Снип каменные и армокаменные конструкции: Страница не найдена — Alien Technologies

Содержание

II-22-81 Пособие по проектированию каменных и армокаменных конструкций (к СНиП II-22-81)

СОДЕРЖАНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ — 1
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ — 1
2. МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ — 2
Общие требования — 2
Кирпич и камни керамические — 2
Кирпич и камни силикатные — 3
Кирпич и камни керамические и силикатные лицевые — 3
Камни бетонные стеновые — 3
Блоки из ячеистых бетонов стеновые мелкие — 3
Блоки стеновые бетонные — 3
Камни стеновые из горных пород — 3
Панели и блоки стеновые из кирпича и керамических камней — 3
Блоки бетонные для стен подвалов — 4
Плиты ленточных фундаментов железобетонные — 4
Фасадные изделия — 4
Ковровые облицовочные материалы — 4
Плитки керамические фасадные — 4
Перемычки железобетонные для зданий с кирпичными стенами — 4
Панели гипсобетонные для перегородок — 4
Бетон и арматура — 5
РАСТВОРЫ СТРОИТЕЛЬНЫЕ ДЛЯ КАМЕННЫХ КЛАДОК И МОНТАЖА КРУПНОБЛОЧНЫХ И КРУПНОПАНЕЛЬНЫХ СТЕН — 5
3. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕАРМИРОВАННОЙ И
АРМИРОВАННОЙ КАМЕННОЙ КЛАДКИ — 6
Основные положения — 6
Предел прочности кладки — 7
Расчетные сопротивления — 9
Сцепление раствора с камнем и прочность каменных кладок при растяжении и срезе
Деформации кладки
ОБЪЕМНАЯ МАССА (ПЛОТНОСТЬ) КЛАДКИ
4. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ ПЕРВОЙ ГРУППЫ (ПО НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ)
Общие положения
Центрально и внецентренно сжатые элементы
Косое внецентренное сжатие
Смятие (местное сжатие
Изгиб, центральное растяжение и срез
Многослойные стены
Устойчивость положения
5. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ АРМИРОВАННЫХ, КОМПЛЕКСНЫХ И
УСИЛЕННЫХ ОБОЙМАМИ КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Общие указания
Элементы с сетчатым поперечным армированием (столбы, простенки, отдельные участки)
Элементы с продольным армированием
Комплексные элементы (элементы из каменной кладки,
усиленные железобетоном)
Элементы, усиленные обоймой

6. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ ВТОРОЙ ГРУППЫ
(ПО ОБРАЗОВАНИЮ И РАСКРЫТИЮ ТРЕЩИН И ДЕФОРМАЦИЯМ)
7. УКАЗАНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ КОНСТРУКЦИЙ

Общие указания
Конструктивные схемы зданий
Расчет стен зданий с жесткой конструктивной схемой
Расчет стен зданий с упругой конструктивной схемой
Расчет стен многоэтажных зданий из кирпича или керамических камней на вертикальную нагрузку по раскрытию трещин при различной загрузке или разной жесткости смежных участков стен
Учет заполнения (стен) каркасных зданий при расчете каркасов
Допустимые отношения высот стен и столбов к их толщинам
Стены из кирпича, камней, кирпичных панелей и крупных блоков
Наружные кирпичные и каменные стены облегченной кладки
Стены из кирпичных и керамических панелей
Комбинированные конструкции стен из камней ручной кладки и сборных элементов
Стены из крупных блоков

Стены с облицовками
Стены производственных и сельскохозяйственных зданий
Расчет узлов опирания элементов на кирпичную кладку
Карнизы и парапеты

Перемычки
Висячие стены
(стены, опирающиеся на рандбалки)
Анкеровка стен и столбов
Фундаменты и стены подвалов
Подпорные стены

Деформационные швы
Осадочные швы
Тонкостенные своды двоякой кривизны
8. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ, ВОЗВОДИМЫХ В ЗИМНЕЕ ВРЕМЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Перечень
государственных стандартов, нормативных и справочных документов по каменным конструкциям, материалам, изделиям, растворам, отделочным и теплоизоляционным материалам, действующих на 1 января 1987 г.

1. Государственные стандарты
2. Строительные нормы и правила
3. Нормативные и справочные документы
ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСКУССТВЕННЫХ СТЕНОВЫХ МАТЕРИАЛОВ,

ПРИМЕНЯЕМЫХ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ 3

ПЛОТНОСТЬ И ПРЕДЕЛЫ ПРОЧНОСТИ ПРИРОДНЫХ КАМНЕЙ ИЗ ГОРНЫХ ПОРОД
ПРИЛОЖЕНИЕ 4

ВЯЖУЩИЕ И СОСТАВЫ РАСТВОРОВ
Таблица 1

СОСТАВЫ РАСТВОРОВ ПО ОБЪЕМУ С ПРИМЕНЕНИЕМ ВЯЖУЩИХ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ
Таблица 2

РАСХОД ВЯЖУЩИХ, КГ НА 1 м ПЕСКА/РАСТВОРА
Таблица 3

МИНИМАЛЬНЫЙ РАСХОД ВЯЖУЩИХ

Таблица 4

СОСТАВЫ ИЗВЕСТКОВЫХ РАСТВОРОВ
Таблица 5

СОСТАВЫ ГЛИНЯНЫХ РАСТВОРОВ
ПРИ

СНиП II-В.2-62* Каменные и армокаменные конструкции. Нормы проектирования

Страница 1 из 67

Страница 2 из 67

Страница 3 из 67

Страница 4 из 67

Страница 5 из 67

Страница 6 из 67

Страница 7 из 67

Страница 8 из 67

Страница 9 из 67

Страница 10 из 67

Страница 11 из 67

Страница 12 из 67

Страница 13 из 67

Страница 14 из 67

Страница 15 из 67

Страница 16 из 67

Страница 17 из 67

Страница 18 из 67

Страница 19 из 67

Страница 20 из 67

Страница 21 из 67

Страница 22 из 67

Страница 23 из 67

Страница 24 из 67

Страница 25 из 67

Страница 26 из 67

Страница 27 из 67

Страница 28 из 67

Страница 29 из 67

Страница 30 из 67

Страница 31 из 67

Страница 32 из 67

Страница 33 из 67

Страница 34 из 67

Страница 35 из 67

Страница 36 из 67

Страница 37 из 67

Страница 38 из 67

Страница 39 из 67

Страница 40 из 67

Страница 41 из 67

Страница 42 из 67

Страница 43 из 67

Страница 44 из 67

Страница 45 из 67

Страница 46 из 67

Страница 47 из 67

Страница 48 из 67

Страница 49 из 67

Страница 50 из 67

Страница 51 из 67

Страница 52 из 67

Страница 53 из 67

Страница 54 из 67

Страница 55 из 67

Страница 56 из 67

Страница 57 из 67

Страница 58 из 67

Страница 59 из 67

Страница 60 из 67

Страница 61 из 67

Страница 62 из 67

Страница 63 из 67

Страница 64 из 67

Страница 65 из 67

Страница 66 из 67

Страница 67 из 67

Камин – экспертиза элементов каменных и армокаменных конструкций СНиП и ДБН SCAD-KAM1

Описание товара

Основные характеристики

Производитель

Срок поставки

Доставим за 5-10 дней

Количество лицензий:

Физическая поставка

Домашнего использования, Коммерческой организации, Образовательного учреждения, Государственного учреждения

Артикул производителя

Программное обеспечение Камин – экспертиза элементов каменных и армокаменных конструкций СНиП и ДБН

Срок действия лицензии

 Программа предназначена для проверок несущей способности конструктивных элементов каменных и армокаменных конструкций в соответствии с требованиями СНиП II-22-81 и документов, выпущенных в развитие и дополнение этих норм.

В состав проверяемых элементов включены центрально и внецентренно нагруженные столбы различного поперечного сечения в плане, рядовые, клинчатые и арочные перемычки, наружные и внутренние стены здания с проемами и без проемов, стены подвалов.

Кроме проверки общей прочности и устойчивости элементов выполняется экспертиза местной прочности в местах опирания балок, прогонов и других элементов на стены и столбы.

Проверки выполняются как для неповрежденных конструктивных элементов, так и для элементов, имеющих трещины в каменной кладке и огневые повреждения вследствие воздействия температуры (например, в результате пожара). При проверках поврежденных конструкций использован документ «Рекомендации по усилению каменных конструкций зданий сооружений. ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко Госстроя СССР».

Также проверяется несущая способность центрально и внецентренно нагруженных элементов, усиленных стальными обоймами, и стен, ослабленных дополнительно образованными проемами.

Режимы работы программы можно условно разделить на четыре группы, в трех из них выполняется экспертиза (Каменные конструкции, Армокаменные конструкции, Реконструируемые конструкции), а четвертая — является справочной (Справочная информация).

Соответствие СНиП подтверждено сертификатом Госстроя России.

Каменные конструкции

Режимы этой группы предназначены для экспертизы отдельных конструктивных элементов каменных конструкций. В настоящей версии программы в число этих элементов включены: центрально сжатые столбы, внецентренно сжатые столбы, наружная стена здания: стена подвала, перемычки, кроме того, проверяется местная прочность.

Армокаменные конструкции

Режимы этой группы предназначены для экспертизы отдельных конструктивных элементов армокаменных конструкций. В число этих элементов включены: центрально сжатые армированные столбы, внецентренно сжатые армированные столбы, армированная наружная стена здания, армированная стена подвала, кроме того, проверяется местная прочность армированных конструкций.

Реконструируемые конструкции

Режимы этой группы предназначены для экспертизы отдельных конструктивных элементов каменных конструкций, в том числе поврежденных, усиленных стальными обоймами. В настоящей версии в число этих элементов включены: центрально сжатые столбы, усиленные обоймами, внецентренно сжатые столбы, усиленные обоймами, усиление обоймами стены здания, проём в стене.

Справочная информация содержит объёмные веса кладок из кирпича, природных и искусственных камней на тяжелых растворах, а также данные о классификации повреждений каменной кладки.

Интерфейс

КАМИН работает в операционной среде Windows Vista/7/8/10. Организация пользовательского диалога и элементы управления полностью соответствуют этой среде.

Help (Справочная информация)

Программа снабжена подробной справочной информацией, которая включает описание пользовательского интерфейса и правил работы с программой.

Статья «КАМИН — программа для конструктивных расчетов и проверок элементов каменных и армокаменных конструкций» из журнала CADmaster №2(17) 2003 (апрель-июнь)

Общие сведения

В настоящее время наряду со строительством зданий и сооружений различного назначения с применением несущих сборных и монолитных железобетонных конструкций широко применяются хорошо зарекомендовавшие себя с древних времен каменные и армокаменные конструкции.

