Типы каменных материалов и растворов, правила кладки

Возведение конструкций из мелких камней называется каменной кладкой. Каменные конструкции выполняются из природных или искусственных камней. Природные каменные материалы используются из твердых пород камня (гранит, мрамор), мягких пород (туф, ракушечник), а также из бутового камня (известняка, песчаника), булыжного камня.

Наиболее широкое применение из искусственных каменных материалов получили: кирпич глиняный полнотелый, пористый, пустотелый, лицевой и силикатный; пустотелые и поризованные керамические камни и мелкие бетонные и керамические блоки.

В зависимости от вида применяемого камня различают следующие кладки: кирпичную сплошную и облегченную, мелкоблочную из керамических и бетонных камней, тесовую (из природных камней, придающим правильную форму), бутовую – из природных камней неправильной формы, бутобетонную из бетонной смеси и втапливаемых в нее камней.

Масса камня, удобного для кладки и применяемого в строительстве составляет 4…5 кг.

Для повышения прочности кладки и придания ей монолитности камни скрепляют между собой раствором, способствующим распределению усилий между камнями и предохраняющим кладку от продувания и проникновения влаги. Зазоры между смежными камнями, заполненные раствором, называются швами, а грани камней – постелью, ложком и тычком (рисунок 1). Установлена средняя толщина горизонтальных швов 12 мм, вертикальных 10 мм.

а б

в

г

а – грани кирпича; б – швы; в – ряды; г – кирпичи; 1 – тычок; 2 – ложок; 3 – постель; 4, 5 – вертикальные швы: поперечный, продольный; 6 – горизонтальный шов; 7, 8 – наружная и внутренняя версты; 9 – забутки; 10 – растворная постель; 11, 12 – ряды тычковый и ложковый; 13, 14, 15, 16 – кирпичи: целый, трехчетвертка, половинка, четверка соответственно.

Рисунок 1 – Элементы кладки

Ряд кладки, выложенный наружу ложками, является ложковым, а тычками – тычковый. Наружный и внутренний ряды называются соответственно наружной и внутренней верстами, а заполнение между ними – забуткой.

Для кладки используют целые кирпичи, трехчетвертки, половинки и четвертки («собачки»).

Разрезка представляет собой способ расположения камней в кладке. Действующим на кладку силам сопро­тивляется главным образом сам камень, так как раствор в кладке менее прочен, чем связанные им камни. Камни хорошо сопротивляются только сжимающим усилиям. Чтобы использовать что свойство, необходимо камни в кладке располагать и соответствии с правилами раз­резки.

Первое правило разрезки. Передача вертикальной на­грузки в кладке oт одного камня другому должна проис­ходить не в отдельных точках, а по всей поверхности (пос­тели) соприкасающихся слоев кладки, которые должны быть горизонтальны и одновременно перпендикулярны силам, действующим на кладку.

Кладка стен и столбов обычно воспринимает верти­кальную нагрузку. В этом случае она разрезается гори­зонтальными плоскостями. Швы в этом случае заполне­ны раствором. Отступление от этого правила допускается при условии, что сдвигающие усилия, возникающие в ре­зультате действия наклонных к постели сил, полностью гасятся силой трения камней. Это имеет место при на­клоне постели к горизонту около 15° (рисунок 2, а). В арках и сводах, где направление усилия изменяется по касательной к кривой давления, плоскости первой системы разрезки кладки располагают с соблюдением этого

	а – возведение на кладку наклонной силы; б – членение рядов кладки на камни; в – кладка с перевязкой вертикальных швов Рисунок 2 – Правила резки каменной кладки

условия.

Второе правило разрезки. Камни или кирпичи в клад­ке должны быть расположены таким образом, чтобы ис­ключалась возможность сдвига или скола под влиянием действующих на кладку сил. При этом боковые грани соприкасающихся камней должны быть перпендикуляр­ны постели и наружной поверхности кладки (рисунок 2, б).

Эти же положения справедливы и для вертикальных плоскостей, перпендикулярных плоскостям второй систе­мы разрезки и параллельных плоскости третьей системы перевязки.

