Материалы для проведения каменных работ

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. 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 строительным камнем.

Силикатный кирпич – относительно «молодой» - 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 характеристиках, 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 - растворы на кварцевом или естественном песке из плотных горных пород с плотностью более 1500 кг/м3;
• легкие - 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 неорганические - известь и глина.

Классификация растворов  по типу вяжущего:

• цементные растворы — применяют для конструкций ниже поверхности земли,  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 не менее 75 кг, 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;

• 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

3. Виды кладки, системы перевязки швов

• Виды кирпичной кладки:

Сплошная кладка. Обыкновенная кирпичная кладка не имеющая пустот или утеплителя. Состоит только из кирпичей и раствора. Применяется для устройства несущих стен и ограждающих конструкций при условии обеспечения теплосбережения или при устройстве утеплителя с внешней стороны кладки. Размер кирпичной кладки сплошного сечения может быть в полкирпича, в кирпич, в полтора кирпича и далее через полкирпича. Это соответствует размерам 120 мм, 250 мм, 380 мм и далее.

Облегченная кладка. Применяется для устройства утеплителя внутри стены, для облегчения конструкции и экономии материалов. При этом стена должна обеспечивать требуемый уровень прочности и устойчивости.

Кладка с облицовкой. C лицевой стороны стены выполняется облицовочная кирпичная кладка. Используется специальный облицовочный кирпич, выходящий на фасадную сторону стены. При этом он имеет такие же размеры как и основной. Это важно для обеспечения перевязки облицовочного слоя стены с основной кладкой. Кладка может иметь однорядную перевязку с облицовочным слоем и многорядную. При однорядной перевязке, пять рядов облицовочного кирпича выкладываются ложком а каждый шестой тычком. При многорядной, каждый второй ряд выкладывается тычком.

Армированная  кладка. Выполняется для увеличения прочности кладки стен и столбов.

• Системы перевязки:

Системы перевязки  кладки обеспечивают перевязку швов с целью объединения слоев  кладки в единую монолитную конструкцию. Выделяют вертикальные, продольные и  поперечные швы. Продольные швы перевязываются тычковыми рядами кирпичей, поперечные - ложковыми. Рассмотрим однорядную, трехрядную и многорядную систему перевязки кладки.

Однорядная. При этой системе, каждый вертикальный шов перекрывается следующим рядом кирпичей. Это достигается за счет применения четверток кирпича. Таким образом швы смещены относительно друг друга минимум на четверть. Такую систему перевязки еще называют цепной.

Рисунок 1 – Однорядная система перевязки (цепная): 
1 - тычковый ряд; 2 - ложковый ряд

Трехрядная. Эта система принимается для кладки столбов и простенков длиной до 1 м. При этой системе перевязки ряды перекрываются на 1/2 кирпича, что повышает жесткость конструкции.

Рисунок 2 - Многорядная система перевязки. 
1 - тычковый ряд; 2-6 - ложковые ряды

Многорядная. При этой системе, стена выкладывается одинаковыми слоями по 6 рядов кирпича. При этом лишь каждый шестой ряд является тычковым а остальные ложковые. Следовательно вертикальные часть продольных швов перевязывается только каждым шестым рядом. Преимущество такой системы в том, что по сравнению с однорядной, меньшее количество кирпичей ложится в верстовые ряды. Это повышает скорость кладки, так как забутку выполнить проще.

