Леонид Иосифович Дворкин, Олег Леонидович Дворкин
Современные отделочные и облицовочные материалы. Практический справочник для строительства и ремонта домов и квартир

Предисловие

   Современный облик зданий и сооружений, их комфортность и архитектурно-художественная выразительность в значительной мере определяются качеством отделочных работ. Этот вид строительных работ является наиболее трудоемким, требующим применения разнообразных строительных материалов и изделий.
   Качество отделочных работ зависит в первую очередь от особенностей применяемых строительных материалов, их физических, декоративных, санитарно-гигиенических свойств, уровня заводской готовности, стойкости к влиянию факторов окружающей среды. Для отделочных работ характерно большое разнообразие строительных материалов. Их можно разделить на традиционные, применяемые в строительстве на протяжении многих лет, и новые материалы, успешно используемые в современном строительстве.
   Отделочные материалы применяют как для нанесения декоративных и защитно-декоративных покрытий на поверхности конструкций, так и изготовления строительных элементов, одновременно выполняющих конструктивные и отделочные функции (отделочно-монтажные материалы).
   Различают штукатурные, облицовочные и лакокрасочные отделочные покрытия. Их выполняют на основе растворов и бетонов, полимерных материалов, стекла и стеклокристаллических материалов, керамики, металлов, природного камня, древесины, лакокрасочных материалов.
   Отделочно-монтажные материалы применяют для заполнения световых проемов, витрин и витражей, монтажа звукопоглощающих конструкций, устройства полов, балконов, лоджий и т. д. С этой целью используют разнообразные виды стекла и стеклокристаллических материалов, плиты и панели с применением пластмассовых, гипсокартонных, асбестоцементных, древесно-волокнистых, древесностружечных плит, паркетных изделий и т. д.
   Применение новых, и в особенности полимерных, материалов позволяет в значительной мере решать задачи ресурсосбережения при обеспечении высокого качества строительных работ. Так, использование 1 т пластмасс как отделочного материала дает возможность экономить в среднем 5,0… 5,6 т стали, 2,4… 2,7 т алюминия, 5,7… 5,8 т цветных металлов, 3,1… 4,7 м3 древесины, 1,8… 2,1 т стекла.
   Каждой группе отделочных материалов присущи как преимущества, так и недостатки, которые следует учитывать при проектировании технологии и эксплуатации отделочных покрытий и элементов. Выбирая отделочные материалы, необходимо учитывать функциональное назначение зданий и помещений, особенности сооружений, вид конструкций, условия эксплуатации, индустриальность, технико-экономические показатели. Важное значение в современном строительстве приобретает сокращение мокрых процессов, ликвидация сезонности отделочных работ, уменьшение объема производственных работ, выполняемых непосредственно на строительной площадке, за счет перенесения их в заводские условия, повышение эстетической выразительности отделки.
   В данном справочном пособии приведены характеристики основных видов отделочных материалов, применяемых в строительстве. Наряду с традиционными отделочными материалами рассматриваются составы и показатели технических свойств современных отделочных материалов из природного камня, керамики, стекла, растворов и бетонов, гипсовых, асбестоцементных изделий, лаков и красок, пластмасс, изделий из древесины и металлов. Характеризуются материалы, применяемые как для интерьеров, так и для фасадов зданий и сооружений, излагаются пути регулирования основных свойств отделочных материалов.
   Авторы будут признательны за отзывы и замечания, которые будут учтены в последующих изданиях справочного пособия.