Приведенные три системы разрезки кладки определяют форму камней в кладке в виде прямоугольных парал­лелепипедов.

По плоскостям первой системы разрезки швы назы­вают горизонтальными, по плоскостям второй системы — вертикальными поперечными и по плоскостям третьей системы — вертикальными продольными.

Третье правило разрезки. Плоскости вертикальной разрезки каждого ряда кладки должны быть сдвинуты относительно плоскостей смежных с ним рядов, т. е. под каждым вертикальным швом данного ряда кладки нуж­но располагать не швы, а камни (рисунок 2, в). Такая перевязка швов устраняет опасность расслоения кладки па отдельные столбики, что может привести к разруше­нию кладки под давлением.

Использование в кладках прочных растворов на цементном вяжущем позволяет несколько отступить от это­го правила. В настоящее время допускается не перевя­зывать вертикальные продольные швы в пяти смежных рядах или вертикальные поперечные швы в трех смеж­ных рядах кладки.

Строительные растворы, применяемые для каменной кладки, подразделяются по виду вяжущих, по роду заполнителей и маркам растворов. По виду вяжущих растворы бывают: простые – цементные, известковые и сложные цементно-известковые, цементно-глиняные. По роду заполнителей растворы делят на тяжелые (холодные) с плотностью более 1500 кг/м³, приготовленные на плотных заполнителях (природном песке), и легкие с плотностью менее 1500 кг/м³, приготовленные на легких заполнителях (шлаковом, пемзовом песке и др.). Марки растворов по прочности на сжатие (кг/см²) принимаются: для обычных условий – 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200; в зимних условиях применяют растворы следующих марок по морозостойкости: 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200 и 300.

В зависимости от степени заполнения швов раствором различают кладки впустошовку и под расшивку (рисунок 3). Первый вид применяют, если в последующем необходимо оштукатурить поверхность, для чего швы на глубину 10…15 мм не заполняют раствором, что обеспечивает качественное сцепление наносимой штукатурки с каменной кладкой. При втором виде кладки швы заполняют раствором полностью, придавая им различную форму.

а – заглубленная; б – в подрезку; в – выкружной; г – треугольная двухсрезная; д – выпуклая; е – односрезная; 1 – кирпич; 2 – раствор

Рисунок 3 – Расшивка швов кирпичной кладки:

Виды кладок и системы перевязки швов.

Размеры столбов и толщину стен при сплошной кирпичной кладке назначают кратными половине или целому кирпичу (или камню). Поэтому стены могут быть толщиной в ½ кирпича (из одних ложков), 1, 1 ½, 2, 2 ½, 3 кирпича и т.д. С учетом толщины горизонтальных швов в 1м высоты кладки из кирпича толщиной 65 мм укладывается 13 рядов. С учетом толщины вертикальных продольных швов между кирпичами, равной в среднем 10 мм, толщина стен будет составлять соответственно: 120, 250, 380, 510, 640 и 770 мм.

Система перевязки – это порядок укладки кирпичей (камней) в кладке относительно друг друга в соответствии с правилами разрезки.

Основные системы перевязки кирпичной кладки стен – однорядная, или цепная; многорядная, трехрядная.

При однорядной перевязке ложковые и тычковые ряды в кладке чередуются и, следовательно, все вертикальные поперечные и продольные швы каждого ряда перекрываются кирпичами или камнями следующего ряда (рисунок 4, а). Поперечные швы в смежных рядах сдвинуты относительно друг друга на ¼ кирпича, а продольные – на ½ кирпича.

а – однорядная (при кладке толщиной в 2 кирпича); б – многорядная (при кладке толщиной в 2 кирпича); в – трехрядная (столбы в 2 кирпича)

Рисунок 4 – Системы перевязки швов кладки

Многорядную систему перевязки выполняют чередованием 6 рядов кирпича – тычкового и пяти ложковых (рисунок 4, б). При такой кладке вертикальные поперечные швы во всех рядах, кроме тычкового и смежных с ним ложковых, перекрывают на ½ кирпича. Вертикальные продольные швы в пяти смежных рядах по вертикали не перекрывают. Перекрывают их только на 6-ом ряду тычковыми верстовыми или забуточными кирпичами. Такую кладку называют пятирядной (американской системой перевязки), имеющую наиболее широкое распространение, поскольку при этой системе укладывается большое количество целых (не колотых) кирпичей, что повышает производительность труда.

