Каменные материалы и изделия

Для каменных конструкций применяются как искусственные, так и естественные каменные материалы (рис. 1).

Рис. 1. Классификация строительных камней

 

Кроме того, каменные материалы и изделия можно классифицировать следующим образом:

- для ручной кладки массой до 32 кг;

- крупные блоки;

- стеновые панели;

- фасадные изделия.

К каменным материалам и изделиям, применяемым при ручной кладке, относятся:

1. Кирпич полнотелый глиняный пластического полусухого прессования ( = 1700 - 2000 кг/м³), силикатный ( =1800 - 2000 кг/м³), шлаковый и др.

2. Кирпич пустотелый пластического прессования, показанный на рис. 2,а и полусухого прессования,показанный на рис. 2,б ( = 1300 - 1500 кг/м³). Применение пустотелого кирпича уменьшает теплопроводность, что дает возможность уменьшить толщину наружных стен на 1/2 кирпича, а это уменьшает вес стен на 30 % и экономичнее решается фундамент.

3. Камни - это изделия, по размеру большие, чем кирпич, но допускающие ручную кладку. Керамические пустотелые, = 1400 кг/м³ показаны на рис. 3,а.

4. Камни бетонные сплошные и пустотелые (рис. 3,б) из легкого бетона, = 1800 кг/м³; вес камня не должен превышать 32 кг. Пустотелые камни наиболее эффективны в наружных ограждающих конструкциях зданий.

5. Камни из автоклавных и безавтоклавных ячеистых бетонов = 500 - 1000 кг/м³.

6. Камни из местных природных материалов, = 1800 кг/м³.

Рис.2. Кирпич пустотелый: а – пластического формирования; б – полусухого прессования

 

Рис.3. Камни: а – керамические пустотелые; б – бетонные пустотелые

 

К крупным блокам относятся:

1. Крупные блоки бетонные и силикатные из плотного бетона, показанные на рис. 4.

2. Крупные блоки бетонные и силикатные из ячеистых бетонов.

3. Крупные блоки из кирпича и керамических камней, изготовленные в специальных цехах.

4. Крупные блоки из природного камня, =1800 кг/м³.

Рис.4. Крупные блоки бетонные и силикатные из плотного бетона

К стеновым панелям относятся:

1) панели кирпичные;

2) панели из керамических камней.

Эти панели армируются сварными каркасами и сетками и изготавливаются в специальных цехах. Наружная керамическая панель показана на рис. 5. Панели могут быть одно-, двух-, трехслойными, чаще всего с жестким утеплителем.

Рис. 5. Наружная керамическая панель

 

К фасадным изделиям, которые улучшают внешний вид здания и увеличивают долговечность стен, относятся:

1. Керамические фасадные изделия в виде лицевого кирпича или камня, закладных плит (рис. 6), облицовочных прислонных плиток (глазурованных и неглазурованных).

2. Бетонные фасадные изделия в виде фасадных плит из цементного или силикатного бетона.

3. Облицовочные плиты из природного камня.

4. Ковровые облицовочные материалы в виде керамических или стеклянных плиток, наклеенных лицевой поверхностью на бумажную основу и используемые при бетонировании панелей и блоков.

 

 

Рис. 6. Керамические фасадные изделия в виде закладных плит

 

Основной характеристикой прочности камня является его марка, то есть предел прочности образца установленной формы при испытании на сжатие в кгс/см². (Марка кирпичаустанавливается из испытаний на сжатие и изгиб).

По маркам камни бывают:

- малой прочности марки 7, 10, 15, 25, 35, 50;

- средней прочности марки 75, 100, 125, 150, 200;

- высокой прочностимарки 250, 300, 400, 500, 600, 80С, 1000.

К каменным материалам, применяемым для кладки наружных стен, кроме требования по прочности, предъявляется требование морозостойкости (F).

Морозостойкость каменных материалов определяется числом циклов замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии, которое выдерживает образец при снижения прочности не более чем на 25 %. Приняты марки по морозостойкости от F10 до F300.

Показатель морозостойкости очень важен, так как фактически он оценивает долговечность каменного материала и, таким образом, срок службы здания.

 

Растворы

 

Каменная кладка состоит из камней, соединенных раствором. Раствор для кладки - это правильно подобранная смесь вяжущего, мелкого заполнителя, воды и специальных добавок (в необходимых случаях) с последующим твердением после укладки в дело.

Классификация растворов показана на рис.7.

Назначение раствора в кладке:

- служить постелью для камней кладки, чтобы создавать более равномерное распределение давления в кладке;

- осуществлять связь между камнями;

- уменьшать продуваемость и влагопроницаемость кладки.

Рис.7. Классификация строительных растворов

Для получения ровного шва в кладке с оптимальной толщиной 8 – 12 мм раствор должен обладать подвижностью и водоудерживающей способностью.

Предельная крупность песка в кладке 2,5 мм (для бутовой кладки 5 мм).

Прочность раствора характеризуется его маркой.

Марка раствора - это предел прочности кубика в кгс/см² со стороной 7 см из раствора без трамбования с пористым основанием (сухой кирпич) через 28 суток.

Однако кубиковая прочность не отражает истинной прочности раствора в кладке (в шве), а служит лишь некоторой условной характеристикой прочности раствора. Нормами установлены следующие марки растворов: 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200.

По плотности растворы подразделяются на:

- тяжелые > 1500 кг/м³ на кварцевых песках;

- легкие < 1500 кг/м³ на песках из пористых материалов.

По виду вяжущего растворы бывают:

- цементные;

- известковые;

- смешанные.

Наиболее прочные растворы цементные, но они и наиболее жесткие. Для повышения пластичности растворов в них вводят пластифицирующие добавки (глину или известь). Пластификаторы других видов следует применять в соответствии со специальными указаниями.

Вяжущие делятся на воздушные и гидравлические:

- воздушные вяжущие способны твердеть и сохранять свою прочность только на воздухе (воздушная известь, гипсовые вяжущие);

- гидравлические вяжущие способны твердеть и на воздухе и в воде (цемент, гидравлическая известь).

Цементные растворы, широко применяемые как в сухих так и во влажных условиях, приготавливаются на портландцементе. Для подземных кладок при агрессивных грунтовых водах применяют растворы на пуццолановых цементах.

 

 

Арматура

 

Для армирования каменных конструкций следует применять:

- для сетчатого армирования арматуру классов А240 (А-I) и В500 (Вр-I);

- для продольной и поперечной арматуры, анкеров и связей арматуру классов А240 (А-I), А300 (А-II), В500 (Вр-I).

Каменные кладки

 

При возведении каменных конструкций применяются следующие виды кладок:

А. Кладки из камней правильной формы:

- сплошная кладка из кирпича и камней;

- сплошная кладка из крупных блоков;

- облегченные кладки из кирпича и камней.

Б. Кладки из камней неправильной формы:

- бутовые;

- бутобетоны.

Главное требование, предъявляемое к кладке, - это ее прочность на сжатие.

Но установление марки кладки по пределу прочности на сжатие носило бы слишком условный характер, поскольку такая марка не смогла бы характеризовать такие показатели, как прочность кладки при растяжении, срезе, изгибе. Как показывают исследования, кладки одинаковой прочности на сжатие отличаются друг от друга прочностью при растяжении, срезе и другими показателями, зависящими, главным образом, от различных конструктивных факторов. Поэтому в действующих нормах нет марки кладки.