Керамическими называют искусственные каменные материалы и изделия, получаемые из глин с минеральными добавками путем их формовки и обжига.
Керамические материалы классифицируются по ряду признаков:
- по назначению;
- по структуре;
- по качеству сырья.
По назначению керамические материалы подразделяются на:
- стеновые в виде кирпича, камней, панелей, блоков;
- облицовочные в виде керамического лицевого кирпича, плит, плитки керамической малогабаритной, ковровой керамики [1].
По структуре различают керамические изделия:
- пористые, которые легко впитывают воду и имеют пористость (пустотность) более 5 %;
- плотные, не пропускающие жидкость или газы, и имеющие пористость (пустотность) не более 5 %.
В зависимости от качества сырья различают грубые, тонкие, огнеупорные керамические материалы.
Из керамических материалов для возведения крытых спортивных сооружений наибольшее распространение получили кирпич керамический обыкновенный, эффективные керамические материалы, лицевые кирпичи и камни облицовки фасадов, керамические плитки для облицовки стен [2].
Кирпич керамический обыкновенный применяется для кладки наружных и внутренних несущих стен, столбов и других частей зданий и спортивных сооружений. Такой кирпич имеет форму правильного параллелепипеда размерами 250 х 120 х 65 мм (рис. 1).
Рис. 1. Кирпич керамический обыкновенный: 1 – постель; 2 – ложок; 3 – тычок
Показателем их прочности является марка. Нормами установлены следующие марки кирпича и керамических камней: 100, 125, 150, 175, 200, 300.
Эффективные керамические материалы применяются взамен кирпича обыкновенного для уменьшения массы и толщины наружных стен. Эти материалы имеют меньшую плотность, более низкую теплопроводность чем кирпич обыкновенный, но обладают достаточной прочностью. Это достигается наличием в таких материалах пустот (рис. 2).
Рис. 2. Кирпич керамический эффективный с пустотами: а – круглыми 19 штук; б – щелевыми 18 штук
Пустотность таких материалов может составлять от 25 до 37 %. Область их применения − та же, что и у кирпича обыкновенного. Вместе с тем не допускается применение пустотелых керамических материалов при возведении стен помещений с влажной средой (душевых, туалетов). Выпускаются эффективные керамические материалы марок 100, 125, 150, 200 [3].
Такие материалы экономичнее обыкновенного кирпича, поскольку при их использовании снижается масса ограждающих конструкций.
Облицовочные керамические материалы применяются в виде лицевых кирпичей, плит и камней для наружной облицовки фасадов и керамических плиток для внутренней облицовки стен и полов.
Лицевые кирпичи и камни облицовки фасадов крытых спортивных сооружений отличаются от кирпича высоким качеством отделки боковых граней, обращенных наружу. Они имеют светлую окраску, либо покрыты слоем глазури. Наряду с декоративностью они обладают низким водопоглощением (менее 5 %) и высокой морозостойкостью (не менее F 25). Лицевой кирпич и камни – высокоэффективный и долговечный отделочный строительный материал. Являясь частью ограждающей конструкции (например, стены), он выполняет одновременно функции и конструкционного, и отделочного материала.
Керамические плитки для внутренней облицовки стен имеют форму квадрата или прямоугольника различных размеров. Структура таких плиток пористая с водопоглощением до 16 %. Лицевая поверхность гладкая, покрытая цветной глазурью, тыльная – рельефная. Возможно на лицевой поверхности наличие цветного рисунка, наносимого методом шелкографии.
Крепятся плитки к стене при помощи цементно-песчаного раствора или клеящей минеральной мастики. При возведении спортивных сооружений керамические плитки широко применяются для облицовки стен санузлов, медицинских кабинетов, а также помещений с повышенной влажностью воздуха (душевых, туалетах) [4].
Керамические плитки для покрытия пола имеют плотную структуру с водопоглощением до 5 %. Они имеют форму правильного прямоугольника или квадрата, реже шестигранника и треугольника. Материал таких плиток стоек к воздействию влаги, щелочей и кислот. Покрытие их них водонепроницаемое и износостойкое, легко моется. Плитки этого типа используются для покрытия пола вспомогательных помещений спортивных сооружений.
