпичного бетона, соответственно. Кроме того, Zhang и Zong [58] и Aliabdo et al. [23] пришли к выводу, что присутствие RBA снижает модуль упругости и прочность на разрыв при расщеплении бетона. Однако Disfani et al.[73] показали, что модуль упругости при разрыве и модуль упругости при изгибе для всех смесей, стабилизированных цементом, были удовлетворительными и соответствовали требованиям дорожных властей для применения в качестве основания дорожного покрытия.

Дополнительно была изучена реакционная способность РБА со щелочами. Бекташ [51] подтвердил, что RBA проявляют щелочную реактивность, а образование геля ASR было подтверждено визуальными наблюдениями и исследованиями под микроскопом. Полоса эттрингита, образованная вокруг частиц известняка, наблюдалась под микроскопом.Rovnaník et al. [31] показали, что высокощелочные бетонные смеси с заполнителем из кирпича продемонстрировали более высокое расширение по сравнению с контрольной смесью.

Что касается усадки при высыхании, несколько исследователей обнаружили более высокие деформации усадки в бетоне, содержащем переработанный глиняный кирпич с мелкими и крупными заполнителями [19, 74]. Это могло быть связано с более низким сдерживающим эффектом кирпичных заполнителей по сравнению с естественными заполнителями. Дебиб и Кенай [19] отметили, что скорость ранней усадки повторно используемого кирпичного мелкозернистого бетона была в шесть раз выше, чем у обычного бетона.Кроме того, были опубликованы некоторые данные о факторах, влияющих на усадку при высыхании. Хатиб [74] сообщил, что уровень замены заполнителя из переработанного мелкого кирпича до 100% показал только 10% усадку, то есть даже высокий уровень замены не привел к снижению прочности. Из-за эффекта внутреннего отверждения и разбавления CBP замена цемента на CBP может значительно снизить автогенную усадку бетона [45].

3.4. Долговечность RBAC

При проектировании конструкций необходимо учитывать долговечность бетона.На него влияет проницаемость используемого материала. Фактически, водопроницаемость может быть увеличена почти вдвое при включении RBAC [19]. Помимо повышенной водопроницаемости, увеличение воздухопроницаемости бетона за счет использования RBA было обнаружено Zong et al. [53]. Это было связано с более пористыми характеристиками RBA.

Хотя водопроницаемость отрицательно сказывается на устойчивости бетона к замерзанию и оттаиванию [40], Adamson et al. [36] обнаружили, что ни один образец не разрушился в течение 300 циклов испытаний на замораживание-оттаивание.С увеличением частоты замены РБА морозостойкость бетона улучшалась [45, 75]. Кроме того, RBAC, полученный с RBA, показал более низкую устойчивость к карбонизации и более высокую водопроницаемость [53, 58, 76]. Напротив, Гу [77] обнаружил, что замена заполнителя кирпича не оказывает значительного отрицательного влияния на глубину карбонизации. Кроме того, согласно Adamson et al. [36], при увеличении содержания кирпича сопротивление проникновению хлоридов снижалось. Это может быть связано с более высокой пористостью и абсорбцией в заполнителях кирпича по сравнению с заполнителями из природных материалов.Тем не менее, Ge et al. [45] показали, что сопротивление бетона проникновению хлорид-ионов улучшилось. Кроме того, коррозия стали в образцах, содержащих РБА, началась раньше, чем в образцах с естественными агрегатами; наличие RBA ускоряет коррозию стальной арматуры [36, 53, 66].

Кроме того, поскольку пористость RBA непосредственно отражается на общей пористости бетона, RBAC продемонстрировал более низкую теплопроводность и лучшие огнестойкость.Wongsa et al. [37] показали, что теплопроводность и UPV RBAC увеличивались по мере увеличения плотности бетона и что теплопроводность RBAC была примерно в три раза ниже, чем у обычного бетона. Кроме того, бетон с RBA показал немного более высокую огнестойкость, чем обычный бетон [23, 57, 78]. Более того, наличие RBA для производства легкого геополимерного бетона с высоким содержанием кальция и летучей золы обеспечило отличную теплоизоляцию и хорошую плотность [37, 79].

4.Структурные характеристики RBAC

Продукция RBA, используемая в конструкции, является нашей первоочередной задачей. Следовательно, необходимы исследования структурных характеристик RBAC. Из-за низкой плотности кирпичных заполнителей блок с РБА был намного легче и позволял снизить вес конструкции. Изучены механические свойства балок и колонн RBAC.

4.1. RBAC Masonry Units

Были проведены исследования по бетонным каменным блокам. Использование RBA в качестве альтернативы агрегатам может снизить вес агрегатов.Результаты испытаний Aliabdo et al. [23] показали, что полная замена мелких и крупных агрегатов на RBA снижает прочность агрегатов на сжатие. Сухой вес бетонных блоков снизился примерно на 25%. Водопоглощение бетонных кладок увеличивалось с увеличением содержания РБА. С увеличением RBA термическое сопротивление кирпичных бетонных блоков значительно улучшилось. Таким образом, модифицированные бетонные блоки для кладки обладают лучшими теплофизическими свойствами по сравнению с натуральными заполнителями.Они предложили, чтобы уровень замещения грубых заполнителей не превышал 50%; в противном случае это привело бы к значительному снижению прочности на сжатие. Поскольку 20% летучей золы использовалось для замены цемента и 3% пузырьков было добавлено в бетон из возобновляемого кирпичного заполнителя, прочность образцов на сжатие достигла 19,4 МПа, что позволило удовлетворить требования к несущим блокам; кроме того, теплопроводность была ниже, чем у обычного бетона [80]. Изучен блок MU5 RBA; размер образца составлял 390 мм × 190 мм × 190 мм, с долей пор 57%.Результаты показали, что средняя прочность на сжатие блока MU5 RBA была на 6% ∼12% ниже, чем расчетное значение по стандартной китайской формуле. Кроме того, средняя прочность на изгиб блока MU5 RBA составляла 1,15 МПа, что соответствовало требованиям к исследуемому материалу. Этот блок можно использовать на практике [81]. Жан [82] сообщил, что блок, содержащий РБА, имел более высокую водостойкость, карбонизацию и морозостойкость.

Кроме того, пустые глиняные кирпичи использовались непосредственно в половинном или полном масштабе для строительства стен.Было изучено влияние накипи на прочность на сжатие кладки, модуль Юнга, модуль сдвига и диагональное сопротивление растяжению на основе испытаний компонентов и материалов в двух масштабах. Результаты показали, что на разрушение стенок при сдвиге влияли прочность на диагональное растяжение, осевая нагрузка и свойства материала (коэффициент трения и когезия), а разрушение образцов при изгибе контролировалось соотношением формы и осевой нагрузки [71 ].

4.2. Колонна и балка RBAC

Были изучены характеристики колонн и балок, содержащих RBA.Wang et al. [83] изучали сейсмические характеристики колонн с RBA. Использовались четыре колонки; они продемонстрировали натуральные заполнители, переработанный бетон, RBA, а также порошок волокна и кремния, добавленные в RBA, соответственно. Они обнаружили, что сейсмостойкость трех колонн из переработанного бетона снизилась по сравнению с обычной бетонной колонной. Однако добавление порошка диоксида кремния и волокна улучшило модуль упругости и пластичность. Лю и др. [84] показали, что использование стальных труб улучшает несущую способность колонн.Ji et al. [85] и Wang et al. [86] наблюдали свойства изгиба и сдвига балок RBA; они сообщили, что образцы демонстрировали аналогичную форму повреждений по сравнению с обычным бетоном, и что арматурный стальной стержень и бетон были хорошо связаны. Кроме того, были изучены квадратные простые бетонные колонны с FRP с RBA, и RBAC показал более низкую жесткость, чем обычный бетон; кроме того, ограниченные колонны RBAC показали более высокие предельные нагрузки и осевые деформации, что указывает на их более высокую пластичность [87–89].

5. Выводы

Потенциальное использование пустого глиняного кирпича в качестве связующего и заменителя заполнителя в растворах и бетоне было обобщено в этой статье. Пуццолановая активность CBP позволила CBP частично заменить цемент для производства раствора. RBA можно было использовать для производства RBAC, даже если механические свойства RBAC были хуже, чем у обычного бетона. Добавление RBA в некоторых случаях повысило надежность RBAC. Кроме того, RBAC может снизить транспортные расходы и собственные нагрузки, и его можно использовать для производства блоков, балок и колонн.

Было показано, что полная замена природных заполнителей РБА возможна; это может снизить потребление природных ресурсов и стимулировать повторное использование строительных отходов. Поскольку структурные характеристики RBAC важны для строительной инженерии, применение RBAC в конструкциях может быть усилено.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Эта работа финансировалась Проектом Программы ключевых исследований и разработок провинции Шэньси по цепочке промышленных инноваций (2018ZDCXL-SF-03-03-01) и Национальным фондом естественных наук Китая (51878552).

Создание более качественной кладки с совместимостью материалов

Фото © Bigstock.com

Автор: Art Fox
Стены современных каменных зданий становятся более сложными, чем когда-либо, а их дизайн изменен в соответствии с новыми требованиями энергетического кодекса. Эта эволюция означает, что в стенах больше компонентов, чем когда-либо прежде, и все они могут быть от разных производителей. Одна из самых сложных задач дизайнера — решить, какие материалы будут соответствовать потребностям здания и будут совместимы друг с другом.В этой статье представлен общий обзор того, как совместимость различных материалов, обычно используемых в кирпичной кладке, влияет на производительность, с точки зрения состава или функциональности материалов, и которые никогда не должны использоваться вместе.

На самом базовом уровне полая стена из кирпичной кладки представляет собой просто два слоя кладки, разделенных пространством или полостью различных размеров. Кирпич и камень являются одними из самых древних строительных материалов, но до недавнего времени каменные стены представляли собой сплошной кирпич без полости между внутренней и внешней стенками.Эти массивные каменные стены, также называемые «барьерными стенами», были единственными типами, которые могли быть построены из-за ограничений, связанных с производством материалов и технологиями строительства. Барьерные стены основывались на чистой массе для обеспечения прочности конструкции, сопротивления теплопередаче и защиты от проникновения воды.

Каменные пустотелые стены были впервые построены в Северной Америке в конце 1800-х годов, но только в конце 1930-х годов этот тип стен приобрел популярность с кованым железом или каменными стяжками, соединяющими два витка вместе.Поскольку пустотелые стены стали более распространенными, дизайнеры начали искать способы минимизировать площадь стены, создавая при этом более высокие, более энергоэффективные и универсальные здания. Для этого начали модифицировать базовую конструкцию. Созданы кирпич и раствор повышенной прочности на сжатие. Начиная с 1970-х годов, для использования в полости были разработаны различные изделия из непрерывной жесткой изоляции (RI). Поскольку дизайн стен продолжал развиваться, на рынок вышло много новых продуктов, в том числе:

  • Мембраны гидроизоляционные для основания стены;
  • предварительно отформованные угловые башмаки и концевые перемычки;
  • несколько типов отводов и отводов;
  • воздушные преграды с множественными характеристиками паропроницаемости;
  • Герметики
  • с агрессивной адгезией, высокой гибкостью и длительным сроком службы;
  • шпалы кирпичные терморазрывные;
  • крепеж воздухо- и водонепроницаемый; и
  • продуктов, которые служат как RI, так и воздушными барьерами.

Дизайнеры сталкиваются с непреодолимой проблемой выбора материалов для создания устойчивой стены, отвечающей современным строгим энергетическим нормам, при одновременном обеспечении совместимости всех материалов, несмотря на то, что их изготовили разные производители, которые не тестируют свои продукты на совместимость с продуктами других производителей. компании.

Кирпичи и строительный раствор
Кирпичи и строительный раствор внешней стены должны быть согласованы, чтобы достичь видения дизайнера, и должны обеспечивать комбинированную прочность на сжатие, которая выдерживает вес стены и любых других материалов, прикрепленных к ней.Кирпичи производятся на месте, поэтому внешний вид и прочность будут варьироваться в зависимости от сырья и процессов каждого производителя. Доступны стандартные глиняные и легкие кирпичи с использованием таких материалов, как летучая зола. Следует проконсультироваться с местным производителем кирпича, чтобы определить правильные типы спецификаций для каждой работы.

В отличие от кирпича, производители строительных растворов стремятся обеспечить неизменные характеристики независимо от того, где производится продукт. Хотя строительные растворы часто заказывают на основе прочности на сжатие и гибкости, характеристики прочности сцепления являются более важными критериями.Это связано с тем, что они работают вместе, чтобы удерживать блоки кладки на месте, позволяя стенам изгибаться в ответ на боковые нагрузки или расширяться и сжиматься из-за колебаний температуры.

