Прочность кирпичной кладки: Прочность, теплосопротивление и плотность кирпичной кладки

Прочность, теплосопротивление и плотность кирпичной кладки

 При строительстве кирпичного дома важно знать о свойствах кирпичной кладки:

• прочность;
• плотность;
• сопротивление теплопередаче.

Прочность кирпичной кладки

зависит от свойств кирпича и раствора. Так, прочность на сжатие кирпичной кладки с использованием достаточно прочного раствора и стандартных методов возведения – не более 40-50% от прочности самого кирпича. Причина в следующем: поверхность кирпича, а также шва кладки не является идеально плоской; толщина и плотность слоя раствора горизонтального шва – неравномерна. По этой причине неравномерно распределяется и давление по поверхности кирпича, вызывая тем самым напряжения изгиба. Кирпич же, подобно бетону, хорошо сопротивляется сжатию, но плохо растяжению, изгибу – предел прочности кирпича на изгиб в 4-6 раз меньше предела прочности на сжатие. В результате разрушение кирпичной кладки происходит раньше достижения напряжением предела прочности кирпича на сжатие.

Разрушение кирпичной кладки начинается с появления в отдельных кирпичах вертикальных трещин в местах, расположенных под вертикальными швами, так как именно в них наблюдается концентрация напряжений растяжения и изгиба (рисунок а). Рост нагрузок приводит к увеличению трещин и разделению кирпичной кладки на столбики (рисунок б). В последствии столбики теряют устойчивость, выпучиваются, происходит окончательное разрушение кладки (рисунок в).

а – возникновение трещин в кирпиче;
б – расчленение кирпичной кладки на столбики;
в – выпучивание и разрушение кладки.
Свойства раствора также влияют на прочность кладки. Более слабый раствор легче сжимается, вызывая большие деформации кладки. Поэтому для повышения прочности используют раствор более высокой марки. Вместе с тем, повышение прочности раствора увеличивает прочность кладки незначительно. Большее влияние оказывает пластичность раствора, которая позволяет лучше расстилаться раствору по постели кирпича. В результате можно получить шов равномерной толщины и плотности, что повысит прочность кладки посредством уменьшения напряжений изгиба в отдельных кирпичах.

Влияние размера и формы кирпича на прочность кладки. При увеличении толщины кирпича количество горизонтальных швов кладки уменьшается, а сопротивление кирпича изгибу, наоборот, увеличивается. Поэтому при прочих равных условиях кладка из кирпичей большей толщины является прочнее.  В свою очередь правильная форма кирпича позволяет лучше заполнять раствором шов кладки, лучше передавать нагрузки, лучше перевязывать кладку. В результате прочность кирпичной кладки увеличивается.

Качественный шов кладки  — необходимее условие повышение её прочности. Горизонтальные и вертикальные швы должны быть: хорошо заполнены раствором, равномерно уплотнены; одной толщины. При большей толщине шва трудно достигнуть его равномерной плотности, кирпич больше работает на изгиб, увеличивается деформация кладки и снижается её прочность.

В соответствии с п. 7.6 СНиП   3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции» толщина горизонтального шва кирпичной кладки должна составлять — 12 мм, допустимые отклонения -2;+3 мм; вертикального шва — 10 мм (-2;+2 мм).

Для выявления зависимости прочности кладки от качества швов был проведен эксперимент: одновременно двумя каменщиками была выполнена кладка с использованием одинаковых материалов. Каменщики имели разную квалификацию – высокую и низкую. В результате прочность кладки, выполненной высококвалифицированным каменщиком, составила 5 МПа, кладка низкоквалифицированного каменщика имела прочность 2,8 МПа, что в 1,8 раза меньше.

// ]]>

Плотность и теплосопротивление кирпичной кладки.

С одной стороны, долговечность кирпичных домов, их огнестойкость, бо’льшая химическая стойкость обусловлены плотной структурой кирпича. С другой стороны, большая плотность кирпича увеличивает теплопроводность кладки. Поэтому часто наружные кирпичные стены дома необходимо делать толще, чем требуется по расчетам прочности и устойчивости. При уменьшении плотности кирпича с 1800 кг/см

3 до 800 кг/см³ толщина стен /потребность в материалах сокращаются на 55%, а масса стен уменьшается на 80%. Таким образом, кладка из кирпича более низкой плотности обладает более лучшими теплотехническими свойствами и требует меньшего количества строительных материалов.

