Кроме растворов и бетонов, описанных выше, в строительстве широко применяются и другие искусственные каменные материалы, которые в зависимости от способа их получения могут быть подразделены на следующие основные группы:
Среди обжиговых материалов первое место занимают керамические — материалы, получаемые обжиганием глин.
Кирпич глиняный обыкновенный (красный кирпич) — один из самых древних строительных материалов, изготовляемый в России повсеместно, имеет стандартные размеры 250Х 120X65 мм. Такие размеры установлены исходя из условия, чтобы по форме и весу было бы удобно брать кирпич одной рукой; вес 1 шт. кирпича таких размеров — 3—4 кг.
Прочность кирпича оценивается марками. Для оплошного кирпича стандартом установлены марки 75, 100, 150 и 200; наиболее ходовыми являются марки 75 и 100.
Кроме прочности кирпич должен иметь марку морозостойкости не ниже Мрз15.
В целях снижения объемного веса и как следствие - толщины стен изготовляют так называемый эффективный кирпич различных видов: пустотелый, семищелевой, дырчатый, в которых снижение объемного веса достигается устройством организованных пустот (без изменения объемного веса самого материала кирпича); к эффективному относится также легковесный (сплошной) кирпич, в котором сам материал имеет (за счет пор) меньший объемный вес.
Уменьшение объемного веса кирпича позволило несколько увеличить его размеры (с сохранением веса 1 шт.), одновременно приблизив их к модульным: при высоте кирпича 88 мм толщина одного ряда кладки с учетом шва толщиной 12 мм равна 100 мм.
Различные виды эффективного кирпича имеют марки 50, 75, 100 125 и 150.
Укрупненным вариантом кирпича являются керамические пустотелые стеновые камни модульного размера по высоте (138 + 12 = 150 мм)
Для облицовки фасадов, выполняемой одновременно с кладкой, выпускается лицевой кирпич и лицевые керамические пустотелые камни, отличающиеся более точными размерами и более чистой поверхностью. В городском строительстве широко распространены светлый лицевой кирпич и камни (кремового цвета), изготовляемые из белых глин.
Во всех видах кирпича и керамических камней сквозные пустоты делают шириной (диаметром) не более 15 мм во избежание затекания в них раствора при кладке стен. Пустоты большей ширины делают несквозные.
Несмотря на широкое распространение других видов стеновых материалов, кирпич (различных видов) занимает в настоящее время в общем их объеме около 75%, хотя в промышленном строительстве кирпич все больше вытесняется стеновыми панелями.
Для кладки и футеровки дымовых труб выпускается лекальный (клиновидный) кирпич.
Для полов изготовляют (из тугоплавких глин) специальный сильно обожженный кирпич — клинкер, имеющий размеры 220X110X65 мм и отличающийся от обычного кирпича более высокой прочностью (до 1000 кг/см2), морозостойкостью и сопротивлением истиранию, а также кислотоупорный кирпич.
Керамические плитки для полов изготовляются разных расцветок и различной формы (квадратные, прямоугольные, шестигранные, восьмигранные и др.) и толщиной 10 и 13 мм. Специальные кислотостойкие керамические плитки имеют толщину до 50 мм.
Плитки для облицовки стен имеют меньшую толщину (не более 6 мм) и изготовляются с глазурованной поверхностью.
Керамические канализационные трубы (диаметром до 600 мм) покрываются с наружной и внутренней стороны слоем химически стойкой глазури (оплавляющейся при обжиге), что обеспечивает высокую коррозионную стойкость и как следствие долговечность труб в тяжелых условиях эксплуатации, обусловленных систематическим воздействием агрессивных сточных вод.
Керамзитовый гравий изготовляется специально для использования в качестве легкого искусственного заполнителя в керамзитобетоне. Керамзитовый гравий представляет собой окатыши крупностью от 5 до 40 мм, получаемые обжигом легкоплавких глин во вращающихся печах. Вспучивание материала при обжиге обусловливает малый объемный вес керамзита (γ = 250-600 кг/м3).
