Материалы для каменной кладки

К искусственным каменным материалам относят кирпичи керамический и силикатный полнотелые и пустотелые, керамические и силикатные камни пустотелые и камни бетонные и гипсовые стеновые

Полнотелый керамический кирпич имеет размеры 250х120х65 мм и модульный (утолщенный) - 250х120х88 мм, масса кирпича 3,6...5 м. Плотность 1,6...1,8 т/м³, марки кирпича 75, 100, 150, 200, 250 и 300, водопоглощение до 8%. Кирпич изготовляют пластическим пpeccoванием с последующим обжигом. Основной недостаток - высокая тепло­проводность.

Пустотелый, пористый и дырчатый кирпичи имеют при тех же размерах в плане высоту 65, 88, 103 и 138 мм (в 1,25, 1,5 и 2 раза большую высоту по сравнению с полнотелым кирпичом), меньшую плотность - 1,35...1,45 т/ м³. Марки кирпича - 75, 100 и 150. Применение этой разновидности кирпичей позволяет уменьшить массу стеновых изделий до 30%.

Силикатный кирпич применяют для стен с относительной влажно­стью не более 75%, марки кирпича - 75, 100 и 150. Кирпич изготовляют посредством прессования сырьевой смеси извести и кварцевого песка и последующей автоклавной обработки.

Керамические и силикатные пустотелые камни имеют размеры: (обычные - 250х120х 138 мм, укрупненные - 250х250х138 мм и модульные - 288х38х138 мм. Толщина камня соответствует двум кирпичам, уложенным на постель, с учетом толщины шва между ними. Поверхность камней бывает гладкой и рифленой.

Камни бетонные и гипсовые стеновые выпускают сплошными пустотелыми. Их изготовляют из тяжелых, облегченных и легких бетонов и гипсобетона с размерами 400х 200х200 мм, 400х200х90мм и массой до 35 кг.

Пустотелые и силикатные кирпичи нельзя применять для кладки стен ниже гидроизоляционного слоя, для кладки цоколей, стен мокрых помещений.

Растворы для каменной кладки. Растворы, применяемые для устройства каменных конструкций, называют кладочными. Растворы связывают отдельные камни в единый монолит, с их помощью выравнивают постели камней, в результате чего обеспечивается равномерная передача действующего усилия от одного камня другому; раствор заполняет промежутки между камнями и препятствует проникновению в кладку воздуха и воды. Таким образом, растворы обеспечивают равномерную передачу усилий, предохра­няют кладку от продувания, проникновения воды, повышают морозостойкость зданий.

Классификация растворов по виду заполнителей:

· тяжелыеили холодные - растворы на кварцевом или естественном песке из плотных горных пород с плотностью более 1500 кг/м³;

· легкиеили теплые - растворы на шлаковом, пемзовом или туфо­вом песке, золе ТЭЦ, доменных гранулированных или топливных шлаках с плотностью менее 1500 кг/м³.

Размер зерен песка для всех видов раствора не должен превышать 5 мм, подвижность раствора для каменной кладки - 9...13 см. Широ­ко используют пластифицирующие добавки: органические - сульфит­ный щелок и мылонафт и неорганические - известь и глина.

Классификация растворов по типу вяжущего:

· цементные растворы- применяют для конструкций ниже поверхности земли, в сильно загруженных столбах, простенках, в армирован­ной кладке. Состав от 1: 2,5 до 1: 6, марки раствора от 100 до 300. Минимальный расход цемента на 1 м³ песка - для подземной части зданий не менее 75 кг, для надземной части - 125 кг. Портландцемент и шлакопортландцемент применяют только в растворах высоких марок для ответственных конструкций, в армированной кладке, в кладке под­земных конструкций, в грунтах, насыщенных водой, или при зимних кладках, выполняемых методом замораживания;

· известковые растворыиспользуют в сухих местах и при неболь­шой нагрузке. Они обладают большой подвижностью, пластичностью, обеспечивают наибольшую производительность труда. Применяют со­ставы от 1: 4 до 1: 8 и марки 4, 10 и 25;

· смешанные или сложные растворы - цементно-известковые и цементно-глиняные состава от 1: 0,1: 3 до 1: 2: 15, марки растворов 10, 25, 50, 75 и 100. Такие растворы применяют для кладки большинства строительных конструкций. Второе вяжущее отодвигает начало схва­тывания, улучшает удобоукладываемость и пластичность, но значи­тельно снижает прочность раствора. В объемной дозировке смешан­ных растворов первая цифра обозначает расход цемента, вторая - из­весткового или глиняного теста, третья - песка.

Скорость нарастания прочности раствора зависит от свойств вяжу­щих и условий твердения. При температуре 15°С прочность простого раствора будет нарастать следующим образом: через 3 сут -25% ма­рочной прочности, через 7 сут - 50%, через 14 сут - 75% и через 28 сут - 100%. С повышением температуры твердеющего раствора его прочность нарастает быстрее, при понижении - медленнее.