Программа КАМИН предназначена для выполнения конструктивных расчетов и проверок элементов каменных и армокаменных конструкций на соответствие требованиям СНиП II-22−81 «Каменные и армокаменные конструкции». При создании программы использовались связанные со СНиП II-22−81 и предыдущей редакцией норм проектирования документы: «Пособие по проектированию каменных и армокаменных конструкций (к СНиП II-22−81)», «Руководство по проектированию каменных и армокаменных конструкций (к СНиП II-В.2−71)», «Рекомендации по усилению каменных конструкций зданий и сооружений».

Номенклатура материалов для каменных и армокаменных конструкций очень разнообразна и включает как искусственные, так и естественные камни. Основной характеристикой каменных материалов, применяемых для несущих конструкций, является их прочность. Программа позволяет произвести выбор марки камня и раствора, задать коэффициент надежности по назначению, срок службы конструкции, возраст кладки, время строительства и т.п. Расчетные сопротивления кладки при сжатии, растяжении, изгибе и срезе определяются в зависимости от марки камня и марки раствора с учетом понижающих коэффициентов.

В состав проверяемых элементов включены центрально и внецентренно нагруженные столбы различного поперечного сечения, рядовые, клинчатые и арочные перемычки, наружные и внутренние стены здания с проемами и без них, стены подвалов.

Кроме проверки общей прочности и устойчивости элементов, выполняется экспертиза местной прочности в местах опирания балок, прогонов и других элементов на стены и столбы. Экcпертиза выполняется как для неповрежденных конструктивных элементов, так и для элементов, имеющих трещины в каменной кладке и огневые повреждения вследствие воздействия температуры (например, в результате пожара). Повреждения классифицированы и задаются в соответствии с требованиями «Рекомендаций по усилению каменных конструкций зданий и сооружений». Наличие повреждений учитывается программой путем изменения геометрических размеров конструктивного элемента (для случая огневых повреждений) и снижением расчетного сопротивления кладки.

Кроме того, в определенных режимах решается задача проверки несущей способности центрально и внецентренно нагруженных элементов, усиленных стальными обоймами, а также стен, ослабленных дополнительно образованными проемами.

Все конструктивные элементы рассматривается в пределах одного этажа здания.

Кроме указанных функций, КАМИН в определенной степени выполняет и роль справочника, с помощью которого можно уточнить некоторые фактические данные относительно применяемых материалов, рекомендаций СНиП II-22−81, а также оценки величины и характера дефектов для поврежденных конструкций.

Концепция разработки

Разработка выполнялась в расчете не только на опытного проектировщика, но и на пользователей, которые не обязательно ориентируются во всех тонкостях применения нормативных документов, какими являются СНиП II-22−81 и документы, выпущенные в развитие норм. Пользователь должен быть уверен, что применение специализированной программы избавит его от сомнений относительно полноты и качества выполненных проверок конструкции на соответствие требованиям норм.

Любой набор нормативных требований может быть представлен в форме списка неравенств вида

F (S, R) ≤ 1,

где F — функция основных переменных, S — обобщенные нагрузки (нагрузочные эффекты), R — обобщенные сопротивления. Ориентируясь на значения функции F, можно ввести понятие коэффициента использования ограничения (К) и критерий проверки представить в виде

max K ≤ 1,

включающем все необходимые проверки. Само значение К при этом определяет для элемента имеющийся запас прочности, устойчивости или другого нормируемого параметра. Если требование норм выполняется с запасом, то коэффициент К равен относительной величине исчерпания нормативного требования (например, К=0,7 соответствует 30% запаса). При невыполнении требований норм значение К>1, что свидетельствует о нарушении того или иного требования, то есть характеризует степень перегрузки. Таким образом, коэффициент К есть левая часть расчетного неравенства, представленного в приведенной выше форме.

Все значения коэффициентов К в соответствии с проведенными проверками приводятся в отчетном документе, который создается программой КАМИН. В диалоговых окнах оперативно выводится значение Kmax (максимального из обнаруженных значений К) и указывается проверка, при которой этот максимум реализовался.

По специальному запросу можно получить результаты детального диагностирования, что дает пользователю возможность в необходимых случаях оперативно принять решение об изменении поперечного сечения элемента, его армирования или других параметров проектирования.

Режимы работы

В программе предусмотрено семнадцать информационных и функциональных режимов работы, назначение которых кратко описано ниже. Каждому режиму соответствует кнопка выбора в главном окне программы. Остановимся подробнее на основных режимах.

Главное окно программы

Каменные конструкции

Первые шесть функциональных режимов объединены в группу «Каменные конструкции» и предназначены для экспертизы отдельных конструктивных элементов каменных конструкций на соответствие требованиям СНиП II-22−81 по предельным состояниям первой и второй группы. К этой группе относятся следующие режимы:

Центрально сжатые столбы — предназначен для проверки прочности и устойчивости отдельно стоящих либо входящих в состав здания центрально сжатых столбов. Столбы приняты постоянного по высоте поперечного сечения, которое может быть прямоугольным, тавровым или круглым. При проверке возможен автоматический учет собственного веса столба.

Результаты расчета отображаются в виде диаграммы факторов.

Внецентренно сжатые столбы — предназначен для проверки прочности и устойчивости отдельно стоящих либо входящих в состав здания внецентренно сжатых столбов. Внецентренное приложение нагрузки принято только в одной из главных плоскостей поперечного сечения столба. Столбы приняты постоянного по высоте поперечного сечения. Проверки устойчивости столба выполняются в плоскости и из плоскости действия момента.

Наружная стена — предназначен для проверки прочности и устойчивости наружной стены здания, в том числе имеющей проемы. Выполняется экспертиза продольной наружной стены здания в пределах высоты этажа. Фрагмент стены по длине задается таким, чтобы в него попали проемы и простенки, которые предполагаются одинаковыми по длине стены. Основной является проверка на устойчивость из плоскости стены при внецентренном сжатии. Выполняются сопутствующие проверки (на растяжение и, если это необходимо, на срез). Стена в пределах этажа рассматривается как пролет неразрезной балки. Устойчивость в плоскости стены предполагается обеспеченной (даже при наличии проемов) и не проверяется. Для простенков производится дополнительная проверка на устойчивость в плоскости стены — как центрально сжатых.

Окно режима Наружная стена

В процессе экспертизы проверяются сечения в верхней части стены непосредственно под перекрытием, в средней части стены в месте наибольшего эксцентриситета, а также в нижней части стены при опирании на нижнее перекрытие или на фундамент.

Стена проверяется на действие ветровой нагрузки, нормальной к поверхности стены; нагрузки от вышележащих этажей, приложенной к верху стены или простенка центрально; нагрузки от непосредственно опирающегося на стену перекрытия, приложенной в общем случае внецентренно, а также собственного веса стены.

Стена подвала — предназначен для проверки прочности и устойчивости стены подвала здания. В пределах высоты подвального этажа выполняется экспертиза стены подвала прямоугольного поперечного сечения. Предполагается, что стена не имеет проемов и является шарнирно опертой на фундамент и перекрытие над подвалом.

Основной является проверка на устойчивость из плоскости стены при внецентренном сжатии. Кроме того, выполняются сопутствующие проверки (на растяжение и, если это необходимо, на срез). Устойчивость в плоскости стены предполагается обеспеченной и не проверяется. Случайный эксцентриситет учитывается только для нагрузок от вышележащей стены. Участки стены имеют одну глубину заложения. Учитываются нагрузки от веса стены подвала, вышележащих этажей, перекрытия над подвалом, а также боковое давление грунта.

Перемычки — предназначен для проверки прочности и устойчивости перемычек, в том числе имеющих затяжки. В этом режиме выполняется экспертиза каменных перемычек — рядовых, клинчатых и арочных. Все перемычки имеют прямоугольное поперечное сечение. Перемычки могут перекрывать средний или крайний проем.

Окно режима Перемычки

Основной является проверка на устойчивость при внецентренном сжатии перемычки в плоскости стены. Перемычка рассматривается как частично защемленная в простенках, при этом устойчивость перемычки из плоскости стены предполагается обеспеченной.

Расчет выполняется на нагрузки от веса перемычки и кладки над ней, а также нагрузки от вышележащих перекрытий над перемычкой.

Диаграмма факторов

В режиме Местная прочность выполняется экспертиза местной прочности в местах передачи сосредоточенных нагрузок (от опирания балок, прогонов и других элементов) на стены и столбы. Одновременное действие местной и основной нагрузок не проверяется.

Армокаменные конструкции

Режимы группы «Армокаменные конструкции» предназначены для экспертизы отдельных конструктивных элементов армокаменных конструкций и включают аналогичные «Каменным конструкциям» режимы (за исключением режима Перемычки). Различия с «Каменными конструкциями» состоят в ограничении применяемых марок камней и растворов, а также в особенностях проверок, выполняемых для армокаменных конструкций.

Реконструируемые конструкции

Режимы этой группы предназначены для экспертизы элементов каменных конструкций, усиленных стальными обоймами, в которых возможны повреждения. Принято, что суммарное максимальное снижение расчетного сопротивления от огневых и механических повреждений не превышает 50 процентов.

Центрально сжатые столбы, усиленные обоймами — предназначен для проверки прочности и устойчивости отдельно стоящих либо входящих в состав здания каменных центрально сжатых столбов, усиленных стальными обоймами из уголков. Реализован расчет столбов с постоянным по высоте прямоугольным или тавровым сечением.

Усиление выполнено из равнополочных вертикальных уголков, охватывающих углы столба, и горизонтальных полос, соединяющих уголки. Горизонтальные полосы (хомуты) ненапрягаемые. Усилия, действующие на столб, не передаются на элементы усиления (обойму).

Внецентренно сжатые столбы, усиленные обоймами — предназначен для проверки прочности и устойчивости отдельно стоящих либо входящих в состав здания каменных внецентренно сжатых столбов, усиленных стальными обоймами из уголков. Реализованные в программе конструктивные решения для внецентренно сжатых столбов такие же, как и для центрально сжатых.

Усиление обоймами стены здания — предназначен для проверки прочности и устойчивости участка каменной стены без проемов, усиленной стальными обоймами в пределах высоты этажа. Участок стены усиливается обоймой, состоящей из вертикальных полос, устанавливаемых по краям усиливаемого участка и, при необходимости, равномерно по его длине. Элементы усиления ненапрягаемые. Усилия, действующие на стену, не передаются на обойму. Выполняется проверка на устойчивость усиленного участка из плоскости стены при внецентренном сжатии.

Проём в стене — предназначен для проверки прочности и устойчивости каменной кладки и/или стальной перемычки над образованным проемом в существующей сплошной стене. Образование проема не связано с изменением нагрузок на стену. Проем может быть как дверным, так и оконным. Стена, в которой образовывается проем, не имеет выступов, может быть внутренней или наружной, а также иметь механические и огневые повреждения. Предполагается наличие перекрытия, расположенного выше образуемого проема (в частном случае проем может быть образован непосредственно под самим перекрытием).

