Стеновые материалы – виды, классификация, свойства современных стеновых материалов и их выбор

Несущие стены

один из самых широко распространенных видов стен. Задача несущих стен — выдерживать нагрузку от перекрытий и кровли, а также обеспечивать необходимую теплоизоляцию. Для возведения несущих стен используются материалы, обладающие достаточной прочностью: натуральный камень, кирпич, шлакоблок, бетонные блоки, монолитный бетон и др. Однако, чем больше прочность материала, тем больше его плотность и соответственно тем меньше его сопротивление теплопередаче. Поэтому толщина несущих стен, выполненных из кирпича, натурального камня или тяжелого бетона, достаточная для прочности и устойчивости стены, часто является недостаточной для обеспечения теплоизоляции по последним теплотехническим нормам. Если раньше толщины кирпичной кладки наружной стены 51 см  для некоторых климатических районов считалось достаточно, то теперь и 77 см толщины кирпичной кладки наружной стены для тех же районов не всегда хватит. Поэтому наружные несущие стены все чаще выполняются не из одного материала, а как минимум из двух. При этом первый материал обеспечивает необходимую прочность и устойчивость, а второй — теплоизоляцию. В малоэтажном строительстве наружные несущие стены могут изготавливаться из менее прочных материалов, таких как шлакоблок, легкие, пористые и ячеистые бетоны.

Самонесущие стены

делаются в каркасных зданиях, часто самонесущие стены называют ограждающими конструкциями. В каркасных зданиях каркас рассчитывается на нагрузку от перекрытий, вышележащих стен и кровли, таким образом на самонесущие стены действует нагрузка только от собственного веса материала, из которого самонесущие стены изготовлены. Это позволяет использовать для возведения самонесущих стен практически любые материалы, способные выдержать ветровую нагрузку и воздействие атмосферных осадков. Самонесущие стены могут быть и кирпичными и каменными и из тяжелого бетона, но по приведенным выше причинам для возведения самонесущих стен как правило используются материалы, обладающие необходимым сопротивлением теплопередаче. Кроме того, материалы для стен должны иметь хорошую морозостойкость и низкое водопоглощение. Чем больше воды поглощается стеновым материалом, тем хуже в итоге будет теплоизоляция и тем быстрее может произойти разрушение материала при замерзании в зимнее время впитавшейся воды. Но как правило менее плотные материалы из-за своей структуры имеют достаточно высокое водопоглощение и потому часто нуждаются в дополнительной защите.

Ну а теперь более подробно рассмотрим наиболее часто используемые

Стеновые материалы:

Строительные материалы, используемые для возведения стен, можно классифицировать по различным признакам: по происхождению, по способу производства, по прочности, по весу, по теплопроводности, по размеру, по простоте и быстроте монтажа, по доступности, по эстетичности, по экологичности, по цене и т.п. Каждый из вышеперечисленных признаков безусловно важен, поэтому выбрать наиболее подходящий вариант при строительстве своего дома не так уж и просто. Одной из наиболее показательных мне представляется классификация стеновых материалов по размерам и по весу, так как большинство стройплощадок частных домов объединяет низкий уровень механизации, подразумевающий, что большинство грузов поднимаются вручную. Далее материалы для стен рассматриваются именно с этой позиции, при этом попутно даются краткие характеристики материалов по другим указанным признакам.

По размеру стеновые материалы делятся на:

Мелкоштучные стеновые материалы.

Мелкоштучными считаются материалы, которые можно относительно легко укладывать вручную. Как правило вес одного элемента не превышает 20-30 кг. Соответственно элементы стен из более плотных материалов имеют меньшие размеры, чем элементы из менее плотных материалов. К мелкоштучным стеновым материалам относятся:

Натуральный камень

получаемый из горных пород.

Наиболее популярные виды природных камней, используемых для возведения стен, описаны отдельно.

Искусственный камень

получаемый путем формовки на стадии изготовления.

Как и натуральный, различные виды искусственных камней используются при возведении стен несколько тысяч лет. Искусственные камни часто имеют правильную геометрическую форму, размеры, прочность и морозостойкость, нормированную ГОСТами. Это значительно облегчает расчет и ускоряет процесс каменной кладки. Впрочем торцы камня могут быть не только плоскими, но иметь пазы или шпунт и гребень для упрощения кладочных работ. Камни в зависимости от назначения подразделяют на рядовые и лицевые, а также на порядовочные, перевязочные, угловые и перегородочные. Фактура лицевых камней может быть не только гладкой, но и рифленой, колотой (имитирующей сколы горных пород) и шлифованной. В отличие от натурального камня, цвет и фактуру искусственных камней можно относительно легко изменять в соответствии с потребностями. Вес камней не должен превышать 31 кг, толщина наружной стенки пустотелых камней должна быть не менее 2 см.