Удобоукладываемостьприготовленного раствора зависит от степе­ни его подвижности и водоудерживающей способности, предохраняю­щей раствор от расслоения - быстрого отделения воды и оседания пес­ка. Степень подвижности растворов определяют в зависимости от по­гружения в него стандартного конуса массой 0,3 кг.

Растворы для каменной кладки должны быть не только прочными, но и пластичными, т. е. они должны позволять укладывать их в кладке тонким однородным слоем. Такой удобоукладываемый раствор хоро­шо заполняет все неровности основания и равномерно сцепляется со всей его поверхностью. Кроме этого такой удобный в работе раствор способствует повышению производительности труда каменщиков и улучшению качества кладки.

Водоудерживающая способностьраствора, препятствующая отде­лению воды и оседанию осадка, особенно важна при укладке раствора на пористые основания и для предохранения раствора от расслаивания при его транспортировании на большие расстояния, при подаче к мес­ту работ по трубопроводам. Обычно водоудерживающую способность раствора повышают путем введения, поверхностно-активных органиче­ских добавок или тонкодисперсных минеральных веществ (извести, глины).

3. Правила разрезки каменной кладки

Каменная кладка, выполняемая из отдельных кирпичей, соединяе­мых раствором в единое целое, должна представлять собой монолит, в котором уложенные камни не смещались бы под влиянием действующих на кладку нагрузок. Действующим на кладку силам противостоит в основном камень (раствор значительно менее прочен). Поэто­му необходимо, чтобы камень воспринимал только сжимающие усилия и в основном - постелью. Чтобы смещение камней не происходило, их укладывают с соблюдением определенных условий, называемых пра­вилами разрезки каменной кладки (рис. 11.3).

Правило первое.Кладку выполняют плоскими рядами, перпенди­кулярными действующей силе, т. е. правило устанавливает максималь­но допустимый угол наклона силы, действующей на горизонтальный ряд кладки. Допустимое отклонение усилия по вертикали не более 15... 17°, оно зависит от силы трения камня по поверхности раствора. Правило второе.Продольные и поперечные вертикальные швы в кладке не должны быть сквозными по высоте конструкции, кладка окажется расчлененной на отдельные столбики. Правило регламенти­рует расположение вертикальных плоскостей разрезки кладки относи­тельно постели. По отношению к лицевой поверхности стены швы должны быть перпендикулярны или параллельны ей. Невыполнение этого правила может привести к расклиниванию рядов кладки.

Правило третье.Плоскости вертикальной разрезки кладки сосед­них рядов должны быть сдвинуты, т. е. под каждым вертикальным швом данного ряда кладки должны быть расположены камни, а не швы. Правило определяет взаимное расположение вертикальных про­дольных и поперечных швов в смежных рядах кладки. Камни вышеле­жащего ряда необходимо укладывать на нижележащий ряд так, чтобы они перекрывали вертикальные швы между камнями в продольном и поперечном направлениях, кладку следует вести с перевязкой швов

Рис. 11.3. Правила разрезки каменной кладки:

а - воздействие на кладку наклонной силы; б - правильное, взаимно-перпендикулярное располо­жение вертикальных плоскостей разрезки кладки; в - то же, неправильное; г - кладка с правиль­ной перевязкой вертикальных швов

в смежных рядах. Такая перевязка швов устраняет опасность расслое­ния кладки на отдельные столбики, которые, работая самостоятельно не в состоянии воспринимать усилия, которым может противостоять монолитная кладка.

При использовании в кладках прочных цементно-песчаных раство­ров возможны некоторые отклонения от этих правил. Допускается не перевязывать вертикальные продольные швы в пяти смежных рядах или вертикальные поперечные швы в трех смежных рядах кладки.

4. Системы перевязки и типы кладки

. Раскладку кирпичей и камней в слоях кладки и чередование слоев производят в определенной последовательности, которую называют системой перевязки швов кладки. Слои кладки из камней правильной формы называют рядами кладки.

Горизонтальные швы имеют среднюю толщину 12 мм для кирпича и 15 мм для природных камней, а вертикальные швы должны иметь толщину 10 мм для кирпича и 15 мм для природных камней. Допус­каемая толщина отдельных швов от 8 до 15 мм.

Толщину стен и столбов принимают кратными половине или цело­му кирпичу или камню, исключение составляют армированные перего­родки в V₄ кирпича. В большинстве случаев кирпич в кладке уклады­вают плашмя, т. е. на постель, в отдельных случаях, например при кладке карнизов, кирпич укладывают на ребро - боковую ложковую грань.