Раствор

типа M имеет наивысшую прочность на сжатие (минимум 17 236 кПа [2500 psi]) и чрезвычайно долговечен, что делает его идеальным раствором для камня. Обычно его рекомендуют для стен, несущих большие нагрузки, таких как кладка ниже уровня земли или при контакте с землей. Тип S также обладает высокой прочностью на сжатие (12 410 кПа [1800 фунтов на квадратный дюйм]), а также высокой прочностью сцепления при растяжении и максимальной прочностью на изгиб, чтобы противостоять ветру, давлению почвы и землетрясениям.Обычно он предназначен для использования на уровне или ниже. Типы M и S следует считать несовместимыми с кирпичом, но они подходят для бетонных блоков (CMU).

Раствор

типа N имеет среднюю прочность на сжатие (5171 кПа [750 фунтов на кв. Дюйм]) и используется для надземных кирпичных стен и других каменных конструкций, подверженных неблагоприятным погодным условиям. Наконец, тип O имеет низкую прочность на сжатие (2413 кПа [350 фунтов на кв. Дюйм]) и предназначен только для внутренних ненесущих кирпичных стен. Суть в том, что для ограждающих конструкций многих каменных зданий требуется несколько различных типов растворов, которые должны быть совместимы с кирпичом и другими каменными материалами, а также со структурными и погодными условиями, которым они будут подвергаться.

Управляйте контентом, который вы видите на ConstructionCanada.net! Учить больше.

Использование бентонита и органобентонита как альтернативы частичному замещению цемента при производстве бетона | International Journal of Concrete Structures and Materials

Характеристика бентонита и органобентонита

Предварительные характеристики образца природного бентонита показывают, что основным минеральным компонентом в этом образце глины является переслаивающийся смектит-иллит (S – I), а вторичные минералы были идентифицированы как полевой шпат и кварц.В этих сформированных силикатных структурах 2: 1 органическая часть распределена внутри межслойной ламеллярной полости переслаивающегося S – I, а процентное содержание углерода, водорода и азота указано в таблице 1, при этом целостность органических молекул, присутствующих в диоктаэдрическая структура 2: 1 S – I подтверждена расчетными отношениями C / N (Ruiz and Airoldi 2004). На основе аналитических данных для BBT и двух органо-неорганических материалов можно рассчитать плотность этих подвесных органических молекул, иммобилизованных на тетраэдрическом слое кремнезема филлосиликата.Таким образом, прекурсор H 2 N– (CH 2 ) 3 Si (OC 2 H 5 ) 3 агент, привитый на бентонитовую глину, дал 6,942 ммоль г -1 ( BBT APS ). В принципе, следует ожидать такую ​​небольшую плотность боковой молекулы как следствие ее большого объема, который может вызвать определенное затруднение, препятствующее реакции.

Типичные СЭМ-микрофотографии порошка исходного и модифицированного бентонита представлены на рис.2a-2c соответственно. Микрофотографии показывают неоднородную природу морфологии поверхности образца глины, что также показывает, что кристаллы S – I обладают слоистой кристаллической морфологией. На микрофотографии BBT также наблюдались кристаллы небольшого размера, относящиеся к гексагональной кристаллической системе, эти кристаллы можно отнести к акцессорному минералу кварцу (рис. 2а), это относительно часто встречается в почве Амазонки и в других регионах Южной Америки, и образование минерала умилостивляет выщелачивание почвы Амазонки, где несдержанность, вызванная климатом Амазонки, может производить глинистые минералы, такие как каолинит, иллит и т. д.из минерала полевого шпата. Кристаллы представляют собой трещины, которые лучше всего визуализируются на сканирующем электронном микроскопе образцов модифицированного бентонита (рис. 2b и 2c), что может указывать на наличие макропористой структуры. Они должны вносить значительный вклад в диффузию органической цепи на поверхности силикатного адсорбента, способствуя деорганической функционализации с длинной органической цепью и включению сзади Ca (NO 3 ) 2 . На рис. 2d представлен химический анализ образцов BBT (EDX), обнаружено присутствие кремния, алюминия, магния и железа, которое может быть отнесено к главному компоненту (S – I) и дополнительным минералам (Q и F). было представлено небольшое восприятие углерода; Присутствие углерода можно объяснить остатками органического материала из гуминовых веществ, естественным образом приставшими к образцу бентонита под прямым влиянием многочисленной и своеобразной биоты Амазонки (Xifang et al.2007). EDX BBT показал высокое содержание железа; это явление можно объяснить присутствием минерала гематита (Fe 2 O 3 ) в образце BBT. Этот минерал богат Fe (II) и Fe (III) и часто встречается в выветрившихся почвах, таких как почва Амазонки. Эти почвы образуются при влажном климате и повышенной температуре (308–318 К), т. Е. Характеристиках тропического климата.

Рис.2

СЭМ-микрофотографии образцов природного и модифицированного бентонита: BBT ( a ), BBT APS ( b ), BBT AEAPS ( c ), химический анализ (EDX) необработанный бентонит, BBT ( d ) и эволюция CEC при различных температурах, BBT заполненный алмаз , BBT APS заполненный квадрат и BBT AEAPS заполненный круг ( e ).

Текстурный анализ важен для исследования реакционных центров на поверхности функционализированных материалов и является показателем потенциала исследуемых материалов для применения в процессе адсорбции. Площадь поверхности пористой органоглины — один из наиболее полезных микроструктурных параметров для определения свойств. Значения площади поверхности по БЭТ для образцов природного и модифицированного бентонита продемонстрировали, что химическая модификация вызвала образование микропор в твердых частицах, что привело к увеличению площади поверхности, выявив 612.1 м 2 г −1 для BBT AEAPS и относительно природного образца BBT с 34,1 м 2 г −1 . Значения площади микропор изменяются в том же направлении, от 7,2 м 2 г -1 для BBT до 12,3 м 2 г -1 для BBT AEAPS . Текстурные свойства образцов природного и модифицированного бентонита представлены в таблице 1, которая зависит от формы частиц, а также распределения трещин и пор в материале, площади поверхности и CEC образцов бентонита, использованных и полученных в этих исследованиях, сравнивались с другими. образцы бентонита, изученные Sun et al.(2007) и Ding et al. (2009). BBT AEAPS имеет значительно большую площадь поверхности, чем BBT, и имеет поры диаметром <2 нм (микропоры) в дополнение к некоторым мезопорам (> 4 нм в диаметре). Природный бентонит имеет небольшие площади поверхности N 2 BET и только мезопоры, потому что N 2 , в отличие от H 2 O, OH и H 3 O + , не может проникать в октаэдрическая позиция в структуре межслойного S – I может иметь в центре вакансию.

ЕКО глинистого минерала объясняется структурными дефектами, разорванными связями и структурным переносом гидроксила (Jänchen et al. 2009). Процесс интеркаляции незначительно увеличивает общее количество мест обмена в бентоните. Для сравнения, ЕКО относительно высока по сравнению с внешним проявлением бентонитовой глины. ЕКО природного бентонита составляет 98,8 ммоль / 100 г глины, а значение ЕКО для BEN AEAPS составляет 135,1 ммоль / 100 г глины, как указано в таблице 1. ЕКО типов бентонита изучали при шести температурах. .Значения CEC увеличились при высокой температуре, значения CEC увеличились на 10,74, 14,81 и 15,12% для BBT , APS , BBT , AEAPS и BBT, соответственно, через 4 ч при 373 ± 1 K (рис. 2д). Структурное расширение минералов, входящих в состав образцов ББТ, можно объяснить повышением температуры и процессом органофункциональности. Это объяснение основано на доступности сайтов, богатых реактивными ионами, таких как OH и H 3 O + .Эта доступность была вызвана проникновением органической молекулы в структуру минерала и тепловым расширением слоев силикатов.

Консистенция, удобоукладываемость и плотность бетона

Консистенция, удобоукладываемость и плотность бетона были важными свойствами, которые раскрывают такие факторы, как долговечность и кинетический механизм высыхания бетона. Результаты нормальной консистенции, полученные с цементными пастами, содержащими BBT APS и BBT AEAPS , представлены на рис.3. При сравнении восприятия ясно видно, что потребность в воде для приготовления пасты стандартной консистенции увеличивается с увеличением содержания бентонита, в основном в функционализированной форме. BBT APS и BBT AEAPS показали значительную удельную площадь (таблица 1), а размер частиц и процесс функционализации образцов бентонита увеличили пористый объем всей смеси, переходя в более высокие молекулы воды для смачивания поверхности органически-неорганической и внутренность пор.Процесс можно классифицировать как диффузионный, т. Е. В образцах структуры бентонита могут протекать адсорбционные и абсорбционные процессы одновременно. Смеси были рассчитаны на прочность при сжатии 30 МПа. Подробная информация представлена ​​в таблице 2.

Рис. 3

Последовательность для открытого алмаза POR , POR / BBT заполненного алмаза , POR / BBT APS заполненного квадрата и POR / BBT AEAPS закрашенный кружок в разных смесях.

Результаты удобоукладываемости, полученные с цементными пастами, содержащими количество BBT, BBT APS и BBT AEAPS , представлены на рис. 4. Значения осадки, это эмпирический тест, который измеряет удобоукладываемость свежего бетона. Результаты показывают, что обрабатываемость снижалась с увеличением количества природного бентонита, такое же поведение наблюдается для функционализированного бентонита, в основном для POR / BBT AEAPS . Уменьшение значений осадки обусловлено малым размером частиц, частицами, которые входили в состав образцов бентонита, и оптимизацией текстурных свойств природного бентонита с помощью процесса функционализации.Следовательно, можно указать, что для того же соотношения водного вяжущего бетон, сделанный BBT, BBT APS и BBT AEAPS , менее пригоден для обработки, чем POR.

Рис. 4

Значения спада для POR , открытого круга , POR / BBT , закрашенного ромба , POR / BBT , APS , закрашенного квадрата и POR / BBT AEAPS , закрашенного круга в различных смесях.

Результаты свежей плотности нового бетона, полученного с цементными пастами, содержащими количество BBT, BBT APS и BBTA EAPS , представлены на рис.5. Испытания показывают, что плотность ПОР в свежем состоянии представлена ​​как максимальное значение, полученное во всех экспериментах, 2,422,0 кг м -3 . Значения плотности уменьшались с добавлением определенного количества образцов бентонита в качестве замены цемента, и чем выше восприятие бентонита, тем ниже плотность. Это связано с тем, что плотность является функцией удельного веса. В других исследованиях удельный вес портландцемента больше по сравнению с образцом пакистанского бентонита (Memon et al.2012). Эти исследования показали аналогичный вывод, плотность образцов цемента с бентонитом была самой высокой за все эксперименты.

Рис.5

Плотность свежего бетона для открытого круга POR , закрашенного ромба POR / BBT , закрашенного квадрата POR / BBT APS закрашенного квадрата и POR / BBT AEAPS закрашенного круга в различных смесях .

Адсорбция / абсорбция воды

Результаты адсорбции и абсорбции воды, полученные с цементными пастами, содержащими некоторое количество BBT, BBT APS и BBT AEAPS , представлены на рис.6. Данные экспериментов показали, что процесс адсорбции / абсорбции воды снижается по мере увеличения замещения цемента естественным бентонитом. Снижение может быть связано с тем, что химическая реакция между природными пуццоланами и гидроксильными молекулами гидратированной пасты POR требует потребления извести, а не образования извести; размер частиц образца природного бентонита меньше, чем у цемента, поэтому он может уплотнять вяжущую фазу и, следовательно, уменьшать пористость. В испытаниях с функционализированным бентонитом адсорбция / абсорбция воды уменьшалась по мере увеличения замещения POR функционализированным бентонитом.Такое поведение можно объяснить тем фактом, что в результате реакции органических молекул, вставленных в структуру бентонита в процессе функционализации, эти молекулы не являются хелатирующими агентами для молекул воды. В калориметрических исследованиях эффект гидратации обычно считается нулевым. Результаты экспериментов были смоделированы математически, репрезентативные уравнения для нормальной консистенции, удобоукладываемости, плотности свежего бетона и адсорбции / десорбции воды представлены в таблице 3.