Проем окаймляется стальной перемычкой, которая образовывается укладкой двух спаренных уголков (равнополочных или неравнополочных), двух спаренных швеллеров либо одного двутавра с горизонтально расположенной стенкой. Оставшаяся над проемом часть кладки рассматривается как рядовая перемычка. При достаточной высоте перемычки проверяется ее прочность как рядовой перемычки. Совместная работа кладки и стальной перемычки не учитывается. Всегда выполняется проверка местной прочности кладки под стальной перемычкой.

Последние два режима относятся к группе «Справочная информация» и являются в некотором смысле вспомогательными, обеспечивая доступ к нормативной и справочной информации. К ним относятся:

Объёмные веса — приведены объемные веса кладок из кирпича, природных и искусственных камней на тяжелых растворах.

Классификации повреждений — приведены коэффициенты снижения несущей способности для неармированной и армированной кладок при механических повреждениях кладки стен, столбов, простенков, опор балок, ферм, перемычек, при повреждениях кладки стен, столбов, простенков при пожаре, а также виды повреждений и рекомендации по временному усилению.

Программа КАМИН может быть полезна широкому кругу специалистов, связанных с проектированием каменных и армокаменных конструкций, а также выполняющих оценку технического состояния, ремонт и усиление каменных конструкций.

Глава 5. Каменные и армокаменные конструкции

Нормативная база

 

СП 15.13330.2012, актуализированная редакция СНиП II-22-81. Каменные и армокаменные конструкции.

 

Каменная кладка. Расчетные сопротивления каменной кладки

          Для каменной кладки применяют: полнотелые, облегченные и пустотелые кирпичи, керамические, бетонные и другие камни, блоки. Кладку ведут на растворах. Прочность каменной кладки в основном зависит от прочности камня (кирпича) и прочности раствора.

          В дальнейшем рассматривается кладка, выполненная из кирпича, при применении других каменных материалов расчет выполняется аналогично, но с учетом соответствующих расчетных сопротивлений, установленных для принятых в расчете материалов.

          Для кирпичной кладки применяют следующие виды кирпичей: глиняные пластического прессования, глиняные полусухого прессования, силикатные. Кладку в основном ведут на цементных и цементно-известковых растворах.

Перед началом расчета устанавливают материалы для кирпичной кладки (вид кирпича и раствора) и их прочность (марки). По маркам кирпича и раствора определяют расчетные сопротивления сжатию кладки R (табл. 2 – 9 СНиП II-22-81). Для кирпичной кладки расчетные сопротивления приведены в табл. 5.1 Приложение 5.

Расчетные сопротивления кладки сжатию в необходимых случаях следует умножать на коэффициенты условия работы γc. Так, например, для столбов и простенков площадью сечения 0,3 м2 и менее, коэффициент условия работы γc = 0,8. Более подробно см. пп. 3.11, 3.12, 3.13 СНиП II-22-81.

Наибольшее напряжение, которое может выдерживать каменная кладка перед своим разрушением, называется временным сопротивлением. Временное сопротивление обозначается Ru. Для каменной кладки установлен модуль упругости Е0 и приводится зависимость между модулем упругости каменной кладки и временным сопротивлением

                                                             Е0 = αRu,                                       (5.1)

где α– упругая характеристика каменной кладки (табл. 15 СНиП II-22-81). Для кирпичной кладки значения упругой характеристики выборочно приведены в табл. 5.2 Приложение 5;

                                                             Ru = kR,                                      (5.2)

где k – коэффициент, принимаемый по табл. 5.4 Приложение 5.

 

Примеры к параграфу 5.1

Пример 5.1. Определить расчетное сопротивление и упругую характеристику кирпичной кладки, кладка выполнена из кирпича глиняного пластического прессования М150 на цементно-известковом растворе М100.

Решение.

1. По табл. 5.1 Приложения 5 выписываем R = 2,2 МПа = 0,22 кН/см2.

2. По табл. 5.2 Приложения 5 устанавливаем упругую характеристику α = 1000.

Пример 5.2. По данным Примера 5.1, определить модуль упругости кирпичной кладки.

Решение.

1. По таблице 5.4 Приложения 5 устанавливаем значение коэффициента k = 2,0.

2. Определяем временное сопротивление кирпичной кладки по формуле (5.2)

Ru = kR = 2,0·2,2 = 4,4 МПа = 0, 44 кН/см2.

3. По формуле (5.1) определяем модуль упругости кирпичной кладки

Е0 = αRu = 1000·0,44 = 440 кН/см2.

Пример 5.3. Определить расчетное сопротивление кирпичной кладки из пустотелого силикатного кирпича М100 на цементном растворе с органическими пластификаторами М100.

Решение.

1. По табл. 5.1 Приложения 5 выписываем R = 1,8 МПа = 0,18 кН/см2.

2. В соответствии с примечанием к табл. 5.1 Приложения 5, расчетное сопротивление кирпичной кладки на цементном растворе с органическими пластификаторами получаем, умножая значение расчетного сопротивления из таблицы на коэффициент 0,9,

R = 1,8 ·0,9 = 1,62 МПа = 0,162 кН/см2.

 

Задачи для самостоятельной работы к параграфу 5.1

Задача 5.1. Определить расчетное сопротивление и упругую характеристику кирпичной кладки. Кладка из пустотелого глиняного кирпича полусухого прессования М75 на цементно-известковом растворе М75.

Задача 5.2. Определить расчетное сопротивление и упругую характеристику кирпичной кладки. Кладка из полнотелого силикатного кирпича М125 на цементном растворе с органическими пластификаторами М100.

Задача 5.3. По данным задачи 5.2, определить модуль упругости кирпичной кладки.

Расчет центрально сжатых элементов

Армирование фундамента СНИП — spbremont.su

Схема армирования ленточного фундамента по СНиП

Тяжесть любого здания передается на грунт через фундамент. Фундамент не позволяет строению деформироваться или смещаться под отрицательным воздействием почвы и климатических условий. Эта важная конструкция может быть линейной, столбчатой, плитной (плавающей), свайной. Первые три вида требуют использования бетонной смеси и ее армирования.

Для чего нужно армировать фундамент

Фундамент чаще всего деформируется из-за неравномерной нагрузки или пучения грунта под воздействием низких температур. Если конструкция состоит из бетона, то следует учитывать его характеристики: высокие показатели прочности на сжатие и низкую прочность на разрыв. Для компенсации последнего качества используется схема каркаса, которая монтируется из металлических прутьев для армирования. Сталь обладает более высокой устойчивостью к растяжению, что помогает фундаменту выдерживать повышенные нагрузки.

Верхняя часть конструкции фундамента под весом здания сжимается, нижняя растягивается при замерзании грунта, вследствие чего в области растяжения могут появиться трещины. Поэтому арматура укладывается в нижней и верхней части фундамента. В армированном бетоне цементный раствор сопротивляется сжатию, металл — процессу растяжения. Укладывать прутья посередине нет смысла, так как там повышенной нагрузки не наблюдается.

При возведении фундамента особое внимание необходимо уделить тем частям конструкции, которые выделяются на пристройки и эркеры. Для армирования бетона в этих областях используются согнутые под определенным углом прутья на примыкающие стены. Металл не должен выступать за опалубку или уходить в грунт, расстояние между прутьями не должно превышать 5 см. Для соединения можно использовать только проволоку (но не сварку). Форма каркаса из арматурных прутьев должна быть квадратной (прямоугольной).

Требования СНиП к монтажу арматуры

Общие схемы и требования к возведению конструкций с использованием бетона (железобетона) определены в СНиП 52−01−2003. Данный документ содержит правила расчета склонности железобетона к деформациям, его способности к образованию трещин, показателей прочности, требования к размерам и формам конструкции:

  • при возведении фундаментов можно использовать только арматуру, соответствующую стандартам, с сертификатом качества, определенную в проектной документации;
  • прутья сцепляются так, чтобы полностью исключить возможность их смещения во время заливки бетона;
  • если для армирования ленточного фундамента используются сварные каркасы или сетки, то при их изготовлении разрешается применять такой способ сварки, который не допускает деформирования;
  • радиус изгиба арматурных прутьев должен соответствовать затребованному в проекте;
  • механические стыки арматуры по прочности не должны уступать прочности основного материала;
  • расстояние между вертикальными стержнями зависит от их диаметра, вида заполнителя бетонной смеси, расположения в каркасе, метода заливки бетона, но не допускается шаг меньше, чем 25 см;
  • расстояние между продольными прутьями не должно превышать 40 см;
  • расстояние между прутьями, установленными поперечно, не должно превышать 30 см.

Для вертикального армирования используются прутья с диаметром 10−12 мм с ребристой поверхностью. Для продольного расположения диаметр арматуры не должен быть меньше, чем 10 мм и больше, чем 32 мм. Для поперечного размещения используется арматура с диаметром от 6 до 8 мм.

Как правильно армировать ленточный фундамент

Перед тем как заливать ленточный конструкцию, необходимо ее армировать при помощи металлической арматуры. Ленточный фундамент — полоса из железобетона по всему периметру дома, заложенная под наружными и внутренними стенами. Толщина конструкции зависит от материала стен и их толщины.

Мелкозаглубленные фундаменты (глубина от 50 до 70 см) возводятся на пучинистых почвах для строений из бревна или бруса, а также каменных домов с площадью не более чем 6×6 м. Заглубленные фундаменты возводятся при строительстве больших и тяжелых домов с цоколями, подвалами и гаражами. Глубина заглубленной конструкции — на 20−30 см ниже, чем уровень замерзания грунта.

Количество арматурных сеток зависит от вида фундамента. Для конструкции глубиной 50 см и шириной 40 см шаг между продольными прутьями может быть 10−15 см. Если высота конструкции около метра, то между горизонтальными прутьями с ребрами и диаметром 10−16 мм должно быть 30−40 см. Вертикальная арматура (гладкие прутья с диаметром 6−8 мм) устанавливается, если высота фундамента больше, чем 15 см. В любом случае арматура для ленточного фундамента должна иметь структуру жесткой рамы прямоугольного или квадратного сечения.

Особая разновидность ленточного фундамента — конструкция с пенополистирольной несъемной опалубкой в виде листов или пустотелых блоков, которые также подвергаются армированию. Подобная опалубка собирается просто, а после заливки бетонной смеси она не требует разборки.

Диаметр прутков должен быть примерно 0,1% от площади поперечного сечения основы будущего здания. Армирование в пенополистирольной опалубке производится горизонтально и вертикально. Шаг между горизонтальными элементами согласно СНиП — 50 см. Если монтируется этот вид ленточного фундамента, то специалисты советуют дополнить его гидроизоляцией. Недавно рынок стал предлагать пенополистирольную опалубку с арматурой, что позволяет избежать необходимости в ее вязке.