4. Организация рабочего места каменщика

Рабочее место  каменщика при кладке — это участок возводимой конструкции (фундамента, стены) и подмостей, на котором размещаются материалы, приспособления, инвентарь, инструменты и передвигается сам каменщик. Рабочее место каменщика состоит из рабочей зоны, зоны материалов и транспортной. При подаче материалов подъемными механизмами транспортная зона отсутствует. Запас кирпича или камня на рабочем месте создается на 2...4 ч работы. Раствор в ящики подается за 10—15 мин до начала кладки на 40...45 мин работы. Материалы в зоне располагают так: при кладке глухих стен - чередуются поддоны с каменными материалами и ящики с раствором, при кладке стен с проемами - ящики с раствором размещаются напротив проемов, а поддоны с кирпичом напротив простенков. Если проектом предусмотрена кладка с одновременной облицовкой керамическими камнями или кирпичом (сложная система перевязки), то поддоны с кирпичом и облицовочным материалом и ящики чередуются. Расстановка пакетов стеновых материалов и ящиков с раствором на подмостях должна быть предусмотрена проектом производства работ, подмости и перекрытия проверены на установленную нагрузку. Расстояние между ящиками и поддонами - 200 - 400 мм. При кладке столбов ящики с раствором и поддоны с кирпичом располагают по разные стороны столба. Для выполнения работ в темное время суток рабочее место каменщика должно иметь искусственное освещение. Минимальная освещенность горизонтальных плоскостей 25 лк, вертикальных — 10.

Рис 1 - Рабочие места каменщиков:  
а - при кладке сплошных стен, б - при кладке стен с проемами; зоны:

1 - рабoчaя, 2 - материалов, 3 - транспортная

5. Механизация каменных работ.

• леса
• подмости

Вспомогательные временные конструкции, предназначенные для создания на любой высоте площадок для размещения рабочих, инструментов и материалов при выполнении строительных и монтажных работ. Первоначально строительные леса устраивались из круглых или вчерне обработанных брёвен (или лeса, отсюда и их название) для кладки кирпичных и каменных стен. Стоимость таких лесов достигала 4 % общей стоимости здания. Современные строительные леса сборно-разборные и изготовляются из металлических труб и деревянных щитов для настила. Подмости используются для поддержания в необходимом положении строительной конструкции, не обладающей в период возведения собственной устойчивостью (эстакады, оболочки и т. д.). Подмости специальной формы, которые возводятся для сооружения сводчатых конструкций.

Подмости применяют  при возведении зданий с междуэтажными перекрытиями и одноэтажных зданий при высоте стен до 5 м. Устанавливают их внутри здания вначале на грунт, затем — на перекрытия, переставляя с одного этажа на другой. При возведении наружных стен одноэтажных зданий подмости устанавливают снаружи. Существует много типов подмостей. Подмости непрерывного подъема позволяют каменщику возводить стены, находясь на оптимальном уровне по отношению к высоте кладки. В основном в сельском строительстве применяют подмости ярусного типа.

Строительные  лебедки используются для вертикального  перемещения и реже подтаскивания грузов. Они применяются при монтажных работах, для подачи строительных материалов, при проведении ремонтных работ и в других случаях.

6. Техника безопасности при производстве каменных работ

Таблица 2- Техника  безопасности

7. Производство каменных работ в условиях пониженной и повышенной температуры

При замерзании жидкой фазы раствора его твердение останавливается и возобновляется после оттаивания. При температурах −10^о С и ниже гидратация раствора практически прекращается, останавливается процесс тепловыделения, отсутствует заметный набор прочности. Замерзание химически не связанной воды затворения в растворе приводит к резкому увеличению пористости цементного камня, а при высоких расходах воды — к разрушению кладки. Эти обстоятельства сильно затрудняют проведение каменных работ в условиях пониженных температур, особенно при возведении монолитных конструкций. Соответствующий холодный период в разных районах России длится от 3 до 10 месяцев. Поэтому применение и совершенствование методов зимнего проведения работ является весьма актуальной задачей. Для предотвращения замерзания раствора используют различные методы: прогрев, термосное выдерживание и применение противоморозных добавок (возможно в сочетании с первыми двумя методами). Основными и традиционными соединениями, применяемыми в качестве противоморозных добавок являются NaCl, CaCl₂, NaNO₂, NaNO₃, NH₄NO₃, Ca(NO₃), NH₄OH, K₂CO₃, Na₂CO₃. Органические антифризы по разным причинам практически не применяются, однако разработанные на их основе добавки, включающие также неорганические соли и пластификаторы, по существу являются вторым поколением противоморозных добавок. Эффективность применения противоморозной добавки во многом зависит от величины снижения температуры замерзания жидкой фазы бетона. Однако наличие жидкой фазы при отрицательных температурах обеспечивает крайне медленное твердение.

