Материалы для каменной кладки

Камень, применяемый в каменных конструкциях, представляет собой штучный строительный материал, допускающий возможность ручной кладки.

Искусственные каменные материалы подразделяют на кирпич керамический и силикатный полнотелый и пустотелый, керамические и силикатные камни пустотелые и камни бетонные стеновые (рис. 8).

Кирпич обычный имеет размеры 250⨯120⨯65 мм, модульный (утолщенный) – 250⨯120⨯88 мм. По прочности кирпич разделяют на марки 300, 250, 200, 175, 150, 125, 100 и 75. Масса кирпича равна 3–5 кг. Керамические и силикатные пустотелые камни изготовляют следующими размерами: обычные – 250⨯120⨯138 мм, укрупненные – 250⨯250⨯138 и модульные – 288⨯138⨯138. Толщина камня соответствует двум кирпичам, уложенным плашмя, с учетом толщины шва между ними. Поверхность граней у камней бывает гладкой и рифленой. Камни бетонные стеновые выпускают сплошными и пустотелыми. Их изготовляют из тяжелых, облегченных и легких бетонов с максимальными размерами 390⨯190⨯188 мм и массой до 35 кг.

Естественные каменные материалы подразделяют на камень бутовый и блоки из природного камня. Бутовый камень (бут) – куски камня неправильной формы размером не более 500 мм по наибольшему измерению. Бутовый камень может быть рваный (неправильной формы) и постелистый. Масса камней до 40 кг. Блоки из природного камня вырезают или выпиливают из известняка, ракушечника, туфа, песчаника и т. д. или получают путем распиливания блоков – заготовок. Блоки применяют для наружных и внутренних стен, а также для фундаментов и стен подвалов.

µ §

Рис. 7.1. Материалы для кирпичной кладки и кладки из камней правильной формы: а – кирпич керамический (обычный полнотелый и пустотелый модульный); б – камень керамический (обычный и модульный); в – камень бетонный (трехпустотный и со щелевидными пустотами); г – изменение скорости нарастания прочности цементных и сложных растворов, твердеющих при различных температурах; 1 – постель; 2 – ложок;3 – тычок

Кирпичи и камни правильной формы ограничены шестью гранями. Нижнюю и верхнюю называют постелями, две боковые большего размера – ложками, а две боковые меньшего размера – тычками.

Растворы, применяемые для устройства каменных конструкций, называют кладочными. Кладочные растворы связывают между собой отдельные камни в монолит, препятствуя их взаимному перемещению. С помощью растворов выравнивают постели камней, обеспечивая тем самым равномерную по всей постели камня передачу действующего усилия от одного камня к другому. Растворы заполняют промежутки между отдельными камнями кладки, препятствуют прониканию в кладку воздушных потоков и воды.

Для каменной кладки применяют растворы следующих марок: 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150 и 200. Выбор марки раствора обосновывается проектом. Следует учитывать, что при увеличении марки раствора расчетное сопротивление сжатию кладки хотя и увеличивается, но значительно медленнее, чем повышается марка раствора. Особенно характерно это для кладки из кирпича и камней правильной формы.

По плотности в сухом состоянии различают тяжелые растворы (плотность 1500 кг/м3) и легкие (плотность менее 1500 кг/м3).

В тяжелых растворах заполнителем является естественный песок из плотных горных пород, преимущественно горный. В легких растворах применяют пески, получаемые при дроблении и просеивании легких горных пород (пемзы, туфа) или искусственных легких материалов – доменных гранулированных или топливных шлаков.

Для каменной кладки преимущественно применяют смешанные растворы, в которых вяжущим является цемент, пластификатором – известь или глина, а заполнителем – естественный или искусственный песок.

Цементные растворы используют только для особо нагруженных конструкций, в армированной кладке и в кладке подземнях конструкций, сооружаемых в грунтах, насыщенных водой.

Составы преимущественно применяемых цементно-известковых и цементно-глиняных растворов марок от 10 до 50 в зависимости от марок цементов находятся в пределах 1 : 2 : 16; 1 : 1 : 12; 1 : 0,4 : 5, где в объемной дозировке первая цифра обозначает расход цемента; вторая – известкового (плотностью 1400 кг/м3) или глиняного теста, консистенция которого определяется глубиной погружения в него стандартного конуса на 14–15 см; третья – песка.

Скорость нарастания прочности раствора зависит от свойств вяжущих и условий твердения. Прочность раствора на портландцементе при температуре 15 °С нарастает следующим образом: через 3 сут она составляет 25 % от марочной прочности, через 7 сут – 50, через 14 сут – 75, через 28 сут – 100 %. С повышением температуры твердеющего раствора его прочность нарастает быстрее, при понижении – медленнее.

Растворы для каменной кладки должны быть не только прочными, но и достаточно технологичными, т. е. должны позволять укладывать их на основание (кирпич и т. п.) тонким однородным слоем. Такой раствор (часто называемый «мягкий») хорошо заполняет все неровности основания и равномерно сцепляется со всей его поверхностью. Применение мягкого раствора способствует повышению производительности труда каменщиков и улучшению качества кладки.

Удобоукладываемостъ свежеизготовленного раствора зависит от степени его подвижности и водоудерживающей способности, предохраняющей раствор от расслоения – быстрого отделения воды и оседания песка.

Степень подвижности растворов определяют в зависимости от глубины погружения в него стандартного конуса массой 0,3 кг.

Водоудерживающая способность раствора, препятствующая отделению воды и оседанию песка, особенно важна при укладке раствора на пористые основания, а также для предохранения раствора от расслаивания при его транспортировании, особенно на большие расстояния, и перекачивании по трубопроводам. Повысить водоудерживающую способность можно путем введения тонкодисперсных минеральных веществ (извести, глины, активных минеральных добавок). Для этих же целей применяют также органические поверхностно-активные добавки.