Как армировать фундамент столбчатой конструкции

Столбчатый фундамент — это вкопанные в грунт столбы различной формы, расположенные в местах, где пересекаются стены, а также в пролетах. Их нижнюю часть называют основанием, верхнюю — оголовком. Оголовок должен быть идеально ровным, располагаться от 40 до 50 см над грунтом (на него возводятся стены). Этот вид фундамента можно использовать практически в любом грунте (кроме пучинистого), он менее затратный, чем ленточный, легко монтируется собственными силами.

Столбы для фундамента можно брать круглые, квадратные или прямоугольные. Опалубка строится:

  • из досок толщиной не менее 4 см,
  • ДСП,
  • фанеры,
  • железа.

При круглом сечении вместо опалубки можно использовать трубы длиной 2−2,5 м, с диаметром 10−20 см. Скважины круглой формы высверливаются ручным буром. Для армирования достаточно двух вертикальных прутьев с ребрами, перевязанных в трех или четырех местах монтажной проволокой.

Столбы квадратной формы можно сделать не только с одинаковым, но и с различным сечением на концах (в виде ровного параллелепипеда или с расширенным основанием). Расширение увеличивает показатели несущей способности и сопротивляемости деформациям при промерзании грунта. Для установки столбов квадратной или прямоугольной формы роются ямы и монтируется опалубка, задающая форму столба. Перед заливкой бетонной смеси на дно устанавливается гидроизоляция и монтируется арматура из вертикальных прутьев, перевязанных проволокой.

Угол стыковки арматуры необязательно должен быть 90 градусов. Главное, чтобы не нарушалась общая картина армирования фундамента, схема, которая соответствует проекту. Армирование углов ленточного фундамента производится аналогично армированию основной конструкции.

Для заливки можно использовать стандартную бетонную смесь (марка В25) или добавить в нее бутовый камень или плитняк средних размеров. Смесь заливается постепенно, примерно по 20 см, чтобы предотвратить скопление воздуха. После затвердения бетона опалубка демонтируется, столбы засыпаются грунтом.

Армирование плитной конструкции фундамента

Плитная (плавающая) конструкция фундамента — это цельная плита из железобетона, толщина которой 10 см или более, уложенная на подушку из песка и гравия и расположенная по всей площади здания. Этот вид конструкции фундамента бывает двух видов:

Для мелкозаглубленной конструкции достаточно снять верхний слой грунта и заменить его подушкой из песка и гравия. При установке заглубленного фундамента требуется рытье достаточно глубокого котлована, поэтому подобные конструкции сооружаются при возведении домов с цоколями или подвалами.

На подушку из гравия и песка укладывается гидроизоляционный материал и монтируется опалубка. Потом создается арматурный короб, состоящий из нижней и верхней сетки, которые связаны между собой. Используются прутья с ребрами и диаметром от 12 до 16 мм, расположенные на расстоянии 20 см друг от друга. Арматурные прутья можно заменить вязаной сеткой или каркасом, соединенным резьбовыми соединениями. Сетки можно укладывать в двух, трех или четырех плоскостях. Независимо от вида арматуры, необходимо монтировать ее так, чтобы верхняя часть плиты после заливки бетона была гладкой.

Построить фундамент из бетона можно и своими руками, если все правильно рассчитать и выбрать соответствующую марку бетона и арматуру. Для ленточной, столбчатой и мелкозаглубленной плитной конструкции даже земельные работы можно выполнить вручную. Трудности могут возникнуть только с заглубленным плитным фундаментом, требующим рытья глубокого котлована и большого объема бетона.

Армирование ленточного фундамента

Армирование ленточного фундамента значительно увеличивает его характеристики по прочности, позволяет создавать устойчивые конструкции при одновременном уменьшении веса.

Армирование ленточного фундамента

Расчеты арматуры и схемы армирования выполняются согласно положениям действующего СНиПа 52-01-2003. Документ имеет подробные требования к расчетам, дает сноски на нормативные документы и своды правил.

СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003. Файл для скачивания

Ленточный фундамент должен отвечать выдвигаемым требованиям по долговечности, надежности, устойчивости к различным климатическим факторам и механическим нагрузкам.

Требования к бетону

Главными характеристиками прочности бетонных конструкций является показатель сопротивления осевому сжатию (Rb,n), растяжению (Rbt,n) и поперечному излому. В зависимости от нормативных стандартных показателей бетона подбирается его конкретная марка и класс. С учетом ответственности конструкции могут использоваться поправочные коэффициенты надежности, которые колеблются от 1,0 до 1,5.

Эпюра изгибающих моментов

Требования к арматуре

Во время армирования ленточных фундаментов устанавливается вид и контролируемые значения качества арматуры. Стандартами допускается к применению горячекатаная строительная арматура периодического профиля, термически обработанная арматура или механически упрочненная арматура.

Класс арматуры выбирается с учетом гарантированного значения предела текучести при максимальных нагрузках. Кроме характеристик на растяжение, нормируется пластичность, стойкость к коррозии, свариваемость, устойчивость к отрицательным температурам, релаксационная стойкость и допустимое удлинение до начала разрушительных процессов.

Таблица классов арматуры и марок стали

Расчет ленточного фундамента производится в соответствии с рекомендациями ГОСТ 27751, рассчитываются показатели предельных нагруженных состояний по группам.

К первой группе отнесены состояния, приводящие к полной непригодности фундамента, ко второй группе отнесены состояния, приводящие к частичной потере устойчивости, затрудняющие нормальную и безопасную эксплуатацию зданий. По предельно допустимым состояниям второй группы производятся:

  • расчеты по появлению первичных трещин на поверхности ленточного фундамента;
  • расчеты по временному периоду увеличения образовавшихся трещин в бетонных конструкциях;
  • расчеты по линейным деформациям ленточных фундаментов.

К основным показателям по устойчивости к деформации и прочности строительной арматуры относится максимальная прочность при растяжении или сжатии, определяемая в лабораторных условиях на специальных испытательных стендах. Технология и методы испытаний прописаны в государственных стандартах. В некоторых случаях производитель может пользоваться нормативно-технической документацией, разработанной предприятием. При этом нормативно-техническая документация должна в обязательном порядке утверждаться контролирующими органами.

Для бетонных конструкций эти значения могут ограничиваться максимальными показателями изменения линейности бетона. В качестве обобщенных показателей принимаются фактические диаграммы состояния арматуры при кратковременном одностороннем воздействии расчетных нормативных нагрузок. Характер диаграмм состояния строительной арматуры устанавливается с учетом ее конкретного вида и марки. Во время инженерного расчета армированного фундамента диаграмма состояний определяется после замены нормативных показателей фактическими.

Требования к армированию

Арматурный каркас – фото

  1. Требования к размерам железобетонной конструкции. Геометрические размеры фундамента не должны препятствовать правильному пространственному размещению арматуры.
  2. Защитный слой должен обеспечивать совместное сопротивление нагрузкам арматуры и бетона, предохранять от воздействия внешней среды и обеспечивать устойчивость конструкции.
  3. Минимальное расстояние между отдельными стержнями арматуры должно гарантировать совместную работу ее с бетоном, позволять правильно стыковать и обеспечивать правильную технологическую заливку бетона.

Схема ленточного армированного фундамента

Для армирования можно использовать только качественную арматуру, вязание сеток выполняется с учетом расчетных проектных показателей. Отклонения от значений не могут выходить за поля допусков, регламентируемых СНиП 3.03.01. Специальные строительные мероприятия должны обеспечивать надежную фиксацию арматурной сетки согласно существующим правилам.

Арматурный каркас для ленточного фундамента

СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции. Строительные нормы и правила. Файл для скачивания

Во время загиба арматуры нужно пользоваться специальными приспособлениями, минимальный радиус изгиба зависит от диаметра и конкретных физических характеристик строительной арматуры.

Цены на арматурную сетку

Видео – Ручной станок для гибки арматуры, видеоинструкция

Видео – Как гнуть арматуру. Работа на самодельном станке

Арматура вставляется в опалубку, изготовление опалубки следует выполнять с учетом требований ГОСТа 25781 и ГОСТа 23478.

ФОРМЫ СТАЛЬНЫЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ. Технические условия. Файл для скачивания

Опалубка для возведения монолитных бетонных и железобетонных конструкций. Классификация и общие технические требования

Расчет количества и диаметра арматуры

Для ленточного фундамента бань применяется строительная арматура с периодическим профилем Ø 6÷12 мм.

Арматура периодического профиля Ø 10 мм

Действующие государственные нормативные акты регламентируют минимальное количество прутков в бетоне для придания ему максимальных характеристик прочности. Минимальное общее сечение продольных прутков арматуры не может составлять ≤ 0,1% площади сечения ленты фундамента. К примеру, если ленточный фундамент имеет сечение 12000×500 мм (площадь сечения равняется 600000 мм2), то общая площадь всех продольных прутков должна составлять не менее 600000×0,01%=600 мм2. На практике застройщики редко выдерживают этот показатель, учитывается еще и вес бани, характер грунтов и конкретная марка бетона. Эта расчетная величина может считаться ориентировочной, отклонения от рекомендованных значений не должно превышать ≈20% в меньшую сторону.

Количество арматуры вычисляют математически

Для расчета количества арматуры нужно знать площадь сечения ленты фундамента и площадь сечения арматурного прутка. Для облегчения выполнения подсчетов предлагаем вашему вниманию готовую таблицу.

Снип фундаменты ленточные

Как в промышленном, так и в индивидуальном строительстве самым надежным фундаментом считается армированный ленточный. Это основание из бетона, которое формируется в траншее определенной глубины и ширины, с армированием металлическим каркасом и последующей заливкой раствором. Любой фундамент испытывает всевозможные нагрузки – на растяжение и сжатие, на изгиб и излом, поэтому к таким конструкциям предъявляются жесткие требования по различным параметрам, описанные в соответствующих ГОСТ и СНиП. Так как требований достаточно много, запоминать их не Перечень основных документов для строительства армированных оснований

Схема армирования и технология строительства основания

Армирование бетонной формы основания проводится в два яруса – верхним и нижним рядами арматуры с поперечным и продольным усилением дополнительными прутьями. Для формирования прочного, но гибкого армокаркаса применяют арматурные прутья категории А III – это стальной профиль круглого сечения Ø 10-16 мм, имеющий два продольных ребра жесткости и поперечные грани, отлитые по спирали.

При общей высоте основания ≥ 0,15 м в каркас необходимо встраивать вертикальные стержни арматуры, что делается методом связывания при помощи мягкой вязальной проволоки (СНиП 52-01-2003 и СП 52-101-2003). Для вертикального усиления каркаса применяют арматуру класса А I – это гладкая арматура Ø 6-8 мм. Чтобы компенсировать продольные нагрузки в теле бетонного ленточного фундамента, каркас усиливается поперечной арматурой, которая предотвращает образование микротрещин и скрепляет друг с другом продольные ярусы армирующего каркаса основания. Онлайн калькулятор для расчета арматуры

Согласно указанным СНиП, вертикальная и поперечная арматура связывается в единую конструкцию стальными хомутами, расстояние между которыми соблюдается как 3/8 от высоты ленточного фундамента, и должно быть ≥ 0,25 м.