8. Контроль качества каменных работ

В соответствии с  требованиями СНиП контроль качества поступающих на стройку материалов осуществляется по данным сопроводительной документации (паспортов) и внешним осмотром. Все поступающие материалы должны иметь паспорт на каждую партию, а раствор, кроме того, выписку из паспорта на каждую транспортную единицу. Лабораторный контроль (путем проведения испытаний) должна проводить строительная организация в таких случаях:

• при отсутствии паспорта по всем требованиям стандарта или ТУ на проверяемый материал;
• при появлении сомнений в качестве материала по показателям, вызывающим сомнения;
• при наличии в проекте требований о систематическом контроле кирпича (камня) и раствора по показателям прочности;
• для поступающих на стройку растворов подвижность растворной смеси.

В процессе выполнения кладки через каждые 0,5...0,6 м обязательно  проверяют вертикальность граней и  углов кладки, горизонтальность рядов. Выявленные отклонения должны устраняться  в пределах возведения яруса. В процессе промежуточной приемки проверяют  качество выполнения деформационных швов, гидроизоляцию кладки и ее армирование, а также места опирания различных конструктивных элементов. При приемке законченных работ проверяют документацию о промежуточной приемке, все документы на поставленные материалы и изделия и проведенные испытания. Кроме элементов, проверяемых при промежуточной приемке, проверке подлежит правильность перевязки швов кладки, их размеры, направление, качество поверхностей, правильность установки закладных частей и геометрические размеры кладки. На строительной площадке должны находиться и использоваться инструмент и приспособления, необходимые для проверки контролируемых параметров кладки. Независимо от промежуточных проверок, обязательно нивелиром проверяют горизонтальность и отметки верха кладки каждого этажа.

В зимнее время  проводят дополнительный контроль прочности  раствора на строительной площадке. Не реже чем раз в трое суток изготовляют  четыре серии образцов с ребром 7 см по три образца в серии. Все  серии хранят на морозе с конструкцией и испытывают две серии (после 3...4-часового оттаивания) в сроки, необходимые  для определения возможности  возведения вышележащей кладки, третью серию — через 28 сут и четвертую — после окончания зимы и месячного выдерживания при t >0 °С. Образцы следует защитить от попадания снега и воды. При необходимости по методике СН 290-74 можно определить прочность раствора в образцах, извлеченных из горизонтальных швов кладки. Требуется особенно тщательный контроль за геометрическими параметрами кладки (не допускать, в частности, утолщения швов) и выполнением мероприятий в период оттаивания.

В номенклатурный перечень средств измерений при  выполнении каменных работ входят нивелир  Н-ЗК (Н-3 или Н-10), рейка нивелирная РН-10 (РН-3), уровень строительный УС-2, теодолит ТЗО (Т15), угольник поверочный типа УШ, оптический центрир ЦО-1 (ЦО-30), отвесы, рейки с уровнем, рулетки металлические РЖ-1 и РЖ-2 (PC-Г, и РС-2), метр складной, скоба измерительная СИТ-1, эталонный конус (СтройЦНИЛ) для определения подвижности раствора, прибор для определения расслаиваемости раствора, термометры.

Все результаты контроля следует заносить в журнал производства работ.

Список литературы:

1. Смирнов Б.В. – Каменщик: Учеб. пособие для уч. проф-тех училищ,- Р- н- Д: Феникс, 2000-320 с.
2. Руденко В.И. - Современный справочник строителя,- Р- н- Д: Феникс, 2008-572 с.