Лекція 6. Технологія спорудження кам’яних конструкцій

1. Призначення і види кам’яних кладок.

2. Елементи кам’яної кладки і правила її розрізки.

3. Розчини для кам’яної кладки.

4. Інструменти і пристрої для кам’яної кладки. Риштування і помости. Транспортування кам’яних стінових матеріалів, заготовок та розчину.

Виконання кам’яних робіт в зимових умовах. Контроль якості. Охорона праці.

Природний камінь вперше в історії людства був використаний у якості будівельного матеріалу. Так перші споруди з природного каменю були зведені ще у кам’яному віці. З часом у ході розвитку виробничих сил з’явився тесовий камінь, перший штучний камінь – цегла-сирець, пізніше випалена цегла. Зведення кам’яних споруд має багатовікову історію. З часом удосконалювались технологічні, конструктивні рішення, підвищувалась раціональність використання різних матеріалів і значно удосконалились кам’яні конструкції.

І. Кам’яні конструкції широко використовують при зведені промислових і цивільних будівель та інженерних споруд різного призначення.

До безумовних переваг кам матеріалів вогнетривкість, довговічність, міцність, опір атмосферним впливам, а також поширення їх у природі сприяють широкому використанню к к при зведені промислових та цивільних будівель, інженерних споруд різного призначення.

Проте вони мають і певні недоліки – масивність, велика теплопровідність і трудоємкість. Безпосередньо к кладка з цегли і дрібно штучних каменів важкий трудомісткий процес, який практично не механізований. Усі виробничі операції з укладання цегли в конструкцію муляр виконує вручну.

Кам’яна конструкція – це конструкція виконана з окремих каменів, що укладають у певному поєднанні на будівельному розчині, який зв’язує їх між собою утворюючи монолітну конструкцію. Процес укладання каменів на розчині наз. к муруванням, а вихідна продукція кам’яною кладкою. Кам констр використовують в основному для кладки стін і стовпів. Проте з к.к можуть бути улаштовані фундаменти, перегородки, арки, склепіння, димарі. Основні матеріали необхідні для кладки – це природні і штучні каменеподібні матеріали у вигляді цегли, каменів, дрібних і великих блоків, а також кладочні розчини, для зєднання каменів у моноліт, облицювальні і теплоізоляційні матеріали і вироби, арматура.

Застосовують камяні матеріали правильної і неправильної форми. До каменів правильної форми належать штучні вироби, які одержані технологічним переробленням вихідної мінеральної сировини (кераміка, силікатні та бетонні стінові вироби – цегла,штучні камені, дрібні і великі блоки, облицювальні елементи), а також природні камені з гірських порід, одержані з блоків природного каменю або безпосередньо з моноліту випилюванням з наступною чистовою обробкою (тесовий камінь, облицювальні вироби з мармуру, блоки з карбонатних порід, вапняку, пісковику, ракушняку, туфу, доломіту, гіпсу, граніту).

До каменів неправильної форми належать бутовий камінь – куски каменю грубої обробки розміром до 50 см. Бут може бути рваний і постелистий, булижний камінь. Кладку з природних каменів правильної форми наз. тесовою кладкою, а з каменів неправильної форми – бутовою кладкою. Бутобетонна кладка – це різновид бутової кладки. Кладку з штучних каменів виконують з дрібно штучних каменів і блоків та великих блоків правильної форми здобутих за випалювальною (керамічні) та без випалювальною технологією на основі в’яжучих речовин: силікатні, цементні, шлакові, зольні.

Основні вимоги до кам кл – міцність, довговічність, теплозахисні властивості. Основною хар-ю міцності каменю є його марка, що встановлюється по величині часового опору стиску і згину для цегли.

При зведенні будівель і споруд на даний час використовують такі види кладки, за різновидами каменів, технологічними ознаками і галуззю застосування кам’яних конструкцій.

