Влияние упругопластических свойств (деформативности) раствора на прочность кладки

Под упругопластическими свойствами раствора далее подразумевается зависимость между деформациями и напряжениями кладки, а также и максимальная возможная величина деформаций в момент разрушения. Выше, при анализе напряженного состояния кладки при сжатии, было показано, что деформативносгь раствора имеет основное влияние на прочность кладки. При кирпиче одной и той же прочности и одной и той же нагрузке, при применении более сжимаемого раствора увеличиваются как напряжения растяжения, так напряжения изгиба и среза кирпича.

Обычно с уменьшением прочности раствора увеличивается его деформативность и поэтому понижение прочности кладки с уменьшением прочности раствора объясняется также и повышенной деформативностью слабых растворов.

Обычно чем плотнее раствор, т. е. чем больше его объемный вес, тем меньше его деформативность и больше прочность кладки. Испытания прочности кладки при сжатии показывают, например, что если принять прочность кладки на растворе, имеющем объемный вес (до затвердевания и высыхания) 2 000 кг/м3 за 100%, то применение раствора с объемным весом 2150 кг/м3 повысило прочность кладки на 30% и, наоборот, при растворе с объемным весом 1 900 кг/м3 прочность кладки уменьшается на 30%.

Таким образом, наибольшая прочность кладки достигается на таких растворах, в которых при одинаковой их марке, одновременно сочетаются высокая подвижность при укладке и высокая плотность после затвердевания. Если раствор обладает лишь одним из этих свойств, кладка будет иметь низкую прочность. Например, чисто известковые или глиняные растворы очень подвижны, но имеют небольшую прочность и значительную деформативность, вследствие этого прочность кладки на таких растворах очень мала. Смешанные легкие («теплые») растворы, в которых вместо обычного песка применяется мелкий шлак, мало подвижны и неудобны для кладки; в то же время они сильно деформируются при сжатии. Вследствие, этого при одинаковой марке растворов прочность кладки на «теплом» (шлаковом) растворе до 30% меньше прочности кладки на обычном песчаном растворе.

Влияние качества кладки на ее прочность

Качество кладки характеризуется главным образом равномерностью заполнения горизонтальных швов, что чрезвычайно сильно влияет на ее прочность. Так, например, при одном из испытаний одновременно из одного и того же кирпича и раствора выполнялась кладка высококвалифицированными каменщиками П. С. Орловым, И. П. Ширковым, П. К. Самариным и, для сравнения, каменщиками низкой квалификации. Предел прочности кладки, выполненной высококвалифицированными каменщиками, оказался равным 50 кг/см2, а каменщиками низкой квалификации — 28 кг/см2, т. е. в 1,8 раза меньше.

Установлено также большое влияние качества заполнения горизонтального монтажного шва на прочность кладки из крупных кирпичных и обыкновенных блоков. Только при хорошем качестве, выполнения этого шва (например, при выравнивании поверхности шва рейкой по рамке, уложенной на нижележащий блок) может быть обеспечена необходимая прочность крупноблочной кладки. При небрежном выполнении шва прочность кладки из крупных кирпичных блоков понижается на 30-40%.

Таким образом, тщательное выполнение кладки является одним из лучших способов повышения ее прочности. Наоборот, плохое качество кладки может вызвать понижение ее прочности, которое при одновременном наличии каких-либо других дефектов, допущенных при проектировании, строительстве или эксплуатации здания, может явиться причиной аварии.

Влияние перевязки рядов на прочность кладки

Кладка без перевязки рядов кирпича или камня состояла бы из отдельных кирпичных или каменных столбиков, не связанных друг с другом. При совершенно равномерном распределении давления на эти столбики и при малой их гибкости суммарная несущая способность столбиков примерно та же, что и в перевязанной кладке (по экспериментальным данным при полном отсутствии перевязки предел прочности при осевом сжатии уменьшается всего лишь на 10% по сравнению с прочностью кладки, выполненной с перевязкой). Однако практически нагрузка всегда распределена неравномерно и приложена внецентренно; кроме того, столбы и стены имеют большую высоту и, следовательно, отдельные полукирпичные столбики могли бы потерять устойчивость при продольном изгибе. Вследствие этого в кирпичной кладке перевязка должна осуществляться не реже чем через пять рядов кладки, а в кладке из обыкновенных бетонных камней — в каждом третьем ряду, т. е. через 39 см, считая от верха одного до низа следующего перевязочного ряда. Уменьшение количества перевязочных рядов в 1,5 или 2 раза по сравнению с указанным выше вызывает понижение прочности кладки соответственно на 10 или 20%.

Влияние сцепления раствора с кирпичом на прочность кладки при сжатии

При осевом сжатии прочность сцепления раствора с кирпичом в горизонтальных швах не влияет на прочность кладки. Это доказано не только теоретически, но и подтверждено испытаниями. Были испытаны образцы обычной кладки и кладки из тех же материалов, но выполненной с прокладкой листов папиросной бумаги, полностью отделявшей раствор в горизонтальных швах от поверхности кирпичей. Оба вида кладки выдержали одинаковую разрушающую нагрузку, несмотря на то, что во втором случае сцепление раствора с кирпичом было полностью исключено. Это не означает, однако, что вопросам сцепления не следует придавать значения при изучении работы каменной кладки. Сцепление увеличивает монолитность кладки, улучшает ее работу при изгибе и внецентренном сжатии с большими эксцентриситетами. Даже в тех случаях, когда по расчету кладка не работает на изгиб или растяжение, в действительности эти напряжения могут иметь место вследствие неравномерной осадки фундаментов, температурных деформаций и т. п. Кладка, в которой имеется хорошее сцепление раствора с кирпичом, более трещиноустойчива при указанных выше деформациях. Сцепление имеет также большое значение для повышения сопротивления кладки при сейсмических и динамических нагрузках. Наконец, хорошее сцепление раствора с кирпичом повышает долговечность кладки, уменьшая увлажнение ее атмосферными осадками, а также предохраняет кладку от продуваемости.

Влияние заполнения вертикальных швов на прочность кладки

Вертикальные швы в кирпичной кладке составляют только 8% от площади горизонтального сечения» кладки, проходящего по кирпичу и вертикальным швам. Следовательно, разница между прочностью кирпичной кладки с идеально заполненными швами и прочностью кладки с пустыми швами при осевом сжатии не может превышать 8%. Для других видов кладок влияние вертикальных швов на прочность при осевом сжатии еще меньше. Сцепление кирпича с раствором в вертикальных швах может влиять на прочность кладки, если оно достаточно велико, что достигается, например, при вибрировании кладки, выполненной на прочных растворах.

Влияние заполнения вертикальных швов на несущую способность кладки при внецентренном сжатии значительно больше, чем при осевом. Кроме того, хорошее заполнение швов кладки имеет очень большое практическое значение для обеспечения необходимых теплотехнических свойств наружных стен. Стены с плохо заполненными вертикальными швами сильно продуваемы, и при отсутствии обычных штукатурок (при отделке стен снаружи облицовкой, а изнутри сухой штукатуркой) помещения с такими стенами оказываются непригодными для эксплуатации.

Читайте так же:

Комментарии запрещены.