Каменная кладка

Введение

Каменная кладка — это конструкция, состоящая из камней, уложенных на строительном растворе в определенном порядке. Кладка воспринимает нагрузки от собственного веса и от других конструктивных элементов, опирающихся на кладку, и приложенных к ним нагрузок.

Работа каменщика  – нелегкая и очень ответственная  работа. Не только от мастерства каменщика, но и всех работающих на стройках непосредственно  зависит также, насколько экономно будут затрачиваться материально- технические и трудовые ресурсы, выделяемые на строительство объектов. При огромных объемах капитального строительства, осуществляемого в  стране, экономное использование  средств и материалов на стройках – одна из актуальнейших задач. Поэтому  важно непрерывно совершенствовать технологию и организацию производства и труда рабочих на стройках и  за счет этого добиваться сокращение продолжительности и улучшения  качества строительства, снижения затрат труда и расхода материалов. Это  требование имеет непосредственное отношение ко всем видам, и в том  числе к производству каменных работ.

Массовое строительство нетипового жилья и гражданских  зданий,  высокие  темпы  производства  мелкоштучных  стеновых  материалов свидетельствуют о том, что каменная кладка различных видов еще долгое время будет широко распространенным способом возведения стен зданий и сооружений, а необходимость совершенствования методов определения несущей способности каменных конструкций не утрачивает актуальности.

Для выполнения поставленной задачи по улучшению жилищных условий  населения страны потребуется повсеместно  не только расширять индустрию домостроения, но и решительно развивать строительство  усадебных и индивидуальных малоэтажных  кооперативных домов. Качество  кладки – это не только ее эстетический внешний вид, а прежде всего способность воспринимать и выдерживать внешние воздействия, обусловленные назначением возведенной конструкции, надежность и долговечность ее при эксплуатации.

Стоит отметить достоинства  и недостатки каменной кладки:

• достоинства:
• долговечность
• экономичность
• прочность
• недостатки:
• высокая теплопроводность
• большой вес
• высокая трудоемкость

При строительстве домов, зданий и сооружений применяют следующие виды кладки: кирпичную; из керамических камней; искусственных крупных блоков, изготовляемых из бетона, кирпича или керамических камней; из природных камней правильной формы (пиленых или тесаных); бутовую из природных неотесанных камней, имеющих неправильную форму; смешанную (кладка бутовая, облицованная кирпичом; из бетонных камней, облицованных кирпичом; из кирпича, облицованная тесаным камнем); бутобетонную; облегченную кладку из кирпича и других материалов. Каменную кладку выполняют на известковых, смешанных цементно-известковых и цементных растворах, а также на цементно-глиняных растворах, в которых глина выполняет роль пластифицирующей добавки.

1. Материалы для проведения каменных работ:

• стеновые материалы

• растворы.

На данный момент времени, в качестве стеновых камней используются:

• керамический кирпич;
• силикатный кирпич;
• малые строительные стеновые блоки.

Керамический  кирпич. Керамический кирпич является «классическим» строительным материалом, известным человечеству с третьего тысячелетия до н. э. Обладая высокой долговечностью, прочностью и морозостойкостью, хорошей теплоизоляцией (особенно – у пустотелого кирпича) и прекрасным внешним видом (у облицовочного), керамический кирпич является самым распространённым на данный момент на планете строительным камнем.

Силикатный кирпич – относительно «молодой», по сравнению  с остальными, строительный материал: его прототип был создан в 1880 году, а технология его массового производства была разработана только в первой половине XX века. Однако, на данный момент времени, силикатный кирпич уже завоевал себе «место под солнцем», в первую очередь благодаря тому, что при  физических характиристиках, вплотную приближающихся к характеристикам  керамического кирпича, он намного (в отдельных случаях – в  два раза) дешевле. Кроме того, технология производства силикатного кирпича  позволяет получать большее количество цветовых оттенков конечной продукции, а, в некоторых случаях, и более  точную (по сравнению с керамическим) геометрию строительного камня.

Малые стеновые блоки. Блоки являются несущим и самонесущим строительным материалом и могут использоваться для возведения как несущих стен (в домах с высотностью не более трёх этажей), так и внутренних перегородок. Применение в строительстве малых стеновых блоков позволяет:

• увеличить полезную площадь помещений за счёт уменьшения толщины стен (несущая способность кладки из большинства видов блоков на 20% выше, чем предусмотрено СНиП «Каменные и армокаменные конструкции. Нормы проектирования» для кладки из керамического кирпича той же толщины);
• резко повысить производительность процесса строительства (скорость монтажа блоков в 4..5 раз выше, чем скорость монтажа кирпича для того же возводимого объёма);
• сэкономить на возведении элемента конструкции до 60% раствора. При этом суммарная масса 1 м³ кладки уменьшится в 1,5 раза;
• снизить себестоимость общестроительных работ, по сравнению с использованием обычного кирпича, на 30..40%.

Силикатные и  газосиликатные блоки. Эти виды блоков на данный момент времени – наиболее используемые в гражданском строительстве. Блоки «дышат», что способствует регуляции уровня влажности в помещении. Материал, из которого изготавливаются блоки, не подвержен гниению, негорюч, при этом имеет отличные теплоизоляционные свойства. Строения из силикатных и газосиликатных блоков практически вечны и не требуют специального ухода. Вместе с тем, подобные блоки имеют сравнительно высокое водопоглощение, что предполагает их дополнительную защиту штукатурными составами или облицовочным кирпичом. Подобная практика является нормой при работе с подавляющим большинством видов строительных блоков.

