Технология каменной кладки

Инструменты и приспособления для контрольно-измерительных операций. Рулетку и стальной метр применяют при разметке проемов, примыканий и пересечений стен и других измерительных операциях. Шнуром-причалкой фиксируют горизонтальность и прямолинейность верхней грани и толщину верстовых рядов; причалку крепят к ползункам порядовок или причальным скобам и натягивают. Причальные скобы применяют при кладке внутренней версты. Острый конец скобы забивают в шов, а к тупому концу, опирающемуся на маячный кирпич, крепят причалку, намотав свободный конец на ручку скобы.

Гибкий водяной уровень представляет собой заполненную водой резиновую трубку длиной 4...5 м со стеклянными наконечниками на концах; его применяют при переносе вертикальных отметок. Строительным уровнем длиной 500 или 700 мм проверяют горизонтальность и вертикальность поверхностей кладки. Правилом — деревянной рейкой сечением 30x80 мм длиной 1,5...2 м или дюралюминиевой длиной 1,2 м — контролируют лицевую поверхность кладки. Угольник 500x700 мм служит для проверки примыканий.

Отвесом контролируют вертикальность углов и поверхностей конструкций.

Виды кладок и системы перевязки швов.

Кладку из кирпича выполняют сплошной или облегченной.

При сплошной кирпичной кладке поперечные размеры столбов и толщину стен назначают кратными половине или целому кирпичу (или камню). Поэтому стены могут быть толщиной в 1/2 кирпича (из одних ложков), 1, 11/2, 2, 21/2, 3 кирпича и т.д. Вертикальные швы в кладке должны быть толщиной 8...15 мм, а горизонтальные — толщиной 10...15 мм: 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. С учетом толщины горизонтальных швов в 1 м высоты кладки из кирпича толщиной 65 мм укладывается 13 рядов.

Правильность формы и стандартность кирпичей дают возможность устанавливать определенный порядок их расположения в стене, простенках и столбах. Этот порядок различается расположением кирпичей в рядах и чередованием горизонтальных рядов, приводящим к определенной системе перевязки вертикальных швов. Наиболее распространенными системами перевязки являются: для стен и простенков — однорядная и многорядная, для столбов и простенков шириной до 1 м — трехрядная.

При однорядной (цепной) системе перевязки швов кладки каждый ложковый ряд чередуется с тычковым и, следовательно, все вертикальные поперечные и продольные швы каждого ряда перекрываются кирпичами или камнями следующего ряда. С фасадной стороны стены вертикальные поперечные швы тычкового ряда смещены на 1/4 кирпича относительно поперечных швов ложкового ряда и тем самым все кирпичи связаны между собой в единую цепь.

Многорядную систему перевязки выполняют чередованием шести рядов кирпича — тычкового и пяти ложковых . При такой кладке вертикальные поперечные швы во всех рядах, кроме тычкового и смежных с ним ложковых, перекрывают на кирпича. Вертикальные продольные швы в пяти смежных рядах по вертикали не перекрывают. Перекрывают их только на 6-м ряду тычковыми верстовыми или забуточными кирпичами. Первый ряд такой кладки укладывают тычками так же, как и при однорядной кладке, но с несколько иным расположением двухчетверочных и четверок кирпичей в углу кладки. Второй ряд укладывают ложковыми так же, как и при однорядной кладке, а с 3-го по 6-й ряды укладывают одними ложками вдоль стены. Последнее является преимуществом такой системы перевязки по отношению к однорядной, так как укладка кирпичей в забутку ложками проще и при такой перевязке меньше кирпичей приходится укладывать в верстовые ряды, а больше в забутку.

Достоинства многорядной кладки:

1. большая жесткость стены в продольном направлении, так как в ложковых рядах смежные поперечные швы смещены относительно друг друга на кирпича;

2. повышенная производительность труда каменщиков, так как они выполняют однотипные операции на высоте нескольких рядов, не меняя приемов кладки и системы перевязки швов (при двухрядной кладке каменщик меняет приемы укладки кирпича через ряд, чередуя ложковые и тычковые ряды);

3. меньшая трудоемкость вследствие укладки каменщиком низкой квалификации в забутку до 40% общего количества потребляемого кирпича — при двухрядной кладке в забутку укладывают около 25% кирпича;

4. повышенные теплоизоляционные свойства кладки, так как на высоте нескольких рядов вертикальные продольные швы не заполняются раствором, остаются пустыми и выполняют теплозащитные функции.

Трехрядная система перевязки (предложена Л.Н. Онищиком) допускает совпадение вертикальных продольных и поперечных швов в трех смежных рядах, перевязывая их четвертым рядом кладки. Несущая способность такой кладки составляет 97% однорядной кладки.