Также армирующий каркас в соответствии со снип фундаменты ленточные не должен собираться из поврежденных или ржавых стержней – арматура должна быть ровной и порезанной по расчетным размерам. Отдельные арматурные прутья также соединяются между собой при помощи мягкой или отожженной вязальной проволоки и вязального крючка. Применять сварочное оборудование разрешено только для соединения прутьев с мариковкой «С». Армирование ленточных оснований

Правила связывания армирующего каркаса должны соблюдаться неукоснительно, иначе не получится добиться требуемой жесткости каркаса. Связывание углов и присоединений каркаса предотвращает разрушающее воздействие локальных нагрузок на фундамент. Для угловых примыканий используются арматурные прутья класса А III. Основные рекомендации при соединении углов армокаркаса:

  1. Прут необходимо согнуть в таким образом, чтобы один его конец входил в стену основания, второй конец входил в противоположную стену;
  2. Запускать стержень арматуры на противоположную стену следует на длину сорока диаметров прута;
  3. Не разрешается применять простое связывание пересечений арматуры без из усиления дополнительными вертикальными и поперечными отрезками арматуры;
  4. При длине прута, не позволяющей загнуть его на противоположную стену фундамента, арматура соединяется Г-образными металлическими профилями;
  5. Шаг между соединительными хомутами выбирается в два раза короче, чем в ленте.

Схема связывания арматуры

Заливка бетона в траншею

Требования к заливке бетонного раствора в фундамент предъявляются во многих документах – ТСН 50-302-2004, ВСН 29-85, ГОСТ 13580-85, СП 63.13330.2013, СП 52-101-2003, СНиП 52-01-2003, СП 22.13330.2011, ГОСТ Р 54257-201, и других. Раствор заливается в ограниченную опалубкой траншею послойно, с толщиной пластов 0,20-0,25 м. Укладка раствора ведется в одном направлении, но при большой ширине ленты допускается заливка наклонных слоев под углом ≤ 30 0 .
» alt=»»>
После заливки одного слоя и распределения раствора весь бетон необходимо уплотнить вибратором или ручным штыкованием лопатой или ломом, чтобы высвободить находящийся в растворе воздух, который ослабляет бетон и делает его более уязвимым для разрушения при воздействии разновекторных нагрузок. Следующий шаг – укладка верхнего слоя раствора. Если лента фундамента широкая и глубокая, то необходимо сделать холодный шов. Если предыдущий слой бетона схватился и затвердел, то его поверхность перед укладкой следующего пласта раствора необходимо очистить и обезжирить, а затем просушить потоком теплого воздуха. Очистка холодного рабочего шва обязательна, так как заливка на грязную поверхность верхнего слоя бетона разрушит монолитную конструкцию основания из-за находящейся между пластами раствора грязи и цементной пленки. Основные положения по формированию ленты фундамента регламентированы в указанных выше документах.

Выдержка из СНиП

Очищают поверхность бетона от цементной пленки металлической щеткой (при прочности бетона ≥ 1,5 МПа), фрезерованием (при прочности бетона ≥ 5 МПа), пескоструйкой (при прочности бетона ≥ 5Мпа) или промывкой струей воды (при прочности бетона ≥ 0,3 МПа). Самый дешевый метод – очистка водой, и этот пункт также влияет на общую стоимость ленточного фундамента.

Холодный рабочий шов расположен в теле основания не только горизонтально, но и вертикально и перпендикулярно относительно осей балок, стен, колонн и плит. Отсекают рабочий шов щитом из досок или фанеры, а для свободного прохождения арматуры в нем проделываются отверстия соответствующего диаметра под прутья каркаса.

Перед тем, как залить ленточный фундамент снип, выжидают определенное время для достижения прочности бетона в предыдущем слое не менее 1,5 МПа. Первые 3-5 суток незатвердевший слой защищают от осадков и солнечных лучей, мороза или жары. Механические повреждения бетона в этот период также недопустимы, пока прочность бетона не увеличится до 1,5МПа. Общие положения СНиП при проектировании фундаментов

Калькулятор вес арматуру

Как проверяется прочность бетона

Прочность материалов – это способность сопротивляться разрушительным воздействиям под влиянием внутреннего напряжения материала, возникающего под давлением сил извне или из-за других факторов (усадка, влажность, температура, и т.д.).

Свойства прочности материала рассчитываются несколькими методами:

  1. Метод стандартных образцов;
  2. Метод исследования выбуренного керна;
  3. Метод неразрушающего контроля, который считается самым дешевым и действенным.

Проверка прочности бетона

Расчет материалов

Количество и вес арматурных стержней, которое потребуется для конструирования армирующего каркаса, рассчитывается по габаритам ленты фундамента. При ширине ленты 0,4 м рекомендуется использовать четыре продольных прута – по два сверху и снизу. В качестве примера можно рассмотреть формирование каркаса 6 х 6 м для ленточного основания дома.

При четырехрядной укладке понадобится 24 м арматуры на один ряд, для всего каркаса – 96 м. Вертикальные и поперечные гладкие стержни армирования для фундамента ленты шириной 30 см и высотой 190 см: для каждой точки пересечения прутьев при шаге 0,05 м от верхней части фундамента понадобится (30 – 5 – 5) х 2 + (190 – 5 – 5) х 2 = 0,40 м. Расстояние между стальными хомутами 50 см, количество хомутов: 24 / 0,5 + 1 = 49 единиц.
» alt=»»>
Общий метраж армирующих прутьев для формирования каркаса по вертикали составит 4 х 49 = 196 м. Каждое место связывания – это четыре пересечения, поэтому расход вязальной проволоки для каждого соединения – восемь отрезков по 30-40 см. Общий метраж составит: 0,3 х 8 х 49 = 117,6 метра.

Расчет арматуры

Ленточный фундамент по монолитному типу формируется в виде прямоугольника или квадрата. Армирующий каркас формируется в результате нескольких последовательных операций:

  1. Дно траншеи прерывисто укладывается кирпичами высотой в четверть кирпича, чтобы можно было залить раствором промежуток между каркасом и подошвой фундамента;
  2. Под стойки арматурного каркаса делается шаблон, по нему нарезаются отрезки арматуры нужного размера;
  3. На слой кирпича кладутся продольные прутья армирующего каркаса. Если прутья короткие, их связывают с нахлестом ≥ 0,2 м;
  4. Горизонтальные гладкие прутья связываются в каркасе с продольной арматурой с шагом 0,5 м;
  5. По углам ячеек из арматуры привязываются вертикальные гладкие стержни длиной на 10 см короче высоты основания;
  6. Продольная арматура привязывается к вертикальным стержням;
  7. К углам, которые получились в результате этих операций, привязываются поперечные верхние стержни.

Заливка ленточного основания бетоном

Требования СНиП

По поводу строительства фундамента ленточного типа: существует документ СНиП 52-01-2003, регламентирующий расстояния между прутьями каркаса, в частности, шаг между горизонтальными гранями армокаркаса и шаг между поперечными прутьями. Это расстояние зависит от:

  1. Диаметра арматуры;
  2. Фракции бетонного заполнителя;
  3. Ориентирования каркаса относительно бетонирования;
  4. Метода заливки раствора в опалубку;
  5. Типа уплотнения раствора.

Требования определяют, что шаг продольного армирования регламентируется как H = ≤ 40 см и ≥ 25 см. Расстояние между поперечными прутьями арматуры определяется как 1/2 высоты сечения ленты, но не больше, чем 0,3 м.

Диаметр армирования зависит от общего метража продольного армирования фундамента и предполагается ≥ 0,1% площади сечения ленты. На практике это означает, что для бетонного основания высотой 100 см при ширине ленты 50 см площадь сечения будет равняться 500 мм 2 .

Размеры фундаментной ленты согласно СНиП

МЗЛФ (мелкозаглубленный фундамент) отличается от заглубленного высотой бетонной ленты, поэтому глубокозаглубленные в фундаменты закладывается более развитая структура каркаса, боковых бетонных стенок и подошвы. Из-за большой глубины такого основания существуют рекомендации от профессионалов: для лент глубиной ≤ 1 м армируется только подошва фундамента, а в глубокозаглубленных основаниях армируется также оболочка и днище.

Дополнительное усиление армирующего каркаса в МЗЛФ проводится армирующей металлической сеткой из прутьев Ø 4 мм с размером ячеек 10 х 10 см. Любой тип армирования намного повышает прочность и жесткость конструкции, а также усиливает сопротивление опорной части ленты боковым и сжимающим нагрузкам.

Сама методика армирования бетонного основания не представляется сложной, и ее можно провести самостоятельно, что позволит не только усилить основание дома, но и добиться значительного снижения стоимости строительства.
» alt=»»>

Армирование ленточного фундамента – правила, схемы, инструкции

Возведение фундаментного основания зданий это важнейший этап строительства, который определяет дальнейшую надежность и долговечность постройки. Поэтому при выполнении этой работы не допустима непродуманная экономия на расходах материалов и самовольные изменения проектных решений принятых специалистами.

Ленточные фундаменты пользуются заслуженной популярности при строительстве объектов индивидуальной застройки. Это объясняется возможностью универсального применения для самых различных зданий на большинстве распространенных типов грунтов.

Они отличаются высоким уровнем надежности и возможностью выполнения монтажа своими руками. Ленточные фундаменты нельзя применять для строительства зданий на неустойчивых грунтах, в заболоченной местности и на вечной мерзлоте.

Описание конструкции ленточного фундамента

Несущее основание этого типа представляет собой заглубленную в землю железобетонную монолитную ленту. Она монтируется под все несущие стены и тяжелые перегородки. Глубина заложения фундамента определяется в зависимости от следующих исходных параметров:

  • общий вес строительных конструкций здания с учетом снеговых нагрузок, мебели и установленного оборудования;
  • тип и строение грунтов на участке;
  • глубина залегания грунтовых вод;
  • нижняя точка промерзания грунта в холодное время года.

В результате фундамент небольших легких зданий домов быть мелкозаглубленным и иметь нижнюю опору на глубине 500-800 мм. Для тяжелых больших зданий и при наличии подвала подошва монолитной конструкции должна находиться ниже точки промерзания грунта более чем на 400 мм.

Ширина фундаментной ленты в ее верхней части зависит от толщины возводимых стен и должна превышать ее более чем на 100 мм, но в любом случае не мене 300 мм. В нижней части может быть предусмотрено наличие более широкой опорной подошвы, которая устраивается при большом весе строительных конструкций или слабых грунтах. Однако правильный расчет такой опоры довольно сложная инженерная задача. Данные о поперечном сечении фундаментной ленты и об общей массе строительных конструкций позволяют правильно рассчитать конструкцию армирующего каркаса.