К обжиговым материалам относятся также теплоизоляционные трепельные материалы (кирпичи, скорлупы, сегменты) , изготовляемые из природного трепела с выгорающими добавками путем формовки и обжига.
Особую группу обжиговых материалов образуют огнеупорные изделия, которые применяются для огнеупорной кладки различных металлургических агрегатов — коксовых батарей, доменных печей, воздухонагревателей, мартеновских печей, нагревательных печей, плавильных ванн и прочих, и поэтому в равной степени могут быть отнесены как к строительным материалам, так и к материалам металлургического производства.
Наиболее массовым из материалов этого вида является силикатный кирпич, изготовляемый из смеси кварцевого песка (92—95%) и негашеной извести (8—5%). Смесь формуется под давлением до 200 кг/см2 с последующим твердением в автоклавах при температуре 175°С и давлении 8 ати. Кирпич имеет светло-серый цвет и одинаковые с глиняным размеры и марки. Применяется наравне с глиняным для кладки стен, но не допускается для элементов зданий, работающих в условиях повышенной влажности.
Приготовляя исходную известково-песчаную смесь более жидкой консистенции и вспучивая ее добавлением пены или газообразующих примесей, получают после твердения в автоклаве пено- или газосиликат, используемые подобно пено- и газобетону для теплоизоляции.
Большое значение в технологии силикатных изделий имеет измельчение песка (помолом), которое повышает его активность как компонента, участвующего в реакции твердения, а при изготовлении пеносиликата дает возможность получать изделия меньшего объемного веса. В настоящее время доказано, что на основе извести и песка можно приготовлять силикатный бетон различного назначения: тяжелый (γ =1800 кг/м3 — для несущих неармированных и армированных конструкций и легкий различного объемного веса.
Силикатный бетон является бесцементным бетоном и хотя обработка изделий производится в автоклавах, все же стоимость таких изделий ниже, чем цементных.
Основными недостатками силикатного бетона по сравнению с цементным является меньшая гибкость его использования: возможность изготовления изделий только в заводских условиях и только ограниченных размеров, определяемых длиной и диаметром автоклава (в настоящее время максимальный диаметр 3,6 м).
Применение монолитных конструкций из силикатного бетона принципиально невозможно.
Из числа материалов на основе цемента широко известны бетонные камни для наружных и внутренних стен. Чаще всего такие камни изготовляют из шлакобетона со щелевидными пустотами. Размеры этих камней как и размеры кирпича, обусловлены конструкцией имеющегося на заводах оборудования: высота камня — 188 мм — в сумме с 12-миллиметровым швом дает модульную высоту ряда кладки 200 мм; остальные размеры камня немодульные. Для получения более мелких градаций толщины стен, кроме цельных камией, изготовляют камни — половинки.
Сплошные камни изготовляют марок 35, 50, 75 и 100; пустотелые — марок 35, 50 и 75 при морозостойкости не ниже марки Мрз 15.
На основе цемента изготовляют также асбестоцементные материалы — плитки, волнистые листы и трубы. Эти материалы изготовляются прессованием из смеси асбеста и цементного теста и имеют прочность (при изгибе) до 350 кг/см2.
Волнистые асбестоцементные листы применяются для покрытий и стен промышленных неотапливаемых зданий.
Гипсовые изделия (плиты, листы) из-за их недостаточной прочности и влагостойкости применяются только для внутренних перегородок и внутренней отделки стен сухих помещений.
Гипсовые панели для перегородок изготовляют в целях повышения прочности с каркасом из деревянных реек.
Из плавленых материалов наиболее широко применяются минеральная вата и изделия из нее, а также стекло различных видов.