1. Цегляна з рядової цегли застосов несівних і огороджувальних конструкцій стін, стовпів, перемичок, арок, склепінь, перегородок, фундаментів

з лицьової цегли – для кладки з одночасним облицюванням стін та інших елементів будівель;

з вогнетривкої цегли – для конструкцій, які працюють в умовах високих температур;

з кислотривкої – для футерування димовах труб; з цегли отриманої за технологією каменного лиття – для корозійно і зносостійкого облицювання, футерування.

2. Дрібно блокова з штучних і природних каменів і блоків правильної форми, маса яких (до 40 м) дає змогу укладати їх вручну в процесі зведення стін.

3. Великоблокова з крупних блоків, які укладають за допомогою монтажних засобів. Застосовують для зведення фундаментів і стін великоблокових будинків. Блоки виготовляють з цементних, силікатних, важких та легких бетонів, ніздрюватого, газо і пінобетону, вапняку, пісковику, вулканічного туфу. Великоблокову кладку виконують із застосуванням крупних блоків виготовлених у заводських умовах з цегли, керамічно

4. Бутова з каменів неправильної форми застосовують для зведення фундаментів, стін підвалів, підпірних конструкцій малих архітектурних форм.

5. Бутобетонна кладка – це різновид бутової кладки, в якій шари бутової кладки укладаються в шари бетонної суміші – застосовують для зведення фундаментів, стін підвалів, та інш заглиблених конструкцій споруд.

6. З природних каменів правильної форми тесова

7. Змішана (бутова з цегли) цегла з облицювальною плиткою.

8. Полегшена

За конструктивно-технологічними ознаками: суцільна, полегшена (багатошарова, деяку частину шарів виконано з теплоізоляційного матеріалу, - повітряного прошарку, матів, мінеральних засипок, легкого бетону) кладка з облицюванням (склад з конструктивного й облицювального шарів), армована (з поперечним, поздовжнім), комплексна (камяна з включенням монолітного залізобетону) комбінована.

ІІ. Будь-яку кладку виконують окремими рядами. Поперечиковий ряд, ложковий ряд. Камені викладені відносно фасаду будівлі утворюють зовнішні і внутрішні версти. Заповнення між верстами наз. забуткою може складатися з ложкових і поперечикових забутівних рядів. Нижня грань, що передає зусилля і верхня, що їх сприймає наз. постелями, простір між каменями заповнений розчином наз. швом (горизонтальний, вертикальний, поздовжній, поперечний). Товщина швів при кладці каменів правильної форми 10-15 мм - для горизонтального, 8-12 мм - для вертикального.

Під час виконання кладки найбільш поширена цегла звичайна 250х120х65, потовщена – 250х120х88. Камінь керамічний 250х120х138, 288х138х138. По міцності цегла має марки 75,100, 125, 150, 175, 200, 300

Несівна здатність камянної конструкції залежить від міцності каменів і розчину та щільності (монолітності) кладки. Для збереження міцності каменів у кладці повинні мати певну форму і їх слід розташувати при укладанні у визначеному порядку, тобто мають бути дотриманні певні правила розрізки кладки на окремі камені необхідно дотримуватись слідуючих правил розрізки:

1. Ряди каменів мають бути обмежені площинами перпендикулярними до діючих зусиль допускається нахил зусиль 15^о. положення каменю стійке, якщо зсувна сила не перевищує силу тертя покою.

2. Кладка має поділятися на окремі камені системою вертикальних площин (швів) одні з яких перпендикулярні до верстових рядів, а інші паралельні їм. Невиконання цього правила може призвести до розклинювання рядівабо сколювання частин каменів.

3. Додержання перевязки вертикальних швів, що викликає збіг у суміжних рядах кладки поперечних і поздовжніх швів.

Перев’язуванням наз. незбіжність швів у суміжних рядах. Порушення призводить, до того, що масив розрізується на окремі стовпчики, які не забезпечують перерозподіл зусиль в масиві і не здатні самостійно працювати внаслідок деформування з поздовжнім вигином.

Перевязування вертикальних швів виконують за визначеною системою перевязування швів – це певний порядок розміщення каменів у шарах кладки та чергування цих шарів. Залежно від того, через скільки рядів виконується перевязка швів розрізняють однорядні і багаторядні системи.

