Камни стеновые: типы, состав, ГОСТ, свойства, преимущества

Камень с древних времен занимает место одного из самых востребованных стройматериалов. Несмотря на сложности обработки, он обеспечивает самые высокие технико-эксплуатационные показатели при строительстве различных конструкций и сооружений. На сегодняшний день эта ниша также востребована, но в оптимизированном виде. Согласно технической документации, существует широкая категория стеновых камней, которые применяются в строительной сфере. В то же время не приходится говорить об однородности данного класса, так как и внутри него есть много классификаций и различий в эксплуатационных характеристиках камней разного типа. Все они, так или иначе, используются в строительной отрасли, но выполняют несколько разные задачи.

Представление материала в нормативных документах

Технологии изготовления, испытаний, хранения и правила транспортировки применительно к камням, предназначенным для стеновой кладки, регулируются стандартами ГОСТа 6133-99. Стеновой камень в соответствии с этим документом представляет собой изделие, выполненное посредством техники прессования, вибропрессования, формовки на основе мелкозернистой или тяжелой смеси. Впрочем, существует и категория цельных минералов из горных пород, которые также используются в стеновой кладке. Что касается требований к транспортировке и хранению, то к основным из них можно отнести следующие:

• К партии с камнями прилагается документ, в котором указываются основные характеристики материала, объем, количество штук и дата выдачи.
• В паспорте к камню должен прилагаться документ с указанием прочностных качеств, средней плотности, коэффициента водопоглощения и т. д.
• Хранение камней организуется раздельно: по назначению, типу, размерным характеристикам.
• Между партиями на поддонах должно предусматриваться пространство для циркуляции воздушных потоков.

Горные камни

Традиционный источник строительного камня – непосредственно природная порода, которая подвергается переработке до нужного формата. Это не самая практичная технология получения стройматериала, особенно на фоне интенсивного развития пеноблочных и кирпичных изделий с модифицированными качествами. Но у горных стеновых камней есть несколько уникальных преимуществ:

• Оригинальность текстуры и фактуры. Особенно это касается гранита, оникса, мрамора и ракушечника.
• Экологическая чистота. При изготовлении искусственных камней в любом случае будут применяться синтетические добавки как элементы наполнения или связующего. Природный же камень в основном не содержит токсических компонентов и полностью безопасен для бытового применения.
• Механическая надежность. Хотя современные технологии позволяют достигать высокой износостойкости и долговечности бетонных камней, горные породы в лучших образцах демонстрируют непревзойденное сочетание эксплуатационных качеств прочности, жесткости и плотности, которые в комплексе позволяют легко справляться с динамическими и статическими нагрузками.

Говоря о конкретных показателях горных стеновых камней, можно отметить одну лишь плотность, которая в среднем достигает 2100 кг/м3. Для сравнения, у пеноблока нормативный максимум не превышает 1200 кг/м3. Другое дело, что в современном строительстве ответственность несущих конструкций возлагается не только на камни, но и на промежуточные элементы в виде поясов удержания, металлических бандажей и уголков. В такой конфигурации высокая плотность и, соответственно, большая масса станут обременением и дополнительным фактором риска.

Стеновые камни из бетона

Собственно, основная группа материалов для кладки стен в современных зданиях, которая складывается из большого массива различных каменных модификаций. Согласно традиционной технологии, в качестве основы для производства таких изделий применяются керамзит и вода с цементом. Иными словами, производная бетона в оптимизированном формате выпуска. Керамзит заменяет песчаный или щебневый наполнитель. В сущности, это вспененная и в дальнейшем обожженная глина с ячейками в спекшейся оболочке.

На сегодняшний день существуют десятки модификаций данной технологии изготовления искусственного стенового камня, но все они выдерживаются в одних принципах формирования структуры материала. Она должна быть легкой, зернистой (пористо-ячеистой) и теплоизолирующей. Данные качества напрямую продиктованы требованиями к современному жилью – недорогому, теплому, экологичному, быстровозводимому и практичному. Но что насчет надежности? Пено- и газобетон вполне справляются с силовыми конструкционными задачами благодаря армирующим включениям. Сама по себе модульная конструкция делает жилье более стойким перед процессами динамического воздействия. В оптимизированных проектах и вовсе используются комбинации бетонной структуры и древесно-стружечных включений: например, арболитовая смесь на опилках из хвойных пород.

