Для земляных работ потребуются следующие инструменты:
      – кирка;
      – лопата с прямой режущей частью;
      – лопата остроконечная;
      – заступ с прямой режущей частью;
      – заступ с плоской нижней частью.
       Киркапредназначена для разрыхления твердого грунта.
       Лопата с прямой режущей частьюслужит для снятия легкого грунта и выравнивания поверхностей. Выбирают ее с учетом собственных сил. Рекомендуемый размер – 30 x 28 см.
       Лопата остроконечнаянеобходима для снятия твердого грунта (например, гравия). Она не подходит для выравнивания поверхностей.
       Заступ с прямой режущей частью(рис. 1) нужен для снятия легкого грунта и выравнивания поверхностей.
      Рис. 1. Заступ с прямой частью.
 
       Заступ с остроконечной нижней частью(рис. 2) используют для перемешивания и «мягчения» различных растворов, применяемых в строительстве.
      Рис. 2. Заступ с остроконечной нижней частью.

      Для каменной кладки, а также для проведения бетонных работ следует приобрести следующие инструменты (рис. 3):
      Рис. 3. Инструменты для каменной кладки.
 
      – молоток;
      – расшивка;
      – кисть и щетка каменщика;
      – клещи;
      – кельма;
      – растворный ящик;
      – грабли;
      – бетономешалка;
      – бочка для воды, ведро, лейка;
      – трамбовка;
      – терки;
      – зубила.
       Молоток– универсальный инструмент, так как подходит для многих видов строительных работ. При выборе молотка обращают внимание на гвоздодерную прорезь, с помощью которой можно извлечь криво забитый гвоздь.
       Расшивкаслужит для заглаживания швов каменной кладки на лицевой стороне стены (цоколь дома), для кладки дымовых труб, кладки из камня.
       Клещинужны для перекусывания стальной проволоки. Наиболее удобны клещи с длинными ручками (не менее 23 см).
       Кельма, или мастерок,для работ с бетоном. Ее используют для оштукатуривания, заглаживания поверхностей (например, пола), каменной кладки.
       Растворный ящикможно сделать самостоятельно. Для этого плотно сбивают доски гвоздями так, чтобы получился ящик. Под растворный ящик можно приспособить большое железное корыто или разрезанную пополам бочку.
       Граблипонадобятся для перемешивания порошковой извести или цемента с гравием и песком.
       Площадка для замеса растворовнужна для того, чтобы в ящик с раствором не попадали посторонние предметы. Делают ее из досок в форме прямоугольника или квадрата, по краям которого прибивают небольшие бортики.
       Бетономешалкаможет быть с бензиновым или электрическим двигателем. С ее помощью готовят бетон и раствор.
       Бочка для воды, ведро, лейка. Бочка позволит иметь постоянный запас воды, ведро послужит для доставки воды, необходимой для бетона и растворов, лейка – для увлажнения смесей.
       Трамбовка– инструмент для уплотнения бетона.
       Правилонеобходимо для равномерного распределения по поверхности набросанного на нее раствора извести. Рекомендуемый размер – 20 x 110 см.
       Теркипо своей форме напоминают правило. Рекомендуемые размеры терок – 12 x 25 см и 8 x 20 см.
       Зубилапригодятся для проведения мелких работ, например выдалбливания различных отверстий.
       Растворная лопатапредназначена для подачи и расстилания раствора на стене. Лопатой также перемешивают раствор в ящике и разравнивают его между верстами под забутку.
       Швабровкапотребуется при очистке вентиляционных каналов от выступившего из швов раствора, а также для более полного заполнения швов раствором и заглаживания их. На стальной ручке швабровки внизу между фланцами закреплена резиновая пластина размером 140 х 140 х 10 мм, с помощью которой и осуществляется процесс зачистки и заглаживания.

