Строительные материалы - глиносырцовые

Глинистые грунты

Основным сырьём для глиносырцовых материалов являются повсеместно распространённые осадочные глинистые грунты. Такие грунты крайне разнородны по своему происхождению, составу и свойствам. В зависимости от характера образования и отложения имеется ряд разновидностей глинистых грунтов, из которых наиболее характерны следующие.



Во-первых, это элювиальные (первичные) глины и суглинки, образовавшиеся в результате накопления на месте продуктов распада различных пород. Эти накопления обычно тонкозернисты и не имеют слоистости. В них часто содержатся включения угловатых обломков первоначальной породы. Месторождения глин и суглинков этого типа захватывают огромные площади, а мощность пластов достигает нескольких десятков метров. Грунты указанного типа широко распространены на Урале, в Приуралье, Западной и Восточной Сибири и других районах России.

Во-вторых, глины, образовавшиеся в открытом море, которые залегают пластами большой мощности на значительных площадях. Эти глины — тонкодисперсные, обычно имеют тёмную или пёструю окраску, содержат значительное количество органических веществ и нередко засолены. Встречаются они в центральных районах Европейской части России, в Приуралье, Поволжье, Западной Сибири и в ряде других районов России,

В-третьих, глинистые грунты, образовавшиеся в пресных озерах. Они обычно залегают в виде тонких слоев, чередующихся со слоями мелкозернистых песков. В этих грунтах часто содержится значительное количество органических примесей. Примером озёрных глин являются Кучинские глины (Московская область) и ленточные глины, залегающие в Ленинградской области.

В-четвёртых, делювиальные грунты, образовавшиеся в результате разрыхления первоначально возникших глинистых грунтов и перемещения их водой. Они также характеризуются неоднородностью состава, засорённостью остатками материнских пород и неравномерным залеганием. Мощность залежей этих глин меняется на малых расстояниях. Делювиальные грунты широко распространены в нашей стране и считаются наиболее пригодными для глиносырцового строительства, благодаря наличию в них частиц с острыми гранями.

В-пятых, покровные (лёссовидные) суглинки, возникшие в результате разливов талых ледниковых вод. Они широко распространены в центральных и северных частях Русской равнины. От лёсса эти грунты отличаются большим содержанием глинистых частиц, меньшей карбонатностью, наличием в некоторых случаях слабо выраженной слоистости.

Кроме вышеперечисленных, есть еще лёссовые грунты, состоящие из пылеватых частиц. Они представляют собой неслоистую, хорошо отсортированную пористую породу. Равномерная структура лёссов объясняется тем, что они являются продуктами не водного, а воздушного отложения. Такие грунты залегают мощными пластами, имеют пониженную пластичность и связующую способность по сравнению с аналогичными грунтами (например, с суглинками). Лессы распространены на юге Европейской части России и в Средней Азии и широко применяются при строительстве глиносырцовых зданий.

Структура глинистых грунтов в природном состоянии весьма разнообразна. Лессы имеют рыхлую структуру, легко разрушаются при обработке, быстро размокают в воде. Тяжелые суглинки и глины плотны, трудно измельчаются как во влажном, так и в воздушно-сухом состоянии, медленно размокают.

В зависимости от преобладания частиц тех или иных размеров грунты делят на песчаные, супесчаные, суглинистые и глинистые. В глинистых грунтах количество частиц размером менее 0,005 мм составляет более 30%, в суглинках и тяжелых—от 30 до 20%, в суглинках средних — от 20 до 15%, в суглинках легких и лёссах — от 15 до 10%. Грунты с меньшим содержанием глинистых частиц относятся к супесям, пылеватым пескам и пескам; для глиносырцового строительства они не пригодны.

Наличие в глинистых грунтах пылеватых частиц размерами от 0,005 до 0,010 мм обеспечивает заполнение промежутков между более крупными частицами и повышает связующую способность материала. Как видно из вышеизложенного, содержание глинистых частиц в грунте может колебаться в весьма широких пределах, что определяет в значительной мере свойства и качества глинистых грунтов и прежде всего их пластичность и связующую способность.