Облегченная кладка. В малоэтажном сельском строительстве распространены облегченные ограждающие конструкции, состоящие из двух параллельных стенок толщиной в полкирпича каждая, между которыми размещают теплоизоляцию в виде засыпки, легкого бетона, блоков-вкладышей, плитного утеплителя. Для связи стенок между собой применяют горизонтальные вутообразные армированные растворные и кирпичные диафрагмы, тычковые ряды, заходящие в термоизоляционный слой на полкирпича и кирпичные вертикальные стенки.

Армированная кладка. Для повышения несущей способности сильно нагруженных стен, столбов и узких простенков применяют поперечное и продольное армирование кладки, размещая арматуру в горизонтальных и вертикальных швах. При этом толщина швов в кладке должна превышать сумму диаметров пересекающейся арматуры на 4 мм, при соблюдении нормативной средней толщины шва. Поперечное армирование осуществляют сетками прямоугольной формы или типа «зигзаг» с диаметром стержней 3…8 мм, которые укладывают не реже чем через пять рядов кладки. Сетки «зигзаг» располагают в смежных рядах так, чтобы направление прутков в них было взаимно перпендикулярно. Отдельные (контрольные) концы стержней должны выступать на 2…3 мм. При продольном армировании стержни размещают в вертикальных швах или снаружи конструкции и связывают хомутами.

Декоративная кладка. В последнее время широкое распространение получили две разновидности декоративной кладки: вертикальные швы по высоте здания в наружной версте совпадают во всех рядах. С наружной стороны стены кладка состоит из чередующихся трех ложковых и одного тычкового рядов. Вертикальные и горизонтальные швы выполняют одинаковой толщины, придерживаясь одного профиля при расшивке швов. В декоративных целях применяют также сочетание силикатного и глиняного кирпичей.

Технология каменной кладки.

Каменная кладка слагается из следующих операций: установки порядовок и натягивания причалки; подготовки постели, подачи и разравнивания раствора; укладки камней на постель с образованием швов; проверки правильности кладки; расшивки швов (при кладке под расшивку).

Порядовки устанавливают в углах кладки, в местах пересечения стен и на прямых участках стен не реже чем через 12 м. Причалку натягивают между порядовками, во избежание ее провисания через каждые 4...5 м под нее укладывают на растворе маячные камни или деревянные бруски соответствующих размеров так, чтобы они выступали за плоскость стены на 2...3 см. Причалку сверху прижимают камнем, уложенным насухо на маяк. Причалка служит направляющей при укладке наружных и внутренних верст, причем на наружных верстках причалку устанавливают для каждого ряда кладки, а на внутренних — через 3, 4 ряда.

Подготовка постели заключается в очистке ее и раскладке на ней кирпича. Для кладки наружной версты кирпич раскладывают на внутренней половине стены, а для кладки внутренней версты — на наружной половине. Раствор на постель подают, как правило, ковшовыми лопатами, а разравнивают его с помощью кельмы. Кирпич укладывают тремя способами: вприсык, вприсык с подрезкой и вприжим.

Способ вприсык применяют главным образом при кладке стен впустошовку. Раствор расстилают грядкой толщиной 2...25 см не доходя до края стены на 2...3 см. Ширина слоя раствора для тычкового ряда 22...23 см, а для ложкового — 9...10 см. Способом вприсык кирпич укладывают без кельмы. Каменщик, держа кирпич в руке под углом к постели, двигает его к ранее уложенному кирпичу, захватывая часть раствора. Захватывать раствор начинают на расстоянии 6...7 см от ранее уложенного кирпича. Укладываемый кирпич осаживают нажимом руки. При установке кирпича на место вертикальный шов между ним и ранее уложенным камнем должен быть почти заполнен раствором. Кладку способом вприсык можно вести двумя руками, что повышает производительность труда.Способом вприсык с подрезкой ведут кладку при необходимости полного заполнения швов раствором с расшивкой. В этом случае раствор расстилают, отступая от края стены на 1 см. Кирпич укладывают так же, как и при укладке способом вприсык, а раствор, выжатый из шва на лицевую поверхность стены, подрезают кельмой.

При возведении стен и столбов, воспринимающих значительные нагрузки и требующих полного заполнения швов раствором, кладку ведут способом вприжим. Раствор на постели распределяют грядкой высотой 2,5...3 см, шириной 21...22 см под тычковый ряд и 8...9 см — под ложковый. При укладке кирпича каменщик срезает кельмой с постели часть раствора, наносит его на грань ранее уложенного кирпича и зажимает укладываемым кирпичом, постепенно поднимая кельму. Равномерное обжатие горизонтальной постели достигают осаживанием кирпича до уровня причального шнура. Выжатый раствор срезают кельмой. При этом горизонтальные и вертикальные швы полностью заполняются раствором.