Однорядну (ланцюгову) застосовують при кладці з усіх видів цегли і дрібних каменів виконують чергуванням поперечикових і ложкових рядів з перевязуванням у кожному ряді всіх вертикальних швів поперечикових на ¼ каменя, ложкових на ½ каменя.

Багаторядна – це чергування кількох ложкових рядів з 1 поперечиковим при цьому поздовжні вертикальні шви залишаються наскрізними на всю висоту ложкових рядів, а поперечні вертикальні шви перевязують у кожному ряду. Залежно від того, через скільки рядів виконується перевязування всіх вертикальних швів, розрізняють пятирядну (має назву шестирядна) і трирядну кладки з цегли 65 мм завтовшки, а також 4рядну, 3рядну і 2рядну кладки з потовщеної цегли і каменів. У всіх випадках слід додержуватися того, щоб всі вертикальні були перев’язані не більш як через кожні 40 см.

ІІІ. Розчини для кам’яної кладки. Камяну кладку ведуть на розчині, яким вирівнюють постіль каменів і заповнюють вертикальні шви, зв’язуючи окремі камені між собою. затверділий у швах розчин передає зусилля від 1 каменю до іншого. При цьому зменшуються звукопровідність, продувність і волого провідність кладки, підвищується її несівна здатність і довговічність.

Найважливішою технологічною властивістю розчину є його легкоукладаємість – це властив розчину легко розстилятися тонким шаром на пористу основу і не розшаровуватися при зберіганні та перевезенні. Легкоукладаємість залежить від ступеня рухливості і водо утримування. Розчин повинен бути рухливим і з достатньою водо утримуючою здатністю від цього залежить його якість. Рухливість залежить від водовяжучого відношення і призначення для кожного виду кладки окремо, залежно від умов виробництва і від ступеня водопоглинання каменів, тобто від відсмоктувальної здатності поверхні на яку розстеляється розчин.

Рухливість визначається величиною занурення в розчин стандартного конуса. Більш рухливий розчин забезпечує вищу продуктивність праці муляра.

Водо утримуюча здатність властивість розчинної суміші утримувати воду при розстиланні на пористу основу, що потрібно для збереження рухливості розчину та запобіганню розшарування під час транспортування.

Для кам’яної кладки застосовують розчини таких марок:

- за міцністю на стик: 4, 10, 25, 75, 100, 150, 200, …

- за морозостійкістю: 10, 15, 25, 35, 50, для вологих умов експлуатац 100, 150, 200, 300.

Марку розчину за міцністю на стик і морозостійкістю призначають виходячи з потреб довговічності будівель і міцності кам’яних конструкцій, характеру та умов їхньої роботи, а також залежно від температури – вологого режиму твердіння.

За щільністю розчини поділяють на важкі (холодні) щільність у сухому стані 1500 кг/м³, легкі (теплі) – щільні < 1500 кг/м³. Легкі – на пористих пісках – пемзовий, перлітовий, шлаковий, керамзитовий. Легкі розчини застосовують для кладки з теплоізоляційних і ефективних кам’яних стінових матеріалів, що поліпшують теплотехнічні показники кладки. Важкі готують на природних, або штучних просіяних, подрібнених важких пісках щільних гірських порід, кварцових, річкових.

У кожному окремому випадку при проектуванні приймають марки розчинів виходячі з вимог міцності і довговічності характеру і умов роботи конструкцій. Склад розчину підбирають у лабораторії. Затрати в’яжучого залежать від марки розчину і не повинен перевищувати 500 кг на 1м³ сухої суміші розчину.

Склад і кількість розчину у значній мірі визначають міцністю, довговічністю, теплотехнічними показниками кладки. Розчин повинен бути однорідним по складу, а після твердіння повинен мати задану міцність і морозостійкість. Міцність розчину характеризується його маркою, яка означає часовий опір в кгс/см² при стиску через 28 с твердіння.