Раздел №3. Технологические процессы производства каменной кладки.

 

Кладку каменных конструкций осуществляют с применением естественных и искусственных камней.

Основные правила разрезки каменной кладки. Каменные материалы хорошо работают на сжатие и плохо на растяжение и изгиб. При устройстве каменных конструкций необходимо обеспечить такие условия, при которых можно было бы в максимальной степени использовать несущую способность камня. Для этого необходимо соблюдать три основных правила разрезки кладки.

Первое правило разрезки: внешняя сила, действующая на кладку, должна быть перпендикулярна плоскости соприкосновения камней, а горизонтальный шов между ними — полностью заполнен раствором.

Для обеспечения кладке двукратного запаса прочности необходимо, чтобы действующая на кладку внешняя сила по направлению к плоскости соприкосновения камней не отклонялась от перпендикулярного на угол 15—17^о.

Второе правило разрезки: при возведении каменных конструкций необходимо производить укладку камней в горизонтальной плоскости с образованием плоскости вертикальных продольных швов и плоскости поперечных швов. Все три плоскости должны быть взаимно перпендикулярны, а плоскость поперечных швов должна быть перпендикулярна наружной поверхности стены.

Третье правило разрезки: продольные и поперечные вертикальные швы должны быть перекрыты вышележащими рядами в соответствии с выбранной системой перевязки.

В зависимости от назначения каменных конструкций для их возведения применяют растворы: цементные, известковые, глиняные, а также смешанные (цементно—известковые, цементно—глиняные) и др. Цементные растворы используют при возведении сводов, колонн, простенков в нижних этажах зданий, воспринимающих большие нагрузки, а также фундаментов мостовых опор, подпорных стенок набережных, фундаментов зданий, возводимых на грунтах, насыщенных водой.

В практике строительства в соответствии с прочностью на сжатие применяют в летних условиях растворы М4, 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200 и в зимних условиях — М10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200, 300.

В смешанном растворе глина и известь выполняют роль пластификатора. Целесообразно в этих же целях использовать в малых коли чествак органические поверхностно-активные вещества, например, ССБ (сульфитно—дрожжевая барда).

Однако, применяя пластификаторы, необходимо иметь в виду, что они уменьшают плотность раствора. Под влиянием вертикальной нагрузки такие растворы больше сжимаются, при этом прочность кладки может снизиться до 15% по сравнению с кладкой, выполненной на цементно-известковом растворе (с одинаковым расходом цемента).

Бутовая кладка. Бутовую кладку выполняют из камней неправильной формы и постелистых камней. Первый тип кладки применяют для устройства фундаментов и стен подвалов гражданских зданий, а второй — для конструкций зданий и сооружений, воспринимающих большие вертикальные нагрузки.

Кладку из камней производят “под лопатку”, “под залив” и с облицовкой стен кирпичом. Бутовою кладку “под лопатку” выполняют горизонтальными рядами высотой до 25 см с укладкой камней на предварительно разложенный раствор.

При кладке “под залив” камни укладывают в стену без строгого соблюдения перевязки швов. На слой раствора (кроме первого ряда) укладывают камни с тщательной расщебенкой промежутков между ними. Сверху каждого последующего ряда заливают жидкий раствор, заполняющий все пустоты между камнями.

Бутобетонная кладка выполняется из бетонной смеси и втапливаемых в нее камней в количестве не более 50% от объема возводимой конструкции.

Бутобетонную кладку возводят послойно с укладкой горизонтального слоя бетонной смеси толщиной 150...200 мм и камней размерами не более 200...300 но не более 1/3 толщины стены. Сверху камней укладывают следующий слой бетонной смеси, который уплотняют поверхностным вибратором. Бутобетонную кладку фундаментов возводят в опалубке, а при устройстве неглубоких фундаментов небольшой толщины — враспор с вертикальными стенками траншей.

Тесовая кладка. Выполняют ее при строительстве эстакад, путепроводов, подпорных стенок, набережных, памятников и других монументальных сооружений из прочных тесаных камней правильной формы. Фасадную плоскость камней обрабатывают “под шубу” в рамку или грубо обкалывают.