Расчет фундамента должен быть выполнен на профессиональном уровне

Наличие армирующего каркаса повышает прочность фундаментного монолита и позволяет более равномерно распределить весовую нагрузку на грунт. При проектировании элементов здания всегда учитываются реальные данные, на основании которых получают результат способный обеспечить долговечность и надежность постройки.

На основании этого можно сделать вывод, что для разработки проекта необходимы специальные знания и опыт подобных работ. Поэтому выполнение расчетов и определение проектных схем рекомендуется поручить специалисту, а вот монтажные работы можно выполнять самостоятельно. Если только вы не собираетесь построить небольшой сарай, баньку, хозяйственные постройки или легкий гараж.

Расчет необходимого количества материалов

При определении нужного количества арматуры следует учитывать, что продольные струны и поперечные прутки имеют разный диаметр и цену. Имея проект подсчитать количество необходимого для армирования материала не сложно. Только следует предусмотреть запас 7-10% на остатки в виде коротких обрезков и на нахлесты при соединении прутов на длинных участках.

Если вы производите расчеты самостоятельно, то рекомендуется принять:

  • диаметр арматуры 10 мм для продольных участков длиной до 3-х метров;
  • 12 мм на участках более 3-х метров;
  • поперечная арматура с гладкой поверхностью диаметром 8 мм.

Кроме этого не забудьте приобрести вязальную проволоку (сварка прута для железобетона запрещена), а так же фиксаторы «звездочка» и «опора», которые устанавливаются на каждый крайний прут через каждые 3 метра.

Общее количество продольных армирующих струн определяется по суммарному сечению. Согласно СНиП общая площадь сечения арматуры должна быть не менее 0,1% от поперечного сечения фундаментной ленты. Если в результате вы определите, что для армирования достаточно всего 2-х прутов, то эту количество необходимо увеличить до 4-х. При этом принимая минимальное сечение прутов в 10 мм. Поперечные прутки никаких нагрузок не несут и считаются фиксирующими элементами.

Шаг поперечных прутков (хомутов) должен быть не более трех четвертей высоты фундаментной ленты и меньше 500 мм. В местах примыкания двух прямых конструкций и на углах шаг должен уменьшаться вдвое. Существует много специально разработанных схем вязки углов элементов и примыкающих участков. Перед началом работы рекомендуем с ними ознакомиться.

Что нужно знать про арматуру

Для ленточных фундаментов обычно применяют горячекатаную арматуру классов A-II и A-III с диаметром от 10 мм с периодическим профилем (рифленую), который обеспечивает надежное сцепление металла с бетоном. Пруты класса A-I с гладкой поверхностью и сечением 8-10 мм применяют для изготовления связующих хомутов и перемычек.

Схема армирования ленточного фундамента по СНиП

Тяжесть любого здания передается на грунт через фундамент. Фундамент не позволяет строению деформироваться или смещаться под отрицательным воздействием почвы и климатических условий. Эта важная конструкция может быть линейной, столбчатой, плитной (плавающей), свайной. Первые три вида требуют использования бетонной смеси и ее армирования.

Для чего нужно армировать фундамент

Фундамент чаще всего деформируется из-за неравномерной нагрузки или пучения грунта под воздействием низких температур. Если конструкция состоит из бетона, то следует учитывать его характеристики: высокие показатели прочности на сжатие и низкую прочность на разрыв. Для компенсации последнего качества используется схема каркаса, которая монтируется из металлических прутьев для армирования. Сталь обладает более высокой устойчивостью к растяжению, что помогает фундаменту выдерживать повышенные нагрузки.

Верхняя часть конструкции фундамента под весом здания сжимается, нижняя растягивается при замерзании грунта, вследствие чего в области растяжения могут появиться трещины. Поэтому арматура укладывается в нижней и верхней части фундамента. В армированном бетоне цементный раствор сопротивляется сжатию, металл — процессу растяжения. Укладывать прутья посередине нет смысла, так как там повышенной нагрузки не наблюдается.

При возведении фундамента особое внимание необходимо уделить тем частям конструкции, которые выделяются на пристройки и эркеры. Для армирования бетона в этих областях используются согнутые под определенным углом прутья на примыкающие стены. Металл не должен выступать за опалубку или уходить в грунт, расстояние между прутьями не должно превышать 5 см. Для соединения можно использовать только проволоку (но не сварку). Форма каркаса из арматурных прутьев должна быть квадратной (прямоугольной).

Требования СНиП к монтажу арматуры

Общие схемы и требования к возведению конструкций с использованием бетона (железобетона) определены в СНиП 52−01−2003. Данный документ содержит правила расчета склонности железобетона к деформациям, его способности к образованию трещин, показателей прочности, требования к размерам и формам конструкции:

  • при возведении фундаментов можно использовать только арматуру, соответствующую стандартам, с сертификатом качества, определенную в проектной документации;
  • прутья сцепляются так, чтобы полностью исключить возможность их смещения во время заливки бетона;
  • если для армирования ленточного фундамента используются сварные каркасы или сетки, то при их изготовлении разрешается применять такой способ сварки, который не допускает деформирования;
  • радиус изгиба арматурных прутьев должен соответствовать затребованному в проекте;
  • механические стыки арматуры по прочности не должны уступать прочности основного материала;
  • расстояние между вертикальными стержнями зависит от их диаметра, вида заполнителя бетонной смеси, расположения в каркасе, метода заливки бетона, но не допускается шаг меньше, чем 25 см;
  • расстояние между продольными прутьями не должно превышать 40 см;
  • расстояние между прутьями, установленными поперечно, не должно превышать 30 см.

Для вертикального армирования используются прутья с диаметром 10−12 мм с ребристой поверхностью. Для продольного расположения диаметр арматуры не должен быть меньше, чем 10 мм и больше, чем 32 мм. Для поперечного размещения используется арматура с диаметром от 6 до 8 мм.

Как правильно армировать ленточный фундамент

Перед тем как заливать ленточный конструкцию, необходимо ее армировать при помощи металлической арматуры. Ленточный фундамент — полоса из железобетона по всему периметру дома, заложенная под наружными и внутренними стенами. Толщина конструкции зависит от материала стен и их толщины.

Мелкозаглубленные фундаменты (глубина от 50 до 70 см) возводятся на пучинистых почвах для строений из бревна или бруса, а также каменных домов с площадью не более чем 6×6 м. Заглубленные фундаменты возводятся при строительстве больших и тяжелых домов с цоколями, подвалами и гаражами. Глубина заглубленной конструкции — на 20−30 см ниже, чем уровень замерзания грунта.

Количество арматурных сеток зависит от вида фундамента. Для конструкции глубиной 50 см и шириной 40 см шаг между продольными прутьями может быть 10−15 см. Если высота конструкции около метра, то между горизонтальными прутьями с ребрами и диаметром 10−16 мм должно быть 30−40 см. Вертикальная арматура (гладкие прутья с диаметром 6−8 мм) устанавливается, если высота фундамента больше, чем 15 см. В любом случае арматура для ленточного фундамента должна иметь структуру жесткой рамы прямоугольного или квадратного сечения.

Особая разновидность ленточного фундамента — конструкция с пенополистирольной несъемной опалубкой в виде листов или пустотелых блоков, которые также подвергаются армированию. Подобная опалубка собирается просто, а после заливки бетонной смеси она не требует разборки.

Диаметр прутков должен быть примерно 0,1% от площади поперечного сечения основы будущего здания. Армирование в пенополистирольной опалубке производится горизонтально и вертикально. Шаг между горизонтальными элементами согласно СНиП — 50 см. Если монтируется этот вид ленточного фундамента, то специалисты советуют дополнить его гидроизоляцией. Недавно рынок стал предлагать пенополистирольную опалубку с арматурой, что позволяет избежать необходимости в ее вязке.

Как армировать фундамент столбчатой конструкции

Столбчатый фундамент — это вкопанные в грунт столбы различной формы, расположенные в местах, где пересекаются стены, а также в пролетах. Их нижнюю часть называют основанием, верхнюю — оголовком. Оголовок должен быть идеально ровным, располагаться от 40 до 50 см над грунтом (на него возводятся стены). Этот вид фундамента можно использовать практически в любом грунте (кроме пучинистого), он менее затратный, чем ленточный, легко монтируется собственными силами.

Столбы для фундамента можно брать круглые, квадратные или прямоугольные. Опалубка строится:

  • из досок толщиной не менее 4 см,
  • ДСП,
  • фанеры,
  • железа.

При круглом сечении вместо опалубки можно использовать трубы длиной 2−2,5 м, с диаметром 10−20 см. Скважины круглой формы высверливаются ручным буром. Для армирования достаточно двух вертикальных прутьев с ребрами, перевязанных в трех или четырех местах монтажной проволокой.

Столбы квадратной формы можно сделать не только с одинаковым, но и с различным сечением на концах (в виде ровного параллелепипеда или с расширенным основанием). Расширение увеличивает показатели несущей способности и сопротивляемости деформациям при промерзании грунта. Для установки столбов квадратной или прямоугольной формы роются ямы и монтируется опалубка, задающая форму столба. Перед заливкой бетонной смеси на дно устанавливается гидроизоляция и монтируется арматура из вертикальных прутьев, перевязанных проволокой.

Угол стыковки арматуры необязательно должен быть 90 градусов. Главное, чтобы не нарушалась общая картина армирования фундамента, схема, которая соответствует проекту. Армирование углов ленточного фундамента производится аналогично армированию основной конструкции.

Для заливки можно использовать стандартную бетонную смесь (марка В25) или добавить в нее бутовый камень или плитняк средних размеров. Смесь заливается постепенно, примерно по 20 см, чтобы предотвратить скопление воздуха. После затвердения бетона опалубка демонтируется, столбы засыпаются грунтом.

Армирование плитной конструкции фундамента

Плитная (плавающая) конструкция фундамента — это цельная плита из железобетона, толщина которой 10 см или более, уложенная на подушку из песка и гравия и расположенная по всей площади здания. Этот вид конструкции фундамента бывает двух видов:

Для мелкозаглубленной конструкции достаточно снять верхний слой грунта и заменить его подушкой из песка и гравия. При установке заглубленного фундамента требуется рытье достаточно глубокого котлована, поэтому подобные конструкции сооружаются при возведении домов с цоколями или подвалами.

На подушку из гравия и песка укладывается гидроизоляционный материал и монтируется опалубка. Потом создается арматурный короб, состоящий из нижней и верхней сетки, которые связаны между собой. Используются прутья с ребрами и диаметром от 12 до 16 мм, расположенные на расстоянии 20 см друг от друга. Арматурные прутья можно заменить вязаной сеткой или каркасом, соединенным резьбовыми соединениями. Сетки можно укладывать в двух, трех или четырех плоскостях. Независимо от вида арматуры, необходимо монтировать ее так, чтобы верхняя часть плиты после заливки бетона была гладкой.

