Кам’яні матеріали навіть на тлі появи міцних склопластикових виробів і легких пінобетонних блоків зберігають високу затребуваність на будівельному ринку. При цьому технології застосування традиційних матеріалів теж не стоять на місці, змушуючи інженерів і конструкторів приділяти більше уваги технічній документації. Для кам’яних та армокам’яних конструкцій існує власна нормативна документація, що регулює як стандарти виготовлення цільових матеріалів, так і методи їх використання безпосередньо в ході будівельних процесів.
Звід правил для кам’яних та армокам’яних будівельних конструкцій
Актуальна редакція СП 15.13330.2012 поширюється на розробку нових проектів для кам’яних та армокам’яних конструкцій, а також на перебудову існуючих будівель. Важливий акцент у документі робиться на особливості експлуатації споруд в умовах російського клімату. Правилами встановлюються вимоги до споруд, які зводяться не тільки з натурального каменю, але і є похідними глиняних матеріалів. У той же час СП 15.13330.2012 «Кам’яні та армокам’яні конструкції» не діє щодо проектування будівельних об’єктів, які планується експлуатувати в умови підвищених динамічних навантажень і на сейсмонебезпечних територіях. Це ж стосується тунелів, мостів, труб, теплових і гідротехнічних агрегатів. Вимоги стверджують норми безпеки та експлуатаційної придатності конструкцій, що виражається в технічних характеристиках матеріалів і їх параметрів. Зокрема, нормативи стосуються властивостей кам’яних виробів, застосовуваних у будівництві розчинів, окремих технологічних рішень та способів армування.
Крім конструкційних параметрів, СП затверджує вимоги до елементів, пов’язаних з кам’яними конструкціями. Наприклад, суміжні частини покриттів або сполучних не повинні сприяти розповсюдженню вогню по будові або його окремих частин. Утеплення кам’яних і армокам’яних конструкцій, зокрема, повинно виконуватися з урахуванням меж вогнестійкості, які визначаються розрахунково-аналітичним способом в процесі вогневих випробувань.
Основні положення Госту для кам’яних конструкцій
Стосовно до кам’яних споруд і конструкцій ГОСТ регулює методи проведення випробувань кладки і параметри цегли як одного з основних матеріалів для будівельних об’єктів такого типу. Що стосується випробувань, то стандарт поширюється на стіни і блокові споруди, враховуючи умови експлуатації і техніко-конструкційні вимоги конкретного проекту. У свою чергу, цегла по ГОСТу визначається як штучне виріб, призначений для виконання кладки на будівельної суміші. Цільове призначення у складі споруди можна визначити як несучі конструкції, самонесучі стіни, облицювання і т. д.
Стандартом виділяються одинарні, пустотілі, силікатні і керамічні цеглу. Розміри при цьому теж можуть різнитися. Для початку варто відзначити різницю між робітниками та неробочими параметрами. У першому випадку мова йде про розмірах між гранями вертикальних виступів, які утворюють товщину конструкції при одинарній кладці. Неробочий розмір цегли по ГОСТу визначається як довжина між вертикальними гранями, що зумовлює протяжність стіни. Фактична довжина виробу варіюється від 250 до 288 мм, ширина – від 60 до 138 мм, а товщина – від 55 до 88 мм. Також треба мати на увазі, що технічні правила влаштування стін, зокрема, накладають обмеження щодо використання певних форматів цегли.
СНиП для кам’яних та армокам’яних конструкцій
Норми СНиП регулюють проектувальні процеси, що відносяться до конструкційним рішенням для стін, панельних частин споруд, блочних елементів і різного роду цегляних кладок. При цьому зберігається можливість відступу від встановлених правил, але тільки в умовах наявності відповідного обґрунтування. Крім того, нормативи стверджують стандарти приготування розчинів з урахуванням вологісного режиму, дотримання вимог до міцності і стійкості планованого об’єкту.