Ниже приведены теплотехнические характеристики сплошных кирпичных кладок в соответствии с таблицей Г.2 ГОСТ530-2007:

Качество швов также влияет на теплотехнические свойства кирпичной кладки: стена, у которой плохо заполнены раствором швы, легко продувается и промерзает зимой.

Расчет кирпичной кладки на прочность

Наружные несущие стены должны быть, как минимум, рассчитаны на прочность, устойчивость, местное смятие и сопротивление теплопередаче. Чтобы узнать, какой толщины должна быть кирпичная стена, нужно произвести ее расчет. В этой статье мы рассмотрим расчет несущей способности кирпичной кладки, а в следующих статьях — остальные расчеты. Чтобы не пропустить выход новой статьи, подпишитесь на рассылку и вы узанете какой должна быть толщина стены после всех расчетов. Так как наша компания занимается строительством коттеджей, то есть малоэтажным строительством, то все расчеты мы будем рассматривать именно для этой категории.

Несущими называются стены, которые воспринимают нагрузку от опирающихся на них плит перекрытий, покрытий, балок и т.д.

Также следует учесть марку кирпича по морозостойкости. Так как каждый строит дом для себя, как минимум на сто лет, то при сухом и нормальном влажностном режиме помещений принимается марка (М_рз) от 25 и выше.

При строительстве дома, коттеджа, гаража, хоз.построек и др.сооружений с сухим и нормальным влажностным режимом рекомендуется применять для наружных стен пустотелый кирпич, так как его теплопроводность ниже, чем у полнотелого. Соответственно, при теплотехническом расчете толщина утеплителя получится меньше, что сэкономит денежные средства при его покупке. Полнотелый кирпич для наружных стен необходимо применять только при необходимости обеспечения прочности кладки.

Армирование кирпичной кладки допускается только лишь в том случае, когда увеличение марки кирпича и раствора не позволяет обеспечить требуемую несущую способность.

 

Пример расчета кирпичной стены.

Исходные данные: Рассчитать стену первого этажа двухэтажного коттеджа на прочность. Стены выполнены из кирпича М75 на растворе М25 толщиной h=250мм, длина стены L=6м. Высота этажа H=3м.

Решение.

Несущая способность кирпичной кладки зависит от многих факторов — от марки кирпича, марки раствора, от наличия проемов и их размеров, от гибкости стен и т.д. Расчет несущей способности  начинается с определения расчетной схемы. При расчете стен на вертикальные нагрузки, стена считается опертой на шарнирно-неподвижные опоры. При расчете стен на горизонтальные нагрузки (ветровые), стена считается жестко защемленной. Важно не путать эти схемы, так как эпюры моментов будут разными.

Пример:

 

 

Выбор расчетного сечения.

В глухих стенах за расчетное принимается сечение I-I на уровне низа перекрытия с продольной силой N и максимальным изгибающим моментом М. Часто опасным бывает сечение II-II, так как изгибающий момент чуть меньше максимального и равен 2/3М, а коэффициенты m_g и φ минимальны.

В стенах с проемами сечение принимается на уровне низа перемычек.

 

Давайте рассмотрим сечение I-I. 

Из прошлой статьи Сбор нагрузок на стену первого этажа возьмем полученное значение полной нагрузки, которая включает в себя нагрузки от перекрытия первого этажа P

1=1,8т и вышележащих этажей G=G_п+P₂+G₂= 3,7т:

 

N = G + P₁ = 3,7т +1,8т = 5,5т

 

Плита перекрытия опирается на стену на расстоянии а=150мм. Продольная сила P₁ от перекрытия будет находиться на расстоянии а / 3 = 150 / 3 = 50 мм. Почему на 1/3? Потому что эпюра напряжений под опорным участком будет в виде треугольника, а центр тяжести треугольника как раз находится на 1/3 длины опирания.

Нагрузка от вышележащих этажей G считается приложенной по центру.

Так как нагрузка от плиты перекрытия (P₁) приложена не по центру сечения, а на расстоянии от него равном:

 

e = h/2 — a/3 = 250мм/2 — 150мм/3 = 75 мм = 7,5 см,

 

то она будет создавать изгибающий момент (М) в сечении I-I. Момент — это произведение силы на плечо.

 

M = P_1*e = 1,8т * 7,5см = 13,5 т*см

 

Тогда эксцентриситет продольной силы N составит:

 

e₀ = M / N = 13,5 / 5,5 = 2,5 см

 

Так как несущая стена толщиной 25см, то в расчете следует учесть величину случайного эксцентриситета e_ν=2см, тогда общий эксцентриситет равен:

 

e₀ = 2,5 + 2 = 4,5 см

 

y=h/2=12,5см

При e₀=4,5 см < 0,7y=8,75 расчет по раскрытию трещин в швах кладки можно не производить.