Глава 1
Изделия из природного камня

1.1. Общие сведения

   Природный камень применяют для защитных и декоративных облицовок зданий и сооружений в виде строительных изделий различного назначения. Их получают на камнеобрабатывающих предприятиях преимущественно из блоков путем раскалывания или распиливания на плиты и фасонные изделия. Для распиловки блоков из пород повышенной твердости применяют рамные пилы с использованием в качестве абразивных материалов искусственных алмазов, чугунной дроби, кварцевого песка. Распиловку мягких пород выполняют с помощью камнерезных машин с твердосплавными дисковыми и цепными пилами.
   Лицевую поверхность облицовочных изделий обрабатывают абразивными способами, а также ударным инструментом, высокотемпературной плазменной струей, ультразвуком.
   При добыче и обработке декоративных горных пород образуется значительное число отходов, которые используются для получения декоративных щебня и песка, а также на их основе с использованием различных вяжущих производятся искусственные блоки и декоративные плиты.
   Наиболее распространенными являются пиленые облицовочные изделия, номенклатура которых с указанием области применения приведена в табл. 1.1.
Таблица 1.1. Номенклатура пиленых облицовочных изделий из горных пород
   * Выбираются с учетом климатической зоны.
 
   Горные породы, которые применяют для изготовления облицовочных изделий, классифицируют по происхождению, обрабатываемости, прочности, долговечности, декоративности, окраске.
   По происхождению горные породы разделяют на три группы: изверженные, осадочные, метаморфические.
   Изверженными называют горные породы, которые образовались вследствие остывания расплавленной магмы, заполняющей внутреннее пространство земного шара. В зависимости от условий остывания изверженные породы бывают глубинными и излившимися.
   Из глубинных пород для облицовочных изделий широко применяют граниты, сиениты, диориты, габбро, из излившихся – базальты, андезиты, вулканические туфы.
   Осадочные породы сформировались вследствие:
   • разрушения ранее существующих пород (механические);
   • химического выпадения осадков из воды (химические);
   • откладывания продуктов жизнедеятельности растительных и животных организмов (органогенные).
   Характерными представителями осадочных пород первого вида являются песчаники, брекчии, конгломераты, второго – гипс, травертин, доломит, третьего – известняки, диатомит.
   Метаморфические породы – продукты преобразования первичных изверженных или осадочных пород под влиянием высокой температуры и давления. Например, из изверженных пород образовались гнейсы, из осадочных – мрамор, кварциты.
   Обрабатываемость прямо связана с твердостью камня, в зависимости от которой изменяется трудоемкость получения изделий.
   Кроме твердости, на обрабатываемость горных пород влияют их однородность и структура. С уменьшением однородности, увеличением содержания в камне различных включений (в особенности зерен кварца), неравномерности их распределения обрабатываемость горных пород ухудшается. Породы с мелкокристаллической структурой обрабатываются лучше, чем крупнокристаллические.
   По обрабатываемости горные породы разделяют на девять категорий: 1 – гипсы, известняки, ангидриты, пористые ракушечники, вулканические туфы; 2 – мраморы, травертины, доломиты, туфы плотные; 3 – мраморы и туфы с включением кварца и других твердых минералов; 4 – песчаники слабосцементированные, базальты; 5 – габбро, лабрадориты; 6 – диабаз, габбро-диабазы, сиениты, гранодиориты; 7 – граниты малопрочные; 8 – граниты средней прочности; 9 – граниты прочные, яшмы, кварциты, роговики.
   В зависимости от предела прочности при сжатии (R) различают горные породы прочные (R от 100 МПа), средней прочности (R от 50 до 80 МПа), низкой прочности (R от 15 до 40 МПа).
   Долговечность горных пород характеризуется их способностью сохранять первоначальные свойства в процессе эксплуатации сооружений и временем до разрупьения облицовок (табл. 1.2).
Таблица 1.2. Классификация горных пород по долговечности
   В наибольшей мере долговечность горных пород зависит от уровня их водопоглощения и морозостойкости.
   Декоративные свойства горных пород характеризуются цветом, структурой и текстурой. Показатель декоративности А определяют по квалиметрической методике как сумму балльных оценок по каждому признаку, скорректированных понижающими коэффициентами. В зависимости от итоговой оценки декоративности А горные породы делят на классы:
   • I (высокодекоративные): Ад более 32 баллов;
   • II (декоративные): Ад от 23 до 32 баллов включ.;
   • III (малодекоративные): Ад от 15 до 23 баллов включ.;
   • IV (недекоративные): Ад менее 15 баллов.
   По окраске горные породы разделяют на две группы: ахроматические (черно-белые с разными переходными оттенками) и хроматические (цветные) с определенной насыщенностью цвета, то есть с определенной степенью приближения данного цветового оттенка к чистому спектральному цвету. Цветные породы бывают монохромными (розовый кварцит, красный туф) и полихромными (граниты).
   Изделия из природного камня изготавливают с полированной, лощеной, шлифованной, пиленой и другими видами фактур лицевой поверхности (точечная, «скала» и др.).