Керамические пустотелые камни нельзя укладывать указанными способами, так как при этом не обеспечивается полное заполнение раствором поперечных вертикальных швов, что приводит к продуваемости таких стен. Керамические пустотелые камни в два раза выше обыкновенного кирпича (138 против 65 мм), поэтому при кладке способом вприсык каменщик не может захватить гранью камня такое количество раствора, которое необходимо для заполнения поперечного вертикального шва на всю высоту. При кладке способом вприжим, когда раствор для заполнения поперечного вертикального шва захватывают кельмой, каменщику так и не удается заполнить шов полностью. Кроме того, следует отметить, что при укладке керамических камней теми же способами, что и при укладке кирпича, каменщик быстро устает, так как керамический камень значительно тяжелее кирпича и держать его в одной руке трудно.

Керамические камни в тычковые ряды и в забутку каменщик укладывает двумя руками. Камни предварительно наверстывают на стену. Для наружной тычковой версты их наверстывают тычками вровень с внутренним обрезом стены непрерывным рядом с таким расчетом, чтобы поверхность камня, которая должна быть прижата к соседнему камню, была сверху. Затем подручный рабочий на весь ряд наверстанных камней расстилает раствор, а каменщик укладывает каждый камень, поворачивая его на 90° и прижимая к ранее уложенному камню.

Так же укладывают внутреннюю тычковую версту и забутку (ее укладывают тычками) с той лишь разницей, что камень в этом случае наверстывают со свесом над внутренним обрезом стены. Для наружной ложковой версты камни наверстывают ложками с внутренней части стены, а укладывают их, как и при кирпичной кладке, способом вприжим. Внутреннюю ложковую версту укладывают после укладки камня в забутку.

Физико-механические свойства кладки.

Прочность. Прочность кладки зависит от свойств кирпича или камня, из которого сложена кладка, раствора и качества кладки каменных конструкций. Предел прочности при сжатии, например кирпичной кладки, выполненной даже на весьма прочном растворе, при обычных методах возведения составляет не более 40...50% от предела прочности кирпича. Объясняется это главным образом тем, что поверхности кирпича и шва кладки не идеально плоские и плотность и толщина слоя раствора в горизонтальных швах не везде одинаковы. Вследствие этого давление в кладке неравномерно распределяется по поверхности кирпича и вызывает в нем кроме напряжений сжатия напряжения изгиба и среза. А так как каменные материалы обладают слабым сопротивлением изгибу, то они разрушаются в кладке раньше, чем сжимающие напряжения в них достигнут предела прочности при сжатии. Например, кирпич имеет в 4... 6 раз меньший предел прочности при изгибе, чем при сжатии.

Основные факторы, влияющие на прочность кладки.

Напряженное состояние кладки. Если постепенно увеличивать нагрузку на кладку до величины, превышающей предел прочности ее, то сначала в отдельных кирпичах появятся вертикальные трещины, преимущественно под вертикальными швами, там, где концентрируются напряжения растяжения и изгиба. При росте нагрузки трещины увеличатся, разделяя кладку на столбики. Окончательное разрушение кладки происходит из-за выпучивания этих столбиков в результате потери ими устойчивости. Напряженное состояние при осевом сжатии кладок из других каменных материалов аналогично напряженному состоянию кирпичной кладки.

Свойства раствора. Чем менее прочен раствор в кладке, тем он легче сжимается и, следовательно, тем больше возникают общие деформации кладки, а в каждом кирпиче - напряжения изгиба и среза. Поэтому, чтобы получить более прочную кладку, применяют соответственно раствор более высокой марки.

Однако повышение прочности (марки) раствора лишь незначительно увеличивает прочность кладки. Гораздо большее значение имеет пластичность раствора. Пластичные растворы лучше расстилаются по постели кирпича, обеспечивают более равномерную толщину и плотность шва, что повышает прочность кладки, так как способствует уменьшению напряжения изгиба и среза в отдельных кирпичах.

Размеры и форма каменных материалов. С увеличением высоты камня уменьшается количество горизонтальных швов в кладке и увеличивается пропорционально квадрату высоты камня сопротивление его изгибу. В связи с этим при одинаковой прочности камней более прочной оказывается та кладка, которая выполнена из камней большей высоты.

Чем правильнее форма камней, тем лучше и равномернее заполняются раствором швы в кладке, лучше передается нагрузка от камня к камню, лучше перевязывается кладка и выше становится ее прочность. На снижение прочности бутовой кладки, например, влияет главным образом то, что неправильная форма камней обеспечивает их соприкосновение лишь через отдельные участки, не создает хорошей перевязки кладки, значительную часть которой приходится заполнять раствором.

Качество швов кладки. Одно из основных условий повышения прочности кладки - тщательное ее выполнение. Равномерное заполнение и уплотнение швов, правильная перевязка обеспечивает высокую прочность кладки. Низкое качество кладки, применение растворов, не соответствующих нормам, могут явиться причиной разрушения кладки.

Чем толще шов, тем труднее достигнуть равномерной его плотности и тем в большей степени кирпич работает в кладке на изгиб и срез. При толстых швах увеличиваются деформации и снижается прочность кладки. Поэтому для каждого вида кладки установлена определенная толщина швов, увеличение которой снижает прочность конструкций.