Конструкционная глиняная плитка описывает категорию обожженных глиняных строительных материалов , используемых для строительства кровли, стен и полов для структурных и неструктурных целей, особенно в огнестойких приложениях. Также называемый строительной плиткой , структурной терракотой , пустотелой плиткой , плиткой сальтильо и глиняным блоком , этот материал представляет собой экструдированную глиняную форму со значительной глубиной, что позволяет укладывать его так же, как и другие глиняные или бетонные кладки. В Северной Америке он в основном использовался в конце 19-го и начале 20-го веков, достигнув пика популярности на рубеже веков и снизившись примерно в 1950-х годах. Конструкционная глиняная плитка приобрела популярность в конце девятнадцатого века, потому что ее можно было построить быстрее, она была легче и требовала более простой плоской опалубки, чем более ранние кирпичные сводчатые конструкции. [1]
Каждый блок обычно изготавливается из глины или терракоты с полыми полостями или ячейками внутри. Цвета терракоты меняются от серого (сырая, влажная глина) до оранжевого, красного, желтого и кремового. Это происходит из-за эффекта процесса обжига, который затвердевает глину, чтобы ее можно было использовать в структурных целях. [2] Материал обычно используется в арках пола, огнестойкости , перегородках и обрешетке . [3] Он продолжает использоваться в Европе для строительства огнестойких стен и перегородок. В Северной Америке материал в значительной степени был заменен бетонными каменными блоками .
Глиняная плитка в различных вариантах использовалась на протяжении тысяч лет. Римляне были одними из первых, кто использовал глиняную плитку в строительстве, создавая глиняные горшки для облегчения нагрузки сводов. [4] Однако первое зафиксированное структурное использование терракотовых форм было в Италии шестого века в куполе церкви Сан-Витале в Равенне. Глиняные горшки, облицованные гипсом, облегчали нагрузку купола аналогично более раннему римскому строительству. [3]
Первое зарегистрированное использование структурной глиняной плитки в Соединенных Штатах было в 1853 году. Фредерик А. Петерсон спроектировал глиняные овалы ручной формы, которые он поместил между двутавровыми балками и покрыл цементом для создания пола. Петерсон дебютировал со своим методом в здании Cooper Union в Нью-Йорке. Однако метод Петерсона не производился массово и не копировался до 1870-х годов. [4] В 1871 году Бальтазар Крейшер и Джордж Х. Джонсон запатентовали новый метод, похожий на метод Петерсона, основанный на более ранних прецедентах, включая прецеденты британского архитектора Джозефа Баннетта в 1858 году, а также на проектах Петерсона. [4] Каждый из этих методов возник из-за растущей потребности в огнестойкости зданий после крупных пожаров по всей территории Соединенных Штатов в течение последней четверти девятнадцатого века.
До широкого использования структурной глиняной плитки, кирпичное и каменное строительство доминировали в методах огнезащиты. Однако кирпичное и каменное строительство, особенно своды, было тяжелым, требовало много времени для возведения и строительства дорогостоящей индивидуальной опалубки. [4] Структурная глиняная плитка предлагала более легкую, быструю и простую альтернативу. Система соединения угловых глиняных плиток, которые были соединены вместе с замковым камнем, стала популярной в начале 1870-х годов после того, как проекты Винсента Гарсина были массово произведены для создания плоских сегментированных арок. [4] Эта плоская сегментированная арка, разработанная Гарсином, была впервые использована в Соединенных Штатах в почтовом отделении Нью-Йорка, здании Кендалла в Чикаго и здании Singer Manufacturing в Сент-Луисе, став самым плодовитым применением пустотелой глиняной плитки до конца столетия. [4]
С ростом популярности структурная глиняная плитка стала одним из самых популярных материалов для огнезащиты железных и стальных конструкций. [4] Однако ее огнезащитные свойства не были полностью реализованы до тех пор, пока Питер Боннетт Уайт не изобрел «башмак для плитки» в 1881 году. «Башмак для плитки» покрывал открытую сторону металлических балок, полностью изолируя их от огня. [1]
Строительство плоских арок стало популярным с ростом числа зданий, использующих в своей конструкции стальные и железные элементы конструкции. Новые требования строительных норм к огнестойкости способствовали использованию и распространению структурной глиняной плитки в небоскребах и других крупных зданиях. [3] После 1910 года производители начали испытывать и разрабатывать более прочные и сложные системы структурной глиняной плитки, которые работали лучше при сжатии. Большая прочность на сжатие, обнаруженная в основном в изобретении концевой нажимной арки, позволила использовать материал в более длинных пролетах пола. [3] Однако по мере того, как железобетон становился все более популярным как более дешевая и менее сложная альтернатива, использование структурной глиняной плитки в полах и кровле сокращалось. Все чаще глиняная плитка использовалась внутри бетонного пола, чтобы сделать его легче, или в качестве центрирования/опалубки для бетонных конструкций. [4] [3]
С появлением железобетонных полов и металлических настилов структурная глиняная плитка утратила популярность для использования в горизонтальных приложениях. [3] Хотя использование структурной глиняной плитки для напольных покрытий и кровли сократилось, ее использование в стенах пользовалось популярностью вплоть до 1950-х годов. [4] Блоки настенной плитки продолжают производиться, но специальные плиточные блоки часто требуют индивидуальных заказов. [3] Арки из глиняной плитки больше не производятся, и из-за нехватки квалифицированных мастеров для укладки арок они никогда не заменяются. [3]
Конструкция арок с боковым давлением, первый метод, используемый при изготовлении арок с плиточным полом, состоит из полых плит, уложенных параллельно двутавровым балкам. [4]
