2.2.2. Стены

2.2.2.1. Кирпичные стены

Традиционным стеновым материалом является кирпич — ис­кусственный строительный камень, применяемый для ручной укладки.

Наибольшее распространение в отечественном строительстве получил глиняный обыкновенный (красный) кирпич. Такой кир-

₆₈ пич хорошо сопротивляется действию высоких температур, не-нлагоемок, и потому без ограничения применялся в стенах и столбах гражданских, общественных и промышленных зданий.

Силикатный кирпич отличается более правильными формами и точными размерами и тем самым имеет рад преимуществ при производстве кладки. Однако он более теплопроводен, хуже со­противляется действию высоких температур и влагоемок.

Растворы для кирпичных кладок составляются из инертных, нижущего и различных добавок. В качестве инертных применяют: обычный (кварцевый) песок, песок из тяжелых котельных шла­ков, песок из легких и гранулированных шлаков, пемзовый пе­сок и т. д. Чем меньше плотность, тем выше теплоизоляционные I нойства раствора и меньше теплопроводность выложенной на нем кладки.

По своей структуре кирпичные стены подразделяются на сплошные (однородные), сложенные из кирпича, и облегченные (неоднородные), сложенные из кирпича с заполнениями из дру-I их менее теплопроводных материалов или с воздушными про­слойками.

Дореволюционное жилищное строительство (до 1917 г.) отли­чалось возведением стен с массивными кирпичными стенами юлщиной 660—1480 мм. Излишнее утолщение стен вызывалось )гсутствием в то время теории расчета каменных конструкций. Голщина стен по этажам принималась применительно вырабо-I анным практическим правилам, согласно которым толщина стен гчаждых двух этажей сверху вниз, начиная с третьего этажа, уве­нчивалась на \С кирпича. Обрезы стен выполнялись внутрь зда-

^{1ия. Несущая способность при этом использовалась на 50—70%.*}

Наибольшее распространение в то время имели следующие разновидности сплошной кладки (рис. 2.8):

• цепная (ложковые и тычковые рады чередуются, вертикаль-1ые швы всех ложковых рядов совпадают);

• крестовая (вертикальные швы в ложковых рядах выклады-инотся в перевязку);

• голландская (тычковые ряды чередуются со смешанными, в мешанном ряду ложковые и тычковые кирпичи идут через >дин);

Предложенный позднее Л.И. Онищиком метод расчета кирпичных зданий с меткой конструктивной схемой позволил в значительной степени уменьшить ппщину стен.

312

1	1	1	1
1	1	1	1
1
	1	1	1

^{Рис. 2.8. Типы кирпичных кладок:}

а — цепная; б — крестовая; в — голландская; г — готи­ческая, д — английская, е — многорядная, ж — много­рядная без перевязки горизонтальных швов наружной

версты

• готическая (состоит из смешанных рядов, тычковые и лож-ковые кирпичи чередуются в каждом ряду);

• английская (на каждые два ложковых ряда приходится один тычковый, все ряды перевязаны в 1/4 кирпича).

Довоенное жилищное строительство отличалось возведением зданий как с массивными кирпичными стенами, так и с облег­ченными.

Сплошная кладка выполнялась двух типов перевязки швов: цепная, дающая в поперечном сечении перевязку всех швов выше­лежащими кирпичами, и американская, обеспечивающая пере­вязку швов только в одном ряду из шести; поэтому ее нередко называют шестирядной.

Облегченные стены. Существует зависимость между теплопро­водностью, собственным весом и механической прочностью. Чем больше собственный вес, а следовательно и плотность материала, тем ниже его термическое сопротивление, но зато обычно тем выше его прочность. Это приводит к тому, что в стенах верхних этажей имеются излишние запасы прочности, а в стенах нижних этажей — недостаток термического сопротивления, что вызывает излишнее утяжеление конструкций стен и фундаментов и потерю полезной площади помещений.

Там, где имелся резерв прочности, применялись так называе­мые облегченные стены из более легких и потому менее тепло­проводных материалов. Это позволяло уменьшить толщину стен настолько, чтобы прочность материала была максимально ис­пользована. Таким материалом являются виды кирпича, обладаю­щие существенно меньшей массой и меньшей теплопроводно­стью, чем обыкновенный глиняный или силикатный, например; 1) глиняно-трепельный, получаемый путем обжига глины с при­месью трепела; 2) пористый, при изготовлении которого к глине добавляется угольная пыль или древесные опилки, выгорающие при обжиге; 3) безобжиговые — шлаковый и зольный, произво­димые из гранулированных шлаков и из сланцевой золы.