Рис.6

Адсорбция / абсорбция воды для POR , открытый круг , POR / BBT , заполненный алмаз , POR / BBT , APS , , заполненный квадрат и POR / BBT AEAPS , заполненный круг в различных смесях

Таблица 3 Математические модели для каждого эксперимента, полученные по результатам экспериментов с линейной регрессией.

Термодинамические эффекты присутствия Ca (NO

3 ) 2

Влияние ингибитора коррозии на основе Ca (NO 3 ) 2 и ширина трещины на процесс коррозии стальных арматурных стержней в высокоэффективном бетоне важны для изготовления конструкции с высокой прочностью и долговечностью, термодинамические эффекты адгезии нитрата кальция в бетоне могут способствовать пониманию механизмов ингибирования коррозии.Термодинамические эффекты присутствия Ca (NO 3 ) 2 в POR, POR / BBT, POR / BBT APS и POR / BBT AEAPS изучали с помощью серии калориметрических титрований, количества приращений и объемы раствора Ca (NO 3 ) 2 , необходимые для насыщения массы типов смесей цемент + бентонит, перечислены в таблице 4.

Таблица 4 Термодинамические данные для Ca (NO 3 ) 2 взаимодействия (адсорбция / абсорбция) на смеси OPC и бентонита (материал 1.0 г дм −3 , время 400 мин, температура 298 ± 1 ° К).

Данные изотермы, полученные при калориметрическом титровании, были использованы на графике зависимости ΣΔ r h от ΣX, а нелинейная форма представлена ​​графиком ΣX / ΣΔ r h относительно ΣX, представленным на рис. 7a (Ruiz и Airoldi 2004). Из энтальпии образования монослоя Δ int ч и количества молей воды N с , адсорбируется на материалах, энтальпии взаимодействия могут быть рассчитаны по формуле.(3).

$$ \ Updelta _ {\ text {int}} H = \ frac {{\ Updelta _ {\ text {int}} h}} {{N_ {S}}} $$

(3)

Рис.7

Изотермы тепловых эффектов для Ca (NO 3 ) 2 взаимодействия для POR , открытого круга и POR / BBT AEAPS , закрашенного круга ( a ), пример изотермы рассчитано нелинейным методом [POR / BBT AEAPS / Ca (NO 3 ) 2 ] ( b ) и взаимосвязь между значениями термодинамического взаимодействия для трех систем, POR / BBT , заполненный алмаз , POR / BBT APS закрашенный квадрат и POR / BBT AEAPS закрашенный круг ( c ).

Изменение свободной энергии ( Δ int G ), энтальпии ( Δ int H ) и энтропии ( Δ int S ), которые являются важными термодинамическими параметрами. определяется с использованием следующих уравнений (уравнения (4) и (5)) с учетом этих значений (Malkoc and Nuhoglu 2005):

$$ \ Updelta _ {\ text {int}} G = — RT \ ln K_ { L} $$

(4)

где K L — константа равновесия, полученная из уравнения изотермы Ленгмюра, T — абсолютная температура, а R — универсальная газовая постоянная (8.314 × 10 −3 кДж K −1 моль −1 ). Уравнение (5) связывает энергию изгибных систем (Malkoc and Nuhoglu 2005).

$$ \ Updelta _ {\ text {int}} G = \ Updelta _ {\ text {int}} H — T \ Updelta _ {\ text {int}} S $$

(5)

Термодинамический цикл для этой серии процессов адгезии кальциевых процессов, включающих суспензию (суспензию) POR, POR / BBT, POR / BBT APS и POR / BBT AEAPS (POR / BBT x ) в водном растворе (aq) с Ca (NO 3 ) 2 растворах (CN), могут быть представлены следующими калориметрическими реакциями.Реакции 6–8 представляют собой эксперимент калориметрического титрования, проводимый в двух экземплярах для каждого калориметрического определения (Ruiz and Airoldi 2004; Guerra et al. 2012):

$$ {\ text {POR}} / {\ text {BBT}} _ { {x ({\ text {susp}})}} + {\ text {CN}} _ {{({\ text {aq}})}} \ to {\ text {POR}} / {\ text {BBT }} _ {x} \ times {\ text {CN}} _ {{({\ text {susp}})}} \ quad \ Upsigma {{Q}} _ {{t}} $$

(6)

$$ {\ text {POR}} / {\ text {BBT}} _ {{x ({\ text {susp}})}} + {\ text {nH}} _ {2} {\ text { O}} \ to {\ text {BBT}} _ {x} \ times {\ text {nH}} _ {2} {\ text {O}} _ {{({\ text {aq}})}} \ quad \ Upsigma {{Q}} _ {{h}} $$

(7)

$$ {\ text {CN}} _ {{({\ text {aq}})}} + {\ text {nH}} _ {2} {\ text {O}} \ to {\ text { CN}} \ times {\ text {nH}} _ {2} {\ text {O}} _ {{({\ text {aq}})}} \ quad \ Upsigma {{Q}} _ {{d }} $$

(8)

Тепловые эффекты реакций 6–9 для каждой экспериментальной точки калориметрического титрования, полученные с введением растворов кальция на порции смеси, учитывались при расчете суммарного теплового эффекта (Σ Q r ) этих взаимодействий, как представлено реакцией 9.

$$ {\ text {POR}} / {\ text {BBT}} _ {x} \ times {\ text {nH}} _ {2} {\ text {O}} _ {{({\ text {aq}})}} + {\ text {CN}} \ times {\ text {nH}} _ {2} {\ text {O}} _ {{({\ text {aq}})}} \ в {\ text {POR}} / {\ text {BBT}} _ {x} \ times {\ text {CN}} _ {{({\ text {susp}})}} \; \; \ Upsigma {{Q}} _ {{r}} $$

(9)

Термодинамические данные были обобщены и перечислены в таблице 4. С термодинамической точки зрения полученные экзотермические и положительные энтропийные значения устанавливают набор благоприятных результатов для термодинамики CN-POR / BBT x взаимодействия.Таким образом, спонтанность таких реакций выражается отрицательной свободной энергией Гиббса со значительным вкладом положительной энтропии. Эти значения предполагают, что во время взаимодействий молекул Ca (NO 3 ) 2 и реактивных центров на поверхностях смеси десольватация нарушает структуру реакционной среды, способствуя дезорганизации системы и, следовательно, приводит к увеличению в энтропии (Руис и Аирольди, 2004; Герра и др., 2012). Пример изотермы, рассчитанной нелинейным методом для системы POR / BBT AEAPS / CN, показан на рис.7b, а соотношение между термодинамическими значениями адсорбции для трех систем представлено на рис. 7c. Эта взаимосвязь выявляет эффект сложности структуры смесей в энергетической реакции с участием процессов включения Ca (NO 3 ) 2 . В заключение, все термодинамические значения являются благоприятными, с экзотермической энтальпией, отрицательной свободной энергией Гиббса и положительной энтропией, данные подтверждаются CN-POR / BBT x взаимодействия на границе твердое тело (смеси) / жидкость (раствор Ca (NO 3 ) 2 ).

Строительные материалы — типы и использование в строительстве

Прочие виды строительства Строительные материалы

Итак, как мы уже говорили ранее, в любом строительном проекте используется очень много строительных материалов. Здесь мы рассмотрим каждый материал и его использование в строительном проекте.

1. Природные материалы

Материалы, используемые в строительстве, можно разделить на два основных источника: первый — натуральный, а второй — синтетический.

К натуральным строительным материалам относятся те, которые не обрабатываются или обрабатываются минимально, такие как древесина или стекло. С другой стороны, синтетические строительные материалы — это те материалы, которые производятся и подвергаются множеству человеческих манипуляций. Некоторые примеры — пластмассы и краски на нефтяной основе.

Помимо древесины, глины, камня и волокнистых материалов три наиболее часто используемых материала при строительстве домов. Строители обычно комбинируют эти три элемента, помимо палаток и шкуры, для создания домов, способных противостоять местным погодным условиям.

Как правило, камень используется в качестве основного строительного компонента, а грязь используется для заполнения промежутка между ними. В современном строительстве камень служит естественным аналогом пустотелых блоков или кирпичей, а грязь — альтернативой цементу. Кроме того, грязь действует как естественная изоляция конструкции.

Примером конструкции, построенной из натуральных строительных материалов, является плетень и мазня, где в качестве строительных компонентов используются влажная почва, песок, глина, солома и навоз.

2. Ткань

В старину палатки были очень популярны в качестве тени и жилища кочевников. Мы часто видим исторические свидетельства коренных американцев, живущих в конических или круглых палатках из дерна, сделанных из ткани. Использование ткани в строительстве было долгим перерывом, прежде чем оно было возрождено как часть современной строительной техники. С развитием натяжной архитектуры и синтетических тканей современные навесы в больших зданиях теперь устанавливаются с гибкими тканями, поддерживаемыми системами стальных тросов.

3. Грязь и глина

Как мы уже упоминали ранее, грязь и глина — это природные строительные материалы, которые используются до сих пор. Количество грязи или глины, используемой в строительстве, создает разные стили зданий, поэтому, если вы хотите гибкости в своем дизайне, следует использовать грязь и глину.

Решающим фактором при выборе количества каждого материала является качество почвы. Из большего количества глины можно построить дома в стиле сырца. С другой стороны, при строительстве дерна можно использовать меньшее количество глинистой почвы.

Помимо почвы, количество песка / гравия и соломы / травы может влиять на структуру глины, которую вы создаете. Утрамбованная земля, используемая для создания стен, раньше делалась путем ручного уплотнения глины между досками. Но в наше время механический пневматический компрессор используется для обработки глины для создания более нетронутой утрамбованной земли.

Одна из причин, по которой мид и глина все еще используются сегодня, — это его правильная тепловая масса. Сооружения из глинистой почвы обычно прохладные летом и теплые в холодное время года.Глина, как известно, удерживает тепло или холод, действуя как естественная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Дома из глины, дерна и самана очень распространены на юго-западе, а также в западной и северной частях Европы. В то время как в большинстве стран влажная погода круглый год, эти стили домов на удивление остаются пригодными для жилья даже через сотни лет. По этой причине некоторые современные экологичные здания адаптируются к стилям дерна.

4. Камень

Использование камня восходит к древним временам.Фактически, вся египетская цивилизация, в частности пирамиды, была сделана из камня. Это один из самых долговечных доступных материалов, поэтому даже если в наши дни вы не увидите каменных домов в стиле пещер, камни по-прежнему используются в качестве компонентов или других строительных материалов. Тот факт, что он также легко доступен, делает его менее дорогим материалом для приобретения.

Но есть много видов горных пород, и каждый из них отличается по своим свойствам. Поэтому, прежде чем использовать камни в своем здании, вы должны убедиться, что вы получаете камень хорошего качества.

Обычно камень — очень плотный материал, что делает его хорошим защитным материалом. Его вес и плотность энергии считаются его самыми большими недостатками, поскольку бывает трудно сохранить камни в тепле.

Раньше для скрепления камней использовался строительный раствор, тогда как в нашу эпоху обычно использовали цемент.

В Соединенных Штатах скальные образования не являются обычным явлением, но есть усыпанные гранитом возвышенности национального парка Дартмур в Европе в Великобритании. Из рыхлого гранита строили круглые хижины, которые использовались до раннего бронзового века.Сегодня можно увидеть только остатки 5000 гранитных домов. Кровля из шифера в наши дни более распространена в Великобритании.

5. Солома

Солома или трава — еще один древний строительный материал, так как он легко доступен и легко добывается. Ему даже не нужен специальный инструмент для сбора и транспортировки. Однако его наиболее значительным преимуществом является хорошая изоляционная способность.

Африканские племена жили в домах, полностью сделанных из травы. В Европе и некоторых странах Азии когда-то были распространены соломенные крыши, пока индустриализация не привела к появлению более качественных кровельных материалов, которые могут быть пригодны даже в сезон дождей.

Хотя в Нидерландах возрождают соломенные крыши, они по-прежнему не используются ни в одном строительном или архитектурном проекте в Соединенных Штатах.

6. Кисть

Коренные американцы использовали для создания щеточных конструкций для отдыха и жизни. Эти конструкции целиком состоят из частей растений, таких как листья, ветки, ветки и кора.

В наши дни не так много щеточных домов из-за проблем с долговечностью. Но вы можете вообразить одну похожую на бобровую хижину.

7. Ледяной

Возможно, вы слышали о ледяных отелях в северном регионе, где немногие туристы, которые могут туда поехать, слишком очарованы ими. Что ж, в прошлом лед действительно использовался для изготовления иглу, и не было других агентов, которые бы удерживали их вместе. Постоянная температура ниже нуля была единственным, в чем нуждались иглу, чтобы ледяные глыбы оставались нетронутыми.