При облицовке стен плитами из искусственных или естественных камней крепление их производят с помощью анкеров, костылей или металлических стержней.

Основные системы перевязки каменной кладки. Каменные конструкции необходимо возводить при строгом соблюдении определенной системы перевязки швов.

Строительный кирпич и камни правильной формы имеют постель ложковую и тычковую стороны. Образованные этими сторонами ряды в кладке называют ложковыми или тычковыми. Наружную и внутреннюю плоскости стен образуют наружные и внутренние верстовые ряды. Камни, уложенные между наружными и внутренними верстами, образуют — забутку. Швы в стене, проходящие параллельно наружной плоскости, называют продольными, а перпендикулярно ей — поперечными.

В практике строительства при кладке стен наибольшее распространение получили две основные системы перевязки: двухрядная (цепная) и многорядная.

Двухрядная (цепная) кладка состоит из двух повторяющихся рядов: тычкового (1 ряд) и ложкового (2 ряд). Характерная особенность двухрядной кладки состоит в том, чтоб она обеспечивает перевязку всех поперечных и продольных вертикальных швов. С фасадной стороны стены вертикальные поперечные швы тычкового ряда смещены на 1/4 кирпича относительно поперечных швов ложкового ряда и тем самым все кирпичи связаны между собой как бы в единую “цепь”.

Многорядную кладку осуществляют из шести периодически повторяющихся рядов, из которых первый ряд тычковый, а остальные пять рядов - ложковые. В поперечном разрезе стена многорядной кладки состоит как бы из четырех отдельных стенок толщиной в 1/2 кирпича, перекрытых сверху тычковым рядом следующей группы. Поэтому вертикальные продольные швы совпадают друг с другом на высоте пяти рядов и перекрываются лишь шестым рядом.

Трехрядную систему перевязки применяют при кладке узких простенков и кирпичных столбов различного сечения. Эта система является разновидностью многорядной кладки, но тычковый ряд укладывается не через пять, а через каждые три ложковых ряда. В этой кладке вертикальные швы совпадают на высоте трек рядов. Перевязка обеспечивается без применения трех-четвертных кирпичей.

Кладка стен с облицовкой. Фасадная плоскость кирпичных стен гражданских зданий часто оштукатуривается или облицовывается лицевым кирпичом, керамическими или бетонными плитами. Наиболее экономичной и долговечной является кладка кирпичных стен с одновременной облицовкой их искусственными или естественными материалами.

При двухрядной системе перевязки швов облицовку фасадной плоскости производят чередованием ложкового и тычкового рядов.

Для облицовки кирпичных стен применяют также керамические L – образные плиты и плоские плиты с прокладным рядом. В период производства кирпичной кладки горизонтальные швы между облицовочными плитами нельзя сразу заполнять раствором. Предварительно плиты укладывают на маленькие клинья или упругие прокладки. По окончании кладки всех этажей, когда раствор в швах полностью обжат, с навесных люлек производится заполнение горизонтальных швов. Несоблюдение этого правила приводит к разрушению и отслоению облицовочных плит от кладки.

При облицовке кирпичных стен плоскими плитами сочетаются два ряда: прокладной и лицевой. Прокладной ряд высотой 65 мм заходит в кладку на 250 мм и тем самым надежно соединяет облицовочные плиты со стеной.

Декоративная кладка. Для улучшения архитектурного оформления гражданских зданий применяют декоративную кладку. В конструктивном отношении ее выполняют в двух вариантах: вертикальные швы в рядах совпадают на высоте 1) всего здания; 2) на высоте лишь трех рядов. С фасадной стороны здания декоративная кладка состоит из непрерывно сочетающихся трех ложковых и одного тычкового ряда. В толще стены обеспечивается перевязка продольных и поперечных швов.

Для декоративной кладки применяют лицевой керамический, силикатный и красный кирпич.