       Уровень-шлангприменяется для определения точек, которые должны находиться на одном уровне, например при закладывании цоколей, фундаментов, настилании полов и т. д.
      Этот вид уровня можно сделать самостоятельно из простого садового шланга.
      Оба конца шланга загибают вверх на определенную высоту, затем вставляют в них закрывающиеся пробками прозрачные трубки. После этого шланг наполняют водой так, чтобы ее уровень в трубках находился на одной горизонтальной черте, одновременно убирают пробки и отмечают необходимые точки.
      Рис. 4. Контрольно-измерительные приборы: а – отвес; б – угольник; в – рулетка; г – складной метр.
 
       Метр складной(рис. 4  г) необходим для определения размеров небольших деталей. Для продления срока службы складного метра каждое его сочленение смазывают маслом.
       Рейка мерная из дереваприменяется при определении размеров больших деталей. Длина такой рейки должна быть не менее 3–5 м, ширина – 4 см, высота – 3 см. С помощью складного метра по всей длине рейки через каждые 5 см наносят деления.
       Лента мернаяиспользуется в тех случаях, когда невозможно точно определить размеры детали с помощью складного метра или деревянной рейки.
      Как правило, ленту изготавливают из стали или льняного полотна.
       Угольник(рис. 4 б) применяют при работах с чертежами для прямоугольных разметок, при строительных работах для создания прямых углов и т. д.
      С помощью отвесавыверяют вертикальность стен, простенков, столбов и углов кладки. Отвесами массой 200–400 г проверяют правильность кладки по ярусам и в пределах высоты этажа; отвесы массой 600–1000 г служат для проверки наружных углов здания в пределах высоты нескольких этажей.
       Строительный уровеньвыпускается длиной 300, 500 и 700 мм. Служит для проверки горизонтальности и вертикальности кладки. На корпусе уровня закреплены две стеклянные трубки-ампулы, изогнутые по кривой большого радиуса, наполненные незамерзающей жидкостью так, что в них остается небольшой воздушный пузырек. Если уровень находится в горизонтальном положении, пузырек, поднимаясь, останавливается посередине между делениями ампулы. Смещение пузырька влево или вправо от этого положения показывает, что поверхность, на которую установлен уровень, не горизонтальна, и чем больше ее наклон к горизонту, тем больше смещается пузырек от среднего положения.
      Благодаря тому что трубки расположены в двух направлениях, уровнем можно проверять не только горизонтальные, но и вертикальные плоскости.
       Шнур-причалка– это крученый шнур толщиной 3 мм, который натягивают при кладке верст между порядовками и маяками. Приспособление используют при кладке в качестве ориентира для обеспечения прямолинейности и горизонтальности рядов кладки, а также одинаковой толщины горизонтальных швов. С помощью шнура регулируют положение каждого укладываемого кирпича.
       Деревянная порядовка(рис. 5) представляет собой рейку сечением 50 х 50 или 70 х 50 мм и длиной до 1,8–2 м, на которой через каждые 77 мм нанесены деления (засечки).
      Рис. 5. Инвентарная деревянная порядовка.
 
      Порядовки применяют для разметки рядов кладки, фиксирования отметок низа и верха оконных и дверных проемов, перемычек, прогонов, плит перекрытий и других элементов здания. К поверхности стен порядовки устанавливают таким образом, чтобы стороны, на которых размечены ряды кладки, были обращены внутрь здания, откуда осуществляется кладка.
      Порядовку крепят к кладке стальными держателями П-образной формы. Делается это так. В горизонтальные швы по ходу кладки через каждые 6–8 рядов по высоте вводят скобы-держатели, располагая их одну над другой. Уложив над вторым держателем один-два ряда кирпичей, в скобы вставляют порядовку и закрепляют ее деревянными клиньями.
      К порядовкам зачаливают шнур-причалку, по которому ведут кладку. Шнур-причалку устанавливают и переставляют с помощью двойной скобы, которая удерживается на рейке порядовки натяжением шнура-причалки и в результате трения между скобой и порядовкой.
      Порядовку снимают вместе с держателями, не вынимая клиньев, для чего ее осторожно раскачивают в плоскости, перпендикулярной к поверхности кладки.
      Держатели, преодолевая сопротивление раствора, выходят из горизонтальных швов кладки, и порядовку поднимают вместе с ними. Инвентарные порядовки делают также из металлического уголкового профиля 60 х 60 х 5 мм. На ребрах уголка порядовки нарезаны деления глубиной 3 мм через каждые 77 мм или просверлены отверстия для закрепления шнура-причалки.

