Технология каменной кладки

Лекция № 14: «Технология каменной кладки»

ГЛАВА 7 ТЕХНОЛОГИЯ КАМЕННОЙ КЛАДКИ.

7.1. Назначение каменных работ. Общие положения.

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 и природных 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;

7.1.2. 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 133 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.

7.1.3. 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:

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

Ø 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:

Ø 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

Ø для ответственных конструкций, в армированной кладке, в кладке подземных конструкций, в грунтах, насыщенных водой, или при зимних кладках, выполняемых методом замораживания;

Ø 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;

Ø 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).

7.1.4. 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. 7.3).

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. 7.3. 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.

7.2. Системы перевязки и типы кладки

7.2.1. Системы перевязки швов.

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 1/4 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. Вертикальные поперечные швы при такой системе перевязки перекрывают на 1/4 кирпича за счет применения кирпичей четверток и трехчетверток и осуществляя перевязку для продольных швов в полкирпича.

Многорядная шестирядная кладка, в которой поперечные вертикальные швы перекрывают в каждом ряду, а продольные вертикальные - только через 5 горизонтальных рядов, т. е. система перевязки 1редусматривает чередование в наружных верстах шести рядов кирпича - одного тычкового и пяти ложковых. При такой кладке поперечные швы в смежных ложковых рядах сдвинуты на ½ 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:

1. проще и быстрее выполнение работ;

2. для работы не требуются кирпичи- трехчетвертки;

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

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

5. используют любой бой кирпича для забутки.

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.

7.2.2. 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.

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 -250 х 120 х 65 или 88 мм, камней - 250 х 120 х 140 мм, трехчетверток -188 х 120 х 140 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 ½ 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 требовании: 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. 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.

Кладка из керамических, бетонных и природных камней правильной формы Из керамических камней с поперечными щелевыми пустотами стены, простенки и столбы выкладывают по однорядной системе перевязки. Камни укладывают пустотами вверх на растворах подвижностью, исключающей затекание раствора в пустоты камней. толщина вертикальных и горизонтальных швов должна соответствовать швам каменной кладки. При кладке из бетонных и природных камней применяют многорядную систему перевязки, но с укладкой поперечных тычковых рядов не реже, чем в каждом третьем ряду.

В связи с новыми требованиями по теплозащите зданий в конструкции наружных кирпичных стен должны быть внесены значительные конструктивные изменения: увеличена их толщина до 4...5 кирпичей при использовании только кирпича или для уменьшения толщины :В кладку должен быть введен дополнительный, теплоизоляционный слой.

В этой связи наружные стены выполняют в виде трех основных конструктивных схем: массив, массив с утеплителем внутри или на поверхностях стены (рис. 7.7).

Массив - наиболее распространенная форма, но по последним нормативным требованиям для обеспечения требуемой теплозащиты толщина стены для климатического пояса Москвы должна быть более 100 см. Это приводит к значительному увеличению расхода кирпича и возрастанию массы стены. Сейчас широко внедряют вторую и третью схемы. При укладке утеплителя в теле стены первоначально ведут кладку основной части стены на высоту яруса (в 1,5,..2 кирпича). В процессе работ в швы через два ряда кирпичей с шагом 50 см укладывают штыри из нержавеющей стали диаметром 5 8 мм. Выступающий за кладку конец должен на 3...5 см превышать толщину утеплителя. После выполнения кладки на высоту яруса на стержни нанизывают плиточный утеплитель (пенополистирол, роквул), далее на высоту яруса с учетом выступающих стержней выкладывают внутреннюю часть кладки (0,5... 1 кирпич).

Третья схема предусматривает установку утеплителя с наружной или внутренней сторон кладки. Снаружи, как элемент отделки фасада (технологии «Алсеко» и «Тексколор») устанавливают плитный утеплитель, сверху закрепляют отделочную сетку, по ней устраивают защитный слой и окрашивают. Утеплитель может оказаться внутри конструкции стены при оштукатуривании по кирпичу наружной версты кладки или отделке фасада декоративными панелями, витражами, искусственным или естественным камнем. При установке внутри помещения утеплитель облицовывают гипсокартонными панелями по металлическому каркасу или, что реже, оштукатуривают по сетке, далее поверхность грунтуют и окрашивают.

7.2.3. Бутовая и бутобетонная кладка.

Естественные каменные материалы подразделяют на камень бутовый и блоки из природного камня.

Бутовой называют кладку из природных камней (кусков камней) неправильной формы максимальным размером не более 500 мм, связанных между собой строительным раствором. Для кладки применяют массой не более 50 кг разной конфигурации и размеров, а именно рваный камень неправильной формы, постелистый, у которого две примерно параллельные плоскости, и булыжник, имеющий округлую форму.

