Кирпичная кладка с воздушными прослойками при использовании металлической арматуры и кирпича для связи между слоями
Когда важна экономия кирпича, наружные стены малоэтажных зданий выполняют несколько облегченными. Для этого применяется колодцевая кирпичная кладка с тонкими (0,5 кирпича) вертикальными продольными и поперечными стенами. Колодцы, или иными словами, пустоты в стенах заполняют керамзитом, шлаком, кирпичным боем или любыми другим неорганическим утеплителем. Для возведения стен таким способом требуется в 1,5-2 раза меньше кирпича, но, прочность такой стены, соответственно, снижается. Ее желательно применять для стен, которые не будут испытывать существенной нагрузки.
Начало кирпичной кладки
Кирпичную кладку начинают после возведения фундамента и цоколя. Нередко цокольный слой представляет собой первый слой кирпичной кладки. Не стоит также забывать о гидроизоляции, которая представляет собой водонепроницаемую прослойку между цоколем и кирпичной кладкой. Ее, как правило, выполняют с помощью рубероида или слоя цементного раствора (1:2) толщиной 2 см. Выступающий цоколь целесообразно защищать, например, с помощью декоративного слива из оцинкованной стали.
Начало кирпичной кладки наружных стен при
выступающем и западающем цоколе
Достижение максимальной прочности стен возможно при осуществлении их перевязки. Для этого целесообразно применять не только целый кирпич, а также и его части. Армирование кирпичной кладки также будет способствовать усилению ее прочности. Следует учесть, что возможная штукатурка приведет к увеличению нагрузки на стены, поэтому в этом случае важно производить их перевязку в продольном и поперечном направлениях.
Расшивка швов, хотя и несет определенную эстетическую нагрузку, но в то же время требует перевязки лицевого ряда кирпичей не реже чем через 5 рядов. Кирпичную кладку всегда начинают с наружной стороны. Вначале в предполагаемых углах выкладываются маяки, затем между ними протягивается шнур-причалка, который позволяет осуществлять выравнивание в процессе кладки. В процессе кладки для окон и дверей оставляются проемы с необходимыми размерами.
Виды каменной кладки: каменные материалы; раствор для каменной кладки; правила разрезки кладки
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;
- 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.
- 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.
Правила разрезки каменной кладки:
о - 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.
Бетонные работы
Технологическая схема бетонного завода цикличного действия
Уплотнение бетонной смеси внутренним вибратором
Бетоноотделочная машина
Бетонные работы, работы при возведении монолитных бетонных и железобетонных конструкций и сооружений из цементного бетона. (Б. р. при производстве сборного железобетона см. в ст. Железобетонные конструкции и изделия).Б. р. включают следующие основные процессы: приготовление бетонной смеси, доставку её на строительную площадку, подачу, распределение и уплотнение смеси в форме (опалубке), "уход" за твердеющим бетоном, контроль качества Б. р. В СССР к 1975 объём Б. р., выполняемых при возведении промышленных и гражданских зданий и сооружений из монолитного бетона и железобетона, достигнет примерно 150—160 млн. м3 в год. На крупных гидротехнических сооружениях объём укладываемого бетона составляет 5 — 7 млн. м3.
Приготовление бетонной смеси обычно осуществляют на бетонных заводах либо в передвижных бетоносмесительных установках. Применяют также инвентарные (сборно-разборные) заводы, оборудование которых может размещаться в укрупнённых блоках, транспортируемых на ж.-д. платформах или автоприцепах. Производительность бетонных заводов и установок, выпускаемых в СССР, от 5 до 240 м3/ч. В состав бетонных заводов входят устройства для приёма компонентов бетона из транспортных средств, склады цемента и заполнителей, устройства для подачи материалов со складов в расходные бункеры, расходные бункеры, дозировочное и смесительное отделения. По характеру технологического процесса различают бетонные заводы цикличного действия (рис. 1), на которых приготовление и выдача бетонной смеси ведутся последовательно отдельными порциями, соответствующими ёмкостям бетоносмесителей, и заводы непрерывного действия, когда основные технологические операции производятся одновременно и готовая смесь поступает непрерывным потоком. Основные технологические процессы на бетонных заводах — дозирование, смешение компонентов бетонной смеси и транспортно-складские операции — автоматизированы. Материалы с автоматизированных складов цемента и заполнителей подаются по сигналам датчиков уровня материала в соответствующем расходном бункере. Автоматические дозаторы по заданной рецептуре отвешивают необходимые порции каждого компонента (на заводах цикличного действия) или выдают поток материалов заданной производительности (на заводах непрерывного действия). Компоненты перемешиваются в бетоносмесителях. Управление всеми технологическими процессами осуществляется оператором дистанционно с центрального пульта. Существуют также заводы-автоматы, приготовляющие бетонную смесь после опускания (шофёром бетоновоза) в программно-считывающее устройство перфокарты или жетона, содержащих код требуемого состава и количества смеси.