При затворении водой глинистые грунты приобретают свойство принимать заданную форму и сохранять ее после высушивания, Это свойство называется пластичностью. Она увеличивается с уменьшением размеров частиц грунта. Чем пластичнее грунт, тем больше необходимо воды для получения из него «теста». Конструкции и изделия из «теста», содержащего много воды, имеют большую усадку и требуют особо точного соблюдения режима сушки.

Связующая способность глинистых грунтов выражается в способности их связывать частицы другого вещества, образуя при высыхании достаточно твёрдую массу. Она может считаться пропорциональной пластичности: чем грунт пластичнее, тем выше его связующая способность. Изделия, изготовленные из пластичных глинистых грунтов, имеют большую прочность (при одинаковой влажности), чем изделия из тощих грунтов.

Заполнители

Другой составной частью глиносырцовых материалов являются органические или минеральные заполнители. Добавка их к глине (в определенных количествах) снижает усадку глиняной массы, уменьшает возможность растрескивания изделий из неё при сушке и понижает размачиваемость изделий.

В качестве органических заполнителей применяют солому, мякину, хвою (кроме хвои лиственницы), льняную и конопляную костру, опилки, мелкую стружку, образующуюся после механической обработки древесины, сорные травы, измельчённый камыш, отходы переработки сельскохозяйственных культур и др.

Для глиносырцового строительства наиболее пригодными заполнителями являются ржаная солома и мякина ячменя, имеющие неровности и зазубрины, которые способствуют лучшему сцеплению с глиной.

В качестве минеральных заполнителей может быть использован песок с частицами крупнее 1 мм, гравий и щебень, шлак крупностью до 30 мм. Минеральные заполнители крупностью более 10 мм перед их использованием смачивают глиняным раствором консистенции жидкой сметаны (глины с пределом прочности на разрыв более 150 г/см2 — 0,5 м3 и воды — 0,5...0,8 м3), а затем выдерживают 5...10 часов. Такая предварительная обработка повышает сцепление заполнителя с глиной и значительно повышает прочность глиносырцовых конструкций. Минеральные заполнители несколько увеличивают прочность глиносырцовых конструкций, но одновременно снижают их теплотехнические качества.

Заготовка грунта

Для практических целей глиносырцовые материалы достаточно разделить на две группы:
— с объёмным весом в воздушно-сухом состоянии менее 1400 кг/м3 и расчётным коэффициентом теплопроводности 0,5;
— с объёмным весом 1400...1800 кг/м3 и расчётным коэффициентом теплопроводности 0,7.

В первом случае толщина глиносырцовых стен (соответствующих по теплозащитным свойствам кирпичным стенам в 2 и 2,5 кирпича) может быть равна 35 и 45 см. Во втором случае толщина стен из глиносырцовых материалов должна быть такой же, как у кирпичных стен.

Разработку карьера начинают с удаления растительного слоя (обычная толщина 0,3...0,5 м) для обнажения глинистого грунта. Чтобы предохранить последний от подсыхания, растительный слой удаляют только на участке первоочередной разработки. В начале работ этот слой сбрасывают на кромку карьера, а при вскрытии последующих участков — на дно рядом находящегося выработанного участка.

При небольшой потребности в грунте его добычу можно вести вручную. В этом случае разработку ведут уступами по толщине пласта. Такой способ помимо удобства в работе дает возможность в пределах одного пласта брать грунт с разных мест, благодаря чему повышается однородность сырья и, следовательно, улучшается качество глиносырцовой смеси.Для приблизительного подсчёта потребности грунта можно исходить из следующих данных: на 1 м3 здания требуется 0,25...0,35 м3 грунта в плотном теле (в карьере); для изготовления 1 м3 глиносырцовых изделий требуется 1,2...1,3 м3 грунта; добавка органических заполнителей сокращает потребность в грунте на 8...15%, а минеральных-на 25.. .30%.