Блоки из природного камня вырезают или выпиливают из известняка ракушечника, туфа, песчаника и т. д. Блоки применяют для наружых и внутренних стен, а также для фундаментов и стен подвалов, настоящее время в строительстве в основном используют искусственный камень, природный применяют в случае экономической целесообразности - при строительстве в районе его массового залегания, невозможности доставки других материалов и т. д.

Из бута возводят фундаменты, стены подвалов, подпорные стены другие конструкции, а в районах с большими запасами постелистого камня - стены малоэтажных зданий. Бутовую кладку желательно вести перевязкой швов, чередуя тычковые и ложковые камни. В местах примыканий и пересечениях нужно укладывать более крупные камни постелистой формы.

Первый ряд бутовой кладки выкладывают из постелистых камней насухо, тщательно заполняют пустоты щебнем, утрамбовывают и заливают жидким раствором. Последующие ряды кладки выполняют одним из двух способов - «под залив» или «под лопатку» (рис. 7.8, о). Кладка «под залив» - каждый ряд камней высотой 15...20 см выгадывают насухо в распор со стенками траншеи или опалубки, пустоты заполняют щебнем и заливают жидким раствором подвижности 13...15 см. Раствор не заполняет все отверстия, кладка получается пустотами, что снижает ее прочность. Камни укладывают без строгой перевязки швов и устройства верстовых рядов; это менее трудоемко и не требует высокой квалификации каменщиков. Поэтому на таких фундаментах и при такой системе кладки разрешают возводить здания высотой не более двух этажей.

Р и с 7 8 Кладка из природных камней неправильной формы

а - бутовая кладка,

б - бутобетонная кладка,

1 - верстовые камни,

2 – раствор,

 3 – постелистые камни,

4 - бетонная смесь.

Кладку «под лопатку» выполняют горизонтальными рядами из подобранных по высоте камней с перевязкой швов по однорядной системе перевязки. Начинают кладку с укладки наружной и внутренней верст на растворе с высотой ряда до 30 см. В промежутки между верстами набрасывают раствор подвижностью 4...6 см и укладывают камни забутки. Образовавшиеся промежутки между камнями расщебенивают. Кладка получается достаточно прочной, способом «под лопатку» выкладывают фундаменты, стены и столбы.

Для придания кладке большей прочности ее можно вести с облицовкой наружной стороны кирпичом по многорядной системе с перевязкой через 4...6 рядов.

Камень и раствор всегда располагают вне траншеи, часто каменщик находится в самой траншее, а подсобник, находясь на бровке, подает в зону работ необходимые материалы.

Бутобетонная кладка отличается тем, что камни утапливают в уложенную бетонную смесь горизонтальными рядами с последующим вибрированием (рис. 7.8, б). Кладку ведут в распор со стенками траншеи или опалубкой. Бетонную смесь укладывают слоями по 20 см, камни утапливают на половину их высоты с зазорами между ними в 4...6 см. Максимальный размер камней не должен превышать 1/3 толщины возводимой конструкции. Кладку вибрируют при подвижности бетонной смеси 5...7 см или уплотняют трамбовками при подвижности смеси в пределах 8... 12 см. Эта кладка прочна, менее трудоемка, чем бутовая, но она требует большего расхода древесины для устройства опалубки и очень значительного расхода цемента, так как объем камня от общего объема кладки составляет немного более 50%.

7.6. Возведение каменных конструкций в экстремальных условиях.

7.6.1. Возведение каменных конструкций в зимних условиях.

Отрицательные температуры оказывают сильное влияние на физико-механические процессы, происходящие в свежевыложенной каменной кладке. Твердение раствора в кладке прекращается из-за перехода воды раствора в лед, а реакция гидратации цемента, начавшаяся с укладкой раствора, по мере снижения температуры раствора затухает и приостанавливается. Раствор при замерзании превращается в прочную механическую смесь цемента (извести), песка и льда. Вода, переходя в лед, увеличивается в объеме, что приводит к увеличению объема раствора, в результате чего он разрыхляется, нарушаются связи между его частицами, прочность резко снижается. На поверхности камней образуется ледяная пленка, а это дополнительно снижает прочность сцепления раствора с камнем. В итоге при раннем замерзании кладки конечная прочность ее в возрасте 28 дн. оказывается значительно ниже прочности нормально твердевшей кладки.

