Материалы, приспособления, инструменты

Для каменных и армокаменных конструкций применяются ка­менные материалы плотностью до 3000 кг/м³, водопоглощением до 30%, морозостойкостью не менее 15, теплопроводностью до 0,8 Вт/(м-К), прочностью от 0,4 до 100 МПа.

Природные камни, добываемые с помощью камнерезных ма­шин, чаше бывают размерами 490x240x188 и 390x190x188 мм. Для обеспечения перевязки выпиливаются камни размерами 0,5 и ³/₄ вышеуказанных размеров.

Размеры и характеристики основных искусственных керами­ческих каменных материалов приведены в табл. 7.1.

При выборе кирпича для кшенно-кладочных работ необходи­мо соблюдение следующих параметров: правильность размеров, формы граней и кромок; прочность не менее 7,5 МПа (М75); во-допоглощение из раствора в пределах 3,..5%; плотность и одно­родность, отсутствие включений, чистый и звонкий звук при ударе кирпичей друг о друга; слабая истираемость и хорошая колкость (откол в требуемом месте и возможность вытески).

В зависимости от качества обжига глиняный кирпич называют красным (нормального обжига); алым и полуалым (не обожжен­ный до нормальной кондиции); железняком и полужелезняком (передержанный при обжиге). Красный кирпич можно применять в любых видах конструкций; алый — там, где не требуется высо­кой прочности; железняк не может применяться там, где требует­ся теска кирпича, но пригоден для кладки в сырых местах, на­пример фундаментов.

При выборе огнеупорного и шамотного кирпича (отличающе­гося от обычного меньшими размерами) руководствуются стро­гим соблюдением размера.

Для кирпича, применяемого в качестве облицовки кладки, вы­шеуказанные требования должны быть повышены. Чаще всего для облицовки применяют обычный полнотелый глиняный и лице­вой кирпичи, силикатный и офактуренный.

ПО

Таблица 7.1 Основные параметры кирпича и мелкоблочных камней

Изделие	Размеры, мм	Прочность	Масса изделия, кг	Теплопровод­ность, Вт/(м-К)
Кирпич гли-
няный:
полнотелый	250x120x65	М75...М150	3,9	0,75
	250x120x88		4,7	0,75
пустотелый	250x120x65	M75...MI50	2,8	0,7
	250x120x88		3,2	0,7
поризован-	250x120x65	M100...MI50	2,3	0,35
ный с про-	250x120x88		3,2	0,35
емностью	250x120x138		3,6	0,3
42%
Кирпич	250x120x65	М75...М200	3,9	0,75
Силикатный
Камни кера-	250x120x138	М75...М15О	5,8	0,55
мические
пустотелые
Камни круп-	350x253x219	М50...М100		0,21
ноформатные	380x253x219			0,21
пор изова иные	398x253x219			0,21
с проемно-	510x260x219			0,2
стью 51 %

Лицевой — это обожженный глиняный кирпич, но имеющий привлекательный внешний вид и повышенную стойкость к ат­мосферным воздействиям, правильные размеры, без трещин и сколов граней и ребер кирпича (усенков).

Силикатный кирпич из известково-песчаной смеси является безобжиговым, поэтому почти всегда имеет четкую форму. Сохра­нившиеся до нашего времени памятники архитектуры на Ближ­нем Востоке, в Константинополе, Японии свидетельствуют, что при эксплуатации в сухих условиях этот материал является не толь­ко эстетичным и прочным, но и долговечным.

Офактуренный слоем глазури кирпич также хорошо зареко­мендовал себя в течение длительного времени. Его широко при­меняли арабы в VII— IX вв. После их ухода из Испании там оста­лось много памятников такого зодчества.

Сейчас кирпич, боковые грани которого офактурены под ке­рамическую плитку, вновь стал применяться в качестве каменно­го материала для наружной (фасадной) версты. Для основного массива кладки рекомендуется применять пустотелый глиняный

Ш

поризованный кирпич пустотностью до 42 % и крупноформатные поризованные керамические камни пустотностью до 51 %.