У актуалізованої редакції СНиП для кам’яних та армокам’яних конструкцій II-22-81 також приділяється увага заходам, що забезпечує можливості будівництва в зимовий час – в тому числі із застосуванням теплотехнічних засобів. Розглядаються вимоги до збереження теплових і вологісних режимів за рахунок промислових обігрівачів прямо на будмайданчику, морозостійких присадок і пластифікаторів для розчинів. Окремо розглядаються і марки бетонів, які можна застосовувати в одній системі з кам’яними конструкціями. Наприклад, це стосується важких, пористих, поризованих, пористих і силікатних марок бетонів. Допускається використання утеплюючих матеріалів для бетону, але тільки за умови, якщо такі доповнення не будуть знижувати межа міцності розчину до 0,7 МПа.
Що таке кам’яні та армокам’яні будівельні конструкції?
Майже завжди кам’яні споруди виконуються у вигляді кладки, яка, в свою чергу, формує основу інженерних споруд і будівель. Конкретно такі конструкції можуть бути представлені зовнішніми стінами, арками, перекриттями, трубними частинами, колекторами, вежами і фундаментами. І в кожному випадку складовим елементом виступає камінь, його похідні або імітаційні матеріали. Сама кладка може характеризуватися різними показниками довговічності, міцності, вогнестійкості, біологічної захищеності і теплоізоляційної здатності. Серед негативних експлуатаційних властивостей кам’яної кладки виділяють масивність, велику вагу і високу трудомісткість при спорудженні. Втім, оптимізація параметрів сировини дозволила мінімізувати і ці слабкі місця. Як підтвердження можна привести стіни з цегли, відрізняються витриманою правильною геометрією, невеликою масою і хорошими ізолюючими властивостями.
Армокам’яні споруди можна назвати модифікацією звичайної кам’яної або цегляної кладки. Різниця полягає в забезпеченні конструкції металевими стрижнями, які підвищують характеристики об’єкта. Саме армування може бути представлене різними матеріалами – як традиційними стрижнями, так і сіткою, більш гнучкою в плані укладання. Також сучасне підсилення кам’яних і армокам’яних конструкцій може виконуватися тонкими (6-8 мм) склопластиковими прутами, сталевими бандажами і накладками. У класичних схемах зміцнення і армування проводиться зсередини поздовжнім, поперечним або круговим способом, але в залежності від типу конструкції може застосовуватися і принцип зовнішньої накладки.
Різновиди кам’яних та армокам’яних конструкцій
Конфігурації кладки розрізняють за кількома ознаками, головним з яких є суцільність. Конструкція може бути полегшеною монолітної або багатошаровою, що включає також шари облицювання і теплоізоляції. Причому технологічні пласти можуть знаходитися як всередині, так і зовні, що визначить складність самої кладки. Суцільна монолітна конструкція частіше використовується в північних районах, оскільки її відрізняє висока морозостійкість і теплопровідність. Полегшені види кам’яних і армокам’яних конструкцій являють дірчасті, пористі і пористо-дірчасті кладки. Часто використовуються пустотілі блоки і цеглу, що дозволяють економити на матеріалі і знижують вимоги до навантаження в частині перекриттів. Таку кладку вигідно використовувати при зведенні малоповерхових будинків та на верхніх поверхах висотних будівель.
Матеріали для кам’яних конструкцій
Кладка формується окремими елементами, серед яких вже згадані цегла, блоки, силікатні вироби і т. д. Весь діапазон кам’яних матеріалів можна поділити на природні і штучні. У першу групу входять важкі і легкі вироби правильної і неправильної форми. Це можуть бути природні породи граніту, мармуру, пісковику, вапняку і т. д. Власне, процес виробництва буде полягати в зовнішньої механічної обробці мінералів з досягненням певних форм і розмірів. Практикується і випуск агломератів, що містять кам’яну крихту. В цьому випадку структура буде мати штучне походження, а сировина все ж залишиться натуральним.
Що стосується безпосередньо штучних матеріалів, то в цю категорію входять автоклавні, випалювальні і безобжиговые вироби. Стандартні стіни з цегли, виготовленого автоклавним способом, відрізняються високою міцністю і довговічністю. Також поширений обжиговый глиняний і саман, який може застосовуватися не тільки в самонесучих конструкціях, але і в якості облицювання. До штучних кам’яних матеріалів належать і бетонні монолітні елементи. З блочних виробів даного типу формуються кладки фундаментів та перекриттів. Такі конструкції найчастіше виконуються з армуванням, оскільки цемент в поєднанні з сипучими наповнювачами не здатний забезпечувати достатню міцність на розтяг.