В известковом растворе при замораживании процесс твердения также прекращается, но в отличие от цементного раствора после оттаивания процесс гидратации не возобновляется. Для выполнения каменной кладки в зимних условиях используют способ замораживания. Его отличительные особенности заключаются в следующем:

Ø при положительной температуре после оттаивания кладка будет дальше набирать свою прочность, если раствор к моменту замерзания набрал кртипическую прочность, которая составляет обычно более 20% марочной прочности;

Ø способ замораживания не применим для внецентренно сжатых конструкций со значительным эксцентриситетом и конструкций, подвергаемых вибрации, а также в бутовой кладке, в стенах из бутобетона, в сводах;

Ø используют только цементные и сложные растворы, так как известковые и известково-глиняные не сохраняют способности к твердению после оттаивания;

Ø транспортные средства, в которых доставляют раствор на строительную площадку, обязательно утепляют, к месту работ подают порцию раствора только на 20...30 мин работы и при температуре раствора не ниже +20°С;

Ø обязателен журнал контроля за выполнением кирпичной кладки и за ее размораживанием, так как из-за неодинаковой плотности раствора при оттаивании возможны неравномерные осадки.

На практике применяют следующие способы кладки в зимних условиях.

Чистый способ замораживания, при котором кладку осуществляют на подогретых составляющих раствора. Воду нагревают в бойлерах или регистрами до 80...90°С, песок отогревают до положительной температуры, или разогревают до 60°С. Применяют цементные ли цементно-известковые растворы с минимальной температурой момент укладки не ниже +20°С при температуре окружающего воздуха 0°С. При понижении температуры окружающей среды на несколько градусов, на столько же градусов необходимо повысить температуру применяемого строительного раствора. Кладку ведут на кирпиче, очищенном от снега и наледи. Раствор замерзает, не набрав арочной прочности, но, приобретя уже критическую прочность, поэтому при положительной температуре набор прочности будет продолжаться, но марочной прочности кладка обычно не набирает. Для получения марочной прочности используют марку раствора превышающую на 1 или 2 класса проектную.

Кладку ведут на всю ширину стены одновременно. Желательно добиться, чтобы раствор замерз после укладки 5...6 последующих рядов кладки, что обеспечит лучшее его уплотнение и уменьшит осадку весной. Для повышения прочности кладки устраивают металлические связи в местах примыканий и пересечений, обычно на уровне перекрытия каждого этажа (рис. 7.14). Сборные элементы монтируют непосредственно после завершения кладки этажа, а плиты перекрытий - с обязательной анкеровкой в швах кладки наружной версты.

Рис. 7.14. Усиление кладки стальными связями в процессе работ:

а-в углах;

1 - вертикальные анкеры диаметром 10. .12 мм;

2 - горизонтальные связи диаметром 8... 10 мм;

Замораживание с применением противоморозных добавок. Цементные и смешанные растворы с противоморозными химическими добавками обеспечивают набор прочности при отрицательной температуре не менее 20% проектной, а при благоприятных погодных условиях за зимние месяцы раствор может приобрести до 70...80% марочной прочности. В результате применения растворов с противоморозными добавками прочность каменной кладки в зимних условиях оказывается не меньше, чем прочность аналогичной кладки, выполненной летом.

Растворы с добавками 3...6% хлористого натрия, кальция, аммония позволяют отодвинуть температуру замерзания раствора до -10°С. Для зданий с постоянным пребыванием людей эти растворы применять не разрешается, используют только поташ и 3...6%-ный раствор нитрита натрия.

Кирпич и камень при кладке на растворах с противоморозными добавками очищают от снега и наледи. При морозах до - 15°С кладку ведут на растворах с добавкой нитрита натрия (5... 10% от массы цемента). Удобоукладываемость таких растворов сохраняется на морозе в течение 1,5...3 ч. Растворы с нитритом натрия при температуре ниже - 15°С почти не набирают прочности, но при более высоких температурах растворы вновь «оживают» и их твердение продолжается.

При морозах до - 30°С в кладочные растворы вводят поташ (5... 10% от массы цемента) и замедлитель схватывания раствора сульфитно-дрожжевую бражку. Процесс схватывания раствора замедляется, но остается достаточно интенсивным и поэтому выработать раствор необходимо в течение 1 ч. Добавки поташа способны вызвать коррозию разрушение силикатов. Растворы с такими добавками не рекомендуется применять при возведении конструкций из силикатного кирпича.

Применение быстротвердеющих растворов состава 1: 3 на смеси глиноземистого цемента (30%) и портландцемента (70%). С учетом подогрева воды затворения раствор быстро набирает критическую прочность.