      Само слово «бетон» французского происхождения, оно стало впервые употребляться в XVIII веке во Франции. До этого водно-цементный раствор именовался по-разному. Литая кладка с каменным наполнителем называлась греческим словом «эмплектон». Древние римляне называли бетон «rudus». При обозначении таких понятий, как раствор для устройства фундаментов и стен, употреблялось словосочетание «оpus caementum». Именно под таким названием и стал известен римский бетон.
      Самый первый бетон, обнаруженный археологами, относится к 5600 году до н. э. Он был найден в поселке Лапински Вир на территории бывшей Югославии, в одной из хижин древнего поселения каменного века, где из него был сделан пол толщиной 25 см. Бетонный раствор для этого пола приготовлен с использованием гравия и местной красноватой извести.
      В Египте в гробнице Теве обнаружен бетон, датируемый 950 годом до н. э. Кроме этого, бетон использовали при строительстве галерей египетских пирамид и монолитного свода пирамиды Нима.
      В Древнем Риме бетон использовался в качестве строительного материала около IV века до н. э. Материал получил название «римский бетон» и применялся примерно на протяжении 7 веков. С тех пор прошли столетия, однако сооружения, построенные из римского бетона, сохранились до наших дней. Некоторые из них, например римский Пантеон, пережили несколько довольно крупных землетрясений.
      Фундаментные работы в древнем Риме значительно облегчало то обстоятельство, что вулканическая почва в его окрестностях довольно долго оставалась плотной, что позволяло применять для строительства фундаментов самую обычную дощатую опалубку.
      Исследования древних поселений показали, что для строительства применяли два вида бетона – искусственный и природный. Природный делали из камней, образовавшихся из обломочных частиц горных пород и связанных между собой различными минеральными веществами, например известью, гипсом или кальцитом. К природному бетону относят брекчию, конгломерат и песчаник. Когда человек придумал искусственный бетон, те же самые камни стали связывать между собой другими веществами – гипсом, глиной.
      Самый простой вид бетона – глинобетон, состоящий из твердого камневидного материала из смеси глины с песком и соломой. Он приобретал достаточную прочность после просушки на солнце.
      Гипсобетоном называют бетон, изготовленный на гипсовых вяжущих, получаемых на основе полуводного или безводного сульфата кальция.
      Искусственные бетоны в древности не получили широкого распространения, поскольку не обладали достаточной прочностью: глина, известь и гипс размокали под водой, и строение разрушалось. Именно поэтому античные строители предпочитали использовать природные материалы. Но попытки создания искусственного вяжущего материала продолжались.
      Древние римляне заметили, что известь, смешанная с так называемыми пуццолановыми (название произошло от местности Пуцциуоли неподалеку от Неаполя) добавками, напротив, приобретала еще большую твердость от воздействия воды. Известь такого типа получила название гидравлической.
      О. Шуатре, известный историк архитектуры, сумел реконструировать процесс укладки каменного бетона. Для приготовления раствора известь смешивали с пуццолановыми добавками. Затем между двумя облицовочными стенами укладывали толстый слой раствора, сверху выкладывали измельченный щебень с размером зерен до 8 см. На следующем этапе раствор трамбовали до тех пор, пока он не заполнял все промежутки между щебнем.
      Открытие римлянами свойств пуццолановых добавок улучшило качество римского бетона, что не могло не способствовать его дальнейшему распространению. Во II веке н. э. римляне разработали и стали использовать новые виды вяжущих веществ – таких, как, например, романцемент, позволивший в большей степени улучшить физико-механические характеристики строящихся бетонных сооружений.
      После падения Рима многие секреты древних зодчих были утрачены. Спустя столетия английский архитектор Джон Смит обратил внимание на то, что под действием воды негашеная известь в смеси с глиной затвердевает. Он добавил к этому составу песок и каменный шлак и получил довольно прочное вещество, которое использовал при строительстве фундамента под Эддистонский маяк.
      Так же давно стали известны человеку и свойства вяжущих веществ – глины и жирной земли, которые приобретали относительную прочность после смешивания с водой. Однако достаточную прочность они не давали. Именно поэтому в Китае, Индии и Египте примерно за 3 тысячи лет до н. э. посредством термической обработки исходных материалов были разработаны искусственные вяжущие – гипс и известь.
      В 60-х годах XIX века французский садовник Жозеф Монье придумал самые прочные в мире кадки для деревьев из железобетона. Он просто свернул металлическую сетку и залил ее бетонным раствором. В то время Монье даже и не подозревал, что в ближайшем будущем его изобретение станет главным материалом для строительства большинства зданий, особенно высотных.
      Прошли века, бетон стали использовать и в других, казалось бы далеких от строительства, отраслях – таких, например, как судостроение (в первой половине XX века были построены множество речных и морских судов с применением железобетона), авиация (изготовление крыльев и фюзеляжей самолетов), железнодорожный транспорт (железнодорожные вагоны и рамы цистерн). Американцы пошли еще дальше: они предложили построить на Луне бетонный завод с системой специализированных складов. Для этого предполагалось доставлять с Земли бетон и другие необходимые строительные материалы, а саму доставку осуществлять с помощью специализированных транспортных кораблей.
      Таким образом, бетон по праву занимает одно из ведущих мест среди остальных строительных материалов. Так как он является основным материалом для строительства фундаментов, то к нему соответственно предъявляются особые требования. Например, бетон должен обладать следующими качествами:
      – прочность;
      – плотность;
      – морозостойкость;
      – водонепроницаемость;
      – химическая стойкость к агрессивной среде.
      По плотности бетон делится на:
      – особо тяжелый (более 2500);
      – тяжелый (2000–2500);
      – нормальный (1800–2000);
      – легкий (500–1800);
      – сверхлегкий (менее 500).
      Прочность на сжатие зависит от плотности бетона и распределяется пропорционально ей:
      – особо тяжелый бетон имеет марку от 400 до 1000;
      – тяжелый бетон – М100–М600;
      – нормальный – М50–М400;
      – легкий – М25–М200;
      – сверхлегкий – М4–М100.
      Цементный бетон при строительстве домов замешивают непосредственно на месте строительства или на специализированных бетонных заводах, откуда их доставляют на бетоновозах.

