ТехЛиб

Библиотека научно-технического портала Технарь

Облегченная кладка

Кирпич оставался не только основным конструктивным строительным материалом, но и сам по себе означал богатство, достаток владельца кирпичного особняка. В середине 19-го века появляются кольцевая обжиговая печь и ленточный пресс, которые означали переворот в производстве кирпича. Затем в практику входят бегуны, вальцы, глиномялки. Дорабатываются и кладочные растворы. В начале 70-х годов 19-го века на базе известкового раствора для кирпичной кладки стали использовать сложный, более качественный и долговечный раствор, добавляя в традиционные растворы портландцемент. Романский цемент считался более пригодным в кладочных растворах подвалов, цокольной части сооружений, в бутовой и кирпичной кладке фундаментов, поскольку он лучше твердел во влажной среде.

К 80-м годам 19-го столетия в сравнении с 1861 г. производство кирпича возросло почти в 14 раз. В целом это был более качественный кирпич, для производства которого использовались неглубоко залегающие однородные (без примесей камня-мергеля) глины, богатые песком, содержащие железо, калий, известь, поэтому сравнительно легкоплавкие и легко спекающиеся при обжиге.

Однако необходимо учитывать масштабы развернувшегося в этот период строительства. Бурными темпами строилось не только жилье, но и фабрики, электростанции, металлургические заводы и т.п. Кирпич скупался партиями, его катастрофически не хватало, поэтому его стоимость в период строительного сезона резко повышалась. Отделочного и изразцового кирпича в этот период производится в недостаточных объемах, поэтому кладка нуждается в защитном слое штукатурки. Облицовочный кирпич используется в системе стен с воздушным прослойком ( рис. 1 ), дававший возможность «дышать» основной кладке ограждающих конструкций, как это позволял защитный слой штукатурки.

Каменные стены с воздушным прослойком имели меньший вес и позволяли снизить количество затрачиваемого раствора и кирпича. Например, стена, состоящая из двух разделенных воздушным прослойком кирпичных стенок толщиной в 1 и 0,5 кирпича, имела толщину 420 мм. По расходу кирпича и по весу она была равноценна сплошной стене в 1,5 кирпича, но ее теплозащитные качества, по существовавшим в то время требованиям к теплопроводности, были эквивалентны сплошной стене толщиной 2,5 кирпича. Таким образом, получалась экономия кирпича до 40%.

Рис. 1. Кирпичная стена с воздушным прослойком

Основной несущей частью стены, на которую опиралась конструкция деревянных перекрытий, являлась внутренняя стенка толщиной в 1 кирпич. Внешняя стенка в 0,5 кирпича служила теплозащитным экраном. Воздушный прослоек, в целях предупреждения конденсации в нем водяных паров, устраивался вентилируемым. Хотя по теплотехническим соображениям кладка обеих стенок отличалась большой тщательностью в отношении заполнения швов раствором, тем не менее, даже тщательно сложенная стенка толщиной в 0,5 кирпича имела достаточную воздухопроницаемость, поэтому при неоштукатуренной наружной поверхности внешней стенки в воздушном прослойке обеспечивался надлежащий воздухообмен. При оштукатуренной наружной поверхности в нижней части воздушного прослойка (на уровне обреза цоколя) и в верхней (под карнизом) оставлялись отверстия площадью 3—5 см 2. сообщающие воздушный прослоек атмосферой. Несущая способность этих стен признавалась вполне достаточной для использования их при строительстве многоэтажных зданий до пяти этажей.


Большинство застройщиков из соображений экономии используют традиционные русские облегченные кладки, которые также значительно дорабатываются в этот период, в результате чего именно в конце 19-го века окончательно формируется технология армированных кладок. Наиболее часто из этого вида кладок применялись системы, разработанные екатерининским инженером Герардом (построившим таицкий водопровод) и упоминавшимся выше разработчиком легких бетонов и кладочных растворов – инженером Н.А. Поповым. Однако сама по себе система облегченных кладок ассоциируется, прежде всего, с так называемой «колодцевой кладкой», предложенной архитектором Власовым.