Выпускаются кирпич и камни марок М50, М75, М100, М125, М150, МПЗ, М200, М250, М300. Кирпичи с горизонтальным рас­положением пустот могут быть марок М25, М35, М50. Допускае­мые отклонения в размерах кирпича по длине ±(5...7) мм, по ширине +(4...5) мм, по высоте ±(3...4) мм.

Прочность каменных конструкций существенно зависит от проч­ности кладки:

где А — коэффициент, зависящий от прочности камня; Я_р — проч­ность раствора; R_K — прочность камня.

Даже если прочность раствора равна нулю, кладка имеет проч­ность 33 % максимальной прочности.

Каменную кладку ведут на строительном растворе. По виду вя­жущих компонентов растворы бывают: цементные, гипсовые, из­вестковые, глиняные и сложные (цементно-известковые, цемен-тно-глиняные). В качестве заполнителей в растворах используются природные (горные, речные) и легкие искусственные (керамзи­товые, шлаковые, пемзовые) пески. В первом случае раствор на­зывают тяжелым (или холодным), во втором — легким (или теп­лым). Применение легкого раствора улучшает теплотехнические характеристики каменных конструкций.

Прочность каменно-кладочных растворов характеризуется ре­зультатами испытаний растворных кубиков со стороной 7 см сро­ком изготовления 28 сут. Марки кладочного раствора — 10, 25, 50, 100. Марки М150 и М200 могут применятся после соответству­ющих согласований. В зависимости от адгезионной прочности сцеп­ления раствора с кирпичом кладка может быть отнесена к I, II или III категории.

Удобоукладываемость характеризуется погружением стандарт­ного конуса (измеряется в сантиметрах). Для кладки из сплошных камней подвижность раствора (ОК) должна быть 9... 13 см; для кладки из пустотелых камней — 7...8 см.

Водоудерживающая способность характеризуется способностью раствора препятствовать отделению воды. Для повышения этого параметра в состав цементных растворов вводят известь, глину или органические добавки.

Для того чтобы растворная смесь была однородной, она должна доставляться к рабочим местам в сухом виде или в передвижных автобетоносмесителях. На рабочем месте следует иметь специаль­ные приспособления для перемешивания раствора (электрифи­цированный инструмент). В строительных растворах в качестве вя­жущего используется главным образом цемент.

M

J

I

Рис. 7.9. Контрольно-измерительные и производственные инструменты

каменщика:

а — отвес; б — рулетка; в — шнуроотбойное приспособление; г — складной метр; д — угольник; е — правило; ж — метростат; з — уровень; и — кельма; к — лопата растворная; л — насадка-миксер; м — молоток-кироч ка; к — гильотина для рубки

кирпича; о — расшивки

Рис. 7.10. Проверка качества кладки при

помощи:

а, б — правила и уровня; в — отвеса; г — угольника

Древние строители для этих целей использовали гипс и из­весть. Так, по данным Уоллеса, 80 % раствора египетской Вели­кой пирамиды (Хеопса) составляет гипс.

В дальнейшем, в связи с быстрым застыванием гипса и возни­кающими затруднениями при укладке раствора, строители в ка­честве вяжущего материала стали применять известь, которая об­ладает хорошей удобоукладываемостью, водоудерживающей спо­собностью, прочностью. Однако по скорости набора прочности известь намного уступает цементу.

Гипсовые и известковые растворы применяют редко (при воз­ведении неответственных конструкций).

Глиняные растворы применяют при кладке печей. С использо­ванием цементных растворов ведут кладку особо прочных подзем­ных и надземных конструкций, а также конструкций, находящихся во влажной среде.

В остальных случаях рекомендуется использовать цементно-из­вестковые и цементно-глиняные растворы, обладающие достаточ­ной прочностью, удобоукладываемостью и водоудерживающей спо­собностью.

Повышение плотности швов кладки увеличивает ее прочность, а увеличение толщины швов — уменьшает.

Все операции по укладке кирпича выполняются вручную. По­пытки механизации этих работ пока не удались.