8. Древесина

Древесина или пиломатериалы по-прежнему широко используются сегодня, особенно в Соединенных Штатах.Оба являются продуктом больших деревьев, у которых ствол обычно разбивается на части. Раньше древесина использовалась почти необработанной в качестве бревен, а затем связывалась или надрезалась на месте. Но с тех пор, как начали играть архитектура и новые строительные технологии, древесину разрезали и прессовали в деревянные доски или доски, и теперь ее используют для изготовления полов, потолков и краснодеревщиков.

Древесина остается обычным материалом и используется при строительстве зданий в любом климате. Он гибкий и может гнуться, сохраняя при этом свою прочность.

Качество и долговечность древесины зависят от породы, из которой она изготовлена. Некоторые виды более сильнодействующие, чем другие, но, конечно, и более дорогие. Это также означает, что некоторые виды идеально подходят для определенных применений в строительстве. Например, дуб и клен подходят для полов и шкафов, а сосна и тик — для стен.

В наши дни в современных западных домах по-прежнему используется дерево, так как оно быстрее возводится. Тоже классический. Некоторые люди обставляют свои деревянные дома современной мебелью, чтобы пространство выглядело более элегантно и современно.

9. Кирпич и блоки

Кирпичи производятся из материала, обожженного в печи. Обычно для изготовления кирпичей используется глина или сланец. Некоторые используют грязь, когда средств недостаточно, но, конечно, качество не очень хорошее.

Глиняные кирпичи производятся путем формования глины или ее экструзии на фильере. Они все еще широко используются в наши дни, поскольку американцы учатся сочетать дерево и кирпич, делая свои дома огнестойкими. Кроме того, глиняные кирпичи дешевле деревянных.

В конце 20 века глиняным блокам пришла альтернатива — шлакоблоки. Он сделан из бетона и, очевидно, более прочен. В последнее время был представлен недорогой вариант кирпича. Пескобетонный блок теперь входит в число вариантов, но обычно он слабее глины.

10. Бетон

Большинство коммерческих и промышленных сооружений в настоящее время построено из бетона. Это модно благодаря своей прочности и долговечности. Это композитный материал, который обычно изготавливают из заполнителя и цемента.

Портленд — наиболее широко используемый в наши дни бетон. Для его смеси используются минеральные наполнители, такие как песок и гравий, портландцемент и вода, которые позже гидратируются и затвердевают. Конечный продукт? Каменный строительный материал.

Однако бетон имеет низкую прочность на разрыв. Обычно его усиливают усилением стальных стержней или арматуры. Отсюда и железобетонные конструкции.

Пузырьки воздуха обычно ослабляют бетон. Вот почему заливке бетона в строительстве следует уделять особое внимание.Вибраторы используются для устранения пузырьков, образующихся в процессе разливки.

11. Металл

Металл — один из важнейших материалов при строительстве современных зданий, таких как небоскребы. Также обычно используется в качестве настенного покрытия.

В строительстве используются разные металлы. Сталь, основным компонентом которой является железо, является наиболее распространенным металлом, используемым в строительстве из-за ее долговечности, прочности и гибкости. Однако он может быть ослаблен коррозией.

В качестве альтернативы иногда используют алюминиевый сплав для устранения коррозии. Он дороже стали, но когда вам нужно построить дом у берега, будет выгоднее использовать алюминий.

Другие металлы, используемые в качестве строительных материалов, включают латунь, титан, серебро, хром и золото. В строительстве можно использовать титан и латунь, а в декоративных деталях — особые металлы.

12. Стекло

В наши дни в коммерческих зданиях преобладают стеклянные стены или навесные стены.Это может быть дешевле, чем бетон для возведения стен, но он никогда не сможет превзойти бетон по прочности. Конечно, эти современные стекла обработаны для придания толщины и прочности, и за ними легче ухаживать. Эстетика, которую они привносят, также делает их популярным выбором при строительстве отелей и небоскребов.

Раньше прозрачное стекло использовалось только в окнах. Через некоторое время они пропускают больше света, сохраняя ненастную погоду на улице.

13. Керамика

Керамика также является обычным строительным материалом в эту эпоху.Они используются в качестве плитки для полов, арматуры, столешниц, стен и потолков.

Керамику изготавливали путем обжига глиняной посуды в печах. Однако в этом поколении, поскольку керамика используется во все большем количестве строительных применений, теперь они изготавливаются с использованием большего количества технических процессов для повышения их прочности.

14. Пластик

Пластик обычно используется в системах отопления, вентиляции и кондиционирования, сантехнике и электротехнике в виде пластиковых труб, покрывающих провода и металлические трубы. Обычно он изготавливается из синтетических или полусинтетических органических материалов, из которых можно формовать или экструдировать предметы, пленки или волокна.

Пластмассы, используемые в качестве строительных материалов, различаются по термостойкости, упругости и твердости. Вот почему в наши дни пластмассы находят свое место в большинстве строительных проектов, в зависимости от области применения, для которой они могут понадобиться.

15. Пенопласт

Пенопласт обычно использовался в качестве изолятора в строительстве. В некоторых домах его используют между деревянными или цементными стенами или поверх потолка, чтобы поддерживать тепло или прохладу внутри конструкции.

Однако в наши дни использование полиуретана в строительстве ограничено.

16. Цементные композиты

Цементные композиты нашли новое применение в трехмерном строительстве, чем в предыдущие годы; они использовались только в качестве связующих для древесины или волокон.

Цементные композиты изготавливаются из гидратированного цементного теста. Тем не менее, как они связывают древесину, может быть непросто, так как соотношение совместимости древесины и цемента должно быть определено в первую очередь, чтобы создать правильную смесь цементного теста.

Для определения совместимости древесного цемента используются различные методы.Это включает в себя измерение гидратации цемента и дерева, определение их прочности, морфологии и межфазной связи.

Современные строительные материалы

Строительная промышленность в наше время превратилась в многомиллиардную отрасль. Строительные проекты выполняются направо и налево, и с ростом занятости в различных отраслях до 2026 года ожидается, что будет построено больше строительства.

Вслед за этим растет и развивается промышленность по заготовке стройматериалов.Чтобы соответствовать стандартам современных зданий, изобретаются новые виды строительных материалов.

Поскольку экологические проблемы вызывают озабоченность во всем мире, использование природных строительных материалов, таких как дерево, ограничено. Если нет, то они приходят с особыми условиями отрасли, сажающей деревья для сбора урожая.

Это побудило промышленность разработать современные альтернативы, в которых производство и использование этих новых материалов не наносит вреда окружающей среде. Например, для 3D-печати в качестве сырья используются строительные отходы.

Строительные изделия

Строительные изделия — это быстровозводимые конструкции, используемые в строительстве. Они уже изготовлены и собраны на складах, поэтому команде проекта нужно только разместить их в здании. Они могут включать стены, шкафы, окна и двери.

Самым значительным преимуществом использования строительных материалов может стать ускорение и облегчение работы проектной группы при минимизации отходов на строительной площадке.

Заключительные слова

Выбор строительных материалов во многом влияет на успех строительного проекта.Они могут улучшить или разрушить ваш проект, поэтому планировщикам необходимо проанализировать, какие материалы лучше всего подойдут для проекта на этапе планирования.

Конечно, выбор правильного поставщика играет жизненно важную роль в приобретении подходящих строительных материалов. Так что ищите лучших поставщиков и тесно сотрудничайте с ними, чтобы ваши материалы были доставлены в нужное время.

Также важно хорошо управлять своим строительным бизнесом и строительными материалами, и вы можете отслеживать графики поставок с помощью программного обеспечения для управления проектами, такого как Pro Crew Schedule .

Консервация и ремонт исторических глиняных черепичных крыш

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ

Историческая кровля из глиняной черепицы. Фото: файлы NPS.

Энн Э. Гриммер и Пол К. Уильямс

Глиняная черепица — один из самых характерных и декоративных кровельных материалов в истории благодаря большому разнообразию форм, цветов, профилей, узоров и фактур. Традиционно глиняные плитки изготавливались вручную, а затем путем машинной экструзии натуральной глины, текстурированной или покрытой цветной глазурью, и обжигались в высокотемпературных печах.Уникальные визуальные качества кровли из глиняной черепицы часто делают ее важной чертой в определении общего характера исторического здания. Значимость и хрупкость исторических черепичных крыш требуют особой осторожности и осторожности при их сохранении и ремонте.

Глиняная черепица была популярным кровельным материалом для жилых построек в период романского Возрождения. Фото: файлы NPS.

Глиняная черепица имеет один из самых высоких показателей продолжительности жизни среди исторических кровельных материалов — обычно около 100 лет, а часто и несколько сотен.Тем не менее, регулярная программа технического обслуживания необходима для продления срока службы любой кровельной системы. Полный внутренний и внешний осмотр конструкции крыши и кровельного покрытия рекомендуется для определения состояния, потенциальных причин неисправности или источника утечек, а также поможет в разработке программы консервации и ремонта черепичной крыши. Прежде чем начинать какие-либо ремонтные работы на исторических крышах из глиняной черепицы, важно определить те качества, которые важны для создания исторического значения и характера здания.

В этом кратком обзоре будет рассмотрена история глиняной черепицы и будет содержаться описание многих типов и форм исторической черепицы, а также различных методов их крепления. Он завершится общими инструкциями для владельца исторической собственности или управляющего зданием по планированию и реализации проекта, включающего ремонт и выборочную замену исторической глиняной черепицы. Ремонт исторических кровель из глиняной черепицы — занятие не для новичков; его должны проводить только профессиональные кровельщики, имеющие опыт работы с кровлями из глиняной черепицы.

Происхождение глиняной черепицы можно независимо проследить в двух разных частях света: в Китае в эпоху неолита, начиная примерно с 10 000 лет до нашей эры; и Ближний Восток, немного позже. Из этих регионов использование глиняной плитки распространилось по всей Азии и Европе. Не только древние египтяне и вавилоняне, но также греки и римляне покрывали свои здания глиняными черепицами, и адаптация их практики продолжается в Европе по сей день.Европейские поселенцы принесли эту кровельную традицию в Америку, где она была заложена во многих местах к 17 веку.

Глиняная черепица с коническим стволом была изготовлена ​​на заказ для восстановления индийских казарм 1820-х годов в миссии Санта-Крус в Калифорнии. Фото: файлы NPS.

Археологи обнаружили образцы глиняной черепицы из поселения 1585 года на острове Роанок в Северной Каролине. Глиняная плитка также использовалась в ранних английских поселениях в Джеймстауне, Вирджиния, и близлежащем Св.Мэри в Мэриленде. Глиняная черепица также использовалась в испанском поселении Сент-Огастин во Флориде, а также французами и испанцами в Новом Орлеане.

Голландские поселенцы на восточном побережье впервые импортировали глиняную плитку из Голландии. К 1650 году они наладили собственное полномасштабное производство глиняной черепицы в верхней части долины реки Гудзон, отправляя черепицу на юг, в Новый Амстердам. Во время американской революции было несколько предприятий по производству плитки, которые предлагали как цветную, так и глазурованную плитку, а также неглазурованную натуральную терракотовую плитку в районе Нью-Йорка и соседнего Нью-Джерси.Нью-Йоркская газета 1774 года рекламировала наличие для продажи застекленных и неглазурованных панелей местного производства, которые гарантированно «выдержат любую погоду». На западном побережье глиняная плитка была впервые изготовлена ​​в деревянных формах в 1780 году в миссии Сан-Антонио-де-Падуя в Калифорнии индийскими новичками под руководством испанских миссионеров.

Безусловно, наиболее важным фактором популяризации глиняной черепицы в колониальный период в Америке была забота о пожаре.Разрушительные пожары в Лондоне в 1666 году и в Бостоне в 1679 году побудили к принятию строительных и противопожарных норм в Нью-Йорке и Бостоне. Эти правила пожарной безопасности, действовавшие почти два столетия, поощряли использование черепицы для крыш, особенно в городских районах, из-за ее огнестойких свойств. Глиняная черепица также была предпочтительнее из-за ее долговечности, простоты ухода и отсутствия теплопроводности.