Прочность кл_{адки внецентренно сжатого элемента определяется по формуле:}

 

N ≤ m_g φ₁ R A_c ω

 

Коэффициенты m_g и φ₁ в рассматриваемом сечении I-I равны 1.

— R — расчетное сопротивление кладки сжатию. Определяем по таблице 2 СНиП II-22-81 (скачать СНиП II-22-81). Расчетное сопротивление кладки из кирпича М75 на растворе М25 равно 11 кг/см² или 110 т/м²

— A_c — площадь сжатой части сечения, определяется по формуле:

 

 

A — площадь поперечного сечения. Так как сбор нагрузок считали на 1 пог. метр, то и площадь поперечного сечения определяем от одного метра стены A = L * h = 1 * 0,25 = 0,25 м²

 

A_c = 0,25 (1 — 2*0,045/0,25) = 0,16 м²

 

— ω — коэффициент, определяемый по формуле:

 

ω = 1 + e₀/h = 1 + 0,045/0,25 = 1,18 ≤ 1,45 условие выполняется

 

Несущая способность кладки равна:

 

N ≤ 1*1*110*0,16*1,18=20,8 т

 

5,5 ≤ 20,8

 

Прочность кладки обеспечена.

← Предыдущая Следующая →

---

Статья была для Вас полезной?

Оставьте свой отзыв в комментарии

 

---

Определение прочности кирпичной кладки.

В составе любого обследуемого здания могут быть стальные, железобетонные, деревянные и каменные конструкции. Как любые строительные материалы, каменная кладка имеет свои параметры прочности. Каменная кладка состоит из непосредственно камня (различные по плотности блоки или кирпичи) и раствора (цементно-песчаного, глиняного или известкового). Каменная кладка образует строительную конструкцию (стену или колонну), работающую на сжатие (центральное или внецентренное), на сжатие с изгибом или на смятие.

Соответственно, каменная кладка имеет свойства сопротивления вышеперечисленным внешним воздействиям, называемыми расчетными сопротивлениями сжатию и смятию (это основные расчетные характеристики кладки).

При проведении технического обследования строительных конструкций зданий и сооружений выполняется этап по инструментальному контролю параметром прочности, и для каменной кладки это не исключение. Определение фактической прочности кирпичной кладки и дальнейшее соответствие ее проектным значениям либо выполнение расчета несущей способности является основным при оценке технического состояния каменных конструкций.

Определение фактической величины прочности кирпичной кладки достигается следующими способами:

разрушающим — при помощи приборов механического воздействия, или неразрушающим — наиболее часто использующимся при проведении натурных исследований.

При использовании разрушающего метода определения прочности кирпичной кладки стен или колонн производят отборку образцов необходимого размера высверливанием алмазным дисковым инструментом. Далее ослабленное место отбора восстанавливается замещающей кладкой либо бетоном или специальным ремонтным составом. После этого отобранный образец доставляется в лабораторию для разрушения его на специальном испытательном прессе или стенде.

При использовании неразрушающего метода определения прочности кирпичной кладки, данная работа делится на две составляющие:

определение прочности кирпича и определение прочности раствора. Прочность блока или кирпича может быть определена с помощью прибора «Оникс» или «ПроКондтрол» методом ударного импульса либо ударом бойка молотка.

Умение пользования последним способом достигается опытом при неоднократном инструментальном определением прочности бетона и камня прибором и молотком с дальнейшим сравнением результатов. В учебных пособиях приведены правила определения прочности кирпича и бетона при помощи удара молотка путем изучения следа от удара, однако, инженер-обследователь, как правило, помимо изучения следа от удара основывается на ощущениях и звуке при ударе. Ультразвуковой метод при определении прочности кирпичной кладки не используется, т.к. он основывается на зависимости между величиной скорости распределения ультразвука в теле кладки и параметров прочности, а кирпичная кладка имеет пустоты в кирпичах. Прочность раствора кладки можно определить по испытаниям отобранных горизонтальных образцов.

Также прочность раствора кладки определяют с помощью ножа: с достаточным усилием проводят лезвием ножа по раствору и смотрят какой остался след. Если на растворе остается только след (раствор царапается), то марка раствора выше М75, если раствор немного крошится, то марка М50, если раствор сильно выкрашивается, то от М10 до М25, если же раствор сильно выкрашивается, то прочность раствора от «нулевой» до М5. По результатам натурного обследования кирпича и раствора уже можно определить прочность самой кирпичной кладки при помощи таблицы 2 СНиП «Каменные и армокаменные конструкции».