Для качественного выполнения кладочных операций каменщик должен иметь специальные инструменты и приспособления (рис. 7.9).

Правильность кладки проверяется не реже двух раз на 1 м ее высоты.

На рис. 7.10 показаны методы проверки углов, вертикальности и горизонтальности кладки в процессе работы.

В процессе каменной кладки ее высота увеличивается, что от­ражается на производительности труда каменщиков: кладку делят на ярусы высотой 1,1... 1,2 м и используют для работы средства подмащивания.

При возведении зданий с междуэтажными перекрытиями при­меняют подмости (рис. 7.11).

5500

/ 5300 \

Рис. 7.11. Подмости:

а, 6 — шарнирно-панелъные при кладке второго и третьего яруса; в — инвентар-но-блочные; г — площадки-подмости; д — универсальные панельные; е — ры­чажные, с гидроприводом; В, Н ~ верхнее и нижнее положения подмостей

А—А

550 2000

Рис. 7.12. Леса: а — стоечные безболтовьге; б — рамные с клиновыми соединениями

При кладке стен высотой более 5 м устанавливают леса (рис. 7.12).

Наиболее рациональны трубчатые безболтовые леса, а также леса с клиновыми соединениями.

Раствор устанавливается в растворных ящиках, кирпич подает­ся на поддонах или в упакованном виде с применением футляров или специальных захватов (рис. 7.13).

Рис. 7.13. Подъем кирпича с использованием:

а — захвата-футляра; 6 — зажимного захвата; в — установка на рабочем месте; 1 —

труба-распорка; 2 — серьга; 3 — тяга; 4 — рама каркаса; 5 — челюсть; 6 — рабочая

зона; 7 — зона расположения материалов

7.4. Организация рабочего места и труда каменщиков

Рабочим местом каменщика называется площадка у воздвигае­мой стены шириной не менее 2,5 м, на которой работают камен­щик и подсобник, располагаются материалы, инструменты и при­способления (см. рис. 7.13).

Протяженность рабочей зоны (фронт работ) для каменщика и подсобника можно определить, исходя из средней выработки в смену 2 м³ кладки на человека. При ширине стены в 2 кирпича (51 см) и высоте яруса 1,2 м сечение стены 0,51 -1,2 = 0,612 м². При объеме кладки 2-2 = 4 м³ протяженность рабочего места 4:0,612 = = 6,54 м. С учетом перевыполнения норм на одного рабочего дол­жно приходиться 3,5 ...4 м.

В зоне материалов устанавливаются поддоны с кирпичом и ящи­ки с раствором так, чтобы исключить непроизводительные дви­жения рабочих. Для этого кирпич должен быть установлен перед глухим участком стены или простенком, а раствор — перед про­емом. Количество материалов должно удовлетворять требованиям непрерывной работы в течение смены. Так, на каменщика и под­собника на рабочем месте должно приходиться 4 м³ кирпича (при обычном кирпиче 4-0,4 = 1,6 тыс. шт.) и 4-0,25 = 1 м³ раствора. При этом раствор должен подаваться частями, во избежание за­стывания.

Процесс кладочных работ включает в себя следующие техно­логические операции:

возведение углов; выполняет каменщик высокой квалифика­ции, поскольку эта операция является наиболее ответственной и требует тщательности выполнения;

установка порядовки или причальной скобы и шнура-прича!-ки (рис. 7.14);

раскладка кирпича; осуществляется на возводимой стене, воз­можно ближе к месту укладки: для тычковых рядов — перпенди­кулярно оси стены, для ложковых — параллельно;

подача и расстилание раствора на 5... 10 кирпичей. При боль­шей площади расстилания раствора имеет место обезвоживание и некачественное обжатие шва;

укладка кирпича; осуществляется способами: вприжим, впри-сык и вприсык с подрезкой (рис. 7.15). Способ вприжим применя­ется при возведении конструкций, воспринимающих значитель­ные нагрузки, а также при кладке стен облегченной конструкции.