      Для устройства фундаментов применяют бетон на цементном вяжущем, пористые или плотные заполнители, цементо-грунт, природные или искусственные каменные материалы. Материал для фундамента должен обладать достаточной прочностью, морозостойкостью и устойчивостью к воздействию внешней среды.
      Каменные природные материалы делят на две группы:
      – грубообработанные каменные материалы;
      – природные каменные материалы, прошедшие механическую обработку.
      К материалам первой группы относят:
      – бутовый камень;
      – гравий;
      – гальку;
      – песок.
       Бутовый камень, или бут, представляет собой крупные куски неправильной формы, размером от 150 до 500 см, массой от 10 до 35 кг. Бутовые камни получают взрывным способом из различных горных пород особой прочности.
      По способу изготовления различают три вида бутового камня: постелистый, рваный и плитняковый. Постелистый бутовый камень получают выломкой из слоистых пород, плитняковый бутовый камень – из осадочных и метаморфических пород со сланцевым строением, рваный бутовый камень получают в результате взрывных работ.
      Более удобны для работы постелистый и плитняковый бутовые камни, а вот со рваным бутом работать очень трудно: между камнями неправильной формы образуются пустоты, которые нужно заполнять. Для этого приходится подбирать камни меньшего размера или же раскалывать большие.
      Бутовый камень имеет свой «сертификат качества». Хороший материал для строительства должен быть однородным, не иметь трещин, следов расслоения или выветривания, не содержать примеси глины или иных пород.
      Основным показателем качества бутового камня является его морозостойкость, что представляется весьма важным при строительстве жилых домов. Считается, что морозостойкость в идеале должна составлять не менее 15 циклов, иначе говоря, материал должен оставаться годным к эксплуатации после 15 циклов замораживания и оттаивания.
      Раздробленный в мелкие куски бутовый камень называют щебнем, который засыпают под бетонные фундаменты.
      Существуют смеси грубо– и мелкообломочных пород. Однако чисто гравийных пород нигде не встречается. Чаще всего гравий залегает вместе с песком, образуя при этом песчано-гравийные массы. В дальнейшем эти массы сортируют и также используют в строительстве.
       Гравий– каменный материал, образовавшийся в результате выветривания горных пород. В зависимости от происхождения он бывает овражный, или горный, речной и морской. Этот материал в любом случае содержит какие-либо примеси: песок, пыль, глину, слюду. Гравий, применяемый для бетона, не должен содержать их. Самым лучшим считаются речной и морской: в них не содержатся примеси, у них гладкая поверхность. Более шероховатая поверхность у горного гравия, что обеспечивает лучшее сцепление с цементом при изготовлении бетона.
       Щебеньпредставляет собой смесь угловатых каменных обломков размером от 15 до 150 мм, различной формы. Щебень получают путем дробления горных пород – таких, как гранит или диабаз, а также некоторых других плотных и водостойких осадочных пород. Для строительства берут щебень из твердых пород, обладающих достаточной прочностью и морозостойкостью.
      Форма этого материала чаще всего напоминает форму куба или тетраэдра. Именно такой щебень больше всего подходит для строительства. Бывает также щебень плоской, так называемой лещадной формы, непригодной для строительства вследствие большой ломкости.
      К природным каменным материалам, прошедшим механическую обработку, относятся блоки и строительные камни.
      Блоки из природного камня производят двумя способами из предварительно выбранных горных. В первом случае получают массивные куски камня неправильной формы, которые обтесывают с помощью долота, в результате чего образуется каменный блок правильной формы.
      Во втором случае буровзрывным способом откалывают большие куски камня, которые затем также обтесывают, придавая им правильную геометрическую форму.
      Каменные блоки применяют для строительства фундаментов и кладки стен. Это очень выгодно, поскольку каждый блок заменяет примерно 10–12 кирпичей. Однако у каменных блоков имеются и недостатки. Прежде всего к ним относится трудность транспортировки на строительную площадку: один блок может весить от 100 до 500 кг. В том случае, если требуется особая прочность и атмосферная стойкость, отдают предпочтение крупным каменным блокам.