Толщину сплошной кирпичной кладки назначают кратной 0,5 кир­пича, поэтому стены могут иметь следующую толщину: полкирпича -12 см; кирпич - 25 см; полтора кирпича - 38 см; два кирпича - 51 см; два с половиной - 64 см; три кирпича - 77 см.

Высота рядов кладки складывается из высоты кирпича или камней и толщины горизонтальных швов раствора. При средней толщине слоя раствора 12 мм и кирпича 65 мм высота ряда кладки составит 77 мм, при толщине утолщенного кирпича 88 мм - соответственно 100 мм. Таким образом, при кирпиче толщиной 65 мм на 1 м кладки по высоте размещается 13 рядов, при кирпиче толщиной 88 мм - 10 рядов.

Прямоугольность формы и изготовление камней и кирпичей в со­ответствии со стандартами позволили установить определенный поря­док и взаимосвязь их расположения в конструкциях, обеспечивающих целостность и монолитность кладки. Достигают этого за счет укладки камней по так называемым системам перевязки кладки.

Все разработанные и применяемые на практике системы перевязки соответствуют правилам разрезки кладки. Для каменной кладки разли­чают перевязку вертикальных, продольных и поперечных швов. Пере­вязка продольных швов необходима для того, чтобы кладка не рас­слаивалась вдоль стены на более тонкие составляющие и чтобы возни­кающие от приложенной нагрузки напряжения в кладке распределя­лись равномерно по всей ширине стены. Перевязка поперечных швов необходима для продольной связи между отдельными кирпичами, обеспечивающей перераспределение нагрузки на соседние участки кладки и сохранение монолитности стены при возможных неравномер­ных осадках, температурных деформациях и т.п. Перевязку поперечных швов выполняют ложковыми и тычковыми рядами, а продольных - толь­ко тычковыми. Основные применяемые системы перевязки: одноряд­ная, многорядная и четырехрядная.

Цепная однорядная кладка применима при кладке стен из всех видов кирпича и камней. Кладку выполняют чередованием через один тычковых и ложковых рядов, при этом каждый вертикальный шов ме­жду кирпичами или камнями нижерасположенного ряда перекрывают кирпичами или камнями следующего ряда (рис. 11.4, а). Вертикальные поперечные швы при такой системе перевязки перекрывают на U кир-тича за счет применения кирпичей четверток и трехчетверток и осу-дествляя перевязку для продольных швов в полкирпича.

Многорядная шестирядная кладка, в которой поперечные вертикальные швы перекрывают в каждом ряду, а продольные вертикальные швы - только через 5 горизонтальных рядов, т. е. система перевязки предусматривает чередование в наружных верстах шести рядов кирпича - одного тычкового и пяти ложковых (рис. 11.4, б). При такой клад­ке поперечные швы в смежных ложковых рядах сдвинуты на V₂ кир­пича, а продольные перекрывают лишь кирпичом 6-го ряда. Особен­ность кладки в том, что пять рядов подряд укладывают одними ложка­ми вдоль стены, в этом значительное преимущество кладки по отно­шению к однорядной, так как укладка кирпичей в забутку значительно проще, чем верстовых камней.

Прочность у многорядной кладки меньше на 2...5%, чем у одно­рядной, но она имеет ряд преимуществ:

■ проще и быстрее выполнение работ;

■ для работы не требуются кирпичи-трехчетвертки;

■ в наружные версты укладывают в 1,3 раза меньше целого кирпи­ча;

■ объем забутки у однорядной кладки 25%, а у многорядной -42%;

используют любой бой кирпича для забутки.

Рис. 11.4. Системы перевязки швов при кладке стен толщиной в два кирпича: однорядная (цепная); б - многорядная; 1 - тычковые ряды; 2.6 - ложковые ряды; 7 - за­бутка

Рис.11. 5. Облицовка стен из кирпича и керамических камней: а - при многорядной перевязке; б - то же, при однорядной; в - стена из керамических камней с облицовкой из кирпича; г - то же, с облицовкой керамическими камнями; д - кладка без пере­вязки вертикальных швов наружной версты; е - то же, с перевязкой вертикальных швов в преде­лах трех рядов кладки

Как недостаток системы перевязки можно отметить значительное усложнение выполнения кладки в зимних условиях при отрицательных температурах. Это обусловлено тем, что замерзание раствора в про­дольных вертикальных швах может вызвать выпучивание наружных или внутренних верст кладки толщиной в 1/2 кирпича, которые не име­ют поперечной перевязки на высоту пяти рядов. Четырехрядную кладку применяют для кладки столбов и узких простенков длиной до 1 м. Допускается совпадение поперечных верти­кальных швов в трех смежных рядах кладки.

Столбы и простенки сле­дует выкладывать только из целого отборного кирпича.