Электропрогрев кладки применяют при небольших объемах работ для наиболее загруженных простенков и столбов нижних этажей многоэтажных зданий (рис. 7.15). Кладку, подлежащую электропрогреву, выполняют только на цементном растворе. Марки раствора принимают в соответствии с проектом, но не менее 50. Осуществляют электропрогрев с помощью металлических прутьев диаметром 5 и 6 мм, которые укладывают в процессе кладки - в ряду через 15 см друг от друга с выпуском за обрез кладки и повторяют через 2...3 ряда кладки. При выпуске в 4...5 см имеется возможность подсоединить эти прутки к проводам с напряжением 127, 220 и 380 В. Прогрев идет за счет преобразования электрического тока в тепло­вую энергию при прохождении его через раствор между электродами. В процессе набора раствором прочности сила тока начинает падать, поэтому обычно прогрев прекращают при наборе только критической прочности.

В армированной кладке столбов роль электродов выполняют стальные сетки. Участки кладки между сетками или электродами, подключенными к разным фазам тока, являются сопротивлениями, а сами растворные швы с наличием жидкой фазы - проводниками электрического тока. В результате прохождения электрического тока растворные швы нагреваются до температуры 30...35°С, значительно ускоряется процесс твердения раствора. Электропрогрев кладки продолжают до набора раствором прочности не менее 20% марочной прочности.

Армирование кладки с расположением сеток через 1...4 ряда и прутков в сетке через 5...7 см, с заведением сеток в примыкания и сопряжения повышает прочность кладки после оттаивания в 2 раза.

Кладку в тепляках, изолированных от наружного воздуха объемах, в которых при помощи подогретого воздуха создается температура выше +10°С, выполняют редко, обычно для отдельных, изолированных участков кладки.

Отличительные особенности кирпичной кладки в зимних условиях:

Ø сокращают размер делянок, увеличивают число каменщиков, обеспечивают быстрое возведение кладки по высоте с обязательным и одновременным выполнением работ сразу на всей захватке;

Ø при многорядной системе перевязки вертикальные продольные швы перевязывают не реже чем через каждые 3 ряда;

Ø запас раствора на рабочем месте допускается только на 20...30 мин работы, ящик должен быть утеплен и оборудован подогревом;

Ø не разрешается укладывать в конструкцию намокший и обледеневший кирпич, его необходимо просушить;

Ø не допускается при перерывах в работе оставлять раствор на верхнем слое кладки.

Удорожание зимней кладки на обычном цементном растворе при способе замораживания составляет 8... 12%; на быстротвердеющих растворах - 10... 15%; при растворах с противоморозными добавками -12...20%; при применении электроподогрева - 15...20%; в тепляках -30% и более.

До начала оттаивания кладки весной принимают меры по разгрузке конструктивных элементов кладки или их усиления. Для разгрузки простенков в проемах враспор устанавливают стойки на клиньях, позволяющих регулировать их положение по мере осадки кладки (рис. 7.16, а). Иногда используют металлические стойки с домкратными опорами. Для уменьшения нагрузки от прогонов под их концы подводят стойки, опираемые также на деревянные клинья. Увеличение несущей способности и обеспечение устойчивости столбов обеспечивается установкой стальных обойм или инвентарных хомутов из металлических уголков, стянутых болтами (рис. 7.16, б, в). Участки внутренних свободно стоящих стен, высота которых более чем в 5 раз превышает их толщину, временно закрепляют двухсторонними подкосами (рис. 7.16, г); высокие простенки раскрепляют двухсторонними сжимами (рис. 7.16, д).

7.6.2. Возведение кладки в условиях сухого жаркого климата.

Особое внимание при выполнении каменной кладки в условиях сухого и жаркого климата уделяют сохранению подвижности раствора до его укладки в конструкцию. С этой целью предохраняют раствор от потерь влаги, расслаивания и разогрева солнечными лучами в процессе транспортирования раствора и самого процесса кладки.

Керамический кирпич перед укладкой в конструкцию необходимо обильно смачивать или погружать в воду на время, необходимое для оптимального увлажнения. При перерывах в каменной кладке нельзя оставлять слой раствора на свежевыложенной кладке, продолжение кладки после перерыва необходимо начинать с обильного смачивания поверхности кладки водой. Для защиты кладки от преждевременного испарения влаги из раствора выложенную часть конструкции накрывают влагоемкими материалами, периодически увлажняют, при возможности дополнительно устраивают солнцезащитные покрытия.

7.7. Контроль качества каменной кладки.