Кирпичные стены — все о кладке кирпича

Кирпич — прочный и долговечный материал. Стена толщиной 25 см (в один кирпич) способна нести любую равномерно распределенную нагрузку, возникающую в одно-, двухэтажных домах от вышерасположенных конструкций, в том числе от железобетонных перекрытий. Срок службы кирпичных стен при надежных фундаментах и правильно выполненной кладке практически не ограничен.  

Вместе с тем кирпич, особенно полнотелый, обладая высокой прочностью, по своим теплозащитным качествам, уступает многим другим стеновым материалам. Например, при расчетной температуре наружного воздуха -30 °С  (большинство районов центральной части России) наружные стены сплошной кладки из полнотелого кирпича должны иметь толщину 64 см (2,5 кирпича). В то же время толщина деревянных брусчатых стен может быть лишь 16-18 см.  

Для того чтобы сократить расход кирпича, уменьшить массу стен и нагрузку на фундаменты, наружные стены следует выкладывать либо из пустотелого, либо из полнотелого кирпича, вести кладку с образованием пустот, колодцев, уширенных швов, а также применять эффективные утеплители, теплые кладочные и штукатурные растворы. Применение сплошной кладки из полнотелого кирпича толщиной более 38 см (1,5 кирпича) экономически нецелесообразно. При заполнении воздушных, полостей минеральным войлоком (битуминизированная минеральная вата) тепловая эффективность кирпичной стены увеличивается на 30-40 %, а при использовании пенопласта — на 200 %. Применение теплых кладочных растворов (на основе мелких заполнителей из шлака, керамзита, туфа, трепела, перлита, опилок и т. п.) также повышает теплозащитные качества стен на 10-15 %.  

Типы кладок кирпичных стен

Распространенной и экономичной конструкцией наружных кирпичных стен является так называемая колодцевая кладка, при которой стену выкладывают из двух самостоятельных стенок толщиной в полкирпича, соединенных между собой вертикальными и горизонтальными кирпичными мостиками с образованием замкнутых колодцев. Колодцы по ходу кладки заполняют утеплителем: шлаком, керамзитом, легким бетоном. Колодцевая кладка хорошо защищает утеплитель от внешних воздействий, хотя несколько и ослабляет конструктивную прочность стены. 

При сплошной кладке экономичным решением является также устройство кирпичных стен с утеплением их снаружи или изнутри помещений. В этом случае толщину кирпичной стены можно принять минимальной исходя лишь из требований прочности, т.е. во всех климатических районах она может быть равной 25 см. Тепловая защита при таком решении обеспечивается толщиной и качеством утеплителя.  

При расположении утепляющего слоя изнутри его защищают от водяных паров пароизоляцией, при расположении снаружи защищают от атмосферных воздействий экраном или штукатуркой. При использовании пустотелого (многодырчатого) кирпича возможны все перечисленные выще варианты устройства наружных стен, в том числе и сплошная. кладка без утепления, при которой толщина стены будет примерно на 0,5 кирпича меньше, чем при кладке из полнотелого кирпича.  

Кирпичные стены имеют большую тепловую инерционность: они медленно прогреваются и также медленно остывают, причем инерционность тем больше, чем толще стена, чем больше ее масса. В кирпичных домах температура внутри помещений имеет незначительные суточные колебания, и это является достоинством кирпичных стен. Вместе с тем в домах периодического проживания (дачи, садовые домики) это свойство кирпичных стен не всегда желательно, особенно в холодное время года. Большая масса охлажденных стен требует каждый раз для своего прогрева значительного расхода топлива, а резкие перепады температуры внутри помещений приводят к конденсации влаги на внутренних поверхностях кирпичных стен. В таких домах стены изнутри лучше обшить досками.  

Виды кирпича

Для кладки стен малоэтажных зданий пригодны практически все виды кирпича, выпускаемые промышленностью. 
Красный (глиняный) обыкновенный и пустотелый кирпич пластического прессования применяют без ограничения. Тот же кирпич полусухого прессования и силикатный нельзя применять без дополнительной защиты в наружных стенах ванных комнат, душевых и постирочных. Внутренние несущие стены обычно выкладывают из полнотелого (глиняного или силикатного) кирпича любой выпускаемой промышленностью марки. Минимальная толщина внутренних несущих стен 25 см, сечение столбов не менее 38х38 см, простенков не менее 25х51 см.