Полы из керамических плиток водонепроницаемы, износостойкие, легко моются, устойчивы к действию кислот и щелочей.
При строительстве и эксплуатации спортивных сооружений очень часто возникает необходимость эффективного разделения различных физических сред, химических веществ и процессов, ослабления их вредного воздействия на строительные конструкции самого спортивного сооружения, расположенного в нем оборудования, имущества и инвентаря, находящихся в нем людей. Материалы, обладающие такими способностями, называются изоляционными.
В зависимости от назначения их подразделяют на:
- гидроизоляционные;
- теплоизоляционные;
- акустические и звукоизоляционные.
Гидроизоляционными называются материалы, предназначенные для защиты строительных конструкций спортивных сооружений от непосредственного соприкосновения с водой, а также проникновения ее внутрь сооружения с целью обеспечения благоприятного температурно-влажностного режима эксплуатации.
Гидроизоляционные материалы, применяемые для покрытия кровель спортивных сооружений, называются кровельными.
Гидроизоляционные материалы подразделяются:
- по внешнему виду и структуре – на рулонные, листовые, эмульсионные, мастичные и лакокрасочные;
- по назначению – на кровельные и гидроизоляционные;
- по виду применяемого вяжущего – на битумные, полимерные, битумно-полимерные, резинобитумные и др.
Наибольшее распространение получили рулонные гидроизоляционные и кровельные материалы. Они представляют собой композиционные системы, полученные путем пропитки вяжущим веществом пористой основы и последующего формования на нем нескольких (2-3) покровных слоев. При изготовлении полотно такого материала свертывается в рулон с нанесением на поверхность пылеватой посыпки. Посыпка предотвращает склеивание поверхностей полотнища в рулоне [5].
Представителями такого материала являются рубероид, пергамин, толь, гидроизол, фольгоизол, гидростеклоизол, атаклон. Все они отличаются друг от друга видом применяемой основы (строительного картона, асбестовой бумаги, алюминиевой фольги, стеклоткани), а также видом пропиточного и покрывочного вяжущего (нефтяного битума, сланцевого дегтя, смеси битума и полимера, каучука и др.).
Мастичные гидроизоляционные и кровельные материалы представляют собой однородные смеси вяжущих (битумы, битумно-полимерные композиции) с пылевидным или волокнистым наполнителем. Наполнитель необходим для повышения теплостойкости мастик и уменьшения расхода вяжущего.
Применяют мастики при закреплении рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов (клеящие мастики), при устройстве мастичных кровель и мастичной пароизоляции (кровельные мастики), устройства защитного покрытия на поверхности строительных конструкций спортивных сооружений (обмазочные мастики). Мастики применяются в горячем виде при температуре около 200 ºС и холодном виде при температуре окружающей среды до −30 ºС. Наносятся мастики на поверхность тонкими слоями в 1 − 2 мм. Каждый последующий слой наносится на предыдущий только после его полного отвердевания.
Теплоизоляционными называются материалы, имеющие малую теплопроводность и используемые для тепловой изоляции строительных конструкций крытых спортивных сооружений, технологического оборудования, установок и трубопроводов. Теплоизоляционные материалы применяются для выполнения мероприятий по тепловой изоляции, позволяющих уменьшить потери тепла во внешнюю среду спортивными сооружениями или защитить их от нагрева. Применение теплоизоляционных материалов при возведении спортивных сооружений позволяет уменьшить потребность в основных строительных материалах, снизить массу наружных конструкций (стен, покрытий), сократить расходы энергозатрат на отопление сооружения.
Чем пористее материал, тем менее материал теплопроводен. Поэтому в наиболее эффективных теплоизоляционных материалах поры занимают около 90…95 % общего объема. Для обеспечения такой высокой пористости материал имеет ячеистое, как у пенопластов, либо волокнистое, как у минеральной ваты, строение.