Хотя более эффективные методы производства снизили стоимость глиняной плитки, ее использование начало сокращаться в большей части северо-востока Соединенных Штатов во второй четверти XIX века.В большинстве районов за пределами городских пожарных районов широко использовалась деревянная черепица; они были более доступными и намного более легкими и требовали менее тяжелого и менее дорогого каркаса крыши. Кроме того, стали доступны новые огнестойкие материалы, которые можно было использовать для кровли, включая сланец и металлы, такие как медь, железо, жесть, цинк и гальваническое железо. Многие из металлических кровельных материалов могут быть установлены за небольшую часть стоимости и веса глиняной черепицы. Даже внешний вид глиняной черепицы уже не был модным, и к 1830-м годам глиняная черепица временно потеряла популярность во многих частях страны.

Кровля из глиняной черепицы играет важную роль в определении характера c. 1917 г. Миссионерская гостиница Grove Park Inn, Эшвилл, Северная Каролина. Фото: файлы NPS.

К середине 19 века введение стиля архитектуры итальянской виллы в Соединенных Штатах вызвало новый интерес к глиняной черепице для кровли. Это возродило промышленность по производству глиняной плитки, и к 1870-м годам были открыты новые фабрики, в том числе крупные предприятия в Акроне, штат Огайо, и Балтиморе, штат Мэриленд.

Глиняная черепица была продвинута на Столетней выставке в Филадельфии в 1876 году, на которой были представлены несколько выдающихся зданий с черепичными крышами, в том числе павильон штата Нью-Джерси, крытый глиняной черепицей местного производства. Машины для производства плитки были впервые запатентованы в 1870-х годах, и, хотя большая часть кровельной черепицы продолжала изготавливаться вручную, к 1880-м годам все больше и больше фабрик начали использовать машины. Развитие стиля архитектуры романского возрождения в 1890-х годах еще больше усилило роль глиняной черепицы как американского строительного материала.

Для удовлетворения этого нового спроса также потребовались альтернативные заменители глиняной плитки. Примерно к 1855 году стали производиться крыши из листового металла, имитирующие образцы глиняной черепицы. Эти крыши из листового металла, обычно окрашенные в натуральный терракотовый цвет, чтобы имитировать настоящую глиняную черепицу, стали популярными, потому что они были дешевле, легче и проще в установке, чем крыши из глиняной черепицы.

Глиняная черепица подчеркивает выступающие крыши этих рядных домов конца XIX века.Фото: файлы NPS.

Глиняная черепица снова на короткое время вышла из моды в конце 19 века, но снова получила признание в 20 веке, в первую очередь из-за популярности архитектурных стилей романтического возрождения, включая миссионерский, испанский, средиземноморский, грузинский. и Возрождение эпохи Возрождения, в котором крыши из глиняной черепицы занимали видное место. С появлением машин, способных экструдировать глину самых разных форм в больших количествах, глиняные плитки стали более доступными по всей стране.Больше региональных заводов-производителей было создано в районах с большими естественными месторождениями глины, включая Альфред, Нью-Йорк; Нью-Лексингтон, Огайо; Линкольн, Калифорния; и Атланта, Джорджия; а также Индиана, Иллинойс и Канзас.

Популярность кровли из глиняной черепицы и похожих кровельных материалов-заменителей сохраняется и в 20 веке, особенно в районах Юга и Запада, особенно во Флориде и Калифорнии, где все еще преобладают стили архитектуры под влиянием Средиземноморья и Испании.

В 17-18 веках наиболее распространенными типами глиняной черепицы, использовавшейся в Америке, были плоские и прямоугольные. Их размеры составляли примерно 10 x 6 x Ω (25 x 15 x 1,25 см), и на одном конце имелось два отверстия для гвоздей или колышков, через которые они крепились к кровельным рейкам. Иногда между перекрытиями помещалась полоска раствора. ряды плитки, чтобы она не поднималась при сильном ветре. Помимо плоских плиток, в 18 веке использовались также переплетенные S-образные панели.Они были сформированы путем формования глины по сужающимся участкам бревен и, как правило, были довольно большими. Эти переплетенные плитки, которые также называются панцирными, криволинейными или фламандскими плитками, размером примерно 14 Ом x 9 Ом (37 см x 24 см), навешиваются на кровельную рейку с помощью выступа или выступа, расположенного в верхней части нижней стороны панели. каждая плитка. Как плоские (плоские) черепичные, так и скатные (S-образные или изогнутые) крыши были закрыты по коньку полукруглой коньковой черепицей. Глиняная черепица на зданиях в моравских поселениях середины 18 века в Пенсильвании очень напоминала те, что использовались в Германии того времени.Эти плитки были примерно 14-15 дюймов в длину и 6-7 дюймов в ширину (36-38см х 15-18см) с изогнутым концом и вертикальными канавками для облегчения дренажа. Они также были разработаны с выступом или пером на задней стороне, чтобы плитки могли висеть на планке без гвоздей или колышков.

Точная датировка ранней кровельной черепицы трудна, а зачастую и невозможна. Фрагменты черепицы, найденные на археологических раскопках, могут указывать на существование крыш из глиняной черепицы, но тот же тип черепицы также иногда использовался для других целей, таких как мощение и в печах для выпечки.Чтобы еще больше усложнить датировку, поскольку глиняная плитка часто переживала многие из самых ранних, менее постоянных построек, ее часто повторно использовали в более поздних постройках.

Асфальтовая черепица — несовместимая замена оригинальной испанской глиняной черепице. Фото: файлы NPS.

В дополнение к «черепичным» крышам из листового металла, появившимся в середине XIX века, во второй половине XIX века была разработана бетонная кровельная черепица, которая заменила глиняную черепицу.К началу 20 века он стал довольно популярным. Бетонная плитка состоит из плотной смеси портландцемента, смешанной с заполнителями, включая песок и пигмент, и выдавливается из машин высокого давления.

Несмотря на то, что бетонная черепица, как правило, не обладает постоянством цвета и тонкими цветовыми вариациями, присущими натуральной глиняной черепице, она продолжает оставаться популярным кровельным материалом сегодня, потому что она воспроизводит общий вид глиняной черепицы, если не всегда точный профиль или пропорции исторической глины. плитка, при несколько меньшей стоимости и весе.Другой современный, немного более дешевый и легкий заменитель глиняной плитки, разработанный недавно, состоит из смеси минерального волокна и цемента с добавлением пигментов для придания цвета. Хотя эта черепица из заполнителя также повторяет форму и внешний вид глиняной черепицы, они во многом отличаются от глиняной черепицы, которая встречается в бетонной черепице. Таким образом, как и бетонная плитка, они редко подходят для замены глиняной плитки.

Глиняная черепица бывает двух видов: внахлест и внахлест.Сцепляющиеся плитки спроектированы парами, так что выступ или «выступ» на одной из плиток «цепляется» за другую плитку, тем самым «блокируя» или скрепляя их вместе; их также обычно прибивают к конструкции крыши. Перекрывающиеся плитки, которые также могут функционировать попарно, обычно не имеют никаких «выступов» и должны быть прибиты гвоздями. Существует широкий спектр форм исторической глиняной черепицы, и многие из них, иногда с небольшими вариациями, производятся до сих пор. Существует множество вариаций, и страна происхождения некоторых из них может быть указана в их названиях, но по сути есть только два вида форм: панцири и плоская плитка.Панели и плоские плитки могут соединяться друг с другом или перекрываться друг с другом.

Панели

Форма, наиболее часто ассоциируемая с исторической глиняной черепицей, вероятно, представляет собой выпуклую или округлую черепицу, часто сгруппированную вместе как «панельная черепица» или «панцирь». К ним относятся испанские плитки, иногда называемые плитками «S», или плитки миссий аналогичной формы, также известные как плитки миссии в форме бочки или бочки, прямые или конические, а также римские плитки и их греческие варианты.

Плоская черепица

Плоская черепица — еще один тип исторической глиняной черепицы. Плоская черепица может быть абсолютно ровной и плоской и, как кровельный шифер, накладываться друг на друга, прикрепляться гвоздями к обшивке кровли. Или они могут сцепляться сверху и с одной стороны. Хотя «замок» скрепляет их вместе, у большинства черепичных плиток также есть одно или несколько отверстий, обычно около верха, для прибивания гвоздей к обшивке крыши. Плоская черепица в основном представляет собой разновидность английской черепицы или черепицы и включает в себя английскую черепицу, закрытую черепицу, плоскую черепицу или плитную черепицу, а также французскую черепицу, которая имеет немного более высокий и более контурный профиль.

Любая из стандартных форм плитки может быть известна под другим названием в другом регионе страны или в других частях мира. Например, так называемые испанские или S-плитки в Соединенных Штатах могут называться одинарными римскими плитками в Англии. Иногда плитки «Испанский» и «Миссия» приравниваются, несмотря на то, что первые обычно представляют собой соединенные друг с другом плитки, а вторые представляют собой отдельные перекрывающиеся цилиндры Ω. Поскольку миссии и стиль миссий связаны с Америкой, плитки миссий в Соединенных Штатах чаще называют испанскими плитками в Англии и Европе.Аналогичным образом, испанские плитки, или S-образные плитки, или плитки в виде бочек, могут показаться более типичными для некоторых плиток, используемых во Франции, чем те, которые продаются как французские плитки американскими производителями.

Сегодня некоторые производители плитки присвоили историческим формам плитки свое собственное торговое название. Другие компании продают плитку «S» уникальной формы, которая больше похожа на настоящую, но довольно низкопрофильную «s» без обычной плоской части традиционной американской S-плитки.

Карниз или ограничитель для птиц для защиты от птиц заметно отсутствует на заменяющей плитке в центре нижнего ряда.Фото: файлы NPS.

Поле и специальная плитка

Плитка, покрывающая большую часть плоской поверхности крыши, называется полевой черепицей. Некоторые формы крыш, особенно конические башни или башенки, требуют черепицы градуированных размеров, а некоторые формы или узоры полевой черепицы также требуют отделочной черепицы особой формы для завершения пакета кровельного покрытия. Другая плитка уникальной формы была изготовлена ​​для размещения в помещениях и местах необычной формы, включая слуховые окна и впадины, вальмы крыши, грабли, гребни и углы.Есть также отделочные плитки, которые удовлетворяют определенным требованиям, например, закрытие карнизов или глиняные заглушки, называемые «птичьими упорами». Они предназначены для защиты от снега, дождя и гнездования птиц в пустотах под нижним рядом изогнутых плиток. Различные узоры и рисунки также можно создавать, комбинируя или смешивая и сочетая плоскую плитку с размерной плиткой.

Цвета плитки

Красный терракотовый — это цвет, который чаще всего ассоциируется с исторической глиняной черепицей. Красноватый цвет получается из глины с большим процентом оксида железа, и есть много вариаций этого естественного цвета, которые можно найти в плитке, от глубоких красновато-коричневых до более мягких и бледных апельсинов и розовых оттенков.Более светлые коричневые и бежевые цвета, а также черный также появляются на традиционных зданиях с черепичными крышами. Буфф-цветные плитки были сделаны из почти чистого шамота, и заливки марганца растворяют в воде над плитки перед обжигом в результате дыма коричневого или черного цвета глазурованных плиток. К концу 19 века популярность цветной глазури для кровельной черепицы возросла, и сегодня их использование и цветовая гамма продолжают расширяться. Большинство исторических глазурованных кровельных плиток имеют довольно естественные оттенки, которые варьируются от красных и коричневых и мягких до черных и пурпурных, синих (часто создаваемых с помощью смальты или порошкового синего стекла) и большого разнообразия зеленых оттенков (обычно создаваемых из медного шлака). .Цвет плитки, обожженной на дровах, мог быть очень разным, потому что температура в печи была очень неравномерной; плитки, расположенные ближе всего к огню, прогревались на всем протяжении и становились темно-красными, в то время как плитки, наиболее удаленные от огня, были, вероятно, окрашены дымом и имели светло-оранжевый цвет.

Метод, используемый для крепления глиняной черепицы, зависит от формы, размера и стиля конкретной черепицы. По большей части традиционные и современные методы установки глиняной черепицы очень похожи, за исключением того, что современная практика всегда включает использование деревянной обшивки и рубероида.Но большинство самых ранних глиняных черепиц укладывали без использования деревянной обшивки и вешали прямо на кровельные рейки и рейки, которые были прибиты к стропилам крыши; эта практика продолжалась до середины XIX века в некоторых регионах. Хотя этот метод крепления позволял обеспечить хорошую вентиляцию и упростил поиск утечек и ремонт, он также означал, что общая водонепроницаемость крыши полностью зависела от самой черепицы.

Выступы на обратной стороне этих заменяющих испанских глиняных черепиц помогают им прилипать к цементному раствору на кровельной обшивке.Фото: файлы NPS.

