Вся електронна бібліотека >>>

Зміст книги >>>

 

Книги з будівництва та ремонту

Технологія кам'яних і монтажних робіт


Побут. Господарство. Будівництво. Техніка

 

§ 8. ФІЗИКО-МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ КАМ'ЯНИХ КОНСТРУКЦІЙ

 

 

Найбільш важливі властивості кам'яних конструкцій - міцність, щільність і теплопровідність.

Міцність кладки. Міцність кладки залежить від властивостей складових її матеріалів - цегли або каменю, з якого складена кладка, і розчину. Однак межа міцності при стисненні, наприклад, цегляної кладки, виконаної навіть на досить міцному розчині, при звичайних методах зведення становить не більше 40-50%від межі міцності цегли. 'Це пояснюється тим, що на міцність кладки впливають наступні фактори.

Поверхні цегли і шва кладки не ідеально плоскі і гладкі. Тому кожен цегла спирається на розчин лише окремими майданчиками, між якими є ділянки з повітряними прошарками. Крім того, і щільність, і товщина шару розчину в горизонтальних швах не скрізь однакові. Внаслідок цих причин тиск в кладці нерівномірно розподіляється по поверхні цегли, а зосереджується на від* мих ділянках і викликає в ньому, крім напруг стиснення, напруги вигину і зрізу. Кам'яні матеріали володіють слабким опором вигину. Наприклад, цегла має в 4-б разів менший межа міцності при вигині, ніж при стисканні." Цим і обумовлюється значне зниження міцності кладки порівняно з міцністю складових її матеріалів.

Вплив властивостей розчину на міцність кладки. Чим слабкіше розчин в кладці, тим він легше стискається і, отже, тим більше виникають загальні деформації кладки, а в кожному цеглі - напруги вигину і зрізу. Тому, щоб отримати більш міцну кладку, застосовують відповідно більш високу марку розчину.

Велике значення має пластичність розчину. Пластичні розчини краще стеляться по ліжку цегли, забезпечують більш рівномірну товщину і щільність шва, що підвищує міцність кладки, так як сприяє зменшенню напруги вигину і зрізу в окремих цеглинах. Разом з тим взаємодія цегли і розчину в кладці не обмежується передачею стискаючих напружень. Відомо, що при стисненні виникають деформації укорочення в напрямку дії сили та деформації подовження (поперечного розширення) в перпендикулярному напрямку. Чим слабкіше і пластичніше розчин, тим більше він деформується при стисненні в поперечному напрямку і тим більші розтягуючі зусилля виникають у цеглі. Тому ступінь пластичності розчину для кожного виду кладки має певну межу (призначається за будівельним нагрмам і правил-Бніп), так як зайва пластичність відбивається на міцності кладки.

 


При найбільш низьких марки розчинів із-за здатності їх деформуватися всі розтягуючі зусилля передаються на цеглу і в ньому можуть виникати напруги, що становлять до 50 %( від межі міцності його на розтягнення. Це викликає руйнування кладки при значно менших стискаючих навантаженнях, ніж кладки, виконаної на міцних розчинах. У той же час цегла перешкоджає поперечному розширення горизонтальних швів, в результаті збільшується межа міцності слабких розчинів у швах і внаслідок цього кладка витримує напруги значно більші, ніж межа міцності розчину. Правильне поєднання різних марок цегли і розчину дає можливість отримати кладку необхідної міцності і раціонально використовувати властивості матеріалів.

Вплив розмірів і форми кам'яних матеріалів на міцність кладки. Із збільшенням висоти каменю зменшується кількість горизонтальних швів у кладці й збільшується пропорційно квадрату висоти каменю опір його вигину. У зв'язку з цим при однаковій міцності каменів на стиск, вигин і зріз більш міцної виявляється та кладка, яка виконана з каменів більшої висоти.

Чим правильніше форма "каменів, тим краще і рівномірніше заповнюються розчином шви в кладці, краще передається навантаження від каменю до каменю, краще перев'язується кладка і вище її міцність. Наприклад, при однаковій висоті каменів (близько 20 см) і однакової марки, дорівнює 400 кгс/см2, і марку розчину 25 кгс/см2 кладка, виконана з природних каменів правильної форми, має межу міцності на стиск 100 кгс/см2, з ліжка-стого бута - 24 кгс/см2 і з рваного буту - тільки 16 кгс/см2. На зниження міцності бутової кладки впливає головним чином те, що неправильна форма каменів забезпечує їх зіткнення лише через окремі ділянки, що не створює хорошою перев'язки кладки, значну частину якої доводиться заповнювати розчином.