При больших нагрузках несущие столбы и простенки армируют металлической сеткой из проволоки диаметром 3-б мм через 3-5 рядов кладки по высоте. Перегородки выкладывают толщиной 12 см (вполкирпича) и 6,5 см (кирпич «на ребро»). При длине перегородок, выложенных «на ребро», более 1,5 м их также армируют проволокой через 2-3 ряда кладки по высоте. Для облицовки фасадов лучше всего использовать лицевой керамический кирпич. По внешнему виду, фактуре и допустимым отклонениям в размерах он является наиболее качественным. 

Кладка кирпича

Кладку кирпичных стен ведут на цементно-песчаном, цементно-известковом или цементно-глиняном растворе. Цементно-песчаный раствор практически при любой марке цемента получается излишне прочным и жестким, поэтому лучше, если в его состав добавить известковое или глиняное тесто. Раствор от такой добавки станет более пластичным и удобоукладываемым, а расход цемента уменьшится в 1,5-2 раза. Марка раствора для несущих стен и столбов, а также для штукатурки фасадов — 25, для несущих стен и перегородок — 10. 
 

Марка цемента	Марка раствора
	25	10
	Соотношение частей раствора ( цемент : [известь либо глина] : песок )
400	1 : 2 : 12	1 : 4 : 20
300	1 : 1,5 : 10	1 : 3 : 16
200	1 : 1 : 8	1 : 2 :12
100	1 : 0,5 : 4	1 : 1 : 6

Известковое тесто, применяемое в качестве добавки к цементно-песчаному раствору, готовят из гашеной извести. Если имеется негашеная известь в виде отдельных кусков (кипелка) или порошка (пушонка), ее необходимо погасить водой в творильной яме, обшитой досками, и выдержать в таком состоянии не менее двух недель. Чем больше срок выдержки, тем лучше, так как повышаются однородность состава и прочность известкового теста.  
 

Глиняное тесто, используемое для кладочных растворов, также целесообразно приготовить заранее. Для этого куски глины замачивают в воде и выдерживают их до полного размокания (3-5 сут). Затем добавляют воду, перемешивают и процеживают смесь, после отстоя сливают лишнюю воду и употребляют тесто в дело. Срок хранения глиняного теста неограниченный. 

Раствор для кирпичной кладки приготавливают непосредственно перед началом работ и используют его в течение 1,5-2 ч. 

Толщину вертикальных швов принимают в среднем равной 10 мм. Горизонтальные швы при использовании раствора с пластифицирующими добавками (известь или глина) выкладывают также толщиной 10 мм, без добавок — 12 мм. Максимальная толщина швов 15, минимальная — 8 мм. 

Кладку наружных стен начинают с углов здания, на каждом из которых делают маяки высотой в 6-8 рядов кирпича в виде наклонных штраб. Затем между ними, с отступом от вертикальной плоскости стены на 3-4 мм, на уровне верха укладываемых кирпичей натягивают шнур-причалку. Кладку кирпичей всегда начинают с наружной стороны. Для прочности ряды кирпичной кладки ведут с перевязкой вертикальных продольных и поперечных швов, используя при этом не только целый кирпич, но и его части: 1/4, 1/2 и 3/4. Если кирпичную стену штукатурят с двух сторон, следует стремиться к перевязке швов в каждом ряду. При кладке стен с расшивкой наружных швов перевязка лицевых кирпичей подчиняется принятому рисунку кирпичной кладки, однако и в этом случае необходимо, чтобы облицовочный ряд кирпичей был перевязан со стеной не реже чем через 5 рядов. 

На рисунке показана сплошная кладка наружных стен толщиной 25, 38 и 51 см с системой полной перевязки вертикальных швов как в каждом ряду, так и через 3 или 5 рядов. 

При чередовании только первого и второго рядов получается однорядная перевязка швов, если же после второго ряда уложить третий, снова второй, затем первый и т. д. (показано в аксонометрии), то получится трехрядная перевязка. При двойном чередовании второго и третьего рядов полная перевязка вертикальных швов произойдет через пять рядов. 