Построить фундамент из бетона можно и своими руками, если все правильно рассчитать и выбрать соответствующую марку бетона и арматуру. Для ленточной, столбчатой и мелкозаглубленной плитной конструкции даже земельные работы можно выполнить вручную. Трудности могут возникнуть только с заглубленным плитным фундаментом, требующим рытья глубокого котлована и большого объема бетона.

(PDF) Переосмысление структурной кладки: неармированные каменные ракушки

(Bechthold, 2009; Fallacara, 2009; Gramazio and Kohler,

2008; Kaczynski et al., 2011; Pedersen et al., 2012; Wendland,

)

2009). Тем не менее, дизайн для большинства этих проектов

был обусловлен визуальными, тектоническими и декоративными соображениями.

Действительно, инструменты структурного анализа использовались для проверки структурных характеристик

этих проектов, но лишь немногие из них имели

адресов или полностью использовали уникальную конструктивную способность

каменных конструкций при сжатии путем интеграции структурных

поиска формы в процесс проектирования.

Исследования, представленные в этой статье, сосредоточены на стратегиях

инновационных и эффективных, неармированных каменных хранилищ

для современных архитектурных приложений, основанных на новых цифровых инструментах

и новейших промышленных технологиях изготовления.

входит в относительно новую область исследований цифровой стереотомии

(Fallacara, 2006, 2009). Цифровая стереотомия пересматривает и расширяет традиционную стереотомию

, искусство резки камня на отдельные блоки

(Фитчен, 1981), вводя вычислительные стратегии

для проектирования, цифрового изготовления и установки сложных каменных блоков

.

Ключевым аспектом является определение и разработка подходящей и

скоординированной схемы проектирования и изготовления для производства

сотен отдельных хранилищ, которые необходимо обработать

для единого проекта хранилища. Из-за размерной формы трех отдельных блоков

и сложных геометрических ограничений при изготовлении

задача состоит в том, чтобы согласовать

конструкцию отдельных блоков в соответствии с технической установкой станка

.Кроме того, необходимо найти правильный баланс

между поиском формы и производственными ограничениями,

, чтобы эффективно производить каменные своды произвольной формы. Потенциал

хорошо скоординированной цифровой цепочки для реализации сложных каменных хранилищ

еще не был использован, потому что большинство

современных исследований в области цифровой каменной кладки и камня были

сосредоточены на декоративных возможностях.

В частности, в этом документе описывается основной рабочий процесс для

процесса проектирования и материализации проекта MLK Jr Park Vault

в Остине, Техас, США.Исследование вызвано очарованием

элегантностью каменных готических сводов, которые сочетают в себе эстетику, орнамент и структурную логику, как

, а также стремлением вдохнуть новую жизнь в явно устаревшую строительную технику

. Полностью охватывая новый фуникулер

поиск форм и структурно обоснованные стратегии оптимизации производства, авторы твердо убеждены, что новые формы в структурной кладке

могут обогатить словарный запас современной архитектуры

.

Эта статья имеет следующую структуру. В следующем разделе

вводится общий процесс, описывается цифровое проектирование и цепочка

обработки материалов от поиска формы до материализации, а также перечисляются

основных производственных ограничений. В Разделе 3 подробно описываются реализованный подход к структурному проектированию

, а также конструктивно-ориентированное проектирование стереотомии

и производственное проектирование (мозаика и

voussoir геометрия).Раздел 4, затем

иллюстрирует, как эти методы использовались для проектирования

разработки MLK Jr Park Vault. Наконец, в Разделе 5

обсуждаются результаты и излагаются будущие исследования.

2. Цифровое проектирование и цепочка материализации

В этом разделе описываются последовательные, но взаимосвязанные шаги цифровой цепочки

от поиска формы до материализации каменных хранилищ свободной формы.

2.1 Обзор

На рисунке 1 показаны этапы процесса и их взаимозависимости.

.Этапы делятся на три основных этапа: процесс проектирования

, процесс анализа и процесс материализации.

Первым этапом цифровой цепочки является процесс проектирования, который

состоит из трех этапов. Определяющими структурными свойствами для камня

или кирпичной кладки в целом являются его низкий предел прочности на растяжение и высокая прочность на сжатие

. Из-за этого для перекрытия пространства в неармированной кирпичной кладке

необходимо использовать фуникулерную форму, действующую исключительно на сжатие

, для обеспечения устойчивости конструкции.

Следовательно, на первом этапе определяется подходящая форма фуникулера

(раздел 3.1). На втором этапе на основе результатов поиска формы фуникулера

создается возможная тесселяционная геометрия

, которая определяет стратегию резки хранилища

. Это автоматизированный процесс, основанный на структурных

и производственных данных, на которые разработчик может влиять или направлять

(раздел 3.2). На третьем этапе процесса проектирования

шаблон мозаики используется для создания геометрии voussoir

с учетом конструктивных, а также производственных ограничений и ограничений сборки

(раздел 3.3).

На втором этапе результаты процесса проектирования

проверяются с использованием анализа обратного равновесия (Block and

Lachauer, 2011), структурных моделей (Block et al., 2010b; Van

Mele et al., 2012 ) и моделирование дискретных элементов (DeJong,

2009). На основе результатов этого этапа структурного анализа проект

при необходимости уточняется.

На третьем и последнем этапе компоненты конструкции

изготавливаются и устанавливаются с использованием машинной установки, которая определила

ограничений для процесса проектирования.

На рисунке 2 представлен обзор ограничений процесса проектирования

, которые можно сгруппировать в

(a) архитектурные и тектонические требования (раздел 2.2)

(b) структурные требования (раздел 2.3)

(c ) требования к изготовлению и установке (раздел 2.4).

В следующих разделах эти три группы ограничений

обсуждаются более подробно.

Строительные материалы Переосмысление структурной кладки:

неармированных каменных стен

Риппманн и Блок

2

Армирование стен 1.1 — Критический бетон

Армирование стены 1.1

После последних сообщений о ремонте цеха для строительства зеленой крыши площадью 130 м 2 , эта новая статья посвящена работам по армированию стен. Реконструкция включает в себя ряд ограничений, с которыми нам нужно справиться, чтобы выдержать статическую нагрузку будущего растительного покрова, а также динамическую нагрузку людей в саду. Среди них повторное использование существующих каменных стен, необходимых для усиления, в частности, одной из них, чтобы сбалансировать ее недостаточную толщину.Следующие разделы познакомят вас с этим процессом — от нескольких теоретических вводных данных, требований к оборудованию и безопасности до пошаговых практических указаний.

Армирование стен?

Деревянная конструкция

Наше исследование технологий зеленых крыш привело к нашему выбору для исследования конструкции полуинтенсивной системы, дающей возможность выращивать пищу. Это покрытие +/- 50 см (состоящее из 40 см земли в центре) воздействует на процесс ремонта своей нагрузкой в ​​600 кг / м 2 , включая динамическую нагрузку.Чтобы построить эту зеленую крышу, новая деревянная конструкция будет лежать прямо на существующих каменных стенах. Тем не менее, одна из стен казалась слишком тонкой, чтобы выдержать вес конструкции зеленой крыши. Чтобы усилить несущую способность этой стены, по совету нашего инженера мы решили усилить ее, добавив деревянный «каркас». Эта надстройка позволяет избежать строительства новой стены за счет улучшения структурных характеристик существующей.

Деревянный каркас, привинченный к стене с обеих сторон, состоит из ряда двухметровых деревянных колонн, лежащих на гранитном фундаменте.Как объяснялось в нашей предыдущей статье, использование гранитного фундамента связано с нашей заботой об окружающей среде с использованием материалов местного производства. С помощью этого решения мы также преследуем нашу цель не использовать бетон в проекте. Наконец, вся деталь поможет выдержать нагрузку на крышу, приложенную к балке края стены, закрепленной наверху каждой каменной стены.

Необходимые этапы и инструменты

План армирования стены состоит из двух основных этапов:

Подготовительный этап — Строительство фундамента:

  • Электрический молоток для пробития пола;
  • Лопата для выемки земли;
  • Зубило и молоток для разбивания и моделирования камней;
  • Миксер, кельмы и деревянные терки для заливки фундамента известковым раствором;
  • Уровень;

Этап ремонта — установка конструкции из деревянных балок:

  • Сверло SDS по бетону 13 мм;
  • Сверло по дереву 13мм;
  • Уровень, чтобы правильно разместить арматурные балки;
  • Пила циркулярная;
  • Шлифовальный станок для нарезания стержня с резьбой;

На каждом этапе мы напоминаем вам, что важно защитить себя, используя соответствующее защитное снаряжение .
Для этого вам понадобится:

  • Строительные леса;
  • Шлемы;
  • Очки защитные;
  • Соответствующие защитные перчатки;
  • Защитная обувь;
  • Пылезащитные маски многоразового использования;

УСИЛЕНИЕ:

Пошаговое руководство

1. Фундамент гранитный строительный
Гранитный фундамент

Гранитный фундамент используется как основание для арматурных колонн по рекомендации нашего инженера.Объединив теоретические исследования и практические эксперименты, мы нашли способ его построить.

Для этого фундамента требуется земляная яма глубиной 40/40/25 см. Затем это отверстие необходимо заполнить камнями, чтобы они служили опорой для колонн. Поскольку расположение будет определять прочность будущего фундамента, важно правильно выбрать и расположить эти камни с максимальной устойчивостью. Вы можете добиться этого, заранее подготовив основные камни и убедившись, что они соответствуют форме ямы в земле, слой за слоем снизу вверх.

Поскольку наш источник материалов (исходящий из разборки) нестандартный, мы применили обычный способ строительства фундамента из трех или четырех слоев камня.

Копаем фундамент Земляная яма 40/40/25 см Размещение камней послойно
  • Первый слой: идеально повторяет края земли.
  • Второй слой: покрывает максимум камней из первого слоя.
  • И так далее, слой за слоем, пока последний из одного большого камня не покроет все самые маленькие камни из предыдущего слоя.
    Этот последний самый большой камень на последнем слое выполняет роль несущей колонны армирования. Следовательно, он должен быть как можно более плоским, а его размер должен соответствовать опорной поверхности колонны (или больше).

Когда все камни хорошо отобраны и сформированы, можно заложить весь фундамент и тщательно заполнить известковым раствором и мелкими камнями.

2. Установка уклона крыши

Вся деревянная арматурная конструкция должна повторять наклон крыши.Следовательно, все столбцы будут иметь разную высоту. Чтобы определить конкретную высоту каждого столбца и правильно подготовить его размещение, мы использовали две разные контрольные линии, в основном нарисованные на стенах с помощью катушки с мелом:

  • Горизонтальная контрольная линия +/- 1 м над землей (поскольку земля недостаточно плоская, чтобы принимать ее за контрольную)
  • Контрольная линия с уклоном 5%, которая указывает наклон крыши

Эти две линии являются основными в строительный процесс на разных этапах работы, что позволяет нам всегда соблюдать точные размеры при возведении крыши.