Вплив якості швів кладки на її міцність. Одним з найбільш ефективних способів підвищення міцності кладки є ретельне її виконання. Якісне заповнення горизонтальних і вертикальних швів розчином, рівномірне ущільнення і однакова товщина швів, правильна перев'язка забезпечують високу міцність кладки. Погана якість кладки, застосування розчинів, що не відповідають будівельним нормам і правилам на виробництво і приймання робіт, можуть стати причиною аварії. Чим товще шов, тим важче досягти рівномірної його щільності і тим більшою мірою цегла працює в кладці на вигин і зріз. При товстих швах збільшуються деформації і знижується міцність кладки. Тому для кожного виду кладки встановлена певна товщина швів, збільшення якої знижує міцність конструкцій.

Наскільки якість кладки характеризується рівномірністю заповнення і ущільнення горизонтальних швів, показує приклад одного з випробувань. Одночасно з одного і того ж цегли і розчину виконувалась кладка висококваліфікованими мулярами і для порівняння мулярами низької кваліфікації. Межа міцності кладки, виконаної висококваліфікованими мулярами, виявився рівним 50 кгс/см2, а мулярами низької кваліфікації -28 кгс/см2, тобто в 1,8 рази менше.

Напружений стан кладки. Напруги розтягування, вигину і зрізу, що виникають в цегельній кладці, призводять до руйнування її раніше, ніж напруги стиснення досягнуть межі міцності цегли при стискуванні. Якщо поступово збільшувати навантаження, наприклад на цегляний стовп, то при деякою її величиною в окремих цеглинах з'являться; вертикальні тріщини (15, а) переважно під вертикальними швами там, де концентруються напруги розтягання і вигину. При зростанні навантаження тріщини збільшаться, поділяючи кладку на стовпчики (15, б). Остаточне руйнування кладки відбувається за випучіванія цих стовпчиків внаслідок втрати ними стійкості (15, в). Напружений стан при осьовому стисненні кладок з інших кам'яних матеріалів аналогічно напруженого стану цегельної мурування, але має ті чи інші особливості, які залежать від розмірів і форми застосовується каменю, міцності і легкоукладальності (рухливості) розчину, його зчеплення з каменем, системи перев'язки і якості кладки.

Зі сказаного очевидно, що опір цегли вигину має не менший вплив на міцність кладки, ніж його міцність при стисненні, що низький опір цегли стиску може компенсуватися високим опір вигину і що великий опір цегли стиску марне, якщо воно не супроводжується відповідним підвищенням міцності цегли при вигині. Саме тому марка цегли характеризується не тільки певною межею міцності при стисненні, але і при вигині.

Щільність і теплопровідність кладки. Одним з позитивних якостей кам'яних конструкцій є їх висока вогнестійкість, більша порівняно з іншими матеріалами хімічна стійкість і опірність атмосферним впливам і ' як наслідок цього велика довговічність. Ці якості обумовлені тим, що кам'яні матеріали мають щільну структуру. У той же час велика щільність кам'яних конструкцій збільшує теплопровідність кладки. Тому цегляні стіни громадських будівель і житлових будинків доводиться робити набагато товщі, ніж це потрібно за умовами їх міцності і стійкості.

Як видно з таблиці, при зменшенні щільності кам'яних матеріалів з 1800 до 800 кг/см3 товщина стін і потреба в матеріалах зменшуються на 55%,а маса стін - на 80%. Це означає, що для кладки вигідно застосовувати матеріали з низькою щільністю (пустотілі, пористі), володіють хорошими теплотехнічними властивостями.

На теплотехнічні властивості кам'яних конструкцій впливає якість кладки: стіни з погано заповнені розчином швами легко продуваються.

Зазначені властивості враховуються в розрахунках при проектування конструкцій будівель і споруд. При цьому розміри несучих стін, стовпів та інших частин розраховують, виходячи не тільки з умов міцності кладки з діючих на неї навантажень, але і з умов стійкості як окремих елементів, так і всього будинку в цілому.

 

 «Технологія кам'яних і монтажних робіт» Наступна сторінка >>>

 

Дивіться також:

 

Кам'яні роботи Довідник домашнього майстра Будинок своїми руками Будівництво будинки Виготовлення червоного будівельної цегли і Бетон будівельні розчини