Доставка бетонной смеси к строительному объекту производится, как правило, автотранспортом. Помимо автомобилей-самосвалов, применяют специально оборудованные для перевозки бетонной смеси бетоновозы; для дальних расстояний — автобетоносмесители, загружаемые на бетонном заводе сухими составляющими смеси и перемешивающие их с водой в пути либо по прибытии на стройку. В автобетоносмесителях можно транспортировать и готовую бетонную смесь. Если разгрузка бетонной смеси из кузова автомобиля непосредственно в опалубку невозможна, то смесь разгружают в бадьи, которые затем перемещаются к месту бетонирования кранами (автомобильными, гусеничными, башенными и др.).
Подача бетонной смеси осуществляется ленточными транспортёрами, бетононасосами, бетоноподъёмниками, пневмонагнетателями, виброжелобами. Подача и распределение бетонной смеси при бетонировании фундаментов под строительные конструкции и оборудование промышленных зданий осуществляются также самоходными бетоноукладчиками,оборудованными поворотными ленточными транспортёрами. При строительстве дорог распределение бетонной смеси по ширине бетонируемой полосы производится преимущественно бетоноукладчиками, передвигающимися по рельс-формам. Перспективны безрельсовые бетоноукладчики со скользящими формами и автоматическим выдерживанием отметок бетонируемой полосы.
Уплотнение бетонной смеси — важнейший процесс Б. р., обеспечивающий плотное заполнение смесью всех промежутков между стержнями арматуры и между арматурой и опалубкой с целью достижения требуемой прочности, водонепроницаемости и морозостойкости бетона. Основной способ уплотнения — вибрирование бетонной смеси — принудительное воздействие на смесь колебательных импульсов большой частоты, при котором она приобретает подвижность (текучесть) и уплотняется под действием собственного веса. Вибрирование позволяет применять т. н. жёсткие и малоподвижные бетонные смеси, экономить цемент и получать бетоны высокой прочности. В зависимости от вида бетонируемой конструкции применяют внутренние (погружаемые в бетонную смесь, рис. 2), поверхностные (уплотняющие смесь сверху) и иногда наружные (прикрепляемые к опалубке) вибраторы. На крупных объектах гидротехнического строительства используют пакеты мощных вибраторов, перемещаемые механизированным способом. При необходимости поверхность уплотнённого бетона может заглаживаться бетоноотделочными машинами (рис. 3).
"Уход" за бетоном состоит в создании необходимого для твердения уплотнённой бетонной смеси температурно-влажностного режима и в защите бетона от сотрясений, ударов и т.п. Эффективные методы "ухода" за бетоном — укрытие его поверхности защитной полимерной плёнкой или нанесение водно-битумной эмульсии, лака этиноль и др. составов, препятствующих испарению влаги. Горизонтальные поверхности после укладки бетона можно также покрывать песком или опилками при периодическом их увлажнении.
Б. р. при возведении тонкостенных конструкций (например, резервуаров, оболочек и т.п.) иногда выполняют методом набрызга бетонной смеси сжатым воздухом, применяемым также для исправления дефектов бетонирования, при усилении и восстановлении бетонных и железобетонных конструкций (см. Торкретирование). В ряде случаев повышение прочности бетона и ускорение процесса его твердения в начальном периоде достигаются вакуумированием, т. е. отсосом из бетонной смеси избыточной воды и воздуха после укладки и уплотнения смеси в опалубке. Для этого забетонированную поверхность закрывают щитами с вакуум-полостями, покрытыми фильтрующим материалом. В результате разрежения, создаваемого в вакуум-полости вакуум-насосом, щиты прижимаются к поверхности бетона, из бетона в полость отсасывается вода, а частицы цемента задерживаются фильтром.