Трехрядная система перевязки является разновидностью многорядной кладки. Выполняют ее чередованием трех рядов ложковых и тычкового, допуская в трех смежных рядах совпадение вертикальных швов, перевязываемых кирпичами 4-го ряда (рисунок 4, в).

Армирование кадки.С целью повышения несущей способности каменных конструкций кладку армируют путем укладки металли­ческих сеток в горизонтальные швы. При этом толщина швов должна быть не менее чем на 4 мм больше суммы диаметров пе­ресекающейся арматуры.

Для армирования кирпичной кладки, как правило, используют сварные или вязаные сетки с прямоугольным или зигзагообраз­ным расположением проволок (рисунок 5, а). В сетках с прямо­угольным расположением проволок диаметр их не должен пре­вышать 4 мм, так как проволоки накладывают друг на друга и увеличение диаметра их приведет к увеличению толщины шва, что вызовет снижение несущей способности кладки. При зигзагообразном расположении проволок диаметр их должен быть неболее 8 мм. Расстояние между проволоками в сетках устанавли­вают в проекте, но, как правило, оно находится в пределах 30...120 мм. По высоте столбов и простенков сетки укладывают в соответствии с растягивающими усилиями в кладке, но не реже чем через 5 рядов кладки. Сетки с прямоугольным расположением проволок устанавливают по одной, а сетки с зигзагообразным расположением – с тем же интервалом, но попарно в двух смеж­ных рядах сперпендикулярным расположением проволок (рисунок 5, б). Для облегчения контроля укладки сеток их раз­мещают таким образом, чтобы концы отдельных проволок высту­пали на 2...3 мм на одну из внутренних поверхностей выложенной конструкции.

При возведении конструкций, воспринимающих растягиваю­щие усилия от изгиба, внецентренного сжатия, динамическое воз­действие, используют продольное армирование. Диаметр и число стержней устанавливают расчетом. Соединяют стержни сваркой, внахлестку без сварки или спомощью вязальной проволоки.

Нормокомплект для производства каменных работ.

Каждая рабочая операция при возведении каменной кладки осуществляется специальными инструментами, основные из которых: кельма, растворная лопата, расшивка, молоток-кирочка.

	а – прямоугольными сварными или вязаными; б – зигзагообразными Рисунок 5 – Армирование кирпичной кладки металлическими сетками

Эффективное и качественное выполнение работ по возведению каменной кладки возможно только при наличии у каменщиков спе­циального инструмента. Его можно разделить на два типа: произ­водственный, которым рабочие осуществляют необходимые опера­ции, и контрольно-измерительный, с помощью которого проверяют качество кладки.

К основному производственному инструменту относятся кельма, молоток-кирочка, ковш-лопата, расшивка (рисунок 6).

	а – кельма; б – лопата растворная; в, г – расшивка для швов выпуклых и вогнутых; д – молоток-кирочка   Рисунок 8 – Основной производительный инструмент каменщика

Кельмой разравнивают раствор, заполняют им вертикальные швы и подрезают лишний раствор с лицевой поверхности кладки. Обычно используют комбинированную кельму, ребром которой производят скалывание кирпича.

Молоток-кирочку применяют при массовой колке и теске кир­пича.

Ковш-лопата предназначена для подачи раствора из ящика, расстилания его на стене.

Расшивка служит для отделки швов на поверхности кладки. Они бывают вогнутыми и выпуклыми и придают раствору шва со­ответственно выпуклую и вогнутую форму.

К контрольно-измерительному инструменту и приспособлениям относятся порядовки, шнур-причалка, правило, уровень, отвес, угольник, складной метр металлический, рулетка измерительная металлическая (рисунок 7).