Теплоизоляционные свойства всех видов строительных материалов существенно зависят от степени их насыщения водой, так как теплопроводность воды в 25 раз выше, чем у воздуха. Поэтому все теплоизоляционные материалы необходимо предохранять от увлажнения. Все теплоизоляционные материалы, применяемые при строительстве спортивных сооружений, подразделяются:
- по внешнему виду и форме;
- по виду исходного сырья.
По внешнему виду теплоизоляционные материалы могут быть рыхлыми, сыпучими, штучными в виде плит, матов, полуцилиндров и сегментов, рулонными, шнуровыми.
По виду исходного сырья теплоизоляционные материалы могут быть неорганическими (минеральная вата, ячеистые бетоны, пеностекло, асбестовые) и органическими (древесно-волокнистые плиты, газонаполненные пластмассы, пенопласты и др.).
Отличительная особенность неорганических теплоизоляционных материалов – их высокая огнестойкость и биостойкость. Например, теплоизоляционные материалы на основе базальтовой минеральной ваты имеют теплостойкость в районе 700 ºС. Теплоизоляционные материалы на основе базальтовых горных пород при возведении спортивных сооружений широко используют для утепления наружных конструкций, устройства звукоизоляционных слоев, теплоизоляции тепловых камер и тепловых сетей.
Органические теплоизоляционные материалы обладают существенным недостатком. Они горючи, как правило, легко поглощают воду, имеют низкую биостойкость, что предопределяет ограниченность их применения. Однако, вследствие большой сырьевой базы (отходы неделовой древесины, камыш, торф, войлок, пакля) и несложности изготовления, эти материалы получили распространение при строительстве объектов полевой учебно-материальной базы физической подготовки воинских частей.
Звукоизоляционные и акустические материалы применяются при строительстве спортивных сооружений для обеспечения в отдельных помещениях режима тишины и определенных условий слухового восприятия. В строительной практике возведения спортивных сооружений с большим количеством пребывания людей используют материалы с большой пористостью (более 70 %). В зависимости от назначения указанные материалы подразделяются на звукоизоляционно-прокладочные и звукопоглощающие.
Звукоизоляционно-прокладочные материалы применяют в качестве прокладок и прослоек в конструкциях межэтажных перекрытий крытых и стеновых ограждений спортивных сооружений. Они предназначены для гашения ударных шумов, передаваемых через перекрытие, а в конструкциях многослойных наружных и внутренних стеновых ограждений – для защиты изолируемых помещений от различных шумов, возникающих в соседних помещениях спортивного сооружения или снаружи в звуковом диапазоне частот. Эти материалы имеют пористо-волокнистую или пористо-губчатую структуру, являются одновременно и теплоизоляционными. Изготавливаются они в виде матов, рулонов, плит на связующем материале различного вида.
Звукопоглощающие материалы используют для снижения уровня шума в игровых залах, служебных помещениях крытых спортивных сооружений, создания хорошей акустики в зрительных залах, для изготовления звукопоглощающих обшивок глушителей вентиляционных устройств и т. д.
Звукопоглощающие материалы обычно применяются пористыми на твердой основе в виде плит из ячеистых бетонов, пеностекла. Они легкие, прочные и обладают высокой огнестойкостью.
Пористо-упругие звукопоглощающие материалы получают на основе минераловатных, древесно-волокнистых плит и пенопластов.
Звукоизоляционные материалы мембранного типа имеют форму тонких панелей из фанеры, жестких древесно-волокнистых плит, плотного картона, звуконепроницаемых тканей.
Перфорированные плиты и панели, имеющие симметрично расположенные сквозные отверстия, служат для поглощения в них падающей звуковой волны.
Размещают экран из звукопоглощающих материалов на удалении 50…100 мм от основной конструкции, что обеспечивает создание дополнительной воздушной прослойки, способствующей гашению звуковых колебаний. С внешней стороны звукопоглощающие материалы закрывают декоративным экраном, который усиливает звукопоглощение всей конструкции.