Способ вприсык используют при кладке забутки и верстовой части стен «впустошовку». Способ вприсык с подрезкой отличается от предыдущего тем, что излишки выдавленного раствора среза­ются кельмой.

При кладке из керамических камней предварительно на их боко­вые поверхности наносят слой раствора. Затем камень поворачивают

Рис. 7,14. Установка шнура-при чалки с помощью:

а, 6, в — металлических порядовок; г — деревянной порядовки; д — скобы; е — гвоздей; 1 — порядовки; 2 — крюки-держатели; 3 — причалка; 4 — клин; 5 —

скоба; 6 — гвоздь

ШшШШШл

Рис. 7,15. Способы укладки кирпича:

а — расстилание раствора под ложковый и тычковый ряды; 6, в, г — укладка: соответственно вприсык, вприжим, вприсык с подрезкой

и устанавливают на место. Если этого не делать, то вертикальный шов не заполняется раствором.

В однорядной системе перевязки обычно используют поряд­ный способ кладки, при котором вышележащий ряд кладки рас­полагают после полной выкладки предыдущего.

При многорядной системе перевязки рекомендуется применять ступенчатый способ, по которому выкладывается несколько ря­дов наружной версты, а затем заполняются остальные.

Смешанный способ подразумевает выполнение 1... 10 рядов порядно, а затем использование ступенчатого способа.

Определяя состав звена, следует учитывать объем предстоящих работ и квалификацию каменщиков. Так, при кладке стен толщи­ной до 1,5 кирпича, столбов и перегородок часто назначают звено «двойку*. Каменщик ведет кладку наружной и внутренней вер­сты, подсобник подает раствор и кирпич. В свободное время оба ведут кладку забутки (рис. 7.16).

При толщине стены в 1,5 кирпича (38 см) и более следует на­значать звено «тройку», состоящее из каменщика и двух подсоб­ников. Каменщик выкладывает наружную и внутреннюю версты,

к- ?-х-.

Рис. 7.16. Распределение обязанностей в звене:

а — «двойка»; б — «тройка»; в — «пятерка»; 1, 4 — основные каменщики; 2 -~ подручные рабочие; 3 — каменщик-поде об ни к

первый подсобник подает раствор и кирпич, второй — выклады­вает забутку.

При толщине стены 2... 2,5 кирпича можно применять кладку «пятеркой» операционно-расчлененным методом. Обязанности в звене распределены следующим образом: два каменщика выкла­дывают наружную и внутреннюю версты, два подручных подают кирпич и раствор, третий подручный укладывает кирпич в за­бутку.

При организации поточно-конвейерного метода назначается звено «шестерка», состоящее из трех «двоек», двигающихся одно за другим через 2... 3 м и соответственно выкладывающих наруж­ную, внутреннюю версты и забутку.

7.5. Кладка отдельных конструктивных элементов здания

Кладку облегченных стен для малоэтажных зданий (рис. 7.17) можно выполнять по системе С. А. Власова или Н. С. Попова. Та­кая кладка состоит из двух наружных стенок в 0,5 кирпича, про­межуток между которыми заполняется сыпучим, плитным тепло­изоляционными материалами или легким бетоном.

Кладку с воздушной прослойкой толщиной 50 мм необходимо обязательно штукатурить со стороны воздушной прослойки (фа­садной стороны). Чтобы избежать оштукатуривания, шов можно заполнять плитным утеплителем.

Для возведения многоэтажных каменных зданий с повышен­ными теплотехническими характеристиками предложена система «Теплый дом», сущность которой рассматривается в гл. 12.

Способы перекрытия проемов и помещений за прошедшие тысячелетия многократно изменялись. Так, в период использова­ния камней большого размера применялись архитравные пере­крытия, затем стали перекрывать проемы надвижкой мелких кам­ней, установкой верхних камней в распор со стенами (рис. 7.18). Римляне обосновали и внедрили арочные перекрытия.