Постепенно появилась практика прибивать кровельную черепицу непосредственно к сплошной деревянной обшивке или подвешивать ее за «выступы» на горизонтальной рейке, которая прикреплялась к стропилам крыши или обшивке. Некоторые виды плитки, особенно более поздние плитки Mission или Barrel, укладывались на вертикальные полосы или рейки, прибитые к обшивке, или плитки были прикреплены к деревянным прогонам с помощью медной проволоки.

Частично из-за того, что они не всегда очень плотно прилегают друг к другу, некоторые формы черепицы, в том числе «Испанская», «Бочка» или «Миссия», а также другие типы переплетенных черепиц, сами по себе не являются полностью водоотталкивающими при использовании на очень низких крышах.Для них всегда требовалась некоторая форма подкровельного покрытия или дополнительный водостойкий нижний слой, такой как войлочное, битумное или цементное покрытие. В некоторых традиционных английских приложениях обработка, называемая «поджиганием», заключалась в использовании простого строительного раствора, чаще всего состоящего из соломы, грязи и мха. Конические плитки миссий старых испанских миссий в Калифорнии также укладывались в слой из глинистого раствора, смешанного с травой или соломой, который был их единственным средством прикрепления к очень низкой тростниковой или веточной обшивке (latia), которая поддерживала плитки.

Более поздние и современные методы кровли требуют, чтобы черепица была уложена на твердую деревянную обшивку l «(2,5 см), войлочную с покрытыми базовыми листами не менее 30 фунтов, или на застроенные мембраны или однослойные кровельные мембраны. Это существенно увеличивает водонепроницаемость крыши за счет добавления второго слоя гидроизоляции. Горизонтальные и вертикальные линии, нанесенные мелом, служат ориентиром при укладке плитки и указывают ее рисунок. Большинство плиток имеют одно или два отверстия, чтобы их можно было прикрепить с помощью медных гвоздей или вешалок и / или с выступающими наконечниками для фиксации или подвешивания на рейках или планках, прикрепленных к основной обшивке.

Перед укладкой плитки необходимо установить медные или свинцовые желоба, отливы и желоба, желательно с использованием коррозионно-стойкого металла калибром не менее 26 (20-24 унции), выступающего минимум на 12 дюймов (30,5 см) под плиткой от кромка или в соответствии со спецификациями производителя.Длительный срок службы и ожидаемая долговечность глиняной черепицы требуют, чтобы, как и в случае с кровельными гвоздями, для гидроизоляции и водостока использовался только металл самого высокого качества.

Эти клиновидные глиняные изразцы были точно воспроизведены по археологическим материалам, обнаруженным на месте.Фото: файлы NPS.

«Полевую черепицу» обычно упорядочивают по количеству «квадратов», то есть плоской секции 10 футов x 10 футов (25 см x 25 см), необходимой для покрытия секции крыши. Компания по производству черепицы или подрядчик по кровле должны рассчитать необходимое количество черепицы в соответствии с типом крыши и на основе чертежей архитектора для обеспечения точности. Это должно включать специальную плитку для конька и карниза, декоративную отделку, частичные «квадраты» с допуском примерно 10-20% на поломку и дополнительную плитку для хранения для последующего ремонта случайных повреждений.Попав на стройплощадку, черепица равномерно укладывается стопками на крыше, в пределах досягаемости кровельщиков.

Укладка черепицы начинается первым слоем у нижнего края кровли у карниза. Способы укладки и крепления кровельной черепицы различаются в зависимости от типа и конструкции черепицы и формы крыши, а также от региональных практик и местных погодных условий. Приподнятая облицовка, брус, двойной или тройной слой плитки или специальная плитка для защиты от птиц под карнизом могут использоваться для поднятия первого ряда плиток на необходимую высоту и угол, необходимые для наилучшего функционирования крыша.Плитка располагается так, чтобы выступать над ранее установленной водосточной системой не менее чем на 1-1 / 2 дюйма (4 см), чтобы дождевая вода стекала в центральную часть водостока. После того, как этот первый слой будет тщательно установлен и проверен с уровня земли на предмет Прямолинейность и цветовые нюансы, и соответственно скорректированные, последовательные ряды перекрывают те, что ниже, поскольку кровельщик работает по диагонали вверх по крыше к коньку. Размещение и укладка плитки в квадрате 10 x 10 дюймов (25 см x 25 см) может в среднем 16-1 / 2 человеко-часов.

Большинство плоских глиняных плиток имеют одно или два отверстия, расположенных наверху, либо на «выступе» или «выступе», выступающем вертикально либо с лицевой, либо с нижней стороны плитки, для крепления плитки к обшивке, обрешетке или обрешетке. полоски внизу. По мере установки последовательных рядов плитки эти отверстия будут закрыты следующим слоем плитки, указанным выше. Традиционно глиняную черепицу на самых старых черепичных крышах вешали на кровельные рейки с дубовыми деревянными колышками. Поскольку эти деревянные колышки гнили, их обычно заменяли гвоздями.Сегодня медные гвозди размером 1–3 / 4 дюйма (4,5 см) предпочтительнее для крепления плитки, потому что они самые долговечные, хотя можно использовать и другие устойчивые к коррозии гвозди. Менее прочные гвозди сокращают срок службы кровля из глиняной черепицы, которая зависит от крепежных материалов и других компонентов кровли, а также от самой черепицы. Глиняная черепица, как и кровельный сланец, предназначена для крепления на гвозди, а шляпки гвоздей всегда должны выступать немного выше Поверхность черепицы: не следует вбивать гвозди слишком глубоко в полосы обрешетки, потому что слишком сильное давление на плитку может привести к ее поломке во время циклов замораживания / оттаивания или когда кто-то идет по крыше.

Обычная плоская черепица, как и шифер, крепится к обшивке крыши только с помощью гвоздей. Их укладывают внахлест, чтобы обеспечить необходимую степень водонепроницаемости кровельного покрытия. Поскольку плоская плоская черепица в большинстве случаев перекрывает почти половину черепицы, этот тип черепичного кровельного покрытия приводит к значительно более тяжелой крыше, чем переплетенная черепичная крыша, которая не требует такого перекрытия черепицы.Переплетенная плоская черепица образует единый слой и сплошное кровельное покрытие. Хотя технически можно ожидать, что большинство переплетенных черепиц на всех крышах, кроме самых крутых, останутся на месте, потому что они свешиваются на выступающие выступы из кровельных планок или реек, в современных кровельных методах их часто прибивают для дополнительной безопасности. В большинстве случаев рекомендуется прибивать хотя бы каждую вторую плитку.

Для плиток Mission или Barrel, где один полуцилиндр перекрывает другой перевернутый полуцилиндр, образуя конструкцию крышки и поддона (крышка и желоб), крепление более сложное.Панели, которые опираются непосредственно на обшивку, просто прибиваются гвоздями, но есть два способа прикрепления облицовочных плиток, которые опираются на панели. Их можно закрепить с помощью медной проволоки, прибитой к обшивке, или привязать к вертикальным медным полосам, идущим за плиткой. Другой метод требует установки вертикальных реек или планок для гвоздей на крыше, к которой прибивается облицовочная плитка, или использования гвоздей или крючков для черепицы, которые прикрепляются к нижней панели и закрепляются витой медной проволокой.

Иногда под плитку добавляли цементный раствор или другой подслой, такой как трава, мох или солома, или раствор, армированный волосами. До использования валяния это было особенно распространенной практикой на некоторых плоских плоских черепичных или испанских черепичных крышах с невысокими высотами, которые сами по себе не были особенно водонепроницаемыми. Раствор также помог предотвратить попадание проливного дождя под перекрытия, и в современных кровлях до сих пор принято добавлять немного цементного раствора, чтобы закрепить их.

На коньке или вальме кровли глиняную черепицу обычно крепят к приподнятому стрингеру с помощью гвоздей и небольшого количества раствора, эластичного цемента или мастики. Стык герметизируется гибкой накладкой из меди или свинца. Коньковая черепица часто несколько больше и декоративнее, чем полевая черепица, используемая на широких участках крыши.

Способ крепления глиняной черепицы к обшивке также частично определяется уклоном кровли.Обычно требования к креплению возрастают с увеличением уклона крыши. Для пологих подъемов от 4 до 6 дюймов (10–15 см) при спуске 12 дюймов (30,5 см) веса плиток обычно достаточно, чтобы удерживать их на рейке за гребень или «выступ» на рейке. нижняя сторона черепицы, и только для плитки по периметру требуются металлические зажимы для крепления ее к обшивке. Но даже на этих крышах с низким скатом черепица обычно прибивается гвоздями для дополнительной безопасности, а на крышах с большим уклоном требуются дополнительные меры крепления, или в районах, подверженных сильным ветрам или землетрясениям.Для более крутых скатных крыш, таких как башни, 7–11 дюймов (18–28 см) или 12–15 дюймов (30,5–38 см) на участке длиной 12 дюймов (30,5 см), черепица прибивается гвоздями и образуется полоса по периметру. Плитка толщиной от трех до четырех плиток крепится зажимами. При подъеме крыши более 16 дюймов (41 см) при длине 12 дюймов (30,5 см) и в зонах, подверженных землетрясениям или ураганам, каждая черепица может быть закреплена как гвоздем, так и медный или коррозионно-стойкий металлический зажим, а также часто наносится слой кровельной мастики или раствора.

Установка глиняной черепицы в районах со значительным количеством снегопадов — более 24 дюймов (61 см) в год — также несколько отличается от обычных рекомендаций.Могут потребоваться рейки большего размера, а также дополнительная обрезка или привязка плитки, чтобы надежно прикрепить ее к обшивке. Сама конструкция крыши также может нуждаться в дополнительных связях, а также во вставке небольших снежных зажимов или снежных птиц, которые выступают над поверхностью черепицы, чтобы предотвратить соскальзывание снега и льда с крыши и повреждение черепицы.

Выявление общих проблем и сбоев

В то время как сама глиняная черепица, скорее всего, испортится из-за повреждения морозом, система кровли из глиняной черепицы чаще всего выходит из строя из-за поломки системы крепления.Поскольку деревянные колышки, которыми ранние плитки крепились к расколотым вручную рекам, гнили, их часто заменяли железными гвоздями, которые сами легко разъедаются дубильной кислотой из дубовых реек или обшивки. Износ металлического фартука, желобов и желобов также может привести к выходу из строя кровли из глиняной черепицы.

Еще одна область потенциального отказа исторической кровли из глиняной черепицы — это система поддержки. Глиняная черепица тяжелая, и важно, чтобы конструкция крыши была прочной.Если желобам и водосточным трубам разрешено заполняться мусором, вода может скопиться и просочиться под кровельную черепицу, что в конечном итоге приведет к разрушению кровельных реек, системы обшивки и крепления или даже конструктивных элементов крыши. В морозную погоду под плиткой может скапливаться лед и вызывать поломку во время цикла замораживания / оттаивания. Таким образом, как и в случае с любым типом крыши, вода и неправильно обслуживаемые системы отвода дождевой воды и дренажа также являются основными причинами разрушения исторических крыш из глиняной черепицы.

Глиняная плитка может быть изготовлена ​​вручную или на станке; В общем, крыши, установленные до конца 19 века, состоят из черепицы ручной формовки, причем черепица машинного производства становится все более доминирующей по мере совершенствования технологий в течение 20 века. Сама глиняная плитка, сделанная вручную или изготовленная на станке, может различаться по качеству от плитки к плитке. Выцветание растворимых солей на поверхности может указывать на то, что плитка имеет чрезмерную пористость, которая возникает из-за недожога во время ее изготовления.Пористая плитка низкого качества особенно подвержена растрескиванию и растрескиванию внешней поверхности во время циклов замораживания-оттаивания. Пропуская влагу, пористая черепица может привести к гниению обрешетки и конструкции крыши. Проблема может усугубляться укладкой водостойкой строительной бумаги или строительного войлока, которые в некоторых случаях могут препятствовать нормальной вентиляции.

Глиняную черепицу также можно повредить кровельщиками, небрежно идущими по незащищенной крыше во время ремонта, или свисающими ветвями деревьев, падающими ветвями деревьев или сильным градом.Сломанная черепица больше не может обеспечивать сплошную водонепроницаемую поверхность, тем самым позволяя воде проникать в конструкцию кровли, и может в конечном итоге привести к ее разрушению, если сломанную черепицу не заменить своевременно.

Хотя современные глиняные плитки машинного производства более однородны по внешнему виду, чем их аналоги ручной работы, они также могут выйти из строя. Иногда браком могут быть целые партии плитки, производимой серийно.