Изготовление глиносырцовых изделий

Размеры глиносырцовых камней и изделий не стандартизованы. Наиболее распространенные размеры камней, изготавливаемых простейшими способами, таковы: длина — 25...39 см, ширина — 12...19 см, толщина — 13... 14 см при ориентировочной массе от 7 до 17 кг.

Глиносырцовые камни малых размеров делают без четвертей, а кладку стен из них ведут «впустошовку» (с неполной заделкой швов). Глиносырцовые камни больших размеров изготавливают с четвертями.

Кладка «впустошовку», а также пазы, получающиеся при кладке стен из крупных камней с четвертями, необходимы для надёжного сцепления штукатурки с поверхностью стен. Изготовление глиносырцовых камней из пластичной массы Исходным сырьём для производства изделий из пластичной массы служат тяжёлые суглинистые и глинистые грунты. Весьма важно получить в результате подготовки глино-массу необходимой консистенции. Слишком густая масса плохо перемешивается и труднее поддается формовке жидкая масса при высыхании коробится, трескается и кроме того требует для просушки большого времени.

Для формовки блоков могут применяться простейшие деревянные или многосекционные металлические формы. Деревянные формы изготавливают из досок толщиной 2,5...3,5 см, причём доски должны быть оструганы или обиты изнутри листовой сталью. В этих же формах с помощью различных вкладышей можно изготавливать фасонные элементы для дверных и оконных откосов.

Камни формуют так. В средней части стола (высотой 70 см) укладывают подготовленную глину и с одной стороны или с двух сторон устанавливают формы.

Из подготовленной глиномассы скатывают комок и с силой забрасывают его в форму. Излишек массы снимают при помощи рейки. При этом всегда надо брать от общей массы ком большего объёма, чем требуется для заполнения формы, так как добавленная глина не будет связана с общей массой блока. Срезанные при формовке излишки отбрасывают, по мере накопления снова перемешивают и лишь после этого используют.

Когда формы не в работе, их рекомендуется хранить в воде. Это предотвращает налипание на них глины и значительно облегчает работу. Этой же цели можно добиться погружением форм в воду после каждого распа-лубливания, посыпкой их песком, мякиной или древесной мукой.

В северных районах и в районах с плохими условиями сушки целесообразно применять глинокамни небольших размеров, так как обычно они получаются лучшего качества.

Изготовление перегородочных плит и плит наката перекрытий

Для изготовления плит наката и перегородочных плит, армированных деревянными планками, используют жидкий глиняный раствор, приготовленный на жирных и очень жирных глинах с пределом прочности на разрыв не менее 250 г/см2.
При небольшой потребности в глиняном растворе его можно приготовлять в творилах. Предварительно замоченную глину загружают в один из отсеков творила, заливают водой и размешивают до получения однородной массы. Приготовленный раствор процеживают через сито во второй отсек творила.

Глиняный раствор должен быть совершенно однородным, не содержать комков и иметь влажность порядка 50...60%. Недостаточная влажность раствора затрудняет подготовку глиномассы, а чрезмерная влажность приводит к снижению прочности изделий. Длина волокон органических наполнителей не должна превышать наименьшего размера изделий, но иметь не более 20 см.

Для улучшения тепло- и звукоизоляционных свойств глиноволокнистых изделий в массу наряду с грубыми волокнистыми заполнителями рекомендуется вводить и тонковолокнистые, например, мякину и др. Заполнитель замачивают в растворе, а затем с помощью вил складывают на бойке в кучу и выдерживают не менее 12 часов, чтобы избавиться от излишка воды.
Плиты перекрытий изготавливают в ручных формах. В форму закладывают бруски, образующие четверти в плите, а затем подготовленную глиноволокнистую массу слоем, на 1,5...2 см большим высоты брусков, после чего укладывают арматуру из двух планок сечением 8...10 см2 и длиной на 1...1.5 см меньшей длины формы.