Прочность кирпичной кладки, выполненной с перевязкой вертикальных швов в каждом ряду или через 3-5 рядов, практически одинакова. Она значительно увеличивается, если независимо от системы кладки в горизонтальных швах через 3-5 рядов проложить арматурную сетку с ячейками шириной 6-18 см из проволоки диаметром 3-6 мм. 
Ненесущие перемычки над оконными и дверными проемами при их длине до 1,5 м могут быть рядовыми, т. е. выполненными на месте, по ходу кладки, путем устройства армированного пояса из высокопрочного цементно-песчаного раствора толщиной слоя 3-5 см, уложенного по деревянной опалубке. Рядовую перемычку можно усилить прокладкой дополнительной арматуры в 2-3 нижних рядах кладки из проволоки диаметром 4-6 мм с заведением ее отогнутых концов в кладку на 1-1,5 кирпича в каждую сторону от проема. 

Брусковые сборные железобетонные перемычки при толщине (высоте) 7-14 см могут перекрывать пролеты длиной соответственно до 1,8-2,3 м. Если на такую перемычку опираются балки перекрытия, то с внутренней стороны стены ее высота должка быть 22-29 см. Для крепления коробок столярных изделий по ходу кладки устанавливают деревянные антисептированные (покрытые битумом и обернутые рубероидом) пробки, кратные по размеру кирпича: в оконных проемах по две, в дверных — по три с каждой стороны проема. 

Стены с воздушной прослойкой устраивают при использовании как полнотелого, так и эффективного кирпича. При этом виде кладки лицевые (ложковые) ряды перевязывают с основной стеной через 4-6 рядов тычковыми рядами кирпичей либо металлическими связями. С наружной стороны такие стены во избежание продувания обычно оштукатуривают или выкладывают с расшивкой швов при строгом контроле качества работ.  

1. воздушные прослойки
2. металлические связи
3. наружная верста из тычковых кирпичей

Металлические связи (анкеры из проволоки диаметром 4-6 мм) защищают от коррозии битумом, цементным раствором или эпоксидной смолой. Тепловая эффективность таких стен значительно увеличивается, если воздушную прослойку заполнить теплым раствором, минеральной ватой или пенопластом. 
Особенно эффективен пенопласт. При его использовании общую толщину наружной стены можно уменьшить до 29 см (12+5+12), причем такая стена по теплозащитным качествам эквивалентна сплошной кирпичной кладке из полнотелого кирпича толщиной 64 см. 

Кирпичные стены с внутренним или наружным утеплением упрощают процесс кирпичной кладки и позволяют вести работы по их утеплению во вторую очередь. При утеплении стек изнутри можно использовать фибролит, арболит, опилкобетон, мягкие древесно-волокнистые плиты, а также термоизоляционные блоки из легкого бетона. Плиты из органических материалов устанавливают по маякам на относе, неорганические утеплители крепят к стене непосредственно на растворе или неорганических клеях. 
Для наружного утепления лучше всего использовать минеральную вату или пенопласт. 

1. утеплитель
2. воздушная прослойка
3. маяки из раствора
4. дощатая обшивка

Стена колодцевой кладки состоит из двух продольных стенок толщиной в полкирпича, расположенных одна от другой на расстоянии 14-27 см и соединенных между собой через 65-120 см вертикальными поперечными стенками. 
Колодцы между продольными и поперечными стенками заполняют утеплителем слоями толщиной 10-15 см с послойным трамбованием. Для предупреждения усадки утеплители через 30-60 см по высоте устраивают горизонтальные диафрагмы из армированного цементно-песчаного раствора или тычковых рядов кирпича. 

Колодцевую кладку применяют в тех случаях, когда имеется в достаточном количестве относительно легкий и малотеплопроводный материал для заполнения внутреннего пространства стен: шлак, керамзит, щебень или песок легких горных пород, древесные опилки и т. п. Минеральные материалы (не поддающиеся биологическому разрушению) можно использовать в виде сухой засыпки, органические — обязательно в виде легких бетонов на основе неорганических вяжущих: цемента, извести, гипса или глины. 

 

инструкция, фото и видео-уроки, цена

Как определить прочность кирпича на сжатие? В каких случаях этой характеристике стоит уделить пристальное внимание? Какие виды кирпича наиболее прочны и как их устойчивость к механическим воздействиям влияет на надежность кладки в целом? Попробуем разобраться.

Кирпичные стены традиционно ассоциируются с надежностью. Всегда ли такая точка зрения оправдана?

Почему это важно

А в самом деле, из-за чего сыр-бор? Веками дома строились из обожженного кирпича – и, заметьте, стояли те дома тоже веками! Их прочность была заведомо ниже современных строительных материалов. Так, быть может, не стоит создавать себе проблем?