Состав камня

Рассматривая весь ассортимент компонентов, которые применяются в процессах изготовления камней для кладки стен, можно выделить несколько разновидностей материалов:

• Вяжущие. Для структурного соединения элементов и наполнителей в состав стенового камня вводятся цементные, известковые, гипсовые и шлаковые вяжущие.
• Заполнители. Эту группу представляют измельченные горные породы в формате песка, гравия и щебня. Также щебень может выполняться из доменного шлака, а мелкие заполнители – из золошлаковых масс.
• Химические добавки. Используются для улучшения характеристик материала. Это могут быть пластификаторы и модификаторы, благодаря которым повышаются эксплуатационные показатели стеновых камней. Бетонная структура становится прочнее, устойчивее к морозам и температурным перепадам в принципе, а также обретает влаго- и биостойкие качества. Конкретный набор дополнительных свойств определяется видами примененных добавок.

Типы стеновых камней

Базовая классификация выделяет следующие разновидности данного стройматериала:

• Полнотелый камень – традиционный блок на цементной основе без внутренних пустот или с наличием технологических пазов и ниш, предназначенных для захвата изделия при подъеме на стройплощадке.
• Пустотелый камень – блок, в структуре которого присутствуют вертикальные пустоты, которые формируются в соответствии с проектом конструкции в процессе производства. Специфика конструкции пустотелого стенового камня обуславливается стремлением инженеров достичь определенных эксплуатационных свойств, среди которых облегчение веса и более эффективная теплоизоляция (за счет воздушного буфера пустот).
• Рядовой камень – типовая модель кладочного стенового блока, которая используется в сооружении капитальных зданий с отделкой.

Основные параметры

Камни проектируются и изготавливаются по определенным стандартам. Существуют как унифицированные общие характеристики, так и произвольные диапазоны, получающие соответствующую маркировку. В части базовых параметров бетонные стеновые камни оцениваются по следующему набору показателей:

• Форма – прямоугольный параллелепипед.
• Цветовая фактура – устанавливается заводом-изготовителем, но обычно это нейтральные серые, бурые и светло-желтые оттенки.
• Торцы – обычно плоские, но также допускается наличие пазов, гребней и шпунтов. Как минимум одна торцевая грань все же должна оставаться плоской.
• Внутреннее наполнение: как уже отмечалось, камни могут выпускаться полнотелыми и пустотелыми. В обоих случаях вес должен укладываться в 31 кг. Пустоты могут быть сквозными, но обязательно их располагают перпендикулярно относительно поверхности опоры. Толщина стен, сформированных камнями с внутренними полостями, должна составлять не менее 20 мм.
• Опорная поверхность – плоская или с продольными пазами, отступ которых от боковины может составлять не меньше 20 мм.
• Углы – прямые или закругленные.

Декоративный камень

Также называется лицевым и применяется в качестве защитного или декоративного оформления стеновой кладки. Имеет одну или две внешние грани. Особенность данного изделия заключается в том, что его используют как отделочный материал. Если стандартные стеновые модели камней непосредственно формируют силовую несущую конструкцию, то лицевые модификации ее украшают.

Функция декоративного камня определяет и его конструкционные особенности. Главной отличительной чертой таких изделий можно назвать небольшую толщину – в среднем от 15 до 30 мм. По сути, это прочная планка с природной фактурой. Хотя и в этой категории стеновой камень может быть и натуральным, и искусственным. Причем ассортимент второй группы обширнее, так как дает больше конструкционных и фактурных возможностей при изготовлении. Что касается природного лицевого камня, то чаще всего это цельные нарезки, характеризующиеся естественной благородной фактурой, за что их высоко ценят. Например, фасадный камень стоит 80-100 руб./шт. Тонкий крупноформатный шпон доступен на рынке за несколько тысяч рублей, что объясняется сложностью его производства и высокими декоративными свойствами. К сравнению, стоимость керамзитобетона составляет 40-60 руб./шт. И это при том, что стандартные бетонные блоки выполняют более ответственную задачу каркасного элемента здания.