1.2. Характеристика горных пород, применяемых для облицовочных изделий

   Важными характеристиками горных пород являются особенности их строения – структура и текстура.
   Структура породы характеризует особенности внутреннего строения, обусловленные степенью кристаллизации, размерами и формой кристаллов. В зависимости от степени кристаллизации различают структуры полнокристаллические, скрытокристаллические и стекловидные, а от размера зерен – крупнозернистые, среднезернистые и мелкозернистые (табл. 1.3).
   Кристаллическая структура может быть неоднородной вследствие вкрапления крупных минералов в мелко– или скрытокристаллическую минеральную массу. В этом случае она называется порфировой.
Таблица 1.3. Классификация горных пород в зависимости от твердости и размеров зерен
   Мелкозернистые разновидности горной породы более прочные и долговечные, чем крупнозернистые.
   Показатели прочности и других свойств горных пород, применяемых для изготовления архитектурно-строительных изделий, бортовых и брусчатых камней, заготовок для реставрационных работ, мемориальных изделий, приведены в табл. 1.4.
Таблица 1.4. Показатели основных свойств горных пород
 
   Текстура породы – это совокупность признаков относительного размещения составных частей породы (рис. 1 на цветной вклейке). Различают текстуры массивные – с равномерным плотным расположением зерен, слоистые – с чередованием в камне участков с различным минеральным составом, пористые – с видимыми пустотами. Более высокие физико-механические показатели характерны для горных пород с массивной текстурой.
   От структуры и текстуры породы в значительной мере зависят ее декоративные свойства. Крупнокристаллические и порфировые структуры более декоративны, чем скрытокристаллические. От текстуры зависит рисунок камня, например слоистая текстура многих осадочных и метаморфических пород придает им соответствующий рисунок (некоторые виды песчаников, известняков, мрамор и др.).
   Породы средней плотностью ρо > 1800 кг/м3 считают тяжелыми, с ρо < 1800 кг/м3 – легкими.
   Выбирая способ обработки природного камня, учитывают прежде всего его твердость (табл. 1.5).
Таблица 1.5. Твердость горных пород
   По твердости горные породы разделяют на три категории. Породы I категории – мягкие (по шкале Мооса менее 3), легко разрезаются стальными пилами; породы II категории – средней твердости (по шкале Мооса 3… 5), разрезаются стальными твердосплавными резцами, легко обрабатываются абразивным инструментом. Породы III категории – твердые (по шкале Мооса 6… 8), обрабатываются абразивными и скалывающими инструментами, не поддаются твердосплавным и стальным резцам.
   По морозостойкости горные породы для облицовочных изделий подразделяют на марки: F15, F25, F35, F50, F100, F150, F200. При водопоглощении не более 0,25 % морозостойкость горных пород не определяют. Коррозионную стойкость горной породы к воздействию окружающей среды определяют по ее минералопетрографическому составу и результатам испытаний на кислото– и солестойкость. Критерием стойкости являются потери массы образцов после десяти циклов испытаний. Карбонатные породы считают кислотостойкими, если потери их массы не более 1 %. Изверженные породы считают солестойкими при потерях массы не более 5 %.
   Горные породы, изделия из которых применяют для покрытия полов и лестниц общественных, административных, производственных зданий, метрополитенов и вокзалов, а также для плит мощения и мемориальных сооружений, должны быть стойкими к истираниям и ударным воздействиям (табл. 1.6).
Таблица 1.6. Истираемость и ударная стойкость горных пород
   Примечание. Не допускается применение пористых известняков, доломитов, известняков-ракушечников, вулканического туфа, гипсового камня и ангидрита для покрытия полов, лестниц и изготовления элементов мощения.
 