Регулярный осмотр и обслуживание

Специальная система, состоящая из латунной или медной проволоки, используется для крепления этой конической черепичной черепицы.Фото: файлы NPS.

Сломанная или отсутствующая черепица или протечки внутри здания — очевидные признаки того, что историческая черепичная крыша нуждается в ремонте. Несмотря на то, что может быть ясно, что крыша протекает, найти источник утечки может быть не так просто. Это может потребовать тщательного обследования на чердаке, а также подъема на крышу и выборочного удаления черепицы в примерном месте протечки крыши. Источник утечки может фактически не находиться там, где он кажется.Вода может поступать в одном месте и перемещаться по кровельному элементу на некотором расстоянии от фактической утечки, прежде чем проявиться в виде пятна от воды, повреждений штукатурки или гнилых деревянных элементов конструкции.

Временная защита при ремонте

В некоторых случаях может потребоваться временная защита и стабилизация, чтобы предотвратить дальнейшее повреждение или ухудшение исторической кровли из глиняной черепицы. Листы фанеры, пластик, рулонная кровля или рубероид могут обеспечить кратковременную защиту до тех пор, пока не будут приобретены материалы для ремонта или замены.Другой вариант может заключаться в возведении временных подмостей, покрытых прозрачным или полупрозрачным полиэтиленовым покрытием по всей крыше. Это не только защитит открытые элементы кровли во время ремонта или до тех пор, пока не будет произведен ремонт, но также позволит пропускать достаточно естественного света, чтобы можно было проводить работы по замене кровли, защищая рабочих от холода или сырости.

Общее руководство по ремонту

После определения источника и причины утечки необходимо произвести соответствующий ремонт конструкционных элементов кровли, деревянной обшивки, войлока или рубероида, если он является частью кровельной мембраны, или, возможно, вертикальных обрешеток крыши, к которым может быть прикреплена черепица. прикрепил.Если проблема ограничивается водосточными желобами и мигает в негодном состоянии, ремонт или замена, вероятно, потребуют временного удаления некоторых соседних плиток, чтобы получить к ним доступ. Если кровельная черепица чрезвычайно хрупкая и по ней нельзя ходить даже при соответствующей защите (см. Ниже), может также потребоваться удалить несколько рядов или большую площадь черепицы и сохранить их для последующей повторной установки, чтобы создать «путь» дойти до места ремонта, не повредив имеющуюся плитку. Даже если большая часть самой черепицы выглядит неповрежденной, но более не надежно прикреплена к основанию крыши из-за износа системы крепления или элементов кровли, все черепицы следует промаркировать и удалить для хранения.Независимо от того, предполагает ли ремонтный проект удаление только нескольких поврежденных плиток или всю плитку необходимо удалить и заново закрепить, историческая глиняная черепица по своей природе хрупкая, и ее следует осторожно поднимать с помощью сланцевого рыхлителя. Плитку можно повторно прикрепить одну за другой с помощью новых коррозионно-стойких медных гвоздей, медных лент или петель, «покалывания» или других средств после того, как на крыше будет сделан необходимый ремонт.

Замена отдельных плиток

Самый сложный аспект замены одной битой глиняной черепицы — это сделать так, чтобы не сломать соседнюю черепицу.В то время как по плоской черепичной черепице осторожный кровельщик обычно может ходить без значительных повреждений, высокопрофильные панели очень хрупкие и легко ломаются. Используя листы фанеры, доски или мешки из мешковины, наполненные песком, для распределения веса профессиональный кровельщик может перемещаться по крыше, чтобы исправить сломанную черепицу или гидроизоляцию, не нанося дополнительных повреждений. Другой метод заключается в том, чтобы зацепить лестницу за конек для поддержки и равномерного распределения веса кровельщика.

Сломанную плитку следует осторожно удалить, вставив под плитку сланцевый рыхлитель или ножовку, чтобы срезать гвоздь или гвозди, удерживающие ее на месте.Если последовательные слои плитки уже уложены, закрывая отверстия для ногтей, будет невозможно прикрепить заменяющую плитку гвоздями через отверстия, поэтому потребуется альтернативный метод крепления. Прибив язычок из медной ленты двойной толщины к обшивке под плиткой, новую заменяющую плитку можно вставить на место и закрепить на месте, согнув медную полосу вверх с двойной толщиной меди над плиткой. Таким же образом можно использовать грифельный крючок или «тингл».Эта система крепления работает вместо гвоздей.

При замене несовместимой исторической плитки и если подходящая глиняная черепица не может быть получена, можно переместить часть исходной плитки на более заметные места на крыше, где она повреждена, и вставить новую заменяющую плитку. во второстепенных или задних местах или в других местах, где он не отображается, например, за дымоходами, парапетами и слуховыми окнами. Несмотря на то, что заменяющая плитка может первоначально соответствовать оригинальной исторической плитке при первой установке, она, вероятно, выветрится или постареет до несколько другого цвета или оттенка, который со временем станет более очевидным.Таким образом, следует позаботиться о том, чтобы вставить новую заменяющую плитку в как можно более незаметном месте. Новую глиняную черепицу машинного производства или бетонную черепицу, как правило, не следует использовать для ремонта крыш старой черепицы ручной работы из-за очевидных различий во внешнем виде.

Источники для замены плитки

При восстановлении или ремонте кровли из глиняной черепицы всегда рекомендуется сохранить и использовать как можно больше оригинальной черепицы. Иногда, особенно при работе с черепичными крышами типа «поддон и крышка», хотя многие «закрывающие» черепицы могут быть сломаны и потребовать замены, можно повторно использовать всю или большую часть «поддельных» черепиц, которые менее восприимчивы к повреждения, чем «укрытие» плитки.Но в большинстве случаев, если не удастся получить подходящие замены, если более 30 процентов кровельной черепицы потеряно, сломано или непоправимо повреждено, может возникнуть необходимость заменить всю историческую черепицу новой подходящей черепицей. При подсчете количества или процента отсутствующих или сломанных плиток, которые необходимо заменить, важно заказать дополнительные плитки, чтобы учесть поломку и повреждение во время транспортировки и на стройплощадке. Необходимо отметить размер плиток: все ли они одинакового размера, одинакового размера, но уложены с разной степенью воздействия, чтобы компенсировать изменения в перспективе, или градуированных размеров в соответствии с горизонтальными рядами — типично, например, для конических или крышу башен.

Многие плитки конца 19-го и начала 20-го века имеют на обратной стороне название компании, которая их производила, а также размер и название конкретной формы плитки. Некоторые компании, которые вели бизнес в Соединенных Штатах на рубеже веков, все еще производят многие традиционные формы плитки и, возможно, смогут предоставить необходимые заменители. Но важно знать, что в некоторых случаях, хотя название конкретного рисунка плитки могло остаться прежним, фактическая форма, размер, толщина и профиль могли немного измениться, так что новая плитка не соответствует исторической плитке. достаточно близко, чтобы он мог служить совместимой заменой отсутствующей или сломанной плитке.Хотя такая черепица может быть приемлемой для использования на второстепенном или менее заметном фасаде или для использования, когда вся черепичная крыша нуждается в замене, они не подходят для использования на хорошо видимой части крыши.

Даже если конкретная плитка больше не производится компанией, исходные формы могут все еще существовать, которые можно использовать для изготовления новых плиток, соответствующих историческим плиткам, если необходимое количество достаточно велико, чтобы гарантировать индивидуальный заказ. Другие компании хранят и продают утилизированную плитку, а также поддерживают в наличии множество старых плиток, которые можно идентифицировать и сопоставить по номеру и отпечатку компании на обратной стороне плитки.Третьи компании полностью специализируются на воспроизведении исторических глиняных плиток по индивидуальному заказу для конкретных проектов по сохранению.

Современная глиняная плитка даже более разнообразна, чем историческая. Многие формы и стили предлагаются в большом разнообразии цветов и глазури. Некоторые производители производят плитку со смешанными цветами, а также плитку разных оттенков, которые необходимо тщательно смешивать при укладке. Тем не менее, важно помнить, что многие из этих современных черепиц могут не подходить для использования на исторических крышах из глиняной черепицы.Также необходимо учитывать место изготовления. Например, плитка, предназначенная для использования в жарком и сухом климате, может не выдержать влажную погоду, резкие перепады температуры или циклы замораживания-оттаивания. Некоторые формы плитки и многие цвета, особенно очень яркие и сильно застекленные, имеют полностью современный дизайн и не соответствуют традиционным американским стилям, и поэтому не подходят для использования в исторических зданиях.

Ремонт неисправной системы крепления

Глиняная черепица, как отмечалось ранее, часто дольше своих систем крепления.Деревянные колышки гниют, гвозди ржавеют, и даже медные гвозди, которые не вбиты должным образом, могут вырваться из конструктивных элементов крыши. Хотя это необычно, что всю глиняную черепицу на крыше необходимо заменить, если не может быть получена подходящая замена, нередко старые черепичные крыши снимают всю свою черепицу, чтобы заменить черепицу новыми креплениями и рессорами. . Если система крепления вышла из строя, всю черепицу необходимо снять и снова прикрепить новыми, устойчивыми к коррозии крепежами.Если возможно, все плитки должны быть пронумерованы, и должна быть нарисована диаграмма, показывающая расположение каждой плитки, чтобы помочь в воспроизведении исходного рисунка и цветовых вариаций при повторной укладке плиток. В идеале каждую плитку следует пронумеровать, чтобы гарантировать, что она будет переустановлена ​​на прежнее место. Но это не всегда возможно или практично, и может быть достаточно просто сгруппировать плитки по мере их удаления по типу, размеру или функциям, например, полевые плитки, нестандартные плитки для бедер, слуховые окна и выступы, а также специально вырезанные части.Это поможет облегчить повторную установку плитки. Если необходимо удалить всю плитку, вероятно, стоит подумать об установке слоя современного рубероида поверх деревянной обшивки. Это добавит еще один слой гидроизоляции и обеспечит временную защиту во время перелива кровли.

Даже если плитки изначально крепились деревянными штифтами, обычно рекомендуется повторно подвешивать их с помощью коррозионно-стойких, предпочтительно тяжелых медных или алюминиевых гвоздей или крючков.Сегодня существует множество нетрадиционных систем крепления для кровли из глиняной черепицы, и многие из них запатентованы. Подрядчики по кровельным работам и архитекторы могут иметь индивидуальные предпочтения, и некоторые системы могут лучше подходить, чем другие, для соответствия конкретной форме крыши или для удовлетворения конкретных климатических или сейсмических требований. Оригинальные рейки или другие элементы крыши, которые могли износиться, должны быть заменены на оригинальные, используя обработанную под давлением древесину. Дополнительная поддержка может потребоваться, особенно если исходная крыша была неадекватной или плохо спроектированной.

Замена перепрошивки

Обветшалые фонари, желоба и водосточные трубы, как правило, следует заменять натурой, чтобы они соответствовали историческим материалам. Медь или покрытая свинцом медь, если она подходит для здания, или нержавеющая сталь с терновым покрытием часто предпочтительнее для использования на исторических крышах из глиняной черепицы из-за их долговечности и долговечности. Тем не менее, окрашивание меди из водосточных труб иногда может быть проблемой на светлых кирпичных стенах, что следует учитывать при планировании замены систем отвода дождевой воды.Кровли из глиняной черепицы обычно имеют систему открытых долин, где плитки разделены металлическими накладками на пересечениях секций крыши под разными углами. Это значительно упрощает установку нового оклада, так как при этом необходимо удалить лишь несколько окружающих плиток. Новую медную оклейку, которая слишком «яркая», можно сделать так, чтобы она смешалась и «смягчилась», нанеся кисть на нее кипяченым льняным маслом или собственными растворами.

Несоответствующий ремонт

Самый важный ремонт, которого следует избегать, — это замена сломанной или отсутствующей черепицы в историческом здании материалами, отличными от натуральной глиняной черепицы.Бетонная, металлическая или пластиковая черепица, как правило, не подходят для замены глиняной черепицы. Им не хватает естественных цветовых вариаций глиняной плитки, и они не имеют той же текстуры, формы, толщины или неровностей поверхности.

Несмотря на то, что большая часть бетонной плитки и композиционной плитки изготавливается так, чтобы она напоминала общую форму, если не точный профиль, глиняной черепицы, бетонная черепица, как правило, слишком толстая, а также не имеет диапазона цветов, присущего натуральной глиняной черепице.Бетонная плитка не подходит для ремонта или замены отдельных исторических глиняных плиток.