Перечисленные разновидности кирпича имеют те же размеры и форму, что и обыкновенный глиняный кирпич, и изготовляются следующих марок: соответственно «35», «50», «75», «100»; таким образом в среднем они менее прочные, чем обыкновенный глиня­ный кирпич.

Конструктивно кладка из облегченного кирпича ничем не от­личается от кладки из обыкновенного кирпича, но минимальная толщина стен была уменьшена на 1/2 кирпича, так как термиче­ское сопротивление их выше на 30—50% (в зависимости от вида кирпича). Кладка из этих сортов кирпича велась исключительно на легких растворах марок «8» и «15» и применялась только для малоэтажных (2—3 этажа) зданий или верхних этажей много­этажных зданий. Применение таких кирпичей не допускалось для стен помещений с повышенной влажностью (бани, прачеч­ные), а также для кладки дымоходов, боровов, печей и т.д.

Значительное уменьшение массы стены достигалось заменой части кирпичной кладки другими легкими и потому малотепло­проводными материалами.

Кладка с засыпками. Одна из наиболее старых конструкций стен такого типа была предложена в 90-х гг. XIX в. архитектором Герардом. Кладка системы Герарда состоит из двух стенок, тол­щиной в полкирпича каждая, выкладываемых на растворе марки не ниже «15», с промежутком между ними 18—33 см, заполняе­мым малотеплопроводным материалом: засыпкой из котельного шлака, золы, толченого угля и др. или шлако-опилочным бето­ном состава 1:10:6 (известковое тесто : шлак : опилки). Для райо­нов с Г= —30°С толщина стен принималась 51 см, для районов с / = —40"С — 56—64 см. Для устранения опасности отсыревания засыпки вследствие конденсата паров, проникающих изнутри по­мещений, внутренняя поверхность стен покрывалась плотной (цементной) штукатуркой, масляной краской и т. д. Для связи стенок их соединяли друг с другом выпуском тычков — через один ряд из каждой стенки. При оставлении между тычком и стеной зазора шириной 3—5 см опасность промерзания по линии тычков может, как показала практика, считаться исключенной. Соединение стенок металлическими скобами требует затрат зна­чительного количества металла, затрудняет работы, и потому применялось редко.

321

Засыпки дают со временем некоторую осадку, в результате че­го образуются пустоты, уменьшающие термическое сопротивле­ние стены. Для борьбы с этим в верхней части стен, в пределах чердака оставлялась щель, через которую периодически произво­дилось пополнение засыпки.

По сравнению со сплошной кирпичной стеной система Герарда более экономична по расходу материала. Однако она требовала применения лишь хорошего и целого кирпича, кроме того, кладка такой стены более трудоемка, чем кладка сплошной стены.

Указанные недостатки частично были устранены в кладке Н.С. Попова — Н.М. Орлянкина, в которой две невысокие стенки в четыре горизонтальных ложковых ряда перекрывались горизон­тальными диафрагмами из сплошной кладки кирпича толщиной в два ряда. Засыпка небольшой высоты практически не давала осадки, а кладка стены с горизонтальными диафрагмами отлича­лась простотой.

Стены с засыпкой применялись для наружных стен зданий высотой не более пяти этажей. Расстояние между поперечными стенами или колоннами каркаса не превышало 7,5 м. Такие сте­ны не устраивались в зданиях с повышенной влажностью возду­ха: прачечных, банях, кухнях, моечных.

Цоколь возводился из сплошной кладки с соответствующим утолщением. Простенки имели ширину не менее 51 см. Пере­мычки пролетом до 1,5 м устраивались рядовыми, раздельными под каждой стенкой. Засыпка поддерживалась антисептирован-ной (креозотированной) доской, уложенной над оконной короб­кой. Рядовые перемычки имели высоту не менее шести рядов и выкладывались на цементном растворе 1:4. Под нижний ряд кир­пичей укладывалось пачечное железо. Ненесущие перемычки пролетом более 1,5 м, а также все перемычки, несущие нагрузку от балок перекрытий (независимо от величины пролета), были железобетонными или из стальных прокатных балок.

Балки перекрытий опирались на обе стенки через деревянные или железобетонные подкладки. Для увеличения устойчивости несущих наружных стен иногда под балками междуэтажного пе­рекрытия предусматривали железобетонный пояс толщиной 6,5 см. Для того чтобы не опирать балки на стены, устраивали внутренние пилястры, по которым вдоль стены укладывали при­стенные прогоны, поддерживающие концы балок.

Кирпично-бетонная кладка и кладка с заполнением готовыми вкладышами — кладка Н.С. Попова. Кладка этой системы состоит, как и вышеописанные, из двух параллельных стенок толщиной в

326

У2 кирпича. Промежуток между ними заполняли легким бетоном

(примерный состав 1:2:24 — цемент : известковое тесто : шлак).