Планки кладут так, чтобы расстояние между ними и боковой стороной формы было не менее 7 см. После этого форму заполняют глиноволокнистои массой до верха и уплотняют последнюю деревянной трамбовкой размерами 15x30 см.
Готовую плиту на поддоне извлекают из формы, вынимают вкладыши для образования четвертей и переносят изделие вместе с поддоном на площадку или стеллажи для просушки.

Из глиноорганической массы можно изготавливать и неармированные глинокамни. Массу, уложенную в форму, в углах и по краям формы уплотняют деревянной лопаткой, а в центральной части — ручной трамбовкой. Изделия из массы с большим количеством органических наполнителей обладают небольшим объемным весом (400...800 кг/м3) и хорошими теплотехническими свойствами. Их применяют в качестве теплоизоляционного материала в каркасных конструкциях, а также для устройства перегородок. Такие изделия нельзя укладывать вперемежку с глинокамнями, так как из-за разной усадки это может привести к образованию в конструкциях трещин. Сушка глиносырцовых изделий В районах с сухим и жарким летом сушку отформованных глиносырцовых изделий производят на открытых площадках или на стеллажах. В северных и центральных районах, а также в южных районах с частыми осадками сушку ведут под навесами.

Площадка для сушки камней и плит должна иметь ровную поверхность с небольшим уклоном и быть покрыта слоем песка толщиной 2...3 см. В летних условиях изделия из пластичной глиномассы выдерживают на поддонах на площадке или стеллажах в течение трёх суток. Затем изделия переворачивают, поддоны удаляют и изделия сушат ещё 4...5 дней, после чего укладывают в штабеля и выдерживают 15...20 дней.

Изделия из полусухих масс высушивают в штабелях высотой 7-8 рядов с зазорами между изделиями 5 см. Для хранения их укладывают в плотные штабеля высотой до 1,5 м и защищают от увлажнения дощатыми щитами, тёсом, горбылями, камышовыми или соломенными матами.

Возведение стен из глиносырцовых камней

Строить здания из глиносырцовых камней и изделий рекомендуется повсеместно и в том числе в районах с дождливым летне-осенним периодом. Строительство ведут, как правило, до наступления осенних заморозков. В летнее время кладку выполняют на глиняно-песчаном растворе, а весной и осенью — на известковом и смешанных растворах.

До укладки в стены глиносырцовые камни должны быть высушены до влажности 5...8%. Камни с влажностью 6...8% можно использовать для кладки только в начале или в середине лета. В конце лета и осенью кладку ведут из хорошо просушенных глиносырцовых камней, имеющих влажность не более 5%.

Нельзя вести кладку стен из глиносырцовых камней после наступления морозов, так как камни, оттягивая влагу из раствора, становятся влажными и при замерзании теряется прочность кладки.

После кладки стен на высоту этажа их можно сразу же загружать. Это позволяет возводить здания без перерывов в работе и не завышать толщину стен против расчётных данных.

Стены, выложенные из воздушно-сухих камней, имеют небольшую осадку и уже через непродолжительное время после возведения их можно оштукатуривать с наружной стороны известковым или сложным раствором.

Если кладку «впустошовку» выполняют из камней больших размеров, то в швы дополнительно закладывают деревянные колышки или плоскую щебёнку, выступающую на 1... 1,5 см от поверхности стены. Кладку стен из глиносырцовых камней, имеющих четверти, для образования подштукатурных полос ведут с одновременным заполнением четвертей известковым раствором или с укладкой в них керамических уголков. Перевязывают швы так же, как и при кирпичной кладке.

Кладочные растворы должны быть полужёсткой консистенции. Чтобы вносить в стены как можно меньше влаги, швы кладки должны быть возможно более тонкими: горизонтальные — не более 10 мм, вертикальные — 15 мм. Заливка швов кладки жидким раствором не допускается.
Стены рекомендуется возводить одновременно по всему периметру. При необходимости деления здания на захватки кладку заканчивают убежной штрабой, располагая её по оконным или дверным проёмам. Стены по высоте разбивают на технологические ярусы; кладку последующего яруса можно начинать на следующий день после окончания предыдущего.
Колодцевая кладка несущих стен из глино-камней не рекомендуется. Камни нельзя укладывать на ребро во избежание их расслоения.
Кладку стен второго этажа и загрузку перекрытий следует начинать не ранее чем через 10 дней после окончания кладки стен первого этажа. Оконные и дверные блоки устанавливают после устройства крыши.

