Некоторые проблемы современного строительства

Трофимович Н. Козачук В. Некоторые проблемы современного строительства // Строительство и реконструкция . 2001 . 1 июля 2001 (№ 7) . С. 14


Анализ как первичного, так и вторичного рынков жилой недвижимости показывает, что наш соотечественник предпочитает дома, построенные из кирпича. С этой продукцией у нас, наконец-то, проблем нет, выбрать можно любой ? керамический или силикатный, рядовой полнотелый или эффективный с пустотностью до 40-50%, обычного цвета или окрашенный в самые безумные расцветки. Однако рядовой потребитель видит, как правило, только вершину "айсберга" этих проблем, на самом деле все значительно сложнее.

Доминирует теплопроводность

Сегодня при выборе стеновых материалов этот параметр считают одним из важнейших, так как борьба за повышение теплозащитных качеств наружных стен идет повсеместно.

Теплопроводность кирпича зависит от ряда факторов, имеющих и объективный, и субъективный характер. В этой связи говорить о точечной оценке этого очень важного параметра нельзя, наиболее точная в данном случае будет, конечно, интервальная.

Например, теплопроводность рядового силикатного кирпича, который еще совсем недавно изготавливали почти во всех областях Украины, варьируется в пределах 0,8...1,25 Вт/м ?С. Значения этого же показателя у глиняного кирпича составляют 0,54...0,6 Вт/м ?С, т.е. в 1,5-2,1 раза ниже. Такое различие обусловлено технологией производства стеновых материалов. Если силикатный кирпич, подобно бетону, после автоклавной обработки в результате химической гидратации приобретает кристаллическую структуру на основе гидросиликатов кальция, то глиняный кирпич после обжига в процессе химических превращений содержит в своем составе кроме кристаллической фазы и аморфную (стекловидную), которая способствует закрытию пор при термообработке Так как глиняный кирпич в своем объеме содержит значительно большее количество закрытых пор по сравнению с силикатным и бетонными камнями, то, соответственно, и теплофизические свойства его значительно лучше. Достижение необходимых значений сопротивления теплопередаче традиционными способами приводит к увеличению материалоемко-сти кирпичных стен.

Выход из данного положения, конечно же, есть. Достаточно хорошо известны и распространены методы и материалы утепления. Это жесткие и полужесткие плиты из стекло- и минеральной ваты на синтетическом связующем, плиты из пеностекла и пористых пластмасс, фибролитовые плиты на портландцементе, ячеи-стобетонные блоки и фосфоперлитовые плиты. Для заполнения пустот в кирпичной кладке может быть использован порадованный бетон, перлитобетон, керамзитобетон, шлакопемзобетон и т.д. Однако в случаях применения полимерных утеплителей нарушаются капитальность, долговечность, а иногда и огнестойкость кирпичных зданий. Но самое главное, при утеплении внутренней поверхности стены без соответствующего устройства пароизоляции и организации вентиляции нарушается экологическая чистота помещений.

Вода должна быть там, где она должна быть

Отличительная особенность глиняного кирпича ? его абсолютно сухое состояние при завершении технологического процесса. Содержащаяся в шихте гигроскопическая влага полностью удаляется в диапазоне температур 120-180?С. Химически связанная вода из шихты (кристаллизационная) удаляется во время обжига при 480-580?С. Небольшое увлажнение до воздушно-сухого состояния (0,1-0,2%) глиняный кирпич приобретает в процессе доставки на стройплощадку.

Силикатный кирпич после автоклавной обработки имеет влажность 16-18%. Поскольку кладку выполняют на цементно-песчаном растворе-материале, ?родственном? силикатному кирпичу, то стены из них, даже без дополнительного увлажнения продолжают сохранять технологический уровень влажности еще длительное время после окончания строительства.

Глиняный же кирпич, наоборот, в процессе укладки в стену приобретает дополнительное увлажнение от кладочного раствора, но, тем не менее, влажность стены из него значительно ниже, чем из силикатного кирпича.

Особые проблемы

Достаточно спорным является вопрос применения силикатного кирпича в сейсмических районах (7 баллов), так как в этом случае имеет большое значение сцепление раствора с кирпичом. Результаты исследований показывают, что сцепление раствора с камнем отличается большой изменчивостью, что приводит к определенным трудностям при расчете элементов и сечений каменных конструкций из силикатного кирпича по предельным состояниям первой группы с учетом сопротивления кладки растяжению по неперевязанным швам.

Прочность сцепления зависит от таких факторов, как прочность состава и консистенция раствора, возраст раствора в момент использования, температурно-влажностный режим твердения раствора в кладке, состояние контактных поверхностей и абсорбционных свойств камня, возраст кладки. Поэтому для каждого вида кладки эта величина устанавливается экспериментально и непосредственно в максимально приближенных к натурным условиям.

В соответствии с требованиями СНиП 11-7-81 "Строительство в сейсмических районах", применение кирпичной кладки с временным сопротивлением осевому растяжению по неперевязанным швам (нормальным сцеплением) менее 120 кПа (1,2 кгс/см2) для строительства в сейсмических районах не допустимо.

Если же следовать указаниям СНиП 11-22-81 "Каменные армокамекные конструкции", то для силикатного кирпича расчетное сопротивление осевому растяжению по неперевязанным швам при марке раствора 50 и выше составляет 0,56 кПа (0,56 кгс/см2).