Кладку из кирпича начинают и заканчивают тычковыми рядами. Их располагают в местах опирания балок, прогонов, ферм, плит пере­крытий и покрытий, в выступающих рядах кладки - карнизах, поясках, независимо от последовательности кладки рядов принятой системы пе­ревязки. Тычковыми рядами также связывают верстовые ряды с забут­кой, поэтому они всегда должны выполняться из целого кирпича.

Типы кладки. Кладку стен с облицовкой применяют для придания фасадам луч­шего внешнего вида и повышения сопротивляемости наружных по­верхностей стен атмосферным воздействиям. Используют лицевой кирпич, плиты керамические и из естественного камня с обязательной перевязкой всей кладки по типу однорядной или многорядной кладки (рис. 11.5)

Кладку стен с облицовкой кирпичами и камнями правильной фор­мы применяют для оформления фасадов уникальных зданий и объек­тов массового строительства, для внутренних стен вестибюлей, лест­ничных клеток, подземных переходов, для замены трудоемкой штука­турки. Облицовку ведут одновременно с кладкой стен или со сдвигом по времени специальным лицевым кирпичом и керамическими камня­ми различной обработки и расцветки. Наиболее часто применяют сле­дующие размеры камней и кирпичей: обычного лицевого кирпича -250х120х65 или 88 мм, камней - 250х120х140 мм, трехчетверток -188х120х140 мм.

Облицовку стен кирпичом и керамическими камнями одновремен­но с кирпичной кладкой выполняют путем укладки ее ложковыми ря­дами и перевязкой с основной кладкой путем укладки тычковых рядов с заделкой кирпичей на V₂ длины в монолит основной кладки. Допус­кают связывание облицовочной кладки с основной с помощью штырей из нержавеющей стали. Применяют различные варианты перевязки об­лицовочного слоя с кладкой массива стены, но они должны быть обя­зательно увязаны, и составлять единое целое с основной кладкой, вы­полняемой по одно- или многорядной системе перевязки.

При однорядной системе перевязки облицовку фасадной плоскости производят чередованием ложкового и тычкового рядов. Лицевой кирпич значительно дороже обыкновенного, по этой причине способ ока­зывается наименее экономичным, так как половина рядов из лицевого кирпича выполняют тычковыми.

При возведении стен по многорядной системе перевязки с фасад­ной стороны пять ложковых рядов перекрывают одним тычковым. До­рогой лицевой кирпич используют более рационально.

Облицовку стен из керамических камней выполняют заведением в массив двух тычковых рядов через пять ложковых, а при использо­вании облицовочных камней - тычковый ряд чередуют тремя ложковыми. Для придания облицовочному слою большей архитектурной вы­разительности перевязку швов допускается выполнять с отступления­ми от общих требований: вертикальные поперечные швы можно не пе­ревязывать по всей высоте здания или в пределах 3...5 рядов кладки.

Кладку стен облегченной конструкции используют для уменьше­ния расхода кирпичей и общего снижения собственной массы кладки. Кладка состоит из двух параллельных ложковых стенок с перевязкой тычками через 3...5 рядов, иногда и более. Образовавшуюся полость заполняют теплоизоляционной засыпкой, легким бетоном, блоками или плитами утеплителей. Для большей жесткости конструкции при стенах в два и менее кирпичей тычковые ряды устраивают в разных уровнях в шахматном порядке. Применение облегченных кладок по­зволяет снизить расход кирпича на 30...40%, значительно сократить трудоемкость и стоимость работ.

Армированная каменная кладка - специфика ее в том, что для по­вышения прочности в швы укладывают арматурные сетки или отдель­ные стержни (рис.11. 6). Для поперечного армирования применяют пря­моугольные проволочные сетки или сетки «зигзаг». Расстояние между стержнями сетки при их диаметрах 3...8 мм должно быть в пределах 30... 120 мм. Сетки «зигзаг» целесообразно располагать в двух смеж­ных рядах так, чтобы расположение прутков в них было взаимно пер­пендикулярным. Сетки по вертикали укладывают по проекту, но не реже чем через 5 рядов кладки. Обычно прямоугольные сетки имеют диаметр стержней до 5 мм, «зигзаг» - от 5 до 8 мм. Для обеспечения защитного слоя раствора необходимо, чтобы толщина швов кладки превышала диаметр проволоки не менее чем на 4 мм.

Для продольного армирования диаметр сжатой арматуры должен быть не менее 3 мм, а растянутой - 8 мм. Армирование осуществляют стержнями или сетками, размещенными как в самой кладке, так и ря­дом с ней с наружной стороны, крепление с кладкой во втором случае осуществляют хомутами, заделанными в кладку. Для предохранения армирования от коррозии в сухих условиях эксплуатации марка рас­твора должна быть не менее 25, во влажных условиях - не менее 50.

Рис.11.6. Армирование кирпичных столбов и простенков:

а - прямоугольными сетками; б - зигзагообразными сетками; 1 - выступающие концы прутков сеток

Лекция 12.