Облицювальні будматеріали для кам’яних конструкцій
Камінь зазвичай асоціюється зі зведенням надійних частин будівель, на які покладаються великі навантаження. Але і декоративна обробка не менш широко представлена в цій ніші. В першу чергу сегмент кам’яних облицювальних матеріалів складають плиткові вироби. Натуральне та довговічне покриття можна виконати з щільного вапняку, сиенита, граніту і мармуру. Естетичні якості будуть залежати від способів заводської обробки елементів і текстури. До речі, саме в цій ніші активно використовуються технології виробництва агломератів, оскільки за рахунок включень з кам’яної крихти можна формувати різноманітні візерунки та малюнки.
Не позбавлена декоративної цінності і цегла. Для зовнішнього оздоблення використовують керамічна, фасадна клінкерна і цегла лицьової товщиною 60-80 мм. За рахунок спеціального випалу в печах цей облицювальний матеріал наділяється морозостійкістю і вогнетривкістю. Для внутрішнього оформлення в цілях зниження навантаження на стіни та перекриття рекомендується застосовувати гіпсовий цегла. Його легко обробляти та укладати, а після монтажних робіт можна покривати лакофарбовими покриттями. Єдиний недолік гіпсу полягає у високому влагопоглощении, тому для санвузла та кухні його використовувати небажано.
Проектування кам’яних і армокам’яних споруд
Розробка проектного рішення здійснюється з урахуванням вимог до характеристик споруди, способів виготовлення матеріалу і безпосереднього зведення. У розрахунках використовують такі показники, як стійкість конструкції, її міцність і просторову незмінюваність. У сучасному проектуванні також керуються принципами розділеного розрахунку. Це означає, що підготовка документації проводиться окремо для будівлі в цілому і його частин. Крім того, проектування кам’яних і армокам’яних конструкцій для будівель заввишки від 36 м (12 поверхів) допускається лише за умови матеріалів підвищеної міцності, що відповідає маркам цементів 150-300. В документації також передбачається захист від зовнішніх впливів зразок вологи, вітру, механічного навантаження і т. д. У випадку з армованими конструкціями особлива увага приділяється металевим елементам, сталевим зв’язками, з’єднувальним і заставних деталей.
Розчини для кам’яних кладок
Надійність і довговічність конструкцій і споруд, виконаних з каменю, багато в чому визначається використовуваними будівельними сумішами. В’яжучий компонент є не просто сполучною ланкою для окремих елементів кладки. На нього покладаються відповідальні технологічні завдання, зумовлювані демпферними функціями. Саме вони дозволяють будівель справлятися з динамічними навантаженнями. На базовому рівні кам’яні та армокам’яні конструкції споруджуються з цементного розчину без спеціальних добавок. Такі суміші готують для стандартної цегляної кладки одинарного типу. По мірі ускладнення кладки облицювання або в проект вносяться додаткові вимоги до міцності розчину, його адгезивної здатності та стійкості до різного роду зовнішніх впливів. Для підвищення експлуатаційних властивостей технологи включають в склади пластифікатори, модифікатори та інші присадки, орієнтовані на збереження чи поліпшення окремих якостей будівельної суміші. Стосовно кам’яним спорудам особливо важливі такі якості, як вібростійкість, в’язкість та вологозахищенність, оскільки пориста структура матеріалів кладки спочатку характеризується високою проникаючою здатністю.
Висновок
Камінь і його похідні становлять базовий ресурс для зведення інженерних споруд і будівель. Переважно це стосується об’єктів, до яких пред’являються високі техніко-експлуатаційні вимоги. В той же час нормативні допомоги по кам’яних і армокаменным конструкцій сегментують і витратні матеріали, і кладочні споруди за різними характеристиками. Вони відносяться до коефіцієнтів міцності, структурної конфігурації, розмірам і захисним властивостям. Велика класифікація укупі з різноманітністю способів будівництва кам’яних споруд дозволяє більш повно і точно реалізовувати проектні рішення.