Возведение стен из крупных глинобитных блоков

Крупные блоки весом до 500 кг изготавливают из полусухой глиномассы с влажностью до 18% в разборных деревянных или металлических формах. Массу уплотняют с помощью электро- или пневмотрамбовок. Блоки изготавливают с подштукатурными полосами из раствора с составом 1:3 (соответственно известь: песок). Влажность раствора должна быть в пределах до 16%.

Отформованные блоки распалубливают и вместе с деревянным поддоном при помощи автокрана устанавливают в стену. Монтаж блоков ведут на глиноорганическом или изве-стково-песчаном растворе.

Правильность установки блоков проверяют с помощью отвеса и уровня. В случае необходимости блоки выравнивают, утолщая постель из раствора или подкладывая деревянные клинья. При этой операции блок должен быть поднят краном. Забивать клинья в швы нельзя.

Блоки устанавливают в стену с перевязкой швов. Вертикальные стыки между блоками закрывают с боков двумя рейками и заливают сверху жидким глиноорганическим раствором. В течение одного дня не следует укладывать в стену более двух рядов блоков.

Эксплуатационные требования

Глиносырцовые здания на протяжении всего периода их эксплуатации должны быть надёжно защищены от увлажнения. Глиносырцовые стены, имеющие влажность не более 5%, имеют удовлетворительный обмен воздуха через поры стен, то есть естественную вентиляцию. Они обладают хорошими консервирующими свойствами: древесина и органические наполнители, заключённые в глину, сохраняются длительное время, исчисляемое сотнями лет.

Но как только повышается влажность стен, начинает возрастать их теплопроводность, уменьшаются пористость и вентиляционная способность, стены отсыревают и промерзают. Органические примеси начинают разлагаться, издавая гнилостный запах, стены покрываются плесенью и помещения становятся непригодными для жилья. Кроме того, увлажнение глиносырцовых стен может привести к возникновению неравномерных осадок, снижению прочности и разрушению здания. Влага в стены может попадать в результате действия косых дождей, внутренней конденсации пара, проникающего в стены, неисправности кровли и гидроизоляции.

Чтобы не допустить этих явлений, нужно строго соблюдать правила эксплуатации глиносырцовых построек, тщательно следить за исправностью крыши и наружной штукатурки и при необходимости немедленно их ремонтировать. Не следует делать подсыпок вокруг цоколя, складировать вплотную к стене бревна, доски и другие материалы, так как это может послу-житьпричиной намокания стен.

К глиносырцовым домам не следует делать никаких пристроек с низко расположенными крышами. Находящийся выше этих крыш открытый участок стены будет замачиваться брызгами во время дождя и тающим на крыше снегом.

Не следует создавать препятствий для свободного стока дождевой воды по наружной штукатурке стен путём устройства всякого рода украшений, выступающих из плоскости стен (наличников, поясков и т. п.).

Необходимо следить за исправностью водопровода, канализации, системы водяного отопления и горячего водоснабжения и немедленно устранять замеченные дефекты, чтобы не допустить увлажнения глиносырцовых стен.

В жилых комнатах домов с глиносырцовыми стенами не рекомендуется вести работы, связанные с выделением большого количества влаги или пара. Такие работы следует выполнять в специально предназначенных для этого помещениях, оборудованных принудительной вентиляцией. Все помещения жилого дома следует ежедневно проветривать.

Для удаления сырости, возникшей в результате нарушения правил эксплуатации здания, следует организовать сквозное проветривание помещений (в холодное время года при действующем отоплении).
Дата размещения: 16-12-2010, 06:38