В настоящее время при ширине проемов до 2 м могут приме­няться рядовые, клинчатые или лучковые перемычки (рис. 7.19). При выкладке рядовых перемычек в проеме по опалубке уклады­вают слой раствора и располагают арматуру, воспринимающую растягивающее усилие от вышележащей кладки. Клинчатые и луч­ковые перемычки выкладывают из кирпича в результате образо­вания клинообразных швов толщиной внизу 5 мм, вверху до 25 мм. Кладку ведут «на ребро* по опалубке, устанавливаемой в проемы.

Самым простым в производстве является установка в проемах сборных перемычек. Но они портят фасад кладки, поэтому пред­почтительнее использовать керамобетонные перемычки (рис. 7.20), выполненные из керамического кожуха, заполненного бетоном класса В25 и армированного арматурой А-Ш диаметром 8, 10,

Рис. 7.17. Виды облегченных кладок:

о — колодцевая кладка; б — кирпично-бетон пая анкерная кладка; в — то же, армированная; г — кладка с воздушной прослойкой; д, е ~ кладка с плитным утеплителем внутри и снаружи; / — диафрагма; 2— утеплитель; 3 — легкий бетон; 4 — тычковые кирпичи; 5 — воздушная прослойка; 6 — плитный утеплитель

Рис. 7.18. Развитие способов перекрытия проемов в камен­ных стенах (Древний Египет)

12 мм в зависимости от длины перемычки. Такая перемычка хоро­шо сочетается с кирпичной кладкой, просто и быстро устанавли­вается.

Арки и своды выкладываются как перемычки, по опалубке, кирпичом на «ребро» с уширенным вверху швом и замковым кир­пичом (рис. 7.21). В зависимости от высоты арки могут быть поло­гими, полуциркульными и стрельчатыми. Ширина пролета до 4 м. Кладка арок выполняется от пят к замку, вперевязку или отдель­ными кольцами.

Для армирования кладки в ответственных местах (рис. 7.22) применяют прямоугольные или зигзагообразные сетки. Диаметр арматуры сеток 3... 8 мм. Арматура укладывается не реже, чем че­рез 5 рядов так, чтобы между арматурой и кирпичом оставался защитный растворный слой толщиной не менее 2 мм.

При возведении фахверковых стен можно использовать дере­вянные, стальные или железобетонные каркасы (рис. 7.23). При­менение прочных пород дерева позволило некоторым фахверко­вым постройкам в Западной Европе сохраниться с XIV — XV вв. до нашего времени, но из-за трудоемкой притески камня деревян­ные каркасы с подкосами были вытеснены прямоугольными. У нас в стране фахверковая кладка обычно выполняется с железобетон­ным каркасом и размещается между колоннами или выносится за каркас в виде самонесущих стен. Благодаря современным эффек­тивным утеплителям кладка может выполняться как лицевая тол-шиной в 0,5 кирпича (рис. 7.24).

Лицевая кладка из керамического или силикатного кирпича с расшивкой швов наиболее распространена для отделки фасада зда-

25 max

Рис. 7.19. Перемычки над

оконными проемами: о — рядовые; б— клинчатые; в — лучковые; г — сборные железобетонные; д — фраг­мент лучковой перемычки; е— разрез рядовой перемыч­ки; 1 — арматура; 2— опа­лубка; 3 — замковый кирпич

ний. Если основной массив стен выполняется из обычного кирпи­ча, то кладка ведется традиционным способом по многорядной системе перевязки с использованием для наружной версты лице­вого кирпича.

Если основной массив стен выполняется из кирпича и камней высотой 88 и 138 мм, то облицовка осуществляется по схеме, приведенной на рис. 7.24, 6, в.

Дымовые и вентиляционные каналы размещаются, как прави­ло, во внутренних стенах. Наиболее распространенные сечения каналов: вентиляционных — 0,5x0,5 кирпича (12x12 см); дымо­вых— 1x0,5 кирпича (25x12 см); каминных — 1x1 кирпич (25x25 см). Кладка каналов ведется из отборного красного кирпи­ча: выше чердачного перекрытия на цементно-известковом ра­створе, выше крыши на цементном.