Керамзитобетонные блоки. Исходным материалом для таких блоков служит керамзит (вспененная и обожженная глина), вода и цемент. Спекшаяся оболочка, покрывающая гранулу керамзита, придает ей высокую прочность. Именно поэтому керамзит, обладающий высокой прочностью и легкостью, является основным видом пористого заполнителя для данного вида блоков. Керамзитобетон, по сравнению с тяжелыми бетонами, обладает высокой структурной пористостью, что снижает его физико-механические характеристики, такие как прочность, морозостойкость, плотность. Изделия на основе керамзитобетона обладают достаточной хрупкостью по сравнению с обычными бетонами, что приводит к сужению спектра применения таких изделий. Кроме того, керамзитобетонные блоки имеют относительно высокую поверхностную пористость, что приводит к их повышенному влагопоглощению.

Камень — это  один из наиболее распространенных долговечных  материалов. Впервые камень использовался  в качестве защиты от природной стихии, а также от нападения животных. В каменных работах для строительства  современного жилья используется два  основных материала: каменный материал и раствор. Все каменные материалы  подразделяются на две основные группы: Естественные (природные), которые можно  найти в природе. Гранит — кристаллическая  горная порода. В состав ее входят: кварц, слюда, полевой шпат, прекрасно обтесывается и полируется. Известняк — в  его состав входят углекислый кальций  и различные примеси. Также к  естественным каменным материалам относятся: песчаник, туф, мрамор.

Растворы, применяемые  для устройства каменных конструкций, называют кладочными. Растворы связывают  отдельные камни в единый монолит, с их помощью выравнивают постели  камней, в результате чего обеспечивается равномерная передача действующего усилия от одного камня другому; раствор  заполняет промежутки между камнями  и препятствует проникновению в  кладку воздуха и воды. Таким образом, растворы обеспечивают равномерную передачу усилий, предохраняют кладку от продувания, проникновения воды, повышают морозостойкость зданий.

Классификация растворов  по виду заполнителей:

• тяжелые или холодные - растворы на кварцевом или естественном песке из плотных горных пород с плотностью более 1500 кг/м3;
• легкие или теплые - растворы на шлаковом, пемзовом или туфовом песке, золе ТЭЦ, доменных гранулированных или топливных шлаках с плотностью менее 1500 кг/м³.

Размер зерен  песка для всех видов раствора не должен превышать 2,5 мм, подвижность  раствора для каменной кладки - 9... 13 см. Широко используют пластифицирующие добавки: органические - сульфитный щелок  и мылонафт и неорганические - известь  и глина.

Классификация растворов  по типу вяжущего:

• цементные растворы — применяют для конструкций ниже поверхности земли, в сильно загруженных столбах, простенках, в армированной кладке. Состав от 1: 2,5 до 1: 6, марки раствора от 100 до 300. Минимальный расход цемента на 1 м³ песка - для подземной части зданий не менее 75 кг, для надземной части - 125 кг.

Портландцемент и шлакопортландцемент применяют только в растворах высоких марок для ответственных конструкций, в армированной кладке, в кладке подземных конструкций, в грунтах, насыщенных водой, или при зимних кладках, выполняемых методом замораживания;

• известковые растворы используют в сухих местах и при небольшой нагрузке. Они обладают большой подвижностью, пластичностью, обеспечивают наибольшую производительность труда. Применяют составы от 1: 4 до 1: 8 и марки 4, 10 и 25;
• смешанные или сложные растворы — цементно-известковые и цементно-глиняные состава от 1: 0,1: 3 до 1: 2: 15, марки растворов 10, 25, 50, 75 и 100. Такие растворы применяют для кладки большинства строительных конструкций. Второе вяжущее отодвигает начало схватывания, улучшает удобоукладываемость и пластичность, но значительно снижает прочность раствора. В объемной дозировке смешанных растворов первая цифра обозначает расход цемента, вторая - известкового или глиняного теста, третья — песка.

Скорость нарастания прочности раствора зависит от свойств  вяжущих и условий твердения. При температуре 15°С прочность простого раствора будет нарастать следующим  образом: через 3 сут - 25% марочной прочности, через 7 сут - 50%, через 14 сут - 75% и через 28 сут - 100%. С повышением температуры  твердеющего раствора его прочность  нарастает быстрее, при понижении - медленнее.

Удобоукладываемость приготовленного 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 погружения в него стандартного конуса массой 0,3 кг.

Растворы для  каменной кладки должны быть не только прочными, но и пластичными, т. е. они  должны позволять укладывать их в  кладке тонким однородным слоем. Такой  удобоукладываемый раствор хорошо заполняет все неровности основания  и равномерно сцепляется со всей его  поверхностью. Кроме этого такой  удобный в работе раствор способствует повышению производительности труда  каменщиков и улучшению качества кладки.

Водоудерживающая  способность раствора, препятствующая отделению воды и оседанию осадка, особенно важна при укладке раствора на пористые основания и для предохранения  раствора от расслаивания при его  транспортировании на большие расстояния, при подаче к месту работ по трубопроводам. Обычно водоудерживающую способность раствора повышают путем введения поверхностно-активных органических добавок или тонкодисперсных минеральных веществ (извести, глины).

2. Инструменты и приспособления

Таблица 1 – Инструменты  и приспособления