Эксплуатационные свойства камня

Сочетание физико-механических эксплуатационных свойств определило широкую сферу применения данного стройматериала. Далеко не по всем из них этот камень может конкурировать с альтернативными материалами для кладки и отделки стен, однако совокупность «рабочих» качеств делает его весьма привлекательным решением. Итак, среди наиболее значимых свойств стеновых камней можно выделить:

• Прочность на сжатие – от 7 до 20 МПа. Не самая сильная сторона бетонных изделий, но, как уже отмечалось, этот недостаток восполняется снижением массы.
• Морозостойкость. Без очевидных признаков деформации (расслоения, шелушения, выкрашивания) материал способен выдерживать от 15 до 50 циклов разморозки-заморозки в условиях экстремальных температур. Причем важным условием проверки является предварительное насыщение структуры водой, которая в застывшем состоянии расширяется и оказывает нагрузку на структуру каменной оболочки.
• Влажность – коэффициент не более 12-15% в зависимости от вида изделия.
• Активность радионуклидов (естественных) – порядка 350-400 Бк/кг.
• Теплопроводность – в среднем 0,3 Вт/(м·°С), что характерно для керамзитобетона и большинства пористых блоков на основе цемента.

Для каждого из вышеназванных свойств существуют специальные методики проверки, которые применяются в заводских условиях перед маркировкой. В большинстве случаев для испытаний используются эталонные образцы, лабораторные или полевые условия.

Преимущества материала

Многое в общей оценке данного камня зависит от его вида, технологии изготовления и конкретных условий применения. Все же следует учитывать, что одни и те же качества по-разному раскрываются при разных эксплуатационных условиях. Так или иначе, к преимуществам стенового камня на основе бетона можно отнести следующие факторы:

• Ценовая доступность реализации технологии. Недорогое сырье и оборудование для изготовления блоков дает возможность организовать производственный процесс даже в частной мастерской.
• Экологическая чистота. Несмотря на необходимость применения синтетических связующих, а иногда и пластификаторов с другими химическими добавками, нормативы устанавливают жесткие требования экологической безопасности с пределами, допустимыми для использования в строительстве жилых домов.
• Высокие изоляционные свойства. Дома из того же пено- или газобетона характеризуются тишиной и тепловым комфортом – во многом благодаря пористой структуре.
• Легкость блоков. На практике при эксплуатации данное преимущество незаметно, однако в процессе строительства оно облегчает и рабочий процесс, и транспортировку материала. К этому же стоит добавить податливую структуру бетонных камней, которая позволяет без особого труда корректировать форму блоков при монтаже нестандартных конструкций.

Если же говорить о недостатках, то почти все они являются обратной стороной положительных качеств. Действительно, это не самые прочные изделия и в некоторых модификациях даже могут поддерживать горение, но эти нюансы должны учитываться еще на этапах проектирования дома. В соответствии с ними конструкторы продумывают компенсирующие меры по снижению возможных негативных факторов эксплуатации объекта из бетонного стенового блока.

Заключение

В разных вариациях концепция бетонно-блочных камней использовалась строителями достаточно давно, однако в последние годы это направление переживает новый виток эволюционного развития. Причем двигателем нового тренда стало распространение технологии модульного строительства, в которую органично вписываются и блоки из пено- и керамзитобетона. Стоимость материалов, в среднем составляющая 50 руб./шт., также соответствует принципам оптимизированного жилья. Но значит ли это, что речь идет о низком качестве построек? Вопрос неоднозначный, так как дома, оптимизированные под конкретные условия эксплуатации, в принципе не должны иметь высокие технико-физические качества по параметрам, в которых нет потребности. С другой стороны, если проводить аналогии с традиционными кирпичными домами с полноформатной кладкой, то блочно-модульные дома из того же керамзита действительно проиграют по целому ряду характеристик, при этом значительно выигрывая в цене.