Кладка арок. При строительстве гражданских зданий и инженерных сооружений устраивают арки, являющиеся не только несущим конструктивных элементом, воспринимающим вертикальную нагрузку, но и архитектурным элементом здания.

Кладку арки выполняют по опалубке, имеющей проектное очертание. Опалубку укладывают на кружала с затяжкой. Кружала опираются на стойки. Для точной установки опалубки арки на заданной отметке и снятия ее после твердения раствора стойки устанавливают на клиньях. По опалубке делается разметка каждого ряда, с тем, чтобы разместить между опорами арки нечетное количество рядов камней. Кладку арки начинают от пят и ведут симметрично с двух сторон к замковому клину. Арки устраивают из обыкновенного или лекального кирпича. В первом криволинейное очертание арки образуется за счет клиновидных радиальных швов с толщиной внизу не менее 5 мм, а вверху не более 25 мм. При наличии лекального кирпича или камней все поперечные швы имеют одинаковую толщину. Направление поперечных швов должно совпадать с радиусом кривой арки. Продольные и поперечные швы перевязывают смежными рядами.

Армированная кладка. Для повышения прочности кладки каменные конструкции армируют. Столбы и простенки, воспринимающие в основном большие вертикальные нагрузки, работают на сжатие и поэтому их армируют сварными поперечными сетками прямоугольной и зигзага образной формы. Соединяясь прочно с раствором, стержни сетки препятствуют расслоению кладки.

Сетки укладывают в горизонтальные швы кладки. В сетках зигзагообразной формы, где все стержни находятся в одной плоскости, максимальная толщина прутка принимается не более 8 мм, а минимальная толщина стержней для сеток — З мм. Расстояние между стержнями определяют расчетом и принимают 30...120 мм. Прямоугольные сетки укладывают по высоте столбов или простенков, не реже чем через пять ряд кладки, а зигзагообразные — с тем же интервалом, но попарно в двух смежных рядах(чтобы стержни их были взаимно перпендикулярны). Для контроля за укладкой сеток их арматурные стержни (не менее двух) должны выходить на 2...З мм на одну из внутренних поверхностей простенка или на две стороны столба.

Кирпичные стены облегченной конструкции. Для уменьшения расхода кирпича и собственного веса здания целесообразно устраивать стены облегченной конструкции. Такую конструкцию стен принимают для возведения малоэтажных, каркасных зданий и верхних этажей много— этажных домов.

Облегченная кладка состоит из двух параллельных стенок толщиной по 1/2 кирпича, пространство между которыми заполняют теплоизоляционным материалом. Для обеспечения устойчивости и жесткости наружные стенки толщиной 1/2 кирпича соединяются между собой связями металлическими или кирпичными.

В кладке системы Попова и Орлянкина вместо металлических связей через пять рядов по высоте укладывают один тычковый ряд. Остальные пять ложковых рядов выкладывают с соблюдением перевязки поперечных швов по типу многорядной кладки. Пространство между двумя стенками заполняют монолитным шлакобетоном или керамзитобетоном или минераловатным утеплителем. Пространство между стенками может быть заполнено термовкладышами из шлакобетона, ячеистых бетонов и др., укладываемыми на растворе по тычковому ряду. Расстояние между тычковыми рядами определяют высотой термовкладышей, но не более пяти рядов кирпича.

По системе С.Н.Власова осуществляют так называемую колодцевую кладку. Сущность ее состоит в том, что стена возводится из двух продольных стенок, толщиной по 1/2 кирпича каждая, соединенных между собой поперечными стенками такой же толщины. Между продольными и поперечными стенками образуются своеобразные колодцы, заполняемые теплоизоляционным материалом.

Кладка из керамических камней мелких блоков. Как при двухрядной, так и при многорядной кладках применяют керамические камни с семью и девятью пустотами (щелями), которые должны быть параллельны фасадной плоскости стены.

Стены гражданских и складских зданий возводят из бетонных, керамзитобетонных, силикатных и шлакобетонных камней, которые бывают сплошные и пустотелые.