   Горные породы в зависимости от значения показателя суммарной удельной эффективной активности естественных радионуклидов Аэфф. применяют: для производства изделий внутренней и наружной облицовки общественных, административных зданий, метрополитенов, вокзалов при Аэфф. до 370 Бк/кг; для производства изделий наружной облицовки производственных зданий и элементов мощения мемориальных сооружений, площадей, пешеходных переходов, наружных лестниц при Аэфф. от 370 до 740 Бк/кг.

1.3. Изделия из природного камня

   Для изготовления разнообразных облицовочных изделий на карьерах изготавливают пиленые и колотые блоки из природного камня (рис. 1.1). К последним относятся блоки, в которых хотя бы одна грань образуется направленным раскалыванием.
   Рис. 1.1. Блоки из природного камня
 
   Блоки разделяют на четыре группы в зависимости от их объема (объема вписанного параллелепипеда):
   Для блоков нормируют размеры, качественные показатели их поверхности (табл. 1.7), учитывая при этом вид горной породы и физико-механические свойства.
Таблица 1.7. Требования к блокам из природного камня
   Блоки в зависимости от правильности геометрической формы и качества поверхности граней подразделяют на два сорта.
   На блоках 1-го сорта не допускаются трещины с нарушением сплошности, каверны и пятна диаметром более 100 мм.
   На блоках 2-го сорта допускаются: не более двух видимых на глаз трещин шириной не более 0,5 мм каждая и длиной не более 1/3 наименьшего размера граней, распространяющихся на две смежные грани; контрастные прожилки; полосы шириной не более 5 мм, длиной более 100 мм; каверны и пятна диаметром более 100 мм.
   Условное обозначение блоков включает: обозначение группы блоков по объему, вид поверхности граней, способность горной породы к полировке (полируемые – 0п, неполируемые – 0н), сорт блоков, петрографическое наименование, цвет, структуру породы и номер действующего стандарта.
   Пример условного обозначения блока объемом 4 м3 из полируемого мелкозернистого розового гранита 1-го сорта, добытого выкалыванием:
   Блок ПК 0п 1 гранит розовый мелкозернистый ГОСТ 9479-98.
   Архитектурно-строительные изделия из природного камня изготовляют из блоков или выпиливают непосредственно из массива горной породы. Длина изделий находится обычно в диапазоне 400… 1500 мм, ширина 200… 1200 мм, толщина 30… 400 мм. Предельные отклонения от номинальных размеров для пиленых и колотых изделий приведены в табл. 1.8.
Таблица 1.8. Предельные отклонения, мм, от номинальных размеров для архитектурно-строительных изделий
   Отклонение от прямого угла пиленых изделий на 1 м длины граней не должно превышать ±1 мм, для колотых изделий оно зависит от фактуры лицевой поверхности и не должно превышать, мм:
   • для полированной, гладкой матовой, шлифованной фактур ±2
   • для термообработанной, точечной, «скала» и других фактур ±3
   Архитектурные достоинства изделий из природного камня в значительной мере определяются их фактурой. В табл. 1.9 приведены виды фактур и способы обработки лицевой поверхности каменных плит и деталей.
Таблица 1.9. Виды фактур и способы обработки лицевой поверхности каменных плит и деталей
 
 
 