Специальный метод ведения Б. р., т.н. раздельное бетонирование, заключается в нагнетании цементно-песчаного раствора в заранее уложенный в опалубку щебень (гравий) через установленные в нём трубы или специальные инжекторы. Этот метод целесообразен при бетонировании густоармированных конструкций, в труднодоступных местах. Для возведения подводной части доков, шлюзов, опор мостов, глубоких фундаментов и др. сооружений без водоотлива применяют подводное бетонирование. Основные методы его — метод вертикально перемещающейся трубы (ВПТ), состоящий в том, что бетонная смесь подаётся под воду по трубе (диаметр 200—300 мм), нижняя оконечность которой, во избежание размывания смеси водой, погружена в укладываемую массу бетона, и метод "восходящего раствора", представляющий собой разновидность раздельного бетонирования.
Контроль качества Б. р. включает изготовление бетонных образцов на месте работ, хранение их в условиях, близких к производственным, и испытание образцов на прочность. При специальных требованиях к бетону образцы испытывают на водонепроницаемость, морозостойкость и пр. Для контроля плотности и прочности бетона применяют "неразрушающие" методы испытаний — склерометрические, ультразвуковые и радиоизотопные. Помимо этого, проводят регулярную проверку соответствия техническим условиям качества составляющих бетон материалов, точности дозирования, подготовки конструкций к бетонированию, правильности ухода за бетоном, сроков снятия опалубки и т.д.
В СССР, в отличие от зарубежных стран, Б. р. широко ведутся не только в летних, но также и в зимних условиях. Методы зимнего бетонирования подразделяются на т. н. безобогревные (методы "термоса" и "термоса с противоморозными добавками"), применяемые преимущественно при бетонировании массивных конструкций, и методы с искусственным прогревом (электропрогрев, паропрогрев), используемые при возведении тонкостенных конструкций. Возможно также сочетание указанных методов. При методе "термоса" твердение бетона, приготовленного из подогретых материалов, происходит после укладки бетонной смеси в обычную или утеплённую опалубку за счёт тепла, выделяемого цементом при твердении. Требуемой прочности бетон достигает прежде, чем он охладится до 0°С. Для ускорения твердения и увеличения срока остывания бетона часто перед укладкой бетонную смесь дополнительно разогревают до 50—70°С, пропуская через неё электрический ток. Противоморозные добавки (хлористый кальций, поваренная соль, поташ, нитрит натрия и др.), снижая температуру замерзания бетона, позволяют в определённых условиях укладывать смесь и обеспечивать твердение бетона без последующего обогрева при температуре воздуха ниже 0°С. При искусственном прогреве до температуры 40—90 °С ускоряются твердение бетона и достижение им требуемой прочности. При паровом прогреве бетона пар подаётся в окружающее бетон пространство или в каналы в опалубке. Электропрогрев может осуществляться пропусканием электрического тока через тело твердеющего бетона, для чего на поверхности или внутри бетона устанавливают специальные металлические электроды. Наряду с этим используются различные электронагреватели, в частности вмонтированные в опалубку, а также индукционные нагреватели, вызывающие нагрев стальной опалубки и арматурного каркаса.
В отдельных случаях Б. р. ведут в местных отапливаемых тепляках: переставных (секционных), катучих (по горизонтали) или скользящих (по вертикали).
Лит.: Совалов И. Г., Бетонные работы, 2 изд., М., 1952; Непорожний П. С., Возведение крупных бетонных и железобетонных гидротехнических сооружений, К., 1958; Миронов С. А., Теория и методы зимнего бетонирования, 2 изд., М., 1956; СНиП, ч. 3, разд. В, гл. 1 и 2. Бетонные и железобетонные конструкции монолитные. Правила производства и приёмки работ, М., 1967; Скрамтаев Б. Г., Лещинский М. Ю., Испытание прочности бетона в образцах, изделиях и сооружениях, М., 1964.