Технология строительства каменной кладки

     Введение

     Большое распространение в природе естественных каменных материалов и обилие сырья  для изготовления искусственных  материалов, а также такие важные свойства, как прочность и долговечность, огнестойкость, способствуют широкому распространению каменных материалов в строительстве.

     Назначение каменных работ - возведение фундаментов, несущих и ограждающих конструкций зданий, декоративная отделка.

     Каменные  конструкции состоят из отдельных  камней, соединенных в одно целое  раствором, при затвердевании которого образуется монолитный массив.

     Недостатки каменной кладки - большая относительная масса конструкций, малая производительность труда, высокие материальные затраты, невозможность механизировать процесс кладки.

     В зависимости от вида применяемых  материалов каменную кладку подразделяют на кладку из искусственных иприродных камней. В свою очередь для кладки из искусственных камней широко используют кирпич сплошной и пустотелый, сплошные и пустотелые прямоугольные камни (блоки).

     Виды кладки в зависимости от применяемых камней:

     -                кирпичная - из глиняного и силикатного сплошного и пустотелого кирпича;

     -                кирпичная с облицовкой — из искусственных и естественных камней и блоков;

     -                мелкоблочная - из природных (ракушечники, пористые туфы) или искусственных, бетонных и керамических                камней, укладываемых вручную;

     -                тесовая — из природных обработанных камней правильной формы, укладываемых вручную или краном;

     -                бутовая - из природных камней неправильной формы;

     -                бутобетонная — из бута и бетонной смеси, обычно в опалубке.  

     Элементы каменной кладки

     Кирпичи и камни правильной формы ограничены шестью гранями. Нижнюю и верхнюю  называют постелями, две боковые  большего размера — ложками, две боковые меньшего размера - тычками.

     -                Постели - поверхности камней, воспринимающие и передающие усилия на нижележащие слои кладки.

     -                Ложок — камень, уложенный длинной стороной вдоль стены.

     -                Тычок — камень, уложенный короткой стороной вдоль стены.

     -                Швы - пространство между камнями в продольном и поперечном направлениях, заполненное раствором.

      -                Версты - наружные ряды кирпича при кладке.

     Существуют наружная и внутренняя верста, заполнение между верстами — забутка.

     -                Ложковый ряд - способ укладки, когда наружная верста состоит из ложков.

     -                Тычковый ряд - наружная верста укладывается из тычков.  
 

     Элементы  кирпичной кладки:

     а - кирпич; б - камень: в - кирпичная кладка; 1 - тычок; 2 - постель;3 - ложок; 4 - наружная верста; 5 - внутренняя верста; 6 - забутка; 7 - ложковый ряд: 8 - тычковый ряд; 9 - горизонтальный шов (растворная постель); 10 - вертикальный продольный шов; 11-вертикальный поперечный шов; 12 - наружная верста кладки  
 
 

     Существуют  целый камень, половинка, трехчетвертка  и четвертка.

     Кладку  называют впустошовку, если наружные швы на глубину 1...1.5 см не заполняют раствором, что приводит к лучшей связи кладки и раствора при последующем оштукатуривании.

     Кладку  называют под расшивку, если наружная стена будет иметь естественный вид и швы кладки заполняют полностью, придавая им различную форму — выпуклую, вогнутую, треугольную, прямоугольную и др.

     Вподрезку называют кладку, если раствор заполняет швы заподлицо с наружной поверхности стены. 

     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 глиняный кирпич имеет размеры 250 х 120 х 65 мм и модульный (утолщенный) - 250 х 120 х 88 мм, масса кирпича 3,6...5 кг. Плотность 1,6—1,8 т/м³, марки кирпича 75, 100, 150, 200, 250 и 300, водопоглощение до 8%. Кирпич изготовляют пластическим прессованием 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 автоклавной обработки.

     Керамические и силикатные пустотелые камни имеют размеры: •обычные - 250 х 120 х 138 мм, укрупненные - 250 х 250 х 138 мм и модульные - 288 х 138 х 138 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 и пустотелыми. Их изготовляют из тяжелых, облегченных и легких бетонов и гипсобетона с размерами 400 х 200 х 200 мм, 400 х 200 х 90 мм 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:

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

     -                легкие или 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 2,5 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 растворы используют 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.  

     Удобоукладываемость приготовленного 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 способность раствора, 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).

     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.

     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.