розділ ii

Глава 18. Загальні відомості. Матеріали для кам'яних і армокам'яних конструкцій

§ 18.1. Переваги та недоліки кам'яних і армокам'яних конструкцій

Конструкції з каменю і армованої кам'яної кладки використовуються при зведенні фундаментів, стін, колон, димових труб, підпірних стін, водонапірних веж, силосних ям та інших елементів будівель і споруд,-жений. До переваг кам'яних конструкцій відно-сятся: простота виготовлення, можливість застосування наявних місцевих матеріалів, довговічність, вогне-стійкість, відносно висока міцність, вологості-кістка, морозостійкість і хімічна стійкість. До недо-статки - значні трудові витрати на зведений-ня, велика маса і висока теплопровідність.

Подальший розвиток кам'яних конструкцій піде по шляху освоєння і впровадження нових більш ефективних матеріалів і великорозмірних конструкцій з цегли, великих блоків і панелей заводського виготовлення, з легких і пористих бетонів, що дозволить істотно підвищити рівень механізації робіт кладок і до-битися скорочення термінів будівництва. Совершенст-вованіе теоретичних методів розрахунку міцності, підвалина-чивости і деформативності дасть можливість про-проектувати ефективні конструкції з кам'яних матеріалів, що мають порівняно малу масу, поз-воля використовувати індустріальні методи будів-ництва і місцеву сировинну базу.

§ 18.2. види кам'яних

КОНСТРУКЦІЙ І МАТЕРІАЛИ ДЛЯ ЇХ ЗВЕДЕННЯ

Кам'яна кладка являє собою неоднорідне тіло, що складається з каменів, вертикальних і горизонталь-них швів, заповнених розчином. Ця неоднорідність в основному і визначає особливості її фізико-меха-нічних властивостей.

За конструктивним рішенням кам'яну кладку поділяють на: суцільну - з цегли або каменів правиль-ної форми (рис. 18.1, а); полегшену, що складається з несучих цегляних шарів і утеплювача, наявного всередині (рис. 18.1, б, в, г) з облицюванням керамічними плитками, цеглою або камінням (рис. 18.1,5, е, ж), з великих блоків з легкого або пористого бетону або віброцегляних блоків або панелей (рис. 18.1, з). Кон-струкції з суцільної кладки, як правило, виходять досить масивними (особливо в північних районах) через велику теплопровідності.

Тому для вище-ня економічної ефективності рекомендується при-міняти кладки з полегшеного пустотілого (пористого, дірчастого, пористо-дірчастого) цегли і з пустотілих бетонних каменів. Така кладка рекомендується при будівництві малоповерхових будівель і в верхніх поверхах багатоповерхових будинків, оскільки в цих випадках навантаженням-ки невеликі і дозволяють використовувати полегшений кир-піч, так як його міцність невелика в порівнянні із суцільним. Стіни з великих блоків і панелей в най-більшою мірою відповідають вимогам індустрії-зації будівництва, так як вони дешевше і менш трудомісткі при зведенні. У будівлях з внутрішніми по-перцевими несучими кам'яними стінами і легкими несучими або самонесучими зовнішніми стінами товщина останніх в основному визначається вимогами теп-ло-і звукоізоляції. В цьому випадку слід застосовувати конструкції з полегшеної цегляної кладки.

Кам'яні матеріали розрізняють за такими при-знаків: за походженням - природні, що добуваються в кар'єрах з гірських порід (вапняків, доломітів, пісковиків, граніту, туфу та ін.), І штучні, через готавліваемие на заводах будівельних матеріалів, за величиною - блоки (камені) великі заввишки більше 50см, дрібноштучні - висотою 10. 20 см і цегла висотою до 10 см. Міцність кам'яних матеріалів характеризується їх марками, які визначаються за межею міцно-сті в Па при стисканні зразків встановленої форми (зазвичай кубик з певною довжиною р бра). Для кир-Піча марка встановлюється в залежності від межі міцності при стисненні і вигині. По міцності кам'яні матеріали бувають: високоміцні (марка 250. 1000), середньої міцності (75. 200) і малої міцності (4. 50).

Довговічність конструкцій з кам'яних матеріалів залежить від стійкості проти атмосферних впливів і визначається випробуваннями на морозостійкість (Мрз). Необхідна морозостійкість вимірюється числом циклів заморожування і відтавання в насиченому перебуваючи-ванні, яке витримує випробовуваний матеріал. Встановлено такі марки по морозостійкості: Мрз 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200 і 300. Вимоги, що пред'являються до конструкцій по морозостійкості, залежать від регіону будівництва, умов експлуатації і на-надійності будівлі. При експлуатації будівлі в умовах підвищеної вологості вимоги по морозостійкості підвищуються на одну-дві сходинки. При влаштуванні фун-даментом і підземних частин будівель з каменів або бло-ков важкого бетону незалежно від розташування рів-ня підземних вод марку по морозостійкості приймають 150, 200 і 300 відповідно при I, II і III класах від-льної будівель. Для південних районів країни до-пускається знижувати норму морозостійкості на одну сту-пень.

Блоки із силікатного бетону не рекомендується примі-няти в приміщеннях, де відносна вологість віз-духу перевищує 75%, так як в цьому випадку знижується міцність бетону.