Керамический кирпич и камень

получают путем обжига глины. Сейчас выпускают глиняный кирпич нескольких видов: обычный (рядовой), облицовочный (лицевой) клинкерный (повышенной прочности и плотности) и шамотный (огнеупорный). Практически для каждого из указанных видов керамического кирпича имеется свой стандарт. Чаще все при строительстве жилых зданий используется обычный и облицовочный кирпич с размерами 250х120х65 мм. И обычный и облицовочный кирпичи бывают полнотелыми и пустотелыми. У облицовочного кирпича объем пустот значительно больше и может достигать чуть ли не половины объема кирпича, за счет этого достигается меньшая теплопроводность. Плотность полнотелого керамического кирпича составляет около 1600-1900 кг/м3, плотность пустотелого кирпича — 1300-1500 кг/м³, плотность облицовочного пустотелого кирпича может достигать 1100-1200 кг/м³. Облицовочный кирпич может быть глазурованным (ангобированным), что значительно снижает его водопоглощение и тем самым повышает морозостойкость и стабилизирует коэффициент теплопроводности. Марка кирпича по прочности может быть от М100 до М300. При горизонтальных пустотах — от М25 до М100.

Керамический камень (кирпич больших размеров) делается только с большим количеством пустот. С одной стороны пустоты делают камень легче, с другой стороны это позволяет делать камни достаточно больших размеров. Пустоты могут быть как вертикальные так и горизонтальные. Требования по прочности, плотности, морозостойкости и даже рекомендуемые размеры и расположение пустот для керамического кирпича и керамического камня нормируются ГОСТ 530-2007 «Кирпич и камень керамические».

Силикатный кирпич и камень

получают путем автоклавной обработки (при повышенном давлении и температуре) смеси песка, извести и воды. Как и керамический, силикатный кирпич имеет определенные размеры и марки по прочности, плотности и морозостойкости, нормируемые ГОСТ 379-95 «Кирпич и камень силикатные». Силикатный кирпич, как и керамический, бывает полнотелым и пустотным, силикатные камни — только пустотелыми.

Саман

(глинобетон) — кирпич для бедных. Саман один из самых легкодоступных и дешевых строительных материалов, также использующийся в строительстве не одну тысячу лет. Для того, чтобы сделать саманные блоки, нужно иметь глину и солому (или льняную костру, щепу, дрань и т.п.), ну и конечно воду. Иногда к указанным компонентам добавляется песок. Количество тех или иных компонентов зависит от качества глины и от требуемой прочности, поэтому состав смеси обычно определяется экспериментально. В самане солома выполняет двойную роль, являясь одновременно и утеплителем и связывающей арматурой.

Для изготовления саманных блоков сначала глина размягчается водой, затем в глину добавляется солома, затем все это лопатами, а при отсутствии таковых — ногами, перемешивается до однородной массы. Через пару дней массу еще раз перемешивают и затем из нее формуют блоки необходимых размеров. Формы для блоков делаются из любых подручных средств, как правило сбиваются из досок. Размеры форм могут быть любыми, но как правило размеры саманных блоков не превышают 400х200х200 мм. Какие-либо СНиПы или ГОСТы регламентирующие прочность, размеры или изготовление саманных блоков, мне не известны. Считается, что правильно сделанные саманные блоки должны иметь плотность около 1400-1600 кг/м3, обеспечивая при этом прочность 10-25 кгс/см². таким образом саманные блоки могли бы иметь марки от М10 до М25, но если нет возможности проверить прочность саманных блоков хотя бы ориентировочно, то лучше использовать для расчетов минимальные значения 10-15 кгс/см².

После формовки саманные блоки не обжигаются, а просто высушиваются в течение нескольких недель или даже месяцев на солнце. При кладке саманных блоков никакой раствор не нужен, блоки просто укладываются друг на друга и со временем под действием все того же солнца схватываются между собой. Как правило из самана строились одноэтажные дома, но в принципе прочности саманных блоков вполне может хватить и для двух, трехэтажного домика с деревянным перекрытием. 