      К природным минеральным материалам относят горные породы и минералы, из которых получают искусственные строительные материалы на основе вяжущих веществ – цемент, гипс, известь и некоторые другие. Природные минеральные материалы делят на две группы:
      – горно-технические;
      – горно-химические.
      К горно-техническимматериалам относят каолины, огнеупорные глины, кварцевые пески, карбонатные породы, гипс, мел, кварциты и другие породы.
      К горно-химическимматериалам относят фосфориты, селитры, мел и другие. Для устройства фундаментов они не используются.
       Глина– осадочная порода, состоящая из мельчайших частиц размером примерно 0,001 мм. Это качество глины обуславливает ее высокую дисперсность, то есть хорошую смешиваемость с водой. Глина обладает и пластичностью – способностью принимать в разведенном виде любую форму. Существует несколько видов глин:
      – каолин, или белая глина, служащий сырьем для изготовления фарфоровой посуды;
      – формовочная глина, из которой выполняют формы для литья металлов;
      – цементная;
      – кирпичная.
      Цементные глины, различающиеся цветом и минеральным составом, используются при получении портландцемента, кирпичные глины с примесью песка – для изготовления кирпичей.
      В зависимости от содержания песка глины бывают жирными или тощими. В жирных глинах песка мало, а в тощих много.
      В древности для строительства зданий применяли кирпич-сырец. Делали его следующим образом: сбивали деревянный ящик-форму и наполняли его глиной, после чего высушивали на солнце и обмазывали битумом.
      Египтяне заметили, что после обжига глина приобретала свойства камня. Так возникло кирпичное производство, сохранившееся и до наших дней.
      В России обожженный кирпич появился в 1476 году. Именно тогда зодчий В. Ермолин реставрировал одну из старых церквей «кирпичом ожиганным».
      Отдельно стоит группа строительных материалов специального назначения – кирпич клинкер, кирпич глиняный лекальный и кислотоупорный кирпич. Для устройства фундаментов особой прочности используют кислотоупорный кирпич, приспособленный для защиты строительных конструкций от действия агрессивной среды.
       Обожженный, или строительный, кирпич бывает нескольких видов:
      – обыкновенный;
      – облицовочный;
      – дорожный;
      – огнеупорный.
      Облегченный пустотелый, продольно-дырчатый и вертикально-дырчатый кирпичи (рис. 6), отличающиеся высокими теплоизоляционными свойствами, применяют при возведении легких внутренних стен.
      Рис. 6. Виды кирпичей: а – продольно-дырчатый; б – вертикально-дырчатый.
 