Конструкция торцевой арки давления состоит из полых плиток, уложенных перпендикулярно двутавровым балкам. Этот метод стал популярным после того, как было обнаружено, что он на пятьдесят процентов эффективнее арок бокового давления. [3] [4]
Популярным применением структурной глиняной черепицы была книжная черепица, плоская полая черепица, которая использовалась в кровельных системах. Книжная черепица также использовалась в фальшполах, чтобы позволить водопроводу и другим системам проходить в зданиях. [4]
В конце 1890-х годов самая популярная система арок из плиточного пола сочетала в себе конструкцию с боковым и торцевым давлением. Однако с ростом популярности бетонных конструкций композитные конструкции начали использовать оба метода в сочетании с железобетоном. Более поздние системы использовали глиняную плитку и железобетон для замены арок из плиточного пола в 1930-х годах. [3]
Наиболее популярной и устойчивой формой структурной глиняной плитки является ее использование в вертикальных приложениях в качестве структурного элемента. В вертикальном приложении структурные глиняные плиточные блоки используются как в колоннах, так и в несущих стенах. Аналогичным образом структурные глиняные плиточные блоки часто использовались в качестве подложки для наружных стен, часто заполняя пустоты за архитектурным орнаментом, камнем или кирпичной кладкой. [3] В раннем стальном строительстве глиняные плиточные блоки исторически использовались в качестве заполнения между структурными элементами, что обеспечивало столь необходимую боковую поддержку. [3] В некоторых случаях целые стены — как правило, в одноэтажных зданиях, редко выше — создавались из структурной глиняной плитки, как правило, толщиной в несколько полос. [3] Ячейки этих блоков могли быть как незаполненными, так и заполненными армированием и затиркой. [3]
_(14740652866).jpg/1280px-The_Architect_and_engineer_of_California_and_the_Pacific_Coast_(1916)_(14740652866).jpg)
Структурная глазурованная облицовочная плитка, пожалуй, является наиболее распространенной и плодовитой формой глиняных плиточных блоков. Структурная глазурованная облицовочная плитка широко используется в учреждениях, где требуется прочная, легко очищаемая поверхность. Материал обычно встречается в школах, исправительных учреждениях, бассейнах и подобных учреждениях. Было разработано большое разнообразие форм, позволяющих строить углы, крышки, основания стен и другие элементы с использованием стандартных размеров. SGFT нельзя легко разрезать без повреждения глазурованной поверхности, поэтому доступно несколько десятков специальных форм, позволяющих приспособиться к большинству ситуаций. SGFT имеет обожженную глазурованную поверхность, которая может быть изготовлена в цветах, похожих на те, которые доступны для стандартной керамической плитки. [5] SGFT был заменен в некоторых приложениях глазурованными каменными блоками, композитом из бетонной кладки и плиткоподобного поверхностного покрытия.
Специализированные виды структурной глиняной плитки производились с остеклованной или глазурованной изогнутой поверхностью для использования в строительстве фермерских силосов . Другие формы, называемые «телефонной плиткой», использовались в качестве подземных многоячеистых каналов для телефонных кабелей. [6]
Конструкционная глиняная плитка по-прежнему изготавливается в соответствии с историческими процессами: глину замешивают до нужной консистенции, прессуют в формы и обжигают в больших печах. [3] Для каждого типа и формы конструкционной глиняной плитки используются различные формы и пресс-формы.
Структурная глиняная плитка классифицируется на три сорта: твердая, полупористая и пористая. Каждая классификация отличается длительностью обжига плитки в процессе производства, и каждая классификация используется для разных целей. [3]
Жесткая плитка имеет наибольшую структурную прочность из трех категорий и используется в основном в приложениях, где она подвергается воздействию стихий. Ее твердость противостоит влаге, так как она менее пористая, чем другие классификации. Однако жесткая плитка менее огнестойка, так как она склонна к растрескиванию при высокой температуре. [3]
Полупористая плитка имеет среднюю прочность и устойчива к влаге.
Пористая плитка изготавливается путем смешивания глины с соломой, опилками или другими материалами, которые выгорают в процессе производства, что делает ее очень пористой и легкой, а также снижает структурные статические нагрузки. Пористая плитка была предпочтительна среди строителей для огнестойкости, поскольку она хорошо вела себя при высокой температуре. [3]
Плитка классифицируется на несущие и не несущие нагрузки категории. Несущая плитка описывается в соответствии со стандартом ASTM C34, подразделяясь на класс LBX, для зон, подверженных воздействию погодных условий, и LB, для защищенных применений. Ненесущая плитка описывается в соответствии со стандартом ASTM C56 в одном классе, NB. Она используется для внутренних перегородок и может быть уложена с ячейками, проходящими горизонтально или вертикально. Плитка может быть ребристой для приема штукатурной отделки или гладкой. Специальные формы были доступны для крепления и установки вокруг профилей из конструкционной стали, обеспечивая огнестойкое ограждение для несущих стальных элементов. [5] [7]
Структурная глиняная плитка производится в различных стандартных размерах, включая толщину 4 дюйма (10 см), 6 дюймов (15 см), 8 дюймов (20 см), 10 дюймов (25 см) и 12 дюймов (30 см), и обычно имеет размеры лицевой поверхности 12 дюймов (30 см) x 12 дюймов (30 см) или 12 дюймов (30 см) x 8 дюймов (20 см). [5] Плитка также производилась в виде серии градуированных клиновидных форм для установки между стальными элементами в качестве огнестойкой плоской арочной конструкции пола, которая должна быть покрыта износостойкой поверхностью из бетона сверху. В других случаях структурная глиняная плитка использовалась в качестве материала постоянной формы для уменьшения объема и веса структурных бетонных плит пола. [8]
{{cite book}}: CS1 maint: местоположение отсутствует издатель ( ссылка ) CS1 maint: другие ( ссылка )