Не смотря на такую простоту технологии и относительную дешевизну, саманные блоки используются в современном строительстве все реже. Главной причиной является, по моему мнению, как раз низкая себестоимость блоков. Самому заниматься изготовлением блоков по указанной технологии долго, а изготовлением блоков на продажу из-за низкой рентабельности почти никто не занимается, проще купить оборудование для производства саманных блоков.

Главный недостаток саманных блоков — низкая водостойкость, так как блоки не обжигаются, а лишь высушиваются на солнце, то ничего не мешает воде превратить саманные блоки в исходный материал для замешивания. Поэтому между фундаментом и стеной из самана обязательно должна быть гидроизоляция и наружную поверхность также необходимо покрывать защитным слоем, да и кровля с большим свесом стропильных ног, уменьшающая попадание атмосферных осадков на саманные стены, не помешает.

Терраблоки

формируются из обычной земли с примесью глины (около 10%) и затем высушиваются на солнце в течение 1-2 недель. В состав терраблоков может добавляться небольшое количество песка, извести и цемента.

Бетонные камни

изготавливаемые с применением вяжущего.

Не смотря на столь массивное название, мелкоштучные бетонные камни далеко не всегда тяжелые, потому, что в качестве крупного наполнителя для таких камней используются достаточно легкие пористые материалы — керамзит, вермикулит, разного рода шлаки, занимающие до 80-90% объема камня, или еще более легкий заполнитель — газ. Таким образом получают легкие и ячеистые бетоны. Кроме того в качестве вяжущего может использоваться не только цемент, но также известь, шлак и гипс. Размеры и прочность блоков нормируются ГОСТ 6133-99 «Камни бетонные стеновые». В старом ГОСТ 6133-84 отдельно оговаривались виды вяжущего, в новом ГОСТе возможные виды вяжущего не указываются. Необходимая толщина стены определяется расчетом на прочность, устойчивость и теплопроводность с учетом марки камня. Камни из легких бетонов как правило используются в малоэтажном строительстве. Из стеновых бетонных камней наиболее популярными являются следующие:

Шлакоблок

изготавливают из смеси цемента, воды и металлургических шлаков. Шлак выполняет роль и заполнителя и вяжущего. Таким образом получается легкий мелкозернистый бетон на цементном и на шлаковом вяжущем. Кроме того в шлакобетонных блоках как правило есть пустоты значительного объема, что уменьшает теплопроводность и прочность блоков.

Керамзитобетонные блоки

часто путают со шлакоблоком, что в принципе не удивительно, так как технология изготовления очень похожая. Вот только вместо шлака используется пористый заполнитель — керамзит. При изготовлении стеновых камней могут также использоваться и другие пористые заполнители — вспученный перлит, вермикулит и др.

Камни из ячеистого бетона

в зависимости от плотности могут использоваться как для несущих, так и для самонесущих стен. На сегодняшний день различают два вида ячеистых бетонов: пенобетон и газобетон. Пенобетон получают смешиванием цементного раствора со специальной пеной. Газобетон — результат химической реакции затворенного водой цемента со специальными веществами (например, алюминиевой пудрой). И пенобетон и газобетон может подвергаться автоклавной обработке для ускорения набора прочности. ГОСТ 31360-2007 «Изделия стеновые неармированные из ячеистого бетона автоклавного твердения» никаких различий для пенобетона и газобетона не делает. Максимальные размеры блоков согласно указанному ГОСТу — 625х500х500 мм. Прочность, плотность, морозостойкость и другие важные показатели ячеистых бетонов регламентируются общим для всех бетонов СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции». И хотя действие вышеуказанного СНиПа и ГОСТа никто не отменял, в ноябре 2012 года введен в действие очень полезный стандарт организации СТО 87313302.13330-001-2012 «Конструкции с применением автоклавного газобетона…», разработанный для применения во всех регионах Российской Федерации. Несмотря на название, действие СТО распространяется на изделия из ячеистого бетона. Приведу краткую выдержку из указанного СТО: «Информация о нормативных характеристиках, номенклатуре продукции и типовых конструктивных решениях, содержащаяся в документах по применению ячеистых бетонов, созданных в период 1970-80-х гг., разрозненна, противоречива и во многом не применима в современных условиях. Обобщение этой информации, проведенное при разработке СТО 501-52-01-2007, созданного по заказу Ассоциации строителей России, не устранило основного недостатка ранее созданных документов, а именно не ликвидировало разрыв между упоминаемыми в документах и реально выпускаемыми промышленностью изделиями, не актуализировало конструктивные решения ограждающих конструкций. В настоящем СТО за основу рекомендаций взята современная номенклатура изделий из автоклавного ячеистого бетона. Предложенные конструктивные решения ограждающих конструкций являются оптимизированным обобщением опыта строительства, накопленного в России и за рубежом в последние годы.»

Одним из важных показателей ячеистых бетонов является плотность. По этому признаку ячеистые бетоны делятся на марки от D200 до D1400. Наибольшее применение имеют марки D300-D700. Стеновые блоки из ячеистых бетонов обязательно нуждаются в защите от попадания воды.

Гипсобетонные камни

Стеновые и перегородочные блоки, изготовленные с применением гипсового вяжущего, должны отвечать требованиям вышеуказанного ГОСТ 6133-99, т.е могут быть рядовыми, лицевыми, полнотелыми и пустотелыми, с соответствующими размерами и марками по плотности и прочности. Блоки могут изготавливаться из легкого или поризованного бетона на гипсовом вяжущем. Гипсобетонные камни могут иметь марку по прочности от М25 до М200. Плотность гипсобетонных камней составляет от 1100 до 1650 кг/м³.

Арболит

модернизированный саман. В состав арболитовых блоков входит крупный целлюлозосодержащий заполнитель растительного происхождения до 80-90% в зависимости от требуемой прочности, вода, а в добавок к этому вяжущее — цемент и разного рода химические добавки для ускорения твердения, получения требуемой пористости и т.п. Для изготовления арболитовых блоков допускается использование измельченной древесины, полученной из отходов лесозаготовок или в результате деревообработки некоторых хвойных и лиственных пород. Также в качестве крупного заполнителя могут использоваться льняная или конопляная костра, должным образом измельченная рисовая солома или стебли хлопчатника. Прочность, плотность, теплопроводность и маркировка арболитовых блоков нормируются ГОСТ 19222-84 «Арболит и изделия из него». Так размеры измельченной древесины или другого целлюлозосодержащего заполнителя не должны превышать по длине 40, по ширине 10, а по толщине 5 мм. Плотность арболитовых блоков может составлять от 400 до 850 кг/м³, чем больше цемента, тем больше плотность и соответственно больше прочность. Изделия из арболита могут дополнительно армироваться металлической арматурой, что значительно расширяет спектр применения.

Опилкобетонные блоки

внешне могут напоминать арболитовые, так как изготавливаются по схожей технологии. Основное отличие опилкобетона от арболита — в рецептуре смеси и в размерах заполнителя. Для опилкобетона используются более мелкие опилки максимальным размером по длине и ширине не более 10х10 мм, что вызывает уменьшение прочности на растяжение. Кроме того в опилкобетон для экономии опилок добавляется песок,  даже опилки сегодня стоят дорого и процент опилок в опилкобетоне обычно не превышает 50, а для экономии цементного вяжущего добавляется известь и(или) глина. В связи с этим опилкобетонные блоки более дешевые, чем арболитовые, но по всем основным характеристикам уступают арболиту.

И это далеко не весь перечень мелкоштучных материалов для стен. Однако пора обратить свое внимание и на более крупные материалы. Не смотря на размеры, для устройства стен из более крупных материалов далеко не всегда нужны подъемные механизмы. Поэтому при дальнейшем обзоре сначала будут указываться материалы, которые можно монтировать вручную

Среднеразмерные материалы для стен

Древесина и материалы растительного происхождения

являются возможно самыми древними строительными материалами. Сейчас для возведения стен домов в 1-2 этажа используется оцилиндрованное бревно, реже брус квадратного или прямоугольного сечения, как правило эти элементы имеют достаточно большую длину, равную длине стены, однако являются достаточно удобными для ручного монтажа и потому отнесены в разряд среднеразмерных. Преимущества древесины очевидны: хорошая теплоизоляция, высокая экологичность, привлекательный внешний вид, относительная простота обработки, однако есть и большой недостаток — очень низкая огнестойкость.

Также для возведения ограждающих конструкций в каркасных зданиях могут использоваться

соломенные блоки

(прессованные тюки из ржаной или льняной соломы). А при соответствующем усилении из соломенных блоков можно возвести и несущие стены одноэтажного дома. Причем дом из соломы строил не только поросенок Ниф-Ниф, такие дома строятся и сейчас в США, Канаде, да и в СНГ приверженцев соломенных домов появляется все больше. Все основные требования к прессованным из соломы тюкам изложены в ТУ-5768-001-85608424-2008. Рекомендуемые размеры тюков 1000х500х300 мм с допусками ±25 мм по длине и ±15 мм по высоте и ширине плотность соломенных тюков должна находиться в пределах 80-150 кг/м³.

Соломенные щиты — соломит, щиты из камыша — камышит, торфяные плиты как правило используются в качестве теплоизоляционного материала для стен.

Бетонные блоки

из тяжелого, легкого, ячеистого бетона, а также на пористых заполнителях имеющие массу более 200 кг  вручную уже не поднимешь. Такие блоки монтируются краном. Размеры, плотность прочность и другие показатели таких блоков регламентируются ГОСТ 19010-82 «Блоки стеновые бетонные и железобетонные». Такие блоки как правило используются при строительстве зданий высотой до 10 этажей. Стеновые бетонные блоки не следует путать с бетонными блоками для подвалов. Бетонные блоки для подвалов изготавливаются как правило из тяжелого конструктивного бетона и теплопроводность для подвальных блоков не является важным показателем в отличие от стеновых. Стеновые блоки могут армироваться металлической арматурой по расчету. Стеновые бетонные блоки выпускаются двух типов: наружные и внутренние. Наружные блоки делятся на простеночные рядовые, подоконные, перемычечные, поясные, парапетные, подкарнизные и цокольные блоки. Внутренние блоки бывают простеночные рядовые, блоки лестничной клетки, перемычечные и поясные блоки. В связи с этим процесс монтажа стеновых блоков является более сложным, чем кладка из камней, но зато и более быстрым.

Крупные кирпичные блоки

использовались для строительства жилых домов и промышленных зданий в Киеве, Тбилиси и еще нескольких городах СССР, но широкого распространения эта технология не получила. Основные размеры крупных кирпичных блоков такие же, как и бетонных блоков, а вот внешне кирпичные блоки смотрятся намного эстетичнее и дополнительной наружной отделки не требуют. Суть технологии сводится к тому, что блоки выкладываются из кирпичей на заводе, а на стройплощадке происходит только сборка.

Крупноразмерные стеновые материалы

К крупноразмерным стеновым материалам можно отнести разного рода панели высотой, равной высоте стены. Такие панели значительно ускоряют и упрощают возведение стен, но как правило требуют дополнительных работ по соединению панелей между собой для обеспечения требуемой прочности. Стеновые панели размером на комнату не следует путать с используемыми для отделки стен элементами, изготовленными из пластика, МДФ или других материалов, при монтаже соединяемыми между собой.

В малоэтажном строительстве наибольшее распространение получили так называемые

сэндвич-панели

Такие панели имеют как минимум 3 слоя, два наружных слоя обеспечивают прочность и защиту от атмосферных воздействий, внутренний слой обеспечивает теплоизоляцию. Для внутреннего теплоизоляционного слоя могут быть использованы практически любые теплоизоляционные материалы, для наружных слоев может использоваться металлический профнастил, плиты МДФ, арболитовые, фибролитовые и другие плиты. Наиболее известными на сегодняшний день являются

SIP панели

(от английского Structural Insulated Panel — структурированные изолированные панели). В таких панелях наружными слоями являются плиты OSB (ориентированные стружечные плиты), утеплителем и одновременно материалом, скрепляющим наружные слои, служит пенополиуретан. Толщина панелей может составлять от 60 до 180 мм. Благодаря прочному соединению наружных слоев SIP панель работает как единая конструкция. Поэтому устойчивость сип панелей зависит не только от толщины наружных слоев, но и от расстояния между ними.

Железобетонные панели размером на стену

используются как правило при строительстве многоэтажных зданий, но и небольшие двухэтажные домики со стенами из железобетонных панелей видеть приходилось.

Монолитные стены

Монолитные стены могут возводиться из тяжелого (конструкционного) бетона, из легкого бетона. Как и сборные, монолитные стены могут быть несущими и самонесущими. Методов возведения монолитных стен много, отличаются эти методы используемой опалубкой. 

Глинобитные и землебитные стены также возводятся с помощью опалубки, но такие стены в последнее время — большая редкость.

Как видим, не смотря на то, что люди уже давно спустились с деревьев, вышли из пещер и выбрались из землянок, материалом для стен все также служит древесина, камни, а иногда и глина. Вот и не верь после этого в генетическую память…