При плотности легкого бетона 1250 кг/м³ общая толщина стенки на теплом растворе принималась в районах с /=—20°С в 42 см, в районах с —30°С в 52 см, а в районах —40°С в 60 см.

При кладке толщиной менее 51 см для связи стенок с легким бетоном каждый четвертый — шестой ряд по высоте в шахмат­ном порядке перекрывался тычками.

При толщине кладки свыше 51 см связь осуществлялась сквоз­ным горизонтальным рядом кирпичной кладки, укладываемым по высоте через каждые три ложковых ряда боковых стенок.

Кладка Н.С. Попова применялась для наружных стен высотой до 15 м, т. е. для четырехэтажных зданий. Благодаря замене внут­ренней части кладки легким бетоном достигалась экономия от 20 до 40% кирпича без ухудшения теплотехнических свойств.

Устройство цоколя и карнизов принципиально не отличалось от устройства таковых при сплошных кирпичных стенах. Пере­мычки над проемами устраивались обычно рядовыми, кирпичными.

Достоинство кирпично-бетонных стен заключается в их высо­кой прочности. Это объясняется тем, что бетон воспринимает часть нагрузки, передаваемой на стену, и, кроме того, в ней хоро­шо обеспечена связь между лицевыми стенками. Поэтому кирпич-но-бетонные стены в зависимости от применяемых марок кирпича и класса бетона разрешалось возводить до шести этажей.

Недостатками таких стен являются: внесение в кирпичную стену во время кладки большого количества влаги и повышенная трудоемкость работ и затруднения при производстве работ в зим­нее время. Эти недостатки устранены в конструкции кирпичной стены с термовкладышами, разработанной В.П. Некрасовым (рис. 2.9). Эта стена отли­чается от кирпично-бетонной тем, что внут­реннее ее пространство вместо бетонной смеси заполнялось заранее изготовленными малотеплопроводными камнями (термовкла­дышами) . Для изготовления термовклады­шей применялись легкий бетон, пенобетон, пеносиликат и др.

Колодцевая кладка стен системы Л.А. Сер­ка и С.А. Власова (рис. 2.10, а, 6, в) состоит

_{из двух лицевых стенок толщиной по 0,5 Рис- 2-9- °блегченная}

_{' ' кладка}

кирпича, между которыми расположены по- _с термовкладышами: перечные в полкирпича стенки (диафрагмы), _}_ _{трп№ШЯЯ} которые обеспечивают связь между лицевы- 2-термовкладыш '

11
	• • ■	С с I-
1		1_ С
11
	в ■ " * ' *	С с 1—
	■ * * •	с
11

332

ми стенками и делят внутреннюю полость стены на ряд колодцев. Расстояние между диафрагмами назначалось от 530 до 1050 мм, т. е. от двух до четырех кирпичей. Колодцы заполняли легким бе­тоном или легкобетонными вкладышами. Стены выполняли тол­щиной от 1,5 до 2,5 кирпичей в зависимости от марки кирпича и класса бетона. Колодцевая кладка стен применялась при строите­льстве зданий высотой до пяти этажей. В зданиях до двух этажей включительно (а также в двух верхних этажах многоэтажных зда­ний) колодцы засыпались шлаком. Во избежание осадки засыпки через каждые пять рядов кирпича по высоте стены устраивали ар­мированные растворные диафрагмы толщиной 15 мм из раствора того же состава, что и для кладки (см. рис. 2.10, г).

Под балками перекрытий растворные диафрагмы утолщались по всей ширине стены до 40 мм и усиливались дополнительной арматурой.

В углах и местах примыкания внутренних стен к наружным их усиливали стальными связями. Связи диаметром 5—6 мм с крюками на концах укладывали в диафрагмы из раствора на уровнях перекрытий, подоконников и перемычек.

Все описанные конструкции облегченных стен в зависимости от результатов теплотехнического расчета выполняли толщиной 380—420 мм (в 1,5 кирпича), 510—580 мм (в два кирпича) или 640—700 мм (в 2,5 кирпича). Промежуточная толщина получа­лась за счет уширения вертикальных швов между тычковыми кирпичами поперечных стенок.