   Пиленые изделия с полированной и гладкой матовой фактурой в зависимости от качества лицевой поверхности подразделяют на два класса. Изделия 1-го класса не должны иметь на лицевой поверхности видимых повреждений. На лицевой поверхности изделий 2-го класса допускаются повреждения углов длиной по ребру не более 5 мм – не более 2 шт., сколы не более 5 мм по ребрам периметра изделий:
   • из прочных пород – не более 3 шт.;
   • из пород средней прочности и низкопрочных пород – не более 2 шт.
   На лицевой поверхности колотых изделий допускаются повреждения углов по ребру не более 15 мм – не более 2 шт., сколы ребер по периметру изделий длиной не более 15 мм – не более 3 шт.
   Отклонения от плоскости на 1 м длины по периметру и диагоналям не должны превышать, мм, для пиленых изделий с фактурой:
   • полированной и гладкой матовой:
   1-го класса: ±1
   2-го класса: ±2
   шлифованной: ±3
   остальных видов: ±5
   Для колотых изделий с фактурой:
   • полированной, гладкой матовой и шлифованной: ±3
   • термообработанной, точечной, «скала» и др.: ±5
   Изделия не должны иметь трещин. На изделиях из цветного мрамора и мраморизованного известняка допускается одна несквозная трещина тектонического происхождения с нарушением сплошности шириной не более 0,05 мм и длиной, составляющей 1/3 у ширины изделия. Изделия с указанными трещинами должны применяться только для внутренних работ.
   Допускается склеивать цокольные, накрывочные и подоконные плиты толщиной до 60 мм с использованием водостойкого клея, если при этом не ухудшаются их декоративные и прочностные свойства. Склеенные изделия должны состоять не более чем из двух частей.
   Изделия упаковывают в ящики или ящичные поддоны в вертикальном положении не более двух рядов в высоту лицевыми поверхностями друг к другу. Допускается упаковка изделий из прочных горных пород, а также ступеней в пакеты. Между лицевыми поверхностями полированных изделий укладывают бумажные или деревянные прокладки или стружку.
   Для кладки стен зданий без последующей облицовки и оштукатуривания используют лицевые стеновые камни из горных пород (рис. 2 на цветной вклейке). Размеры камней различных типов приведены в табл. 1.10.
Таблица 1.10. Размеры стенового камня из горных пород
   Примечание. Допускается изготовление камня по специальному заказу с размерами, отличающимися от приведенных.
 