Широкое распространение облегченных кладок было вызвано необходимостью выполнять во внутренних стенах значительные участки дымовых и вентиляционных каналов. Предтечей всех облегченных кладок была русская кирпичная стена с термовкладышами (рис. 2). которая выполнялась из двух вертикальных кирпичных стенок — наружной и внутренней, толщиной по 120 мм. Между этими стенками закладывались заранее заготовленные сплошные блоки из валяной шерсти со смоляной пропиткой, торфяные блоки, деревянные горбыли и т.п. Работу над конструкцией облегченной кладки Н.А. Попов начал с разработки изготовления термовкладышей из легких бетонов, поскольку войлок, употреблявшийся для утепления дверных проемов и в качестве основы теплоизоляционного блока, становился рассадником моли. Термовкладыши имели различную толщину в зависимости от требуемого термического сопротивления стены. Связь между двумя кирпичными стенками, необходимая для придания стене должной устойчивости, осуществлялась через введением тычковых рядов кирпичной каждые 3-4 ряд a. а в последствии — стальными анкерами. С этой наиболее простой системы стен — облегченная кладка велась на теплом растворе, независимо от температуры окружающего воздуха. Поскольку прочность термовкладышей была невысокой, эти стены не применялись в сооружениях выше трех этажей. Перемычки над проемами выполнялись рядовыми кирпичными, а притолоки снабжались четвертями и обделывались кирпичом.

Разновидностью этих стен были столь же традиционные стены с рыхлым или плотным заполнением. Несущей конструкцией этих видов стен, как и стен с термовкладышами, являлись две связанные между собой кирпичные стенки толщиной в 0,5 кирпича. Образующаяся между стенками полость заполнялась каким-либо сыпучим теплоизоляционным материалом, в основном, стружкой и опилками, как это было принято при строительстве деревянных домов.

В стенах Герарда ( рис. 3, а ) применялась засыпка шлаком. Рыхлая засыпка со временем давала значительную осадку, вследствие чего нарушались теплозащитные свойства стены и возникала реальная опасность продувания. При этом прочность подобной конструкции обеспечивалась лишь несущей способностью двух слабо связанных между собой тонких кирпичных стенок. Герард значительно доработал свою систему: через 600-800 мм по высоте стены им устраивались растворные диафрагмы , состоявшие из слоя раствора толщиной 30—40 мм, что несколько снижало осадку утеплителя.

Для повышения общей устойчивости стены полукирпичные стенки связывали между собой тычками, выпускаемыми из кладки с некоторыми интервалами и металлические анкера. Тычковые ряды образовывали «холодные мостики», что являлось еще одним серьезным недостатком такого решения. В стенах Попова ( рис. 3, б ) пространство между стенками заполнялось набиваемым на месте тощим шлакобетоном. Таким образом, недостатки стен Герарда частично устранялись, поскольку сцеплением бетона с кладкой обеспечивалась более надежная связь между полукирпичными стенками, а бетон воспринимал часть нагрузки, передаваемой на стену. Однако при заполнении пространства между кирпичными стенками бетоном, находящимся в пластичном состоянии, в конструкцию вносилось значительное количество влаги. Тем не менее, стены Попова применяли достаточно широко, поскольку в этой конструкции устранялся существенный недостаток всех облегченных кладок – при пожарах такие стены превращались в аэродинамические трубы.

Колодцевая кладка выполнялась с вертикальными пустотами — колодцами, которые засыпались шлаком или другим рыхлым малотеплопроводным материалом с устройством растворных диафрагм. Такая кладка широко применялась при возведении четырех-пяти этажных доходных жилых домов. Впоследствии вместо рыхлых оседающих засыпок стали применяться не оседающие заполнения. Для этих целей в засыпку вводилось вяжущее (как правило, гипс), который, поглощая влагу, схватывался и связывал рыхлый материал. Во избежание продувания наружная поверхность таких стены обязательно оштукатуривалась. Отделка поверхности стен с внутренней стороны (плотная штукатурка с окраской или оклейкой обоями) препятствовала диффузии водяных паров оседавших внутри «колодцев» стены при конденсации.

Рис. 2. Кирпичная стена с термовкладышами: а- с анкерами; б- вперевязку; в- устройство перемычки

По материалам сайта: http://tehlib.com