1-й ряд

_{/ 3}

2-й ряд

_а

_{б в г}

^{Рис. 2.10. Колодцевая кладка стены системы Л.А. Серка и С.А. Власова:}

а — ряды кладки; б — сечение по колодцу; в — сечение по поперечной стенке; г — сечение по колодцу при устройстве засыпки; /— кирпичи ложкового ряда; 2— кирпичи тычкового ряда;

3 — шлак; 4 — термовкладыш; 5 — растворная диафрагма

337

Стены с воздушной прослойкой (предложение Г.Ф. Кузнецо­ва) состоят из двух стенок с зазором между ними (рис. 2.11, а). Основная внутренняя стенка имеет толщину в 1 или 1,5 кирпича в зависимости от необходимой прочности и теплотехнических требований. Наружная стенка выкладывалась толщиной в 0,5 кирпича. Замкнутая воздушная прослойка толщиной 50 мм обла­дает термическим сопротивлением, равноценным сопротивлению кирпичной кладки толщиной в 0,5 кирпича. Поэтому наличие в кладке такой прослойки значительно экономило кирпич и рас­твор и позволяло уменьшить толщину, а также вес стены без ухудшения ее теплотехнических качеств.

Связь между внутренней и наружной стенками осуществля­лась тычковыми рядами кирпичей, располагаемых через каждые пять ложковых рядов, вследствие чего такие стены допускалось

_га*

_о

i

О-

₁

□ □□□1

□ □□□

□ □□□

₅₅₀

_в

^{Рис. 2.11. Стены с воздушной прослойкой:}

а — из полнотелого кирпича; б — из многодырчатого кирпича; в — с заполнением минераль ным войлоком; / — воздушная прослойка; 2 — наружная штукатурка; 3 — внутренняя штука турка; 4 — минеральный войлок на битумной связке; 5 — расшивка швов

341

применять в многоэтажном строительстве. Стены с воздушной прослойкой допускалось выкладывать как из полнотелого кирпи­ча, так и пустотелого и пористого. При применении кирпича высотой более 65 мм поперечная перевязка выполнялась через каждые четыре ряда (см. рис. 2.11, а).

Во избежание продувания наружной стенки поверхность ее оштукатуривалась. Если воздушная прослойка была заполнена неорганической засыпкой (шлак, минеральная вата и т. п.), то штукатурка не применялась, а швы тщательно расшивались.

Пример такого заполнения минеральным войлоком на битум­ной связке показан на рис. 2.11, в. Недостатком этой конструк­ции является ее повышенная трудоемкость.

Стены с плитным утеплителем состоят из несущей кладки толщиной в 1—2 кирпича и внутренней теплоизолирующей пли­ты (гипсовой, гипсошлаковой, гипсоопилочной, пенобетонной, фибролитовой) (рис. 2.12).

Плитный утеплитель может плотно прилегать к стене с креп­лением на растворе, однако рекомендовалось ставить его на от­носе, т. е. создавать между стеной и плитами воздушную про­слойку толщиной 20—40 мм, обеспечивающую дополнительное утепление (см. рис 2.12, б).

Плиты в пределах каждого этажа опираются на железобетон­ные перекрытия или на кирпичные выпуски стен с тем, чтобы осадка их не отличалась от осадки кирпичной кладки.

_{с= 90-120мм}

Рис. 2.12. Стены с плитным утеплителем и облицовкой панелями:

а — установка утеплителя на растворе; б — установка утеплителя на относе; 1 — цементный раствор; 2—утеплитель; 3 — затирка; 4— расшивка швов; 5—воздушная прослойка 20—40 мм

345

Установку плит производили на известково-гипсовом растворе но нанесенным на стену гипсовым маякам (рейкам). Маяки на­носили правильными рядами, и поверхность их делали строго вертикальной. Расстояние между маяками определяли таким образом, чтобы стыки плит приходились на маяках. Плиты уста­навливали рядами, выполняя перевязку швов и соединяя с кладкой специальными креплениями.

Преимущество стен с плитными утеплителями заключается в том, что при этом не выполняли внутреннюю штукатурку, огра­ничившись затиркой их поверхностей и швов.

Рациональной для жилых домов средней этажности является конструкция стен, утепленная облицовочными крупноразмерны­ми панелями. Указанные панели применялись только на меж­оконных участках. Установку панелей производили сразу после окончания кладки стен соответствующего этажа до устройства потолочного перекрытия и перегородок.

Панель крепили к стенам гвоздями, которые забивали в про­смоленные пробки.

Особого внимания заслуживают стены на теплых растворах со шлаковыми добавками, полученными от сжигания угля с повы­шенной зольностью (около 20%). Легкие (теплые) растворы, в которых вместо обычного песка применялся мелкий шлак, мало­подвижны, сильно деформируются при сжатии. Вследствие этого при одинаковой марке растворов прочность кладки на теплом растворе почти на 30% меньше прочности кладки на обычном растворе. Она также менее долговечна и стойка к влаге, особен­но к сильному замачиванию атмосферными осадками поверхно­сти стены с поврежденным штукатурным слоем, что приводит к значительному снижению прочностных качеств кладки.