   Условное обозначение камня: первая группа цифр – тип камня по геометрическим размерам, буква – вид камня по назначению, дальше – марка камня по прочности при сжатии и номер действующего стандарта. Например, камень первого типа размерами 390×190×188 мм, лицевой, прочностью при сжатии 35 МПа: 1Л35ГОСТ4001-84.
   Стеновые камни со средней плотностью свыше 2100 кг/м3 для устройства внешних стен неотапливаемых помещений и внутренних стен зданий должны иметь в условном обозначении типа дополнительно букву В, например 1ВЛ ГОСТ 4001-84.
   Масса камня из горных пород не должна превышать 16 кг, а масса мелких блоков – 40 кг.
   В зависимости от прочности при сжатии (МПахЮ) каменные стеновые материалы разделяют на марки: высокой прочности – 400, 300, 250, 200; средней прочности – 150, 125, 100, 75; низкой прочности – 50, 35, 25, 15, 10, 7.
   Для изготовления пиленого стенового камня, в том числе и лицевого, используют горные породы со следующими показателями физико-механических свойств: средняя плотность – не более 2100 кг/м3, водопоглощение для туфов, опок – не более 50 %, для известняков и других пород – 30 %; морозостойкость – не менее 15 циклов (потеря прочности при сжатии после испытаний на морозостойкость – не более 25 %), коэффициент размягчения – не менее 0,6.
   Отклонения фактических размеров от номинальных для лицевых камней допускаются не более, мм: по длине – ±6, по ширине и высоте при открытой добыче – ±4, при подземной добыче – ±5. Кроме того, нормируются отклонения от перпендикулярности и плоскостности граней – не более 4 мм, количество отбитых углов на одной грани камня – не более 1, длина и глубина скола одного ребра и естественных каверн – не более 15 мм.
   Камни транспортируют всеми видами транспорта на поддонах или плотно уложенными.
   Декоративные щебень и песок характеризуют по цвету, зерновому составу, форме зерен, прочности, морозостойкости, содержанию пылевидных частиц.
   Щебень выпускают следующих фракций: 5… 10, 10… 20, 20… 40 мм. Возможно изготовление фракций 10… 15, 15… 20 мм, а также смесей фракций от 5 до 20 мм. Для каждой фракции полные остатки при просеивании на ситах, соответствующих минимальному и максимальному размерам, а также их полусумме, должны составлять соответственно от 90 до 100, до 10 и от 30 до 80 мм.
   Песок в зависимости от зернового состава поставляют без разделения на фракции или в виде двух фракций: крупной – от 2,5 до 5 мм, и мелкой – до 2,5 мм.
   Песок, поставляемый без разделения на фракции, подразделяют на группы. Для каждой группы песка нормируют модуль крупности (Мк) и полный остаток на сите с сеткой № 063:
   В декоративном песке нормируется также содержание зерен, проходящих через сито № 016: в фракционированном – не более 15 %, нефракционированном – не более 10 %. До 15 % нормируется также содержание зерен больших, максимально допустимого размера для данной фракции.
   Прочность песка определяют по прочности исходной горной породы. Марки песка в зависимости от прочности исходной горной породы должны быть не менее:
   800 – для изверженных пород;
   400 – для метаморфических пород;
   300 – для осадочных пород.
   Содержание зерен прочностью менее 20 МПа в горных породах для получения декоративного песка должно быть не более 10 % (в низкопрочных породах – 15 %).
   Прочность щебня определяют по его дробимости при сжатии (раздавливании) в цилиндре. Марки щебня по прочности должны соответствовать требованиям, указанным в табл. 1.11.
Таблица 1.11. Марки декоративного щебня по прочности
   Примечание. Содержание в щебне зерен прочностью менее 20 МПа не должно превышать 10 % по массе для марок 800, 400 и 15 % по массе для марки 300.
 
   В декоративном щебне ограничивается содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы в количестве не более 35 %.
   Щебень и исходную горную породу, используемую для производства песка, подразделяют на следующие марки по морозостойкости: F25, F50, F200, F300. Допускается определять морозостойкость не только по числу циклов замораживания и оттаивания, выдерживаемых материалом, но также и по числу циклов насыщения в растворе сернокислого натрия и последующего высушивания. При отрицательных результатах этого испытания окончательную оценку дают на основе испытания замораживанием и оттаиванием.
   В зависимости от марки по прочности нормируется максимальное содержание в щебне и песке пылевидных частиц размером менее 0,05 мм:
   Щебень и песок в зависимости от величины суммарной удельной эффективной активности естественных радионуклидов (Аэфф.) применяют:
   • во вновь строящихся и реконструируемых жилых и общественных зданиях при Аэфф. до 370 Бк/кг;
   • в производственных зданиях и сооружениях при Аэфф. от 370 до 740 Бк/кг.
   Плиты декоративные из природного камня с применением вяжущих веществ в зависимости от способа изготовления подразделяют на три типа:
   I – прессованные или формованные;
   II – пиленые из искусственно отформованных блоков;
   III – склеенные из кусков камня правильной или произвольной формы либо с песчано-щебеночным декоративным слоем.
   Лицевая поверхность плит должна быть для I типа мозаичной (М), брекчиевидной (Б) или орнаментной (О), II типа – мозаичной или брекчиевидной, III типа – мозаичной, брекчиевидной орнаментной или со сплошным песчано-щебеночным декоративным слоем (С).
   Мозаичную лицевую поверхность получают с использованием декоративного щебня, брекчиевидную поверхность получают из кусков природного камня произвольной формы или из их смеси с декоративным щебнем; орнаментную поверхность получают из природного камня правильной формы; поверхность плит с песчано-щебеночным декоративным слоем получают путем образования сплошного слоя из декоративного щебня и песка, покрытых прозрачным синтетическим связующим.