Минеральная вата представляет собой волокнистый материал, получаемый раздуванием огненножидких силикатных расплавов. Вата имеет объемный вес γ = 100 - 150 кг/м3 (при удельной нагрузке 0,02 кг/см2). Применяется для изготовления тепло-звукоизоляционных изделий и пригодна для теплоизоляции при температуре до 600°.
Войлок из минеральной ваты получают путем добавления к ней битума (битумная связка). Войлок рулонный и листовой имеет объемный вес γ=100-150 кг/м3 и применяется для теплоизоляции при температуре изолируемых поверхностей до 60°.
Плиты полужесткие из минеральной ваты (γ = 125-400 кг/м3) изготовляются на синтетической или битумной связке путем легкого прессования. Те и другие применяются для теплоизоляции; первые —при температурах до 300, вторые — до 60°.
Стекло и стеклянные изделия получают плавлением смеси кварцевого песка, известняка и соды.
Оконное листовое стекло имеет толщину от 2 до 6 мм и изготовляется гладкое (обычное), узорчатое, светорассеивающее, цветное, армированное и др.
Блоки стеклянные пустотелые изготовляются из двух полублоков, соединяемых оплавлением. Блоки предназначаются для заполнения световых проемов в наружных стенах и покрытиях, а также для устройства светопропускающих перегородок.
Вспучивая расплав стекла, получают пеностекло — высококачественный материал малого объемного веса (γ = 200—300 кг/м3) с прочностью (δвр= 5-10 кг/см2). Производство пеностекла отечественной промышленностью еще не освоено.
К плавленым материалам относится также каменное литье — сравнительно новый материал, производство которого быстро развивается; получается расплавлением и последующей отливкой в формы различных горных пород. Перерабатывая этим способом кислотостойкие горные породы (диабаз, базальт и др.), получают прочные и долговечные изделия (плитки, трубы и др.), хорошо противостоящие кислотной агрессии.
В строительстве могут быть использованы практически неограниченные количества шлаков, как металлургических, так и топливных (каменноугольных). Особенно ценными для строительства являются доменные шлаки, использование которых возможно различными блок способами.
Дроблением отвальных доменных шлаков получают шлаковый щебень для дорожного строительства. Использование такого щебня в бетоне и железобетоне затруднено, так как из-за стекловидной поверхности он имеет плохое сцепление с цементным камнем.
Наиболее целесообразна непосредственная переработка в строительные материалы огненножидких шлаков, расплав которых получается как отход доменного производства без каких-либо специальных затрат.
Мокрой или полусухой грануляцией получают гранулированный доменный шлак — сыпучий материал, обладающий свойствами вяжущего и широко используемый для производства шлакопортландцемента и шлакового кирпича, применяемого наравне с глиняным и силикатным.
Вспучиванием расплава получают пористый щебень и песок (шлаковая пемза или термозит) — легкие искусственные заполнители для бетона.
Отливкой расплава в формы получают брусчатку для дорожного строительства.
Особенно перспективно использование металлургических шлаков для переработки их в ситаллы — стеклокристаллические материалы с заранее заданными физическими и химическими свойствами, из которых могут быть изготовлены самые разнообразные детали, изделия и материалы для строительства, отличающиеся ценными свойствами - высокой прочностью, термической и коррозионной стойкостью и др.
Как известно, на каждую тонну выплавляемого чугуна приходится до 0,7 т доменного шлака и более. Переработка огненножидких шлаков в строительные материалы определенного ассортимента возложена на металлургическую промышленность. Однако организованное целесообразное использование металлургических шлаков до настоящего времени еще не получило необходимого развития и в переработку поступает менее 60% доменных шлаков.
Топливные шлаки представляют собой менее ценное сырье для строительства, но тем не менее их повсеместное наличие обусловило широкое применение их для строительных целей.
Топливные шлаки применяются в качестве заполнителей для легких бетонов (шлакобетон) , в производстве минеральной ваты (шлаковата), а также и в качестве утеплителя - только для временных зданий.