При одноэтажном строительстве, в самом деле, класс прочности кирпича не имеет особого значения. С правильно выполненной перевязкой рядов и при условии армирования кладки даже  стена в полкирпича прекрасно выдержит массу стропильной системы и кровли; большего от нее и не требуется.

Нюанс: на практике для целостности стен одноэтажного строения куда большее значение имеет прочность фундамента. Его смещение или неравномерная усадка способны создать  больше проблем, чем использование для кладки стен материала с низкой механической прочностью.

Одноэтажный дом из кирпича-сырца.

Ситуация в корне меняется, если планируется многоэтажное строительство. Из чего складывается нагрузка на нижние ряды кирпича в стенах?

На них давят:

• Все расположенные выше ряды кладки. При плотности под две тонны на кубометр уже это немало.
• Перекрытия. В многоэтажных домах типичное решение – железобетонные плиты перекрытий; их масса тоже весьма значительна.
• Стропильная система и кровля не так уж легки сами по себе. Добавим к ним массу скапливающегося зимой на крыше снега.
• Чтобы ничего не упустить – вспомним про ветровые нагрузки, которые воспринимаются стенами, усадку фундамента и прочие часто забывающиеся мелочи.

Определенно, с учетом вышесказанного расчет кирпичной кладки на прочность представляется вполне здравой идеей. Однако здесь возникает пара проблем:

1. Существующие методики расчета весьма сложны.
2. При этом они дают весьма приблизительные результаты.

Впрочем, вместо расчета иногда можно использовать справочные данные.

Отложим пока решение нашей задачи и давайте посмотрим, какие параметры влияют на результирующую надежность и долговечность кирпичной стены.

О прочности стен

Слагаемые успеха

Итак, из чего складывается прочность кладки?

• Прочность при сжатии кирпича, как ее часто называют  (правильнее все-таки употреблять выражение “прочность на сжатие”) – это способность изделия выдержать без разрушения определенную механическую нагрузку. Как ее определить? Предельно просто: марка – это и есть предел прочности кирпича при сжатии в килограммах на квадратный сантиметр. К примеру, строительный кирпич марки М 75 в среднем будет разрушаться при давлении в 75 кгс/см2.
• Марка раствора тоже непосредственно влияет на результат. Здесь действует тот же принцип: марка – это прямое указание на разрушающее давление в килограммах на квадратный сантиметр.

Раствор М 25 способен выдержать давление в 25 кгс/см2, М 100 – 100 кгс/см2 и так далее. Марка раствора тем выше, чем больше в нем цемента и чем выше марка этого цемента: для раствора М 200 рекомендуется использовать цемент М 500.

• Равномерность заполнения швов раствором тоже весьма важна. В этом смысле показателен давний эксперимент: разные участки стены с использованием идентичных материалов клались опытным каменщиком и новичком. Разрушающее давление при испытаниях на участке мастера оказалось в 1,8 раза выше, чем на участке ученика.

От каменщика надежность кладки зависит не меньше, чем от материала.

Приоритеты

Нужен ли сверхпрочный кирпич при частном строительстве?

На этот вопрос можно дать однозначный ответ: нет. Едва ли вы станете строить своими руками дом хотя бы в 5 этажей: ИЖС законодательно ограничено двумя жилыми этажами и мансардой.

Между тем, для 16-этажных домов действуют следующие нормы:

1. Первые три этажа возводятся из кирпича марки М 150.
2. Для остальных этажей разрешено применять марку М 100.

Думается, нагрузку в обоих случаях сопоставить несложно. Чтобы проверить свои размышления, давайте оценим давление, которому подвергается поверхность рядового кирпича в двухэтажном доме.

Разумеется, оценка будет крайне грубой.

1. Два этажа по 3 метра каждый дадут нам высоту кладки в 6 метров.
2. Общую массу перекрытий и стропильной системы оценим как равную массе стен.
3. Стало быть, на каждый квадратный сантиметр поверхности первого ряда кирпичей будет давить своим весом столб объемом 0,0001 м2 (квадратный сантиметр – 1/10000 квадратного метра) х 12 метров (высоту в 6 м мы умножаем на два) = 0,0012 м3.
4. Плотность кирпичной кладки примерно равна 1700 кг/м3. Вес нашего столба будет равен 0,0012*1700=2,04 кг. Два килограмма на сантиметр! Даже кирпич низшей марки М75 имеет огромный запас прочности.

На что стоит обратить внимание при выборе материала?

Если вы живете в регионе с суровым климатом, инструкция очевидна: на морозостойкость. В маркировке кирпича она указывается с индексом F или МРЗ и означает количество циклов заморозки и оттаивания, которые кирпич гарантированно может выдержать без признаков разрушения. Хорошим считается значение морозостойкости не менее 50 циклов.

