.jpg/1280px-Pont_de_Santa_Maria_d'Ovarra_(Vall_de_l'Is%C3%A0vena,_Ribagor%C3%A7a).jpg)
Каменная кладка — это ремесло строительства конструкций из кирпича, камня или подобного материала, включая штукатурку на основе раствора , которые часто укладываются, связываются и склеиваются вместе раствором . Термин «кладка» может также относиться к самим строительным блокам (камню, кирпичу и т. д.).
Обычными материалами для каменной кладки являются кирпичи и строительный камень , такие породы , как мрамор , гранит и известняк , литой камень , бетонные блоки , стеклянные блоки и саман . Каменная кладка, как правило, является очень прочной формой строительства. Однако используемые материалы, качество раствора и мастерство, а также схема, в которой собираются блоки, могут существенно повлиять на долговечность всей каменной конструкции.
Человек, который занимается каменной кладкой, называется каменщиком или каменщиком . Оба эти занятия относятся к строительным профессиям .
Каменная кладка — одно из древнейших строительных ремесел в мире. Строительство египетских пирамид, римских акведуков и средневековых соборов — все это примеры каменной кладки. Ранние сооружения использовали вес самой каменной кладки для стабилизации конструкции от боковых перемещений. Типы и методы каменной кладки развивались вместе с архитектурными потребностями и культурными нормами. С середины 20-го века каменная кладка часто включала элементы, армированные сталью, чтобы помочь выдерживать силу натяжения, присутствующую в современных тонких, легких, высоких строительных системах. [1]
Каменная кладка имеет как структурные, так и неструктурные применения. Структурные применения включают стены, колонны, балки, фундаменты, несущие арки и другие. С другой стороны, каменная кладка также используется в неструктурных применениях, таких как дымоходы каминов и системы облицовки. [1]
Кирпич и бетонные блоки являются наиболее распространенными типами кладки, используемыми в промышленно развитых странах, и могут быть как несущими, так и ненесущими. Бетонные блоки, особенно с пустотелыми сердечниками, предлагают различные возможности в строительстве каменной кладки. Они, как правило, обеспечивают большую прочность на сжатие и лучше всего подходят для конструкций с легкой поперечной нагрузкой, когда сердечники остаются незаполненными. Заполнение некоторых или всех сердечников бетоном или бетоном со стальной арматурой (обычно арматурой ) обеспечивает гораздо большую прочность на растяжение и поперечную прочность конструкций.
Одна из проблем с каменными стенами заключается в том, что они в основном полагаются на свой вес, чтобы удерживаться на месте; каждый блок или кирпич слабо соединен со следующим через тонкий слой раствора. Вот почему они не очень хорошо ведут себя при землетрясениях, когда целые здания сотрясаются горизонтально. Многие обрушения во время землетрясений происходят в зданиях, имеющих несущие каменные стены. Кроме того, более тяжелые здания с каменной кладкой получают больше повреждений.
Прочность каменной стены не зависит исключительно от связи между строительным материалом и раствором; трение между блокирующимися блоками каменной кладки часто достаточно сильное, чтобы обеспечить большую прочность само по себе. Иногда блоки имеют пазы или другие поверхностные особенности, добавленные для улучшения этой блокировки, а некоторые конструкции из сухой каменной кладки вообще отказываются от раствора.
Каменные блоки, используемые в кладке, могут быть обработаны или необработаны, хотя в обоих примерах углы, дверные и оконные косяки и подобные области обычно обработаны. Каменная кладка с использованием обработанных камней известна как кладка из тесаного камня, тогда как кладка с использованием камней неправильной формы известна как кладка из бутового камня . Как кладка из бутового камня, так и кладка из тесаного камня могут быть уложены рядами одинаковой высоты путем тщательного выбора или резки камней, но большая часть каменной кладки необработана.