При ведении каменной кладки необходимо следить за горизонтальностью и толщиной швов, вертикальностью плоскостей и правильностью углов. Правильность закладки угла проверяют угольником, вертикальность поверхностей отвесом, это делают не реже двух раз на каждый метр высоты кладки. Горизонтальность кладки проверяют уровнем и правилом. Проверку горизонтальности кладки производят также не реже двух раз на каждый метр высоты.

Толщину швов контролируют стальной линейкой или метром через 5...6 рядов кладки. Допустимые отклонения поверхностей и углов:

от вертикали на один этаж - 10 мм, на всю высоту здания - не более 30 мм;

от горизонтали на 10 м длины кладки - не более 15 мм. Кроме этого проверяют качество заполнения швов, толщину швов, правильность кладки и величину опирания на кладку железобетонных элементов. Для зимней кладки ведут журнал работ котором фиксируют температуру воздуха и раствора в момент его укладки, температуру кладки при искусственном прогреве, состояние кладки в период оттаивания.

Перед началом кирпичной кладки на границе делянок, отводимых отдельным звеньям каменщиков, и на углах стен устанавливают рейки-порядовки, разбитые на деления по рядам кладки. Для создания соблюдения прямолинейности и толщины рядов кладки применяют натянутый шнур-причалку, вертикальное направление кладки проверяют отвесом.

Должны быть четко разграничены обязанности между каменщиком и подсобным. Подсобник раскладывает кирпич на стене и расстилает раствор. Для кладки наружного ряда кирпич раскладывают поближе к внутреннему ряду, для кладки внутреннего ряда - на наружном или ближе к нему. В зависимости от применяемых растворов, используемых пластификаторов, подвижности раствора принимают решение о способе укладки кирпича - вприсык (впустошовку) или в прижим.

Желательно четкое распределение обязанностей в комплексной монтажной бригаде, возводящей кирпичный дом: укладка кирпича, блоков на растворе - каменщики; монтаж сборных конструкций - монтажники; устройство подмостей или лесов - плотники или монтажники; доставка материалов на рабочее место - транспортные рабочие.

 Для осуществления контроля качества и производительности рабочих используют основные нормативные данные: расход кирпича на 1 м³ кладки около 400 шт., раствора 0,24 м³; затраты труда на 1м³ кладки от 0,77 до 2 чел/дн; средняя выработка на одного рабочего в смену 0,8... 1,1 м³. Фактическая производительность на одного рабочего в смену: рабочий «одиночка» - 300...500 шт. кирпича или 0,7... 1,2 м³ кладки;

рабочий в звене «двойка» - около 1000 шт. кирпича или 2,5 м³; в звене «пятерка» - 1700...2000 шт. кирпича или 4,2...5,0 м³.

7.8. Охрана труда при каменных работах.

При производстве каменной кладки должны быть обеспечены сле­дующие мероприятия по охране труда:

Ø наличие ограждений оконных проемов и проемов дверей балконов и лоджий; проемы в стенах ограждают на высоте 1 м, отверстия в перекрытиях также ограждают (рис. 7.20, б), или закрывают;

Ø в зданиях шириной до 12 м подмости необходимо устраивать по всей площади производства работ. В лестничных клетках работу производить с инвентарных площадок, устраиваемых на внутренних стенах лестничных клеток;

Ø с каждого уровня производить кладку можно на высоту 1,1... 1,2 м, каждый ярус стены нужно выкладывать так, чтобы уровень стены после перемещения рабочего настила был на 2...3 ряда кирпичей выше нового положения настила;

7 Воспитание в контексте микрофакторов социализации - лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию.

Ø защитные инвентарные козырьки шириной 1,5 м устраивать по всему периметру здания с наклоном в сторону стены (рис.7.20, а). Первый ряд козырьков располагают на уровне 6 м от земли, второй - через 6...7 м с обязательным переносом через каждые два этажа выложенной кладки;

Ø навесы над входами в здание должны быть в плане не менее 2 х 2 м; подача всех штучных материалов должна быть обеспечена в контейнерах или в футлярах, а раствора - только в раздаточных бункерах;

Ø кладку можно выполнять с земли, междуэтажных перекрытий, подмостей и лесов. Разрешается работа на стене в три кирпича и более, при надежном закреплении рабочего за неподвижные части здания;

Ø рабочие места систематически очищать от мусора и боя кирпича;

Ø леса и подмости должны удовлетворять соответствующим нагрузкам, обязательно устройство перил ограждения; землю под наружными лесами предварительно планируют и уплотняют.

Стойки лесов устанавливают на специальные башмаки, щиты крепят к поперечинам трубчатых лесов, а сами леса - к частям здания. Подъем на леса и подмости осуществляют по стремянкам с перилами и бортовыми досками.