Порядовки применяют для разметки рядов кладки по высоте. Они представляют собой металлические уголки или деревянные рей­ки, на которые через каждые 77 мм (высота кирпича плюс толщи­на шва) нанесены деления. Устанавливают порядовки на углах стен и в местах пересечения их с перпендикулярно расположенны­ми стенами по нивелиру и отвесу. Прикрепляют их к стенам ско­бами и винтами с рукоятками.

Правило представляет собой брусок сечением 30×80 мм, длиной 1,5-2 м или дюралюминиевую рейку специального профиля длиной 1-2 м, используется для контроля прямолинейности рядов и ровности поверхности кладки.

	а – схема установки порядовки; б – отвес; в – рулетка; г – складной метр; д – угольник; е – строительный уровень; ж – дюралюминиевое правило; 1 – порядовка; 2 – шнур – причалка; 3 – скобы для крепления порядовки; 4 – ползунок; 5 – ампула уровня Рисунок 7 – Контрольно – измерительный инструмент и приспособления

Строительный уровень применяют для проверки горизонтальности и вертикальности кладки, корпус, которого состоит из алюминиевого сплава, на котором укреплены две стеклянные трубки – ампулы, наполненные незамерзающей жидкостью, так, что в них остается небольшой воздушный пузырек. Смещение пузырька вправо или влево от середины показывает негоризонтальность или невертикальность поверхности.

Шнур-причалка – крученый шнур t = 3 мм, который натягивают при кладке верст между порядовками и маяками, пользуются как ориентиром для обеспечения прямолинейности и горизонтальности рядов кладки, а также одинаковой толщины горизонтальных швов.

Отвесы служат для проверки вертикальности стен, простенков, столбов и углов кладки. Отвесами массой 200-400 г проверяют кладку по ярусам и в пределах высоты этажа, 600-1000 г – наружных углов здания в пределах высоты нескольких этажей.

Угольник (деревянный или металлический) служит для про­верки правильности кладки углов стен и столбов.

Деревянный угольник 500×700 мм применяют для проверки прямоугольности закладываемых углов.

Производительность труда каменщиков измеряется в зависимости от высоты кладки и достигает наибольшей величины при кладке на высоте около 0,6 м от основания пола. С целью обеспечения наибольшей производительности труда каменщиков кладку по высоте разбивают на ярусы (1,1-1,2 м), а каждый ярус выкладывают с перекрытия или с инвентарных лесов и подмостей.

Подмости представляют собой рабочие площадки в виде настила шириной 2,5 м на инвентарных опорах, позволяющие перемещаться по фронту работ и размещать на них необходимые материалы, приспособления и инструменты и измерять высоту рабочего места для кладки 2-3 ярусов стен. Используют подмости различных типов: шарнирно-панельные, инвентарно-блочные, площадки-подмости, универсальные пакетные, рычажные с гидроприводом (рисунок 8, 9).

	а – для кладки 2-го яруса; б – для кладки 3-го яруса; 1 – опоры в нижнем положении; 2 – рабочий настил; 3, 4 – стропы для подъема подмостей на другой ярус; 5 – прямоугольные опоры в вертикальном положении   Рисунок 8 – Универсальные пакетные подмости

а – нижнее положение (кладка 2-го яруса);б – верхнее положение (кладка 3-го яруса); 1 – опора; 2 – настил; 3 – ограждение

Рисунок 9 – Шарнирно – панельные подмости

При кладке стен высотой более 5 м устанавливают леса, представляющие собой систему стоечных опор, на которых закрепляют переставные рабочие площадки. Наиболее широкое распространение получили трубчатые безболтовые леса из стоек и ригелей, закрепляемых крюками за патрубки (рисунок 10).

	а – безболтовые трубчатые; б – струнные (подвесные); 1 – подкладка; 2 – башмаки; 3 – стойки; 4 – ригели; 5 – патрубок; 6 – крюк; 7 – ограждение; 8 – рабочий настил; 9 – подвески (струны); 10 – проушины для прогонов под настил; 11 – перила; 12 – прогоны; 13 – болтовые соединения

Рисунок 12 – Леса для каменной кладки