Сплошная кирпичная кладка выполняется из двух или более рядов кирпичей, блоки которых располагаются горизонтально (называемые ложковыми кирпичами), связанных вместе кирпичами, идущими поперек стены (называемые «тычковыми» кирпичами). Каждый ряд кирпичей называется рядом. Схема используемых тычков и ложков приводит к появлению различных «связей», таких как обычная перевязка (каждый шестой ряд состоит из тычков), английская перевязка и фламандская перевязка (с чередованием ложковых и тычковых кирпичей в каждом ряду). Связки могут различаться по прочности и изолирующей способности. Вертикально смещенные перевязки, как правило, несколько прочнее и менее подвержены образованию крупных трещин, чем не смещенные перевязки.
Широкий выбор стилей и типов кирпича, обычно доступных в индустриальных странах, допускает большое разнообразие внешнего вида конечного продукта. В зданиях, построенных в 1950-1970-х годах, была типична высокая степень однородности кирпича и точности кладки. В период с тех пор этот стиль считался слишком стерильным, поэтому были предприняты попытки имитировать более старую, грубую работу. Некоторые кирпичные поверхности выглядят особенно деревенскими, включая обожженные кирпичи, которые имеют более темный цвет или неправильную форму. Другие могут использовать старинные уцелевшие кирпичи, или новые кирпичи могут быть искусственно состарены путем применения различных поверхностных обработок, таких как барабанная обработка. Попытки деревенской кладки конца 20-го века были продолжены каменщиками, специализирующимися на свободном, художественном стиле, где ряды намеренно не прямые, а переплетаются, чтобы сформировать более органичные впечатления.
Стена с изгибом — это кирпичная стена, которая следует извилистой траектории, а не прямой линии. Этот тип стены более устойчив к падению, чем прямая стена; настолько, что ее можно сделать из одного ряда неармированного кирпича, и поэтому, несмотря на большую длину, она может быть более экономичной, чем прямая стена.
Блоки из шлакобетона ( шлакоблоки или шлакоблоки ), обычного бетона ( бетонные блоки ) или пустотелой плитки обычно называются бетонными каменными блоками (CMU). Они обычно намного больше обычных кирпичей и поэтому их гораздо быстрее укладывать для стены заданного размера. Кроме того, шлакобетонные блоки обычно имеют гораздо более низкие показатели водопоглощения , чем кирпич. Они часто используются в качестве структурного ядра для облицованной кирпичной кладки или используются отдельно для стен заводов, гаражей и других зданий в промышленном стиле , где такой внешний вид приемлем или желателен. Такие блоки часто получают штукатурную поверхность для украшения. Поверхностно-связывающий цемент , который содержит синтетические волокна для армирования, иногда используется в этом применении и может придать дополнительную прочность блочной стене. Поверхностно-связывающий цемент часто предварительно окрашен и может быть окрашен или окрашен, что приводит к получению готовой штукатурной поверхности.
Основным структурным преимуществом бетонных блоков по сравнению с более мелкими кирпичами на основе глины является то, что стена из бетонных блоков может быть укреплена путем заполнения пустот блоков бетоном с использованием стальной арматуры или без нее . Как правило, определенные пустоты предназначены для заполнения и армирования, особенно на углах, концах стен и проемах, в то время как другие пустоты остаются пустыми. Это увеличивает прочность и устойчивость стены более экономично, чем заполнение и армирование всех пустот. Обычно конструкции из бетонных блоков имеют верхний ряд блоков в стенах, заполненных бетоном и связанных вместе стальной арматурой для формирования связующей балки. Связующие балки часто являются требованием современных строительных норм и правил. Другой тип стальной арматуры, называемый лестничной арматурой, также может быть встроен в горизонтальные швы раствора стен из бетонных блоков. Введение стальной арматуры обычно приводит к тому, что стена из бетонных блоков имеет гораздо большую боковую и разрывную прочность, чем неармированные стены.
