1.2. Растворы
Каменная кладка состоит из камней, соединенных раствором. Раствор для кладки - это правильно подобранная смесь вяжущего, мелкого заполнителя, воды и специальных добавок (в необходимых случаях) с последующим твердением после укладки в дело.
Классификация растворов показана на рис.7.
Назначение раствора в кладке:
- служить постелью для камней кладки, чтобы создавать более равномерное распределение давления в кладке;
- осуществлять связь между камнями;
- уменьшать продуваемость и влагопроницаемость кладки.
Рис.7. Классификация строительных растворов
Для получения ровного шва в кладке с оптимальной толщиной 8 – 12 мм раствор должен обладать подвижностью и водоудерживающей способностью.
Предельная крупность песка в кладке 2,5 мм (для бутовой кладки 5 мм).
Прочность раствора характеризуется его маркой.
Марка раствора - это предел прочности кубика в кгс/см2 со стороной 7 см из раствора без трамбования с пористым основанием (сухой кирпич) через 28 суток.
Однако кубиковая прочность не отражает истинной прочности раствора в кладке (в шве), а служит лишь некоторой условной характеристикой прочности раствора. Нормами установлены следующие марки растворов: 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200.
По плотности растворы подразделяются на:
- тяжелые > 1500 кг/м3 на кварцевых песках;
- легкие < 1500 кг/м3 на песках из пористых материалов.
По виду вяжущего растворы бывают:
- цементные;
- известковые;
- смешанные.
Наиболее прочные растворы цементные, но они и наиболее жесткие. Для повышения пластичности растворов в них вводят пластифицирующие добавки (глину или известь). Пластификаторы других видов следует применять в соответствии со специальными указаниями.
Вяжущие делятся на воздушные и гидравлические:
- воздушные вяжущие способны твердеть и сохранять свою прочность только на воздухе (воздушная известь, гипсовые вяжущие);
- гидравлические вяжущие способны твердеть и на воздухе и в воде (цемент, гидравлическая известь).
Цементные растворы, широко применяемые как в сухих так и во влажных условиях, приготавливаются на портландцементе. Для подземных кладок при агрессивных грунтовых водах применяют растворы на пуццолановых цементах.
1.3. Арматура
Для армирования каменных конструкций следует применять:
- для сетчатого армирования арматуру классов А240 (А-I) и В500 (Вр-I);
- для продольной и поперечной арматуры, анкеров и связей арматуру классов А240 (А-I), А300 (А-II), В500 (Вр-I).
1.4. Каменные кладки
При возведении каменных конструкций применяются следующие виды кладок:
А. Кладки из камней правильной формы:
- сплошная кладка из кирпича и камней;
- сплошная кладка из крупных блоков;
- облегченные кладки из кирпича и камней.
Б. Кладки из камней неправильной формы:
- бутовые;
- бутобетоны.
Главное требование, предъявляемое к кладке, - это ее прочность на сжатие.
Но установление марки кладки по пределу прочности на сжатие носило бы слишком условный характер, поскольку такая марка не смогла бы характеризовать такие показатели, как прочность кладки при растяжении, срезе, изгибе. Как показывают исследования, кладки одинаковой прочности на сжатие отличаются друг от друга прочностью при растяжении, срезе и другими показателями, зависящими, главным образом, от различных конструктивных факторов. Поэтому в действующих нормах нет марки кладки.
Для расчетов каменных конструкций пользуются расчетными сопротивлениями кладки при сжатии, растяжении, изгибе и срезе, которые определяются в зависимости от марки камня и марки раствора.
Обеспечение оптимальной прочности кладки из камней правильной формы достигается следующими требованиями к перевязке кладки:
1) для кладки из полнотелого кирпича толщиной 65 мм- один тычковый ряд на шесть рядов кладки, из кирпича толщиной 88 мм и пустотелого толщиной 65 мм - один тычковый ряд на четыре ряда кладки, а для кладки из камней при высоте ряда до 200 мм -один тычковый ряд на три ряда кладки;
2) тычки могут располагаться как в отдельных тычковых рядах, так и чередоваться с ложками;
3) следует учесть, что уменьшение количества тычков против требуемого в два раза снижает прочность кладки на 25 %.
Наиболее часто в практике строительства применяются две системы перевязки: цепная (рис.8,а) и многорядная (рис.8,б)
Рис.8. Системы перевязки: а – цепная; б - многорядная
При цепной перевязке чередуются тычковые и ложковые ряды, а при многорядной перевязке один тычковый ряд чередуется через пять ложковых рядов.
Необходимо отметить, что прочность кладки на сжатие для всех систем перевязки практически одинакова.
Однако многорядная система перевязки имеет ряд преимуществ против цепной:
1. Так как ложковые ряды придают кладке прочность в продольном направлении, а тычковые - в поперечном, то многорядная перевязка придает кладке большую сопротивляемость в продольном направлении, а это весьма существенно для конструкций, имеющих значительную протяженность.
2. При многорядной перевязке вертикальные швы обладают большим сопротивлением образованию трещин, так как вертикальные швы перекрываются в 1/2 кирпича (рис. 8,б), а при цепной перевязке, только в 1/4 кирпича (рис. 8,а).
3. Многорядная система перевязки улучшает сопротивляемость кладки растяжению и срезу, поскольку здесь раствор горизонтального шва перекрыт в 1/2 кирпича, а в цепной системе перевязки - только на 1/4 кирпича.
4. Многорядная система перевязки создает внутренние вертикальные швы в кладке, что уменьшает ее теплопроводность по сравнению с цепной системой перевязки кладки: на рис. 8 видно, что «мостики» холода в кладке с многорядной перевязкой идут через 5 рядов кладки, а при цепной перевязке - через один.
5. Кладка с многорядной системой перевязки более технологична, производительна и менее трудоемка (на 15-20%), требует менее квалифицированных мастеров, так как эта система перевязки имеет больший объем забутки против цепной системы перевязки.
Эти преимущества и обеспечили кладке с многорядной системой перевязки больший объем каменных работ по сравнению с кладкой при цепной системе перевязки.