СВОЙСТВА КАМЕННОЙ КЛАДКИ

СВОЙСТВА КАМЕННОЙ КЛАДКИ
 

Прочность кладки зависит от свойств кирпича (камня) и раствора, из которых кладка сложена. Предел прочности при сжатии, например, кирпичной кладки, вы­полненной даже на высокомарочном растворе, при обыч­ных методах возведения составляет не более 40…50 % предела прочности кирпича. Объясняется это тем, что поверхности кирпича и шва кладки не идеально плоские, плотность и толщина слоя раствора в горизонтальных швах не везде одинакова и вследствие этого давление в кладке неравномерно распределяется по поверхности кирпича и вызывает в нем кроме напряжений сжатия напряжения изгиба и среза. Поэтому каменные материалы, слабо сопротивляющиеся изгибу, разрушаются в кладке раньше, чем сжимающие напряжения в них достигнут предела прочности при сжатии. Например, кирпич имеет в 4…6 раз меньший предел прочности при изгибе, чем при сжатии.

Если постепенно увеличивать нагрузку на кладку до величины, превышающей предел прочности ее, то сначала в отдельных кирпичах появятся вертикальные трещины (рис. 1,а) преимущественно под вертикальными швами, там, где концентрируются напряжения растяжения и изги­ба. При росте нагрузки трещины увеличатся, разделяя кладку на столбики (рис. 1,6). Окончательное разруше­ние кладки происходит из-за выпучивания этих столбиков в результате потери ими устойчивости (рис. 1,в). Напря­женное состояние при осевом сжатии кладок из других каменных материалов аналогично напряженному состоя­нию кирпичной кладки.

Влияние свойства раствора на прочность кладки. Чем ниже марка раствора в кладке, тем он легче сжимается и, следовательно, тем больше общие деформации кладки, а в каждом кирпиче — напряжения изгиба и среза. Поэто­му, чтобы получить более прочную кладку, применяют соответственно раствор более высокой марки.

Однако повышение прочности раствора незначительно увеличивает прочность кладки. Гораздо большее значение имеет пластичность раствора. Пластичные растворы лучше 

расстилаются по постели кирпича, обеспечивая равномер­ную толщину и плотность шва. Это повышает прочность кладки за счет уменьшения напряжения изгиба и среза в отдельных кирпичах.

Влияние размеров и формы каменных материалов на прочность кладки. С увеличением высоты камня уменьша­ется количество горизонтальных швов в кладке и увеличи­вается пропорционально квадрату высоты камня сопро­тивление его изгибу. В связи с этим при одинаковой прочности камней более прочной оказывается кладка, вы­полненная из камней большей высоты.

При правильной форме камней швы в кладке заполня­ются раствором лучше и равномернее, чем при неправиль­ной, лучше передается нагрузка от камня к камню, лучше перевязывается кладка и прочность ее более высока. На снижение прочности бутовой кладки, например, влияет главным образом то, что неправильная форма камней обеспечивает их соприкосновение лишь через отдельные участки, не создает хорошей перевязки кладки, значитель­ную часть которой приходится заполнять раствором.

Влияние качества швов кладки на ее прочность. Хоро­шее заполнение горизонтальных и вертикальных швов раствором, равномерное уплотнение и одинаковая толщи­на швов, правильная перевязка обеспечивают высокую прочность кладки. Низкое качество кладки, применение растворов, не соответствующих требованиям проекта, мо­гут привести к разрушению кладки.

Чем толще шов, тем труднее достигнуть равномерной его плотности и тем в большей степени кирпич работает в кладке на изгиб и срез. При толстых швах увеличивается деформация и снижается прочность кладки. Поэтому для каждого вида кладки установлена определенная толщина швов, увеличение которой снижает прочность конструкций. Насколько качество кладки характеризуется равномерно­стью заполнения раствором и уплотнения горизонтальных швов, можно видеть на примере одного из испытаний. Одновременно из одного и того же кирпича и раствора выполняли кладку высококвалифицированные каменщики и каменщики низкой квалификации. Предел прочности кладки, выполненной высококвалифицированными камен­щиками, оказался 5 МПа, каменщиками низкой квалифи­кации — 2,8 МПа, т. е. в 1,8 раза меньше.

Плотность кладки обусловливает такие качества каменных конструкций, как высокая огнестойкость, боль­шая по сравнению с другими материалами химическая 

стойкость, сопротивляемость атмосферным воздействиям и, как следствие этого, большая долговечность. В то же время большая плотность увеличивает теплопроводность кладки, поэтому нередко наружные кирпичные стены зда­ний приходится делать намного толще, чем это требуется по условиям прочности и устойчивости.

При уменьшении плотности каменных материалов с 1800 (кладка из керамического кирпича) до 800 кг/см3 (камни из ячеистого бетона) толщина стен и потребность в материалах уменьшаются на 55 %, а масса стен — на 80%. Это значит, что для кладки выгодно применять материалы более низкой плотности (пустотелые, по­ристые), обладающие хорошими теплотехническими свой­ствами.

На теплотехнические свойства каменных конструкций влияет также качество кладки: стены с плохо заполненны­ми раствором швами легко продуваются и промерзают зимой.

СВОЙСТВА КАМЕННОЙ КЛАДКИ

Рис. 1. Стадии разрушения кладки под нагрузкой: а — трещины в кирпичах, б — расчленение кладки на столбики, в — выпучива­ние и разрушение кладки



Источник