«Архитектурная кладка — это развитие стандартных бетонных каменных блоков в эстетически приятные бетонные каменные блоки (CMU)». [5] [ неудачная проверка ] CMU могут быть изготовлены с различными внешними видами поверхности. Они могут быть окрашены во время производства или окрашены или покрашены после установки. Они могут быть разделены в ходе производственного процесса, что придает блокам шероховатую поверхность, имитирующую внешний вид натурального камня, такого как коричневый известняк . CMU также могут быть надрезаны, ребристы, подвергнуты пескоструйной обработке, полированы, бороздчаты (сгребены или обработаны щеткой), включать декоративные заполнители, им можно позволять оседать контролируемым образом во время отверждения или включать несколько из этих методов в их производстве для обеспечения декоративного внешнего вида. [6]
«Глазурованные бетонные каменные блоки изготавливаются путем приклеивания постоянного цветного покрытия (обычно состоящего из полиэфирных смол, кварцевого песка и различных других химикатов) к бетонному каменному блоку, что обеспечивает гладкую непроницаемую поверхность». [7]
Стеклянный блок или стеклянный кирпич — это блоки, изготовленные из стекла и обеспечивающие прозрачность и хорошую видимость через блок.
Стена из облицовочного кирпича состоит из каменных блоков, обычно из кирпичей на основе глины, установленных на одной или обеих сторонах структурно независимой стены, обычно построенной из дерева или кирпича. В этом контексте кирпичная кладка является в первую очередь декоративной, а не структурной. Кирпичная облицовка обычно соединяется со структурной стеной кирпичными связями (металлическими полосами, которые крепятся к структурной стене, а также растворными швами кирпичной облицовки). Обычно между кирпичной облицовкой и структурной стеной имеется воздушный зазор. Поскольку кирпич на основе глины обычно не является полностью водонепроницаемым, структурная стена часто будет иметь водостойкую поверхность (обычно рубероид ), а дренажные отверстия могут быть оставлены в основании кирпичной облицовки для отвода влаги, которая накапливается внутри воздушного зазора. Бетонные блоки, настоящие и искусственные камни и облицовочный саман иногда используются в очень похожем стиле облицовки.
Большинство изолированных зданий, в которых используются бетонные блоки, кирпич, саман, камень, шпон или их комбинации, имеют внутреннюю изоляцию в виде стекловолоконных матов между деревянными стойками стены или в виде жестких изоляционных плит, покрытых штукатуркой или гипсокартоном . В большинстве климатических условий эта изоляция гораздо более эффективна на внешней стороне стены, позволяя внутренней части здания использовать вышеупомянутую тепловую массу кладки. Однако эта технология требует некоторой погодоустойчивой внешней поверхности над изоляцией и, следовательно, обычно является более дорогой.
Габионы — это корзины, обычно из оцинкованной стали ( оцинкованной стали ) , заполненные дробленым камнем среднего размера. Они будут действовать как единое целое и укладываются с отступами, образуя облицовку или подпорную стенку . Они имеют то преимущество, что хорошо дренируются, гибкие и устойчивы к наводнениям, потоку воды сверху, повреждению от мороза и потоку почвы. Их ожидаемый срок службы ограничен проволокой, из которой они состоят, и если они используются в суровых климатических условиях (например, на берегу в соленой воде), они должны быть изготовлены из соответствующей коррозионно-стойкой проволоки. Большинство современных габионов имеют прямоугольную форму. Раньше габионы часто представляли собой цилиндрические плетеные корзины, открытые с обоих концов, которые обычно использовались для временного, часто военного, строительства.
Аналогичную работу можно выполнить с более мелкими заполнителями, используя ячеистое ограничение .
Стены из каменной кладки имеют эндотермический эффект своих гидратов , как в химически связанной воде , несвязанной влаге из бетонного блока и залитом бетоне, если пустоты внутри блоков заполнены. Каменная кладка может выдерживать температуры до 1000 °F (538 °C) и может выдерживать прямое воздействие огня в течение 4 часов. [ необходима цитата ] Кроме того, бетонная кладка удерживает пожары в помещении, где они возникли, в 93% случаев. [ необходима цитата ] По этим причинам бетонные и каменные блоки имеют самую высокую классификацию индекса распространения пламени, класс A. [8]
Противопожарные разрезы можно использовать для повышения безопасности и снижения ущерба от пожара в каменных зданиях.
С точки зрения моделирования материалов, каменная кладка представляет собой особый материал с экстремальными механическими свойствами (с очень высоким соотношением прочности на сжатие и растяжение), благодаря чему приложенные нагрузки не рассеиваются, как в упругих телах, а имеют тенденцию просачиваться вдоль линий высокой жесткости. [9] [10]