На фото для кладки фасада использован материал с низкой морозостойкостью. Последствия не заставили себя ждать.

Важно: чтобы оценить реальный ресурс стен, морозостойкость материала можно умножить на 2,5-3. Точное значение коэффициента зависит от того, насколько суровые морозы характерны для вашего города.

Однако

И все-таки существует вполне реальная ситуация, в которой предел прочности при сжатии кирпича имеет очень большое значение. Не догадаетесь? Подскажем: облицовка фасада.

• Облицовочный кирпич (в т.ч. декоративный) испытывает большие ударные нагрузки. Попросту говоря, фасад вы куда чаще цепляете переносимыми предметами.
• Ветровую эрозию тоже стоит учитывать. Так уж получилось, что устойчивость по отношению к ней линейно зависит от прочности.
• Морозостойкость и низкое влагопоглощение, которые крайне важны для облицовочного материала, зависят от того же свойства материала, что и механическая прочность: от минимального размера пор.

Сравнительная прочность разных видов кирпича

К какому виду относится самый прочный кирпич?

Давайте устоим экспресс-обзор разных его типов.

• Силикатный кирпич производится пропаркой в автоклаве при высоких температуре и давлении сформованной песчано-известковой смеси. Максимальная прочность силикатного кирпича соответствует марке М200.

Силикатный кирпич популярен, прежде всего, благодаря относительной дешевизне, обусловленной технологичностью производства. На одну партию уходит всего 4-6 часов против суток для керамики.

К слову: этот материал нельзя использовать для кладки фундаментов, да и от осадков стены из него лучше защищать свесами кровли.

• Красный керамический уже заметно прочнее: максимальная марка – М 300. Обжиг глины вызывает спекание ее частиц; в результате получившаяся масса напоминает структурой камень с небольшими порами, появляющимися в ходе испарения воды.
• Гиперпрессованный кирпич, как несложно догадаться по его названию, представляет собой продукт прессовки. Сырье – наполнитель (известняк, ракушечник, кирпичный бой, шлак или любой другой) и портландцемент марки 500.

В процессе пропарки и последующего хранения на теплом складе материал набирает прочность; он часто служит для облицовки фасадов. Пропарочную камеру готовый кирпич покидает с прочностью, соответствующей марке М 200 – М 250, однако в процессе хранения в течение первого месяца достигает марки М 350.

• Наконец, клинкер по этому параметру – бесспорный победитель. Отечественными стандартами предусмотрена прочность вплоть до М 1000; однако лучшие образцы облицовочного клинкерного кирпича выдерживают усилие на сжатие в 1700 – 1800 кгс/см2. Понятно, что цена таких изделий намного выше конкурирующих решений.

Как достигается столь выдающийся результат? Принципиальной разницы с обычной керамикой нет: сырье – та же глина, однако более высокая температура обжига обеспечивает исключительно глубокое спекание частиц.

Клинкер – однозначный чемпион. Вдумайтесь: кирпич стандартного размера (25х12х6,5 сантиметра) марки М 1000 способен выдержать без разрушения вес до 300 тонн!

Влияет ли на прочность что-то, кроме сырья и технологии производства? Несомненно.

• Пустотность. Если полнотелый кирпич наиболее прочен, то поризованный и пустотный (так называемый эффективный) благодаря полостям раздавить куда легче.

Важно: не стоит отказываться от эффективного кирпича из-за его меньшей механической прочности. Как мы выяснили, реальная нагрузка в частном домостроении несопоставима с возможностями даже низших марок; а вот теплоизоляционные качества пустотного материала – большой и несомненный плюс.

• Форма. Благодаря неоднородности швов нагрузка на изгиб может возникать даже внутри горизонтальных рядов; этой нагрузке лучше противостоят изделия большой толщины. Двойной кирпич имеет меньше шансов дать трещину по сравнению с одинарным.

Двойной силикатный кирпич М 150 на практике оказывается прочнее одинарного той же марки.

Вывод

1. Прочность не является определяющей характеристикой рядового кирпича в случае частного домостроения. Морозостойкость и низкая теплопроводность в реальной обстановке куда более полезны.

1. Если все же оценивать способность противостоять механическим воздействиям, безоговорочный лидер – клинкер. Полнотелый и максимально большой толщины. Впрочем, встретить такой материал в продаже малореально.

Как обычно, в представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме. Успехов в строительстве!