      К необожженным относят силикатныйкирпич, обычно светло-серого или белого цвета. Размеры массивного и полого силикатного кирпича практически не отличаются от размеров обычного обожженного кирпича.
      В массивном кирпиче могут быть сквозные отверстия (рис. 7).
      Рис. 7. Массивный кирпич.
 
      Из 6 граней кирпича выделяют две большие, так называемые постели, при кладке – верхнюю и нижнюю. Другие большие грани называют ложковыми, а две небольшие – тычковыми (рис. 8).
      Рис. 8. Грани кирпича: а – постель; б – ложковая; в – тычковая.
 
      Для выполнения того или иного вида перевязки при строительстве нередко приходится делить кирпич на части, которые имеют специфические названия. Так, например, часть кирпича, нижняя и верхняя постели которого имеют форму квадрата, называется «три четверти»; расколотый пополам по всей длине кирпич образует длинные половины. Часть кирпича, отколотая поперек его длинной части, с размером, равным высоте кирпича, называется четвертью.

      Минеральными вяжущими средствами называют порошкообразные материалы, образующие при смешивании с водой пластичное тесто, которое после затвердевания приобретает свойства камня. При этом вяжущие скрепляют между собой камни или песок, щебень, гравий. Минеральные вяжущие обладают способностью затвердевать на воздухе (в этом случае они называются воздушными) или в воде (гидравлические).
      К гидравлическим вяжущим относятся портландцемент и все цементы на его основе.
      Различают несколько видов цементов:
      – романцемент;
      – портландцемент;
      – глиноземистый цемент.
       Романцемент– гидравлическое минеральное вяжущее вещество, получаемое из тонкомолотых известковых и магнезиальных мергелей, в составе которых может присутствовать до 25 % глины, иногда и больше. Для получения романцемента минеральное сырье обжигают, не доводя его до спекания. Получаемые в результате обжига низкоосновные силикаты и алюминаты придают романцементу способность схватываться в воде.
      Романцемент применяют для изготовления строительных растворов, бетонов и т. д.
       Портландцемент– продукт тонкоизмельченного цементного клинкера, в составе которого присутствует до 5 % гипса. Этот компонент регулирует сроки схватывания портландцемента. Сам же клинкер представляет собой зернистый материал, полученный обжигом до спекания сырьевой смеси – известняков с высоким содержанием карбоната кальция, глинистых пород. Клинкер – наиболее важный из компонентов в производстве портландцемента, поскольку именно он определяет его свойства.
      Готовый портландцемент представляет собой тонкомолотый порошок темно-серого цвета.
       Глиноземистыйцемент – быстротвердеющее высокопрочное гидравлическое вяжущее вещество, по минеральному составу и химическим свойствам сильно отличающееся от портландцемента. Глиноземистый цемент получают в результате спекания смеси известняка и боксита. Главной особенностью глиноземистого цемента является его необычайно быстрое схватывание.

      Для строительства фундаментов часто используют так называемые композиционныематериалы – строительные материалы, совмещенные с другими, например железобетон.
      Композиционный материал, как правило, состоит из двух компонентов: упрочняющего вещества в виде твердых частиц или волокон и связующего. Самым популярным композиционным материалом является асбестоцемент.