Будівельні розчини забезпечують зв'язок між окремими каменями в кладці, зменшують її влагопроницаемость і продувність, утворюючи єдиний моноліт. Залежно від типу в'яжучих розрізняють розчини: цементні, вапняні, цементно-вапняні і цементно-глиняні. Маркою розчину називають межа міцності при стисненні стандартних кубиків, витриманий-них 28 діб і випробуваних відповідно до Держстандарту. У современ-ном будівництві застосовуються наступні марки рас-творити: 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150 і 200. Найбільшу міцність і стійкість при атмосферних і інших воз-діях мають цементні розчини, однак через велику витрату цементу вони досить дорогі. Для підвищення пластичності (легкоукладальності) і водоутримуючої здатності в цементні розчини ча-сто додають пластифікатори. Слід враховувати, що пластифицирующие добавки кілька знижують ін-ність розчину.

Вапняні і глиняні розчини повільно тверде-ють, мають низьку міцність і швидко руйнуються зі збільшенням вологості, тому їх застосовують прі не-великих навантаженнях. Вибір марки розчину для камен-ний кладки здійснюється з урахуванням вимог до ін-ності і довговічності будівель і споруд. Для на-ружной стін будівель терміном служби 50 і 100 років з приміщеннями нормальної вологості (до 60%) міні-мальна марка розчину приймається не нижче 10, з вологими приміщеннями (61. 75%) - не нижче 25 і мокрими - (більше 75 %) - не нижче 50. Для підземної кладки фундаментів і цоколів у вологому грунті ре-Коменди застосовувати цементно-вапняні і цементно-глиняні розчини марок 25, 50, в насичених по-дой грунтах - цементні розчини не нижче марки 50. в армованих кладках для стін приміщень з вологість-ністю до 60% мінімальна марка розчину 25, з вологість-ністю вище 60% - 50 . При використанні великих блоків з кераміки або інших матеріалів марка рас-твора повинна бути не менше 25.

Металеву арматуру для армокам'яних конст-рукцій зазвичай виготовляють зі сталі. Рекомендується використовувати гарячекатану круглу сталь класу A-I і періодичного профілю класу А-П діаметром 6. 40 мм, а також арматурний дріт холоднотягнутий періодичного профілю класу Вр-I діаметром З. 8мм. Для сполучних елементів і закладних деталей і сталевих обойм слід застосовувати прокатну листо-ву сталь, фасонні профілі, смугову сталь, як в металевих і залізобетонних конструкціях.

Особливості кам'яної кладки будується в зімніхусловіях. Зимові умови для зведення кам'яних кон-трукцій визначаються середньодобовою температурою навколишнього повітря + 5 ° С і нижче або мінімальної добової температурою 0 ° С і нижче. У зимових умовах допускається зводити кладку з цегли, каменів пра-вільной форми і великих блоків. При цьому кам'яні роботи виконуються трьома способами: заснованим на застосуванні розчинів з протиморозними хімічними добавками, заморожуванням розчину і кладкою з про-Гревьє конструкцій. Спосіб зимової кладки повинен про-грунтуватися техніко-економічними розрахунками. Най-більш економічно застосування протиморозних добавок в розчинах з міцністю не нижче 5 МПа, які тверднуть на морозі без обігріву. До таких добавок відносяться нітрат натрію (NaNO2), поташ (К2СО3), а також сме-змішані і комплексні добавки. Кількість добавок залежить від середньодобової температури повітря і з-ставлять 2. 15% маси цементу в розчині.

Розчини з хімічними добавками твердіють і на-відбирають міцність на морозі. Однак вони володіють по-щення гигроскопичностью і можуть викликати корозію пористих силікатних матеріалів. Тому зимову кладку на розчинах з добавками поташу і нітриту нат-рия не можна застосовувати для кладки тих приміщень, в ко-торих відносна вологість повітря передбачати-ється понад 60 і 75%. Застосовувати хімічні добавки для кладки конструкцій, що піддаються впливу температур вище + 40 ° С, а також знаходяться в безпосередній близькості до джерел струму високої на-напруги, не допускається. Крім того, добавка поташу не рекомендується для кладки із силікатної цегли.

Спосіб заморожування розчину міцності R2≥ 1 МПа полягає в тому, що цементний або змішаний-ний розчин в кладці замерзає і не твердне, а приоб-РЕТА тимчасову морозну міцність. У момент оттаі- вання кладки міцність розчину стає нульовою. Після твердіння в умовах позитивної температу-ри вона не досягає міцності розчину кладки, не під-Вергал раннього заморожування і знижується на 20. 50%. Спосіб заморожування розчину без химиче-ських добавок не допускається для конструкцій, подвер-гающих в стадії відтавання діям вібраційних і динамічних навантажень, значних поперечних сил і поздовжніх сил при великих ексцентриситетах їх застосування. Склад розчинів повинен підбиратися з умов забезпечення мінімально необхідної міцно-сті і стійкості кладки під час відтавання і екс-плуатації конструкцій. Не допускається застосування та-кого способу заморожування при кладці з каменів не-правильної форми.

Спосіб прогріву кладки застосовується, якщо неможливість-но використовувати розчини без хімічних добавок або коли потрібно прискорити наростання міцності розчинів-ра, необхідної для сприйняття кладкою, що лежить ви-ше навантаження. Температура всередині прогрівається частини будівель в найбільш охолоджених місцях біля зовнішніх стін на висоті 50 см від підлоги повинна бути не менше +10 0 С. утеплення частина будівлі слід обладнати вентиля-цією, що забезпечує відносну вологість повіт-ха під час прогріву не більше 70%.

Перерахуйте переваги і недоліки кам'яних і армокам'яних конструкцій.

Як класифікується кам'яна кладка?

Які марки і умови їх застосування для будівель различ-них класів відповідальності ви знаєте?

Перерахуйте типи штучних каменів, їх характеристики, переваги і недоліки.