Замыкать историческую крышу из глиняной черепицы кровельной смолой, герметиком, асфальтом, кусками металла или другой глиняной черепицей также неуместно. Такие методы лечения визуально несовместимы. Они также могут причинить физический ущерб. Вода может скапливаться за этими участками, тем самым ускоряя износ кровельной обшивки и систем крепления, а во время расширения и сжатия цикла замораживания-оттаивания нарастание льда на участках может разрушить окружающую черепицу.

Сама по себе глиняная черепица при правильной установке практически не требует ухода. Часто именно система крепления, используемая для крепления плитки к обшивке, выходит из строя и требует замены, а не сами плитки. Фактически, поскольку глиняные плитки часто переживали конструкцию здания, их нередко было повторно использовать в другом здании. Когда крепежная система вышла из строя или опорная конструкция кровли вышла из строя, глиняную черепицу можно относительно легко снять, произвести необходимый ремонт, а историческую черепицу можно восстановить с помощью новых коррозионно-стойких гвоздей или крючков.Сломанную или поврежденную черепицу следует незамедлительно заменить, чтобы предотвратить дальнейшее повреждение соседней черепицы или самой конструкции крыши.

Как и в случае с любым другим историческим кровельным материалом, регулярное обслуживание, такое как чистка желобов и водосточных труб, может продлить срок службы черепичной крыши. Дополнительные профилактические меры могут включать размещение проволочной сетки над отверстиями водосточной трубы или по всему желобу, чтобы предотвратить скопление мусора и скопление воды. Периодический осмотр нижней стороны крыши с чердака после сильного дождя или ледяной бури на предмет пятен от воды может выявить утечки на ранних стадиях, которые можно устранить до того, как они перерастут в более серьезные и серьезные ремонтные проблемы.

Если для проекта требуется замена черепицы, она должна максимально соответствовать оригинальной черепице, поскольку историческая крыша из глиняной черепицы, вероятно, будет одной из самых значительных особенностей здания. Плитка из натуральной глины имеет присущие ей цветовые вариации, текстуру и цвет, которые так важны для определения характера исторической черепичной крыши. Таким образом, только глиняная черепица традиционной формы подходит для ремонта исторической глиняной черепичной крыши.

Избранные источники глиняной черепицы

Boston Valley Terra Cotta
6860 Саут-Эбботт-Роуд
Orchard Park, NY 14127
Архитектурная терракотовая и глиняная черепица на заказ

С.C.N. Глиняная черепица (Canteras Cerro Negro S.A.)
8280 College Parkway, Suite 204
Ft. Myers, FL 33919
Дистрибьюторы C.C.N. глиняная черепица из Аргентины

Земля / Формы Альфреда
5704 Ист-Вэлли-роуд
Alfred Station, NY 14803
Репродукция глиняной черепицы на заказ

Gladding, McBean and Co.
P.O. Box 97
Lincoln, CA 95648
Производитель с 1875 года терракотовой и глиняной черепицы и по индивидуальному заказу репродукции

Hans Sumpf Company, Inc.
40101 проспект 10
Madera, CA 93638
СДЕЛАНО НА ЗАКАЗ Глиняная черепица в стиле миссионерской работы

International Roofing Products, Inc.
4929 Wilshire Blvd., Suite 750
Лос-Анджелес, Калифорния


Новая глиняная черепица, некоторые подходят для исторических зданий

London Tile Co.
65 Уолнат-стрит,
Нью-Лондон, Огайо 44851
Репродукция глиняной черепицы НА ЗАКАЗ

LudowiciCeladon, Inc.
4757 Дорожный завод плитки
New Lexington, OH 43764
Производитель с 1880-х годов глиняной черепицы и ее репродукций.

M.C.A. (Maruhachi Ceramics of America, Inc.)
1985 г. Сэмпсон-авеню
Corona, CA


Новая глиняная черепица, некоторые подходят для исторических зданий

Северная компания по продаже черепицы
P.O. Box 275
Миллгроув, Онтарио, LOR 1VO, Канада
Традиционная глиняная черепица, импортированная из Англии и Южной Америки

Raleigh, Inc.
6506 Business U.S. Route 20
P.O. Box 448
Belvidere, IL 61008-0448
Инвентаризация новой и утилизированной глиняной черепицы.

Supradur Manufacturing Corp.
P.O. Box 908
Rye, NY 10580
Импортирует испанскую (S) глиняную черепицу из Франции

TileSearch
P.O. Box 580
Роанок, Техас 76262
Компьютеризированная сеть для новой и утилизированной глиняной черепицы

United States Tile Company
P.О. Box 1509
909 Западная Железнодорожная улица (индекс
) Corona, CA


Новая глиняная черепица, некоторые подходят для исторических зданий

Примечание: размеры в этой публикации даны в соответствии с общепринятыми стандартами США. Система и международная (метрическая) система для сравнительных целей. Метрическая преобразования в некоторых случаях являются приблизительными и на них не следует полагаться для подготовки технического задания.

Благодарности

Энн Э.Гриммер — старший историк архитектуры в Отделе охраны природы Службы национальных парков; Пол К. Уильямс — менеджер по культурным ресурсам в ВВС. Оба автора выражают благодарность за техническую помощь, оказанную при подготовке данной публикации, следующим лицам: Эдна Кимбро, Architectural Conservator, Уотсонвилл, Калифорния; Эдвин С. Кребс, AIA, K. Norman Berry Associates, Луисвилл, Кентукки; Мелвин Манн, TileSearch, Роанок, Техас; Уолтер С.Мардер, AIA, Отдел исторических ресурсов, Таллахасси, Флорида; Гил Санчез, FAIA, Гилберт Арнольд Санчес, Incorporated, Санта-Крус, Калифорния; Терри Палмитер и Сандра Скофилд, Альфред, штат Нью-Йорк; и профессиональные сотрудники Службы национальных парков. Кроме того, авторы выражают благодарность Карин Мурр Линк, которая подготовила рисунки, иллюстрирующие это краткое изложение.

Настоящая публикация подготовлена ​​в соответствии с Законом о сохранении национального исторического наследия 1966 года с внесенными в него поправками, который предписывает министру внутренних дел разрабатывать и предоставлять информацию об исторических объектах.Служба технической сохранности (TPS), Служба национальных парков, готовит стандарты, руководства и другие образовательные материалы по ответственным методам сохранения исторических памятников для широкой общественности.

сентябрь 1992 года

Азеведо Дж. «Черепичная кровля». Прекрасное домостроение . № 60 (апрель / май 1990 г.), стр. 3641.

Белль, Джон, Джон Рэй Хок-младший и Стивен А. Климент, редакторы. Традиционный Реквизиты для реставрации, ремонта и реабилитации зданий .Из Архитектурные графические стандарты [Ramsey / Sleeper] изданий 1932–1951 годов ». Нью-Йорк: John Wiley & Sons, Inc., 1991.

Дэвис, Чарльз Томас. Практический трактат по производству кирпича, Плитка, терракота и т. Д. Филадельфия: Генри Кэри Бэрд и Ко, 1884.

Фидлер, Джон. «Черепичные, шиферные и каменные крыши». Традиционный Брошюра с технической информацией для дома . № 1. 1991.

Лабин, Клем. «Как отремонтировать старую крышу» Старый дом Журнал .Vol. XI, № 3 (апрель 1983 г.), стр. 6469

Лабин, Клем и Джудит Сигель Лиф. «Возвышение декоративного Крыша »и« Список источников традиционной кровли традиционного здания » И фирменные блюда ». Традиционное здание . Том 5, № 3 (май / июнь 1992), стр. 3546.

Мелвилл, Ян А. и Ян А. Гордон. Ремонт и обслуживание Дома . Лондон: The Estates Gazette Limited, 1973.

.

Пур, Патрисия. «Черепичная крыша.» Журнал старого дома . Vol. XV, № 5 (сентябрь / октябрь 1987 г.), стр. 2229.

«Особый выпуск крыш». Журнал Старого Дома . Том XI, № 3 (апрель 1983 г.).

Sweetser, Sarah M. Записки по консервации 4: Кровля для исторических зданий . Вашингтон, округ Колумбия: Служба национальных парков, США. Департамент внутренних дел, 1978 г.

Фогель, Нил А. Кровля религиозных домов: руководство по кровле для церкви и администраторы храмов .Информационная серия № 59. Чикаго: Национальный Фонд сохранения исторического наследия и вдохновляющее партнерство, 1992 г.

Уайт, Ричард. Olmsted Park System, Эллинг на Ямайской равнине, Ямайка Плейн, Массачусетс: Планирование сохранения крыши эллинга . Примеры сохранения. Вашингтон, округ Колумбия: Сохранение наследия и Служба отдыха, Министерство внутренних дел США, 1979.

Зона обучения: как мы используем минералы

Минералы используются для строительства домов.

Подумайте обо всем металле, который используется в гвоздях и шурупах. Кирпичи делают из глины, а также из минералов делают цемент и гипсокартон.

Вы можете придумать какие-нибудь другие строительные материалы из минералов?

Прокрутите вниз и узнайте больше о минералах, используемых в строительстве.


Кирпич и плитка
Кирпичи и плитки сделаны из минералов глины. В мокром состоянии глине можно придать форму, а затем обжечь ее для изготовления плитки для пола, стен и крыши, а также кирпича для дома.

Подумайте о свойствах глины:

  • Легко деформируется во влажном состоянии
  • Прочный и жесткий при выстреле
  • Непроницаемый при выстреле
  • А теплоизолятор

Вы можете понять, почему мы делаем кирпичи из глины.
Узнайте больше о глинистых минералах


Цемент
Помимо того, что глинистые минералы являются ингредиентом кирпичей, они также составляют большую часть материала, используемого для их склеивания, — портландцемента.

Глина смешивается с известняком и другими минералами, в том числе с гипсом, который добавляется для повышения твердости цемента.

Подумайте о свойствах цемента:

  • Легко формуется и липнет во влажном состоянии
  • Быстро схватывается (или затвердевает)
  • Прочный и жесткий в установке
  • Герметичный при установке

Узнайте больше о минералах, которые мы используем для производства цемента


Гипсокартон
Когда порошкообразный гипс нагревается, а затем смешивается с водой, он может затвердеть.Это делает его очень полезным строительным материалом, производящим гипс и гипсокартон, которые образуют стены вокруг вас.

Подумайте о свойствах гипса:

  • Легко деформируется во влажном состоянии
  • Быстро схватывается (или затвердевает)
  • Прочный и жесткий в установке

Понятно, почему мы делаем штукатурку из гипса.
Подробнее о минеральном гипсе


Гайки, болты, гвозди и шурупы
Есть много минералов, богатых железом.Железо, вероятно, самый важный металл, используемый в строительстве. Когда его делают из стали, он может служить каркасом в больших зданиях и небоскребах.

Болты, гвозди и винты часто изготавливаются из стали, но покрываются другим металлом, например цинком, чтобы предотвратить их ржавление.

Подумайте о свойствах гвоздей и шурупов:

  • Сильный
  • Жесткий
  • Жесткий
  • Не ржавеют

Узнайте больше о минералах, которые мы используем для изготовления гвоздей и шурупов


Сантехника и электромонтаж
Раньше водопроводные трубы к вашим кранам были сделаны из свинца.Свинец поступает из минерала, называемого галенитом, но поскольку теперь мы знаем, что свинец ядовит, вместо него используются медные и пластиковые трубы.

Медь также используется в электропроводке, так как это отличный проводник электричества.

Подумайте о свойствах меди:

  • непроницаемый
  • Гибкий
  • Эластичная (если сильно тянуть)
  • Хороший проводник

Вы можете понять, почему мы делаем трубы и провода из меди.
Узнайте больше о минералах, которые мы используем для производства труб и проволоки


Окна
Что бы был дом без окон? Темный!
Стекло в окнах пропускает естественный свет в ваш дом и позволяет вам видеть снаружи.

Стекло изготовлено из кварца. Его плавят и смешивают с другими ингредиентами для производства стекла самых разных размеров, форм и цветов.

Подумайте о свойствах кварца:

  • Жесткий
  • Жесткий
  • Непроницаемый
  • Прозрачный (прозрачный)

Вы можете понять, почему мы делаем стекло из кварца.
Узнайте больше о минеральном кварце
Фото любезно предоставлено Валери Грин из Центра витража


Последние штрихи — номера домов
Дом без номеров не может быть — почтальон не знает, где вас найти!
Многие номера домов сделаны из металла.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *