К искусственным строительным материалам относят керамику. Керамическими называют материалы и изделия, изготовленные из глиняной массы путем формования, сушки и последующего обжига. Их классифицируют по назначению, структуре черепка и качеству сырья.

По назначению керамические материалы и изделия разделяют на следующие группы:

• стеновые материалы и изделия — кирпич и камень керамические пластического и полусухого прессования, полнотелый или пустотелый;
• кирпич для дымовых труб, кирпич лекальный, камни для канализационных сооружений, кирпич для дорожных одежд (клинкер);
• кирпич и камни лицевые для облицовки фасадов зданий;
• плитки для облицовки стен, полов и другие изделия для внутренней облицовки зданий;
• кислотоупорный кирпич,
• пористые заполнители — гравий и песок из керамзита, аглопорита;
• огнеупорный кирпич.

По структуре черепка, образующегося после обжига, керамические материалы разделяют на пористые и плотные. У пористых материалов черепок в изломе тусклого землистого вида, легко впитывает воду, пористость его более 5%. В эту группу входят кирпич, пустотелые камни, черепица и др. Плотные материалы, белые или равномерно окрашенные, имеют спекшийся в изломе, блестящий, раковистый черепок, пористость которого не превышает 5%. Этот черепок не пропускает жидкости и газы. К плотным керамическим изделиям относят плитки для полов, кислотостойкий кирпич и др.

По качеству сырья керамические материалы и изделия разделяют на грубые, тонкие и огнеупорные. Керамические материалы изготовляют глазурованными и неглазурованными. Глазурь — это стекловидный слой, нанесенный на поверхность керамического изделия и закрепленный на нем путем обжига при высоких температурах. Такой слой плотен и химически стоек. Глазурь улучшает декоративные качества изделий, придает им стойкость к внешним воздействиям и водонепроницаемость.

Кирпич и камни керамические наиболее распространены. Их применяют для кладки наружных и внутренних стен и других конструкций зданий и сооружений. Из них изготовляют также стеновые панели и блоки. Керамические кирпичи полнотелые или пустотелые со сквозными или несквозными пустотами изготовляют способом пластического формования или полусухого прессования.

Керамические камни изготовляют пустотелыми способом пластического формования. Прочность керамического кирпича — от 75 до 300, морозостойкость — 15, 25, 35 и 50. Плотность кирпича и камня в сухом состоянии 1600— 1 900 кг/м3; теплопроводность — 0,71—0,82 Вт/(м • -°С). Эти свойства зависят от способа изготовления. Более плотный и теплопроводный кирпич — полусухого прессования.

Водопоглощение кирпича и камня, высушенных до постоянной массы, должно быть не менее 8%. Уменьшение водопоглощения приводит к нежелательному повышению теплопроводности. По теплотехническим свойствам и плотности кирпич и камни подразделяют на три группы:

1. -    я — эффективные, улучшающие теплотехнические свойства стен и позволяющие уменьшить их толщину по сравнению со стенами из обыкновенного кирпича. К этой группе относятся кирпич и камни плотностью соответственно до 1400 и 1450 кг/м3;
2. -    я — условно-эффективные, улучшающие теплотехнические свойства ограждающих конструкций. Кирпич и камни плотностью соответственно свыше 1400 и 1450— 1600 кг/м3;
3. -    я — кирпич плотностью свыше 1600 кг/м3.

Размеры кирпича, мм: обычного — 250x120x65; утолщенного — 250x120x88; модульного — 288x138x63. Поверхность граней может быть гладкой или рифленой.
Размеры камней, мм: обычного — 250x120x138; укрупненного — 250x250x138; модульного — 288x138x138; с горизонтальным расположением пустот — 250x250x120; 250x200x80.

Допускаемые отклонения размеров керамических кирпича и камней, мм: по длине ~5(~7), по ширине ~4(~5), по толщине кирпича ~3, камня ~4. Непрямолинейность ребер и граней кирпича и камней не более: по постели ~3(~4), по ложку ~4(~6). (Значения в скобках относятся к изделиям пластического формования из лессов, трепелов и диатомитов.)

Отбитости углов глубиной 10—15 мм, отбитости и притупленности ребер, не доходящие до пустот, глубиной более 5 мм, длиной по ребру 10—15 мм, допускаются не более двух. Трещины протяженностью по постели полнотелого кирпича — до 30 мм, пустотелых изделий — не более чем до первого ряда пустот (у кирпича — на всю толщину, у камня — на ‘/2 ложковой и тычковой граней) — не более одной.

Пустоты должны располагаться перпендикулярно или параллельно постели и могут быть сквозными или несквозными. Диаметр цилиндрических сквозных пустот — не более 16 мм, ширина щелевидных пустот — не более 12 мм. Толщина наружных стенок кирпича и камней должна быть не менее 12 мм. Поверхность граней камней гладкая или рифленая.

Природные каменные материалы — это материалы и изделия, получаемые из горных пород дроблением, раскалыванием или их распиливанием. Природные каменные строительные материалы почти полностью сохраняют физико-механические свойства горной породы, из которой они получены.
Под горной породой понимают скопление минералов более или менее постоянного состава и свойств. Горные породы могут состоять из одного или нескольких минералов.

Минерал — природное химическое соединение, однородное по составу, строению и физическим свойствам. Различают магматические, осадочные и метаморфические горные породы. Магматические породы, как это видно из названия, образовались в результате остывания и кристаллизации магмы — расплавленной массы преимущественно силикатного состава, находящейся в глубинах земной коры. В зависимости от условий остывания магмы изверженные горные породы делят на глубинные — гранит, диорит, габбро, лабрадорит; излившиеся — порфиры, диабаз, базальт.

Осадочные породы образовались в результате разрушения горных пород под воздействием внешних условий или в результате осаждения веществ из какой-либо среды. По характеру образования и составу осадочные горные породы бывают обломочные — механические отложения, куда входят пески, гравий, а также глинистые, хемо- и органогенные — это доломит, гипс, магнезит, известняк, мел, диатомит, трепел.

Метаморфические породы — гнейсы, мрамор, кварцит, глинистые сланцы — образовались в толще земной коры в результате видоизменения осадочных или магматических пород под действием температур, давления и других факторов.

Природные каменные материалы классифицируют по следующим признакам:

• плотности в сухом состоянии — тяжелые (плотностью более 1800 кг/м3) и легкие (плотностью менее 1800 кг/м3);
• пределу прочности при сжатии (МПа) — на марки 10— 100 (тяжелые каменные материалы) и 1—20 (легкие);
• морозостойкости (Мрз) — на марки 10—300;
• водостойкости (коэффициенту размягчения) — на группы 0,6; 0,75; 0,9 и 1.

Изделия из природного камня подразделяют на пиленые (выступы на обработанной поверхности до 2 мм), получистой тески (выступы до 10 мм), грубой тески (выступы до 20 мм), грубоколотые под скобу (имеют две приблизительно параллельные грани) и камень бутовый рваный.

Пиленые облицовочные плиты из природного камня изготовляют из блоков природного камня (плотных известняков, мрамора, гранита, сиенита, габбро, лабрадорита и др.) путем их распиливания с последующей механической обработкой. Лицевая поверхность плит имеет различную фактуру — «скала», бугристая, бороздчатая, точечная, рифленая, пиленая, шлифованная, лощеная, полированная. Их применяют для облицовки колонн, отдельных участков фасадов и цоколей и внутренней облицовки монументальных зданий, для устройства декоративных полов в общественных зданиях.

Колотыми и тесаными плитами толщиной не менее 100 мм облицовывают уникальные здания, памятники и гидротехнические сооружения. Бутовый камень добывают из осадочных плотных пород и реже из изверженных пород. Предел прочности — не ниже 10 МПа, коэффициент размягчения — не ниже 0,75, масса камня — до 40 кг. Бутовый камень применяют для кладки фундаментов малоэтажных зданий.

Стеновые камни из горных пород для кладки стен, перегородок и других конструктивных элементов изготовляют из известняка, вулканического туфа и других горных пород плотностью 900—2200 кг/м3. По ГОСТу размеры стеновых полномерных камней, мм – 390x190x188; 490x240x188; 390x190x288. Выпускаются также трехчетвертки и половинки.

Стеновые блоки выпиливают из массивов известняка, туфа, доломита, песчаника и др. Их применяют для кладки наружных и внутренних стен жилых зданий, имеющих двух-, трех- и четырехрядную разрезку. Размеры блоков — до 3000x1000x500 мм, масса — до 1,5 т. Плинтусы, ступени, подоконники и т.п. изготовляют из изверженных горных пород — гранитов, лабрадо-ритов, габбро, а также из мрамора.

Гидроизоляционные материалы применяют для защиты зданий и сооружений от воздействия атмосферной влаги и грунтовых вод. Различают мастичные и рулонные гидроизоляционные материалы. Мастики — пластичные вещества, получаемые смешением органических вяжущих веществ, главным образом битумов и дегтей, с наполнителями и пластификаторами.

Мастики используют и для создания слоя гидроизоляции на изолируемой поверхности, и для приклеивания рулонных материалов к основанию. Горячая мастика используется для окрасочной и обмазочной гидроизоляции строительных конструкций и приклеивания рулонных материалов (изола, бризола, стеклоизола). Перед применением ее разогревают до 200 °С в специальных котлах в течение 4 ч. Разогретая мастика должна быть использована в течение 1—2 ч.

Холодную мастику применяют без предварительного разогревания для приклеивания пороизола к конструкциям, мастичной гидроизоляции строительных конструкций, устройства мастичных кровель, армированных стеклотканью, и окрашивания рулонных кровель.

Битумно-резиновая изоляционная мастика — многокомпонентная однородная масса, состоящая из нефтяного битума (или смеси битумов), наполнителя и пластификатора. В качестве наполнителя применяют резиновую крошку: Выпускают марок МБР-65, МБР-75, МБР-90 и МБР-100. Мастика Изол — это многокомпонентная однородная масса, состоящая из резинобитумного вяжущего, наполнителя, пластификатора и антисептика.

Выпускают ее без растворителя — горячую марок МРБ-Г-ТЮ и МРБ-Г-Т15 и с растворителем — холодную марок МРБ-Х-ТЮ и МРБ-Х-Т15. Мастики на основе эпоксидных смол обладают высокой прочностью и применяются на ответственных сооружениях. Рулонные кровельные и гидроизоляционные материалы различают по следующим признакам:

• структуре — на основные и безосновные;
• виду основы — на основе картона (пергамин, рубероид, толь), стекловолокна (стеклорубероид, армогид-робутил), фольги (фольгоизол, фольгорубероид), асбестовой бумаги (гидроизол). Безосновные материалы — изол, гидробутил;
• виду вяжущего — битумные (на битумном вяжущем), дегтевые (на дегтевом вяжущем), полимерные (на полимерном связующем), дегтебитумные, резинобитум-ные, битумно-полимерные и др.;
• виду защитного слоя — с посыпкой (крупнозернистой, чешуйчатой, мелкозернистой и пылевидной), с фольгой, с щелоче-, кислото- и озоностойким покрытием.

Герметизирующие материалы применяют для уплотнения стыков в наружных стенах, а также для воздухо-, гидро- и теплоизоляции

Битумные вяжущие — сложные смеси углеводородов и их неметаллических производных (соединений с серой, кислородом, азотом). Разделяют природные и искусственные нефтяные битумы. Природные битумы — твердые вещества или вязкие жидкости черного или темно-коричневого цвета, которые получают из асфальтовых горных пород путем экстрагирования органическими растворителями или вывариванием в горячей воде. Искусственные нефтяные битумы представляют собой остатки, получаемые при переработке нефти.

Нефтяные битумы в зависимости от вязкости делят на твердые, полутвердые и жидкие. Твердые и полутвердые нефтяные битумы делят на строительные, кровельные и дорожные. Твердые и полутвердые нефтяные битумы применяют для устройства дорожных покрытий, изготовления гидроизоляционных и кровельных рулонных материалов, битумных мастик, лаков и др., жидкие — только для устройства дорожных покрытий.

Основные свойства нефтяных битумов: вязкость, температура размягчения и вспышки, растяжимость.
Вязкость измеряют по глубине проникания в битум иглы под нагрузкой. Чем больше глубина проникания иглы в битум, тем меньше его вязкость. Температура размягчения битума характеризует пригодность битума для использования в различных температурных условиях.

Температура вспышки имеет значение для установления технологических параметров при работе с битумом. За температуру вспышки принимают температуру, показываемую термометром при первом появлении синего пламени над частью или над всей поверхностью образца битума. Растяжимость битума находят путем растяжения образца на дактилометре. Длина вытянутого образца в сантиметрах в момент его разрыва является показателем растяжимости битума.

Строительные нефтяные битумы выпускают следующих марок: БН 50/50, БН 70/30, БН 90/10. Температура вспышки — 220—244 °С, минимальная температура самовоспламенения — 368 °С.
Кровельные нефтяные битумы выпускают следующих марок: БНК-45/180 (пропиточный битум), БНК-90/40 и БНК-90/30 (покровные битумы). Температура вспышки — 240°С, минимальная температура самовоспламенения — 300°С.

Битумы горючи, поэтому их следует хранить в специальных закрытых складах или под навесом, защищая от действия солнечных лучей и атмосферных осадков. Места хранения битумов должны быть оборудованы огнетушителями, песком и другими средствами пожарной безопасности.

Растворные и бетонные смеси приготовляют из вяжущего, воды и заполнителя (70—85% от массы смеси). Вяжущие после затворения водой обволакивают частицы заполнителя и придают растворной или бетонной смеси подвижность. Заполнители, снижая расход вяжущих, уменьшают усадку растворов и бетонов при твердении.

Заполнители подразделяют на мелкие (песок) и крупные (гравий и щебень). Пески характеризуются зерновым составом — модулем крупности (крупный, средний, мелкий, очень мелкий). Песок для строительных работ с размером зерен 0,14— 5 мм применяют в растворах и бетонах. Количество пылевидных, глинистых и илистых частиц в песке не должно превышать 3% по массе, в том числе глины — не более 0,5% по массе. В песке не должно быть засоряющих примесей.

Для приготовления растворов используют песок с модулем крупности менее 1,5, для приготовления бетона — крупные или средние пески не ниже модуля 2. Если пески не отвечают этому требованию, то их обогащают, т.е. создают необходимое соотношение фракций. Для легкого бетона используют пески из керамзита, шунгизи-та, пемзы, аглопорита и др. Гравий для строительных работ бывает горным (овражным), речным и морским. Речной и морской гравий чище овражного, но имеет шлифованную поверхность, что ухудшает его сцепление с вяжущими веществами.

Щебень из природного камня для строительных работ — смесь, получаемая после дробления кусков горных пород или искусственных камней. Щебень имеет остроугольную форму и шероховатую поверхность, благодаря чему его сцепление с вяжущими более прочно, чем у гравия. В щебне меньше или отсутствуют органические примеси и пылевидные частицы, поэтому он является хорошим заполнителем для бетонов. Качество крупного заполнителя (гравия и щебня) характеризуется крупностью и формой зерен, содержанием вредных примесей, прочностью и морозостойкостью.

Для бетонов используют следующие виды крупного заполнителя: щебень из природных каменных материалов, гравий и щебень из гравия, щебень из доменного шлака и из других побочных продуктов промышленности. Технические требования к заполнителю для тяжелых бетонов (кроме гидротехнического, дорожного и особо тяжелого) определены ГОСТом. Применяют следующие фракции крупного заполнителя: 5—10 (3—10), 10—20, 20—40 и 40—70 мм. В каждой фракции содержатся зерна промежуточных размеров. Размер крупного заполнителя не должен превышать 1/3 толщины ребра бетонируемой конструкции. Прочность заполнителей влияет на класс прочности бетона.

По морозостойкости гравий и щебень делят на марки Мрз 15, 25, 100, 150, 200 и 300. Количество пылевидных, илистых и глинистых частиц в щебне, гравии и щебне из гравия определяют от-мучиванием. Органические примеси снижают качество крупного заполнителя, поэтому их содержание устанавливают, как и для песка, калориметрическим методом. Пористые неорганические заполнители для легких бетонов — природные или искусственные материалы с насыпной плотностью до 1000 кг/м3. Фракции пористых заполнителей — 5—10, 10—20 и 20—40 мм.

Различают следующие марки пористых заполнителей по прочности: 25, 35, 50, 75, 100, 125, 150, 200, 250, 300 и 350. В состав бетонов и растворов для улучшения их свойств (подвижности, удобоукладываемости, скорости твердения) вводят технические добавки. Введением добавок снижают расход вяжущих до 10—15%, улучшают технологические свойства растворных и бетонных смесей (удо-боукладываемость, однородность, нерасслаиваемость), регулируют степень подвижности бетонной смеси (скорость схватывания, твердения, тепловыделения), сокращают продолжительность тепловлажностной обработки до 40%, ускоряют сроки загружения монолитных конструкций, повышают морозостойкость бетона в 2—3 раза, увеличивают стойкость бетона и железобетона к воздействию агрессивной среды.

При работе с добавками, особенно с нитритом натрия, необходимо строго соблюдать правила безопасности труда. Рабочие, имеющие повреждения кожи рук и лица, а также моложе 18 лет к этим работам не допускаются. Различают пластификаторы, суперпластификаторы, воз-духововлекающе-пластифицирующие, пластифицирующе-воздухоотвлекающие, гидрофобизирующие, газообразующие гидрофобизирующие и противоморозные добавки. Пластификаторы увеличивают подвижность растворной и бетонной смесей, воздухоотвлекающие повышают морозостойкость, гидрофобизирующие — водостойкость и плотность, газообразующие — морозостойкость в агрессивных средах, противоморозные добавки обеспечивают твердение при отрицательных температурах.

Комплексные добавки служат для придания подвижности, экономии цемента, обеспечения твердения при минусовых температурах. Прочность раствора или бетона зависит от количества введенных добавок и водоцементного отношения. Наиболее распространены суперпластификатор С-3 — «раз-жижитель С-3» и НККС 40-03, а также суперпластифи-цирующие добавки на основе модифицированных лиг-носульфонатов: ЛТМ, МТС и др.