Рис. 7.20. Установка сборных

элементов:

а — керамобетонных перемычек; б — плит перекрытия; в — лест­ничных маршей с полуплощадка­ми; 7—керамобетонная перемыч­ка; 2 — временная опора

Рис. 7.21. Кладка кирпичных арок:

а — общий вид; 6 — подтесывание кирпича; в — образование клиновидных швов; ] — шнур; 2 — шаблон-угольник; 3 — клинья

Рис. 7.22. Армирова­ние кладки сетками: а — прямоугольными; б— зигзагообразными

Рис. 7.23. Фахверковые стены с каркасом: а — деревянным; б — стальным; в — железобетонным

•э

Си

Рис. 7,24. Лицевая кладка:

а — фахверковых стен; б — стен из кирпича высотой 88 мм; в — то же, из камней высотой 138 мм; / — лицевой кирпич; 2 — кирпич высотой 88 мм; 3 — обыкно­венный кирпич; 4 — керамические камни высотой Е38 мм

При прохождении дымовых каналов вблизи деревянных конст­рукций устраиваются утолщения их стенок — разделки. Над кров­лей устраивается напуск — выдра.

По ходу кладки каналов и труб швы полностью заполняются раствором, а с внутренней стороны затираются влажной тряп­кой —- шабруются.

Бытовые печи и камины (рис. 7.25) выкладываются из отбор­ного глиняного кирпича на глиняном растворе. Промышленные печи и конструкции, работающие в условиях высоких темпера­тур, выкладываются из огнеупорного или шамотного кирпича с раствором из огнеупорной глины.

Кладка из естественного камня с креплением пиронами и ско­бами (рис. 7.26) применяется лишь при ремонте устоев мостов, подпорных стенок и прочих старинных сооружений.

Бутовую кладку применяют в сельской местности при возведе­нии фундаментов. Различают бутовую кладку «под лопатку», «под залив» и бутобетонную кладку (рис. 7.27).

Кладка «под лопатку» ведется по обычной технологии кирпич­ной кладки (с подгонкой камня, перевязкой рядов и др.). Разно­видностью этой кладки является кладка «под скобу» с подбором

Топливник

ж

Рис. 7.25. Типы печей и каминов;

а, б, в — печи: соответственно многооборотные, с одним восходящим и несколь­кими опускными каналами, бесканальные колпаковые; г — камин английский; д~и — камины, встроенные в стены жилых помещений: д — с металлической футеровкой; е, ж — с дымовым зубом; з — с зубом и вертикальным очистным каналом; и — камин шведской печи; / — портал; 2 — карнизная доска; 3 — задвиж­ка; 4 — чистка; 5 — тыльная стенка; 6 — площадка; 7 — под; 8 — уголок

У ^/* /

Рис. 7.26. Кладка из тесаного камня:

а — раскладка камней; б, е, г — варианты крепления камней скобами, пиропами, планками в виде «ласточкина хвоста»; } — клин; 2 — скоба; 3 — пирон;

4 — планка

камня по высоте с помощью специального шаблона. Для создания декоративной поверхности швы кладки могут расшиваться («цик­лопическая» кладка).

Кладка «под залив* ведется враспор со стенками траншеи или в опалубке из рваного бутового или булыжного камня без выклад­ки верстовых рядов, слоями высотой 20... 25 см. Промежутки меж-

Рис. 7.27. Кладка из бутового камня:

а — «под лопатку»; б — епод скобу» (шаблон-скоба); в — с расшивкой швов («циклопическая» кладка); г — «под залив»; д — бутобетонная кладка; / — версто­вые камни; 2 — раствор; 3 — щебень; 4 — уширекие

ду камнями «расщебениваются» мелким камнем и заливаются жидким раствором после укладки каждого слоя.

Бутобетонная кладка выполняется в такой последовательно­сти: укладывается слой бетонной смеси толщиной до 25 см, в него на глубину не менее половины высоты втапливаются камни раз­мером не более '/₃ ширины возводимой конструкции; укладыва­ется слой бетонной смеси и уплотняется вибрированием. Далее процесс кладки повторяется.