Если допустить, что расчетное сопротивление осевому растяжению силикатного кирпича по неперевязанным швам при марке раствора 50 и выше соответствует СНиП 11-22-81, то получается величина временного сопротивления осевому растяжению по неперевязанным швам (нормальное сцепление) кладки 1,24 кгс/см2, что как бы позволяет применять такой материал. Однако ряд исследователей, опираясь на результаты испытаний, считает, что реальное временное сопротивление осевому растяжению по неперевязанным швам ниже значения, приведенного в СНиП. Это также касается кирпичной кладки, выложенной методом замораживания.

Таким образом, ручная кладка из силикатного кирпича на цементном растворе обладает низкой прочностью сцепления и нуждается во введении дополнительных приемов для увеличения монолитности кладки. Рядом исследователей предложены такие методы повышения монолитности кладки, как введение лолимерце-ментных растворов и вибрирование при изготовлении сборных элементов. Сочетание этих двух способов повышения монолитности кладки принято потому, что вибрирование ускоряет процесс заполнения швов кладки раствором.

Успешные опыты в этом направлении, проведенные за рубежом и в СССР, показали, что введение в растворы полимерных добавок повышает нормальное сцепление до показателей, соответствующих I категории кладки по сейсмостойкости, а одновременное применение метода вибрирования позволяет получить высокую для силикатного кирпича прочность нормального сцепления. При этом выявлено отрицательное действие низких температур на величину нормального сцепления полимерцементного раствора с кирпичом. Следовательно, перспективным является способ повышения монолитности кирпичной кладки путем введения в растворы различных полимерных добавок, в составе 0,15 от массы цемента по сухому остатку полимера при составах растворов до 1:7,5 (цемент/песок), что позволяет достичь высоких показателей сцепления, даже превышающих значения, соответствующие первой категории кладки по сейсмостойкости. При этом повышаются прочностные характеристики кладки на сжатие, перекос и изгиб. Одновременное применение полимерных добавок и вибрирование кладки позволяет еще больше повысить ее эффективность.

Тяжело ждать, догонять и ... выбирать

И тот, и другой виды кирпича обладают как достоинствами, так и недостатками. На каком же остановить свой выбор?

При оперировании в многомерном, многофакторном пространстве, как в данном случае, человека, конечно же, интересует в первую очередь обобщенная, интегральная оценка, результирующая каким-либо образом все наиболее важные составляющие, достоинства и недостатки каждого изделия. Вывести такую оценку можно попытаться и в данном случае, использовав для многомерного, многопараметрического сравнения математический аппарат кластерного анализа. В качестве наиболее репрезентативных показателей следует выбрать: прочность на сжатие, прочность на изгиб, водопоглощение, морозостойкость, среднюю плотность, теплопроводность, паропроницаемость.

Проведенные расчеты показали, что, исходя из перечисленных, поддающихся сравнительной формализации параметров, намного более предпочтительным является глиняный кирпич.

Кроме того, при принятии решения следует также помнить и о том, что существует ряд характеристик, которые плохо поддаются формализации. В первую очередь это относится к таким плохоформализуемым явлениям, как эстетичность, комфортность и некоторые другие.

Комфортность + эстетика = ?

Оценка комфортности жилья ? задача довольно-таки сложная. Исследования, проведенные в этой области, страдают отсутствием системности, рассматривают большинство вопросов фрагментарно, без учета взаимосвязи наиболее репрезентативных факторов, поэтому для сравнительной иллюстрации можно использовать следующие результаты расчетов.

В качестве своеобразного эталона комфортности (абстрактная единица) выбраны деревянные ограждающие конструкции, через которые фильтрация воздуха в совокупности с вредными для человека веществами происходит достаточно легко. По сравнению с деревянным домом комфортность помещений из глиняных кирпичей в зависимости от их плотности составляет до О 7, из ячеистого бетона и силикатного кирпича ? 0.2, железобетона ? 0.05.

В последнее время все четче видна тенденция к созданию зданий, имеющих более выраженную индивидуальность, все реже встречается унифицированная безликость. В этой связи вопросы эстетики уже переходят из философской категории в экономическую плоскость. Для придания выразительности зданию без дальнейшей дополнительной отделки архитекторы используют кирпич различной расцветки. Путем добавления красителя в замешиваемую массу изготавливают объемно окрашенный фактурный кирпич. Основные цвета: желтый, коричневый, розовый, салатный, синий. Возможно также и получение множества оттенков основных цветов путем дозировки добавления красителя. Говоря об эстетике, необходимо также упомянуть и то, что силикатный кирпич со временем (это особенно проявляется в крупных городах) становится серо-грязным, теряя при этом свои эстетические свойства. Глиняный же кирпич свободен от подобного недостатка.

Но и глиняный кирпич наши производители уже научились изготавливать цветным. Кроме того, у кирпича больше выбор фасонных изделий (у отдельных изготовителей номенклатура фасонного кирпича превышает два десятка).

Вместо резюме

Исходя из изложенного, можно сделать несколько выводов. Во-первых, силикатный кирпич должен иметь строго определенные области применения (нельзя, например, его использовать для цокольных этажей). Это изделие, учитывая его относительно низкую стоимость и экономическую обстановку у нас в стране, имеет право на существование. Однако поставить вопрос о правильном применении его (в первую очередь в жилищном строительстве) надо.

Во-вторых, можно подискутировать и по поводу низкой цены силикатного кирпича. Да, стоимость одного силикатного кирпича ниже, чем глиняного, но сравнивать следует в этом случае не цены на отдельно взятое изделие, а стоимость готовой, полностью законченной конструкции, выполненной в соответствии со всеми требованиями не только по теплозащитным свойствам и комфортности помещений, но и эстетики здания, долговечности сооружения и т.д.

В-третьих, современный глиняный кирпич, оцениваемый по совокупности большинства наиболее факторов, в том числе и критичных, значительно превосходит своего силикатного "сородича".