3. Определение хорошего якоря

Все деревянные балки должны быть прочно прикреплены к каменной стене. Следуя рекомендациям инженера, мы закрепили каждый из них:

  • через каждые 40 см в стене и всегда на камне.
    > Измерьте и спланируйте положение отверстий, чтобы убедиться, что болты закреплены в камнях, а не в стыках. В противном случае это может снизить конструктивную способность стены.
  • с отверстиями, попеременно расположенными в верхней и нижней части деревянной балки.
    > Убедитесь, что они не слишком близко к краям (минимум 1/3 ширины балки), чтобы не ослабить луч.

Чтобы помочь с выбором правильного положения анкеров на балках, мы создали форму из дерева. Как только размещение анкеров определено, можно указать точки на балке и просверленные отверстия.

4. Подготовка деревянных балок
Лечение буры

Каждая балка была предварительно обрезана до определенной высоты благодаря контрольной линии с уклоном 5%.После определения позиций анкеров подготовка древесины соответствует основным требованиям здания; огнестойкость и влагостойкость.

  • Огнестойкость: бура и льняное масло опытный метод [1].
    Для защиты древесины от огня мы нанесли один слой препарата бура. После высыхания мы нанесли льняное масло, чтобы защитить его от насекомых. Этот экспериментальный метод защиты будет обновлен в следующей статье.
  • Водонепроницаемая мембрана:
    Чтобы избежать поглощения влаги стеной, на задней части балки была закреплена дышащая водонепроницаемая мембрана.

После резки, просверливания, покраски и защиты балки устанавливаются вертикально. на стене. В нашем случае мы решили оставить погрешность максимально допустимой. 3мм.

5. Крепление колонн к стене
Арматурная колонна на каменной стене

После двойной проверки точности вашей работы и размещения колонн их можно прикрепить к стене.

  • Колонны просверливаются прямо в стене как можно плотнее через отверстия для анкеровки.Эта техника помогала максимально сохранить прямолинейность лунки и предполагала участие двух человек.
  • Чтобы закрепить всю конструкцию, стержни с резьбой вставляются внутри колонн и по всей стене. Поскольку с обеих сторон стены находится деревянная балка, самый сложный шаг — совместить отверстия друг с другом при вставке стержней с резьбой в конструкцию.
  • Окончательный результат необходимо выровнять при установке и затяжке шайб и гаек.
6.Заполнение зазора, последнее прикосновение известкового раствора

Когда колонны размещены с обеих сторон стены и скреплены винтами, последним шагом будет их правильное соединение со стеной.

Из-за неправильной формы гранитной стены колонны не касаются стены на всем протяжении. Чтобы восполнить этот пробел, пора вернуться к нашей первой любви и бесконечной работе: известковому раствору и гранитным камням. Этот последний шаг идеально соединит колонну со стеной. Чем лучше сборка, тем лучше сопротивление, чтобы окончательно избежать раздувания стены из-за давления нагрузки на крышу.

Весь этот процесс усиления структуры стены помог нам улучшить и улучшить нашу технику работы с деревом, к счастью, ногами на земле. Этот первый эксперимент дал нам все необходимые шаги, чтобы продолжить процесс строительства, чтобы установить балку по краю стены на стены. С другой заметной разницей, необходимость еще большего закрепления балок на стене, чтобы проверить точность работы. Хорошая балка по краю стены, которая будет нести основные балки будущей зеленой крыши, — последний результат нашего эксперимента по самостоятельному строительству зеленой крыши!

Балка по краю стены
Источник:

[1] Cirad .«Borat et huiles végetales, prometteurs prometteurs pour protéger le bois» [Онлайн] Доступно по адресу: https: //www.cirad.fr/publications-ressources/science-pour-tous/rapports-annuels/rapport-annuel-le- cirad-en-2007 / preserver / borates-et-huiles-Vegetales-des-produits-prometteurs-pour-proteger-le-bois (последнее обращение: май 2019 г.).

Cirad — Agritrop. « Разработка комбинированной обработки бором и льняным маслом в качестве малотоксичной защиты древесины. Оценка фиксации бора и устойчивости к термитам в соответствии с японскими и европейскими стандартами »[Онлайн] Доступно по адресу: http: // agritrop.cirad.fr/561809/ (дата обращения: май 2019 г.).

Флоран Лион, Мари-Франс Тевенон, Вон-Чжон Хван, Юджи Имамура, Джозеф Грил и др. . «Влияние термической обработки в масле на выщелачиваемость и биологическую стойкость древесины, пропитанной борной кислотой. Анналы лесной науки », Springer Verlag / EDP Sciences, 2007, 64 (6), стр.673-678. ffhal-00884120. [Онлайн] Доступно по адресу: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00884120/document (последнее обращение: май 2019 г.).

Гонсалес-Ларедо, Р.Ф., М. Росалес-Кастро, Н.Э. Роча-Гусман, Я.А. Гальегос-Инфанте, М.Р. Морено-Хименес и Х.Дж. Карчесы. 2015. «Защита древесины натуральными средствами. Madera y Bosques 21 »(Núm. Esp.): 63-76. [Онлайн] Доступно по адресу: http://www.redalyc.org/pdf/617/61743003005.pdf (последнее обращение: май 2019 г.).

König, H., Weissenfeld, P., «Entretien écologique du bois», ed.La plage.

Понравилось? Найдите секунду, чтобы поддержать наши исследования на Patreon!

Искусство скольжения: грунтовка для каменной кладки — Сделай сам

Узнайте, как строить дома с помощью скользящей опалубки.Эта грунтовка для каменной кладки показывает, как скользящая форма позволяет создавать долговечные, неприхотливые, устойчивые к атмосферным воздействиям и огнестойкие дома, не требующие особого ухода. (См. Фотографии и схемы каменной кладки в галерее изображений.)

Каменные дома обладают как прочными, так и привлекательными качествами. Войдите в него, и мгновенная и ощутимая аура безвременья становится очевидной, и все другие формы строительства кажутся хрупкими по сравнению с этим. Строительство из материалов столь же старых, как природа, также заставляет дом казаться частью истории страны.Памятник вашей семье.

В этой грунтовке для каменной кладки используется метод каменной кладки, который мы называем скользящей опалубкой. По обеим сторонам стены располагаются короткие крепостные стены до двух футов высотой, служащие ориентиром для каменной кладки. Вы заполняете формы камнем и бетоном, а затем «сдвигаете» формы на следующий уровень. Слипформинг упрощает работу с камнем даже для новичка.

Slipforming — это старомодный стиль кладки, в результате которого получается беспорядочный или «бутовый» вид, без однородных швов или резких, чистых линий, как у большинства современных каменных блоков.Фактически, опалубка сравнительно грязная, и вы часто обнаружите, что капли цемента постоянно прилипают к поверхности породы, когда вы удаляете формы. Но эти пятна также способствуют образованию «патины» на каменной кладке, придавая ей вид состаренного. Мы редко удаляем потеки, даже когда можем.

Формование скольжения сочетает в себе каменную кладку и бетонные работы, чтобы сформировать стену, обладающую одинаковыми свойствами. Стены имеют красоту и прочность камня с армированием из бетона и стали.Конечный продукт долговечен, не требует особого ухода и практически устойчив к атмосферным воздействиям и возгоранию.

В литературе, доступной на момент начала строительства, были показаны стены, которые были каменными снаружи и бетонными внутри (буквы от A до H, упомянутые в этой статье, относятся к схемам в галерее изображений). У них были каркасные стены, построенные против бетона для удержания изоляции и крепления гипсокартона (A). Эта комбинация всегда казалась нам неэффективной, отчасти из-за дублирования несущей стены, но также и потому, что стойки представляют собой проводящие щели в изоляции.В некоторых проектах мы избежали необходимости во внутренних стойках, применив клеи для приклеивания жесткой изоляции и гипсокартона непосредственно к бетону (B). (Электропроводка и водопровод проложены в изоляцию.)

Нам также нравится, чтобы наши дома выглядели такими же естественными как внутри, так и снаружи, поэтому мы всегда строим стены из камня внутри и снаружи с жесткой изоляцией внутри. Для этого мы формируем обе стены одновременно и проталкиваем короткие куски арматуры горизонтально через изоляцию, чтобы связать стены вместе (C).В нашем доме некоторые каменные стены полностью находятся внутри дома, они предназначены для поддержки верхнего этажа из бревен и защищены от непогоды теплицей впереди. Эти стены не имеют теплоизоляции, а просто состоят из камня с обеих сторон и бетона в сердцевине (D). (Электропроводка и сантехника могут быть помещены в этот тип стены, но я не рекомендую это для новичков.)

Ширина каждой стены на чертежах определяется количеством места, необходимого для камня и бетона, и размером размерной древесины, используемой для обрамления дверей и окон.Например, 2 на 10 действительно имеет ширину 9 1/4 дюйма, поэтому мы делаем стены такой ширины и прикручиваем скользящие формы непосредственно к лицевым сторонам оконных или дверных коробок.

Для следующего поколения технологии скользящих форм мы планируем использовать листы белого полистирола с изоляцией изголовья толщиной 6 дюймов с полосками обшивки 1 на 2, встроенными в одну поверхность, для крепления гипсокартона (E). Мы вырежем все двери и окна и установим листы размером 4 на 8 футов, поместив бокс по всему дому изоляцией.Этот утеплитель будет служить формой внутри дома, тем самым избавляя от необходимости половину опалубки и половину работ по установке формы. Это также обеспечит прямые, отвесные стены с самого начала.

Стойки

Фундаменты для каменных стен очень похожи на те, что используются в обычном строительстве, только больше. Для большинства каменных кладок я рекомендую обрамлять опоры 2 х 10. Сделайте опоры широкими, как стены, плюс достаточно дополнительной ширины, чтобы установить формы для первого слоя скользящей опалубки.Самое главное, используйте много стальной арматуры — по крайней мере, три пролета арматурного стержня 1/2 дюйма на опоре шириной 18 дюймов, желательно больше. Опор такого размера будет достаточно для каменных стен высотой примерно до 12 футов. По поводу более высоких стен проконсультируйтесь с инженером. Вам также следует проконсультироваться с инженером, если вы строите на почвах, которые кажутся вечно влажными, содержат значительное количество песка или мягкой глины или иным образом кажутся возможными смещения.

«Эксперты» говорят, что опоры следует размещать ниже линии замерзания (от 4 до 5 футов глубиной в Монтане), но подрядчики строят здесь обычные дома с опорами только на 2 1/2 фута вниз, по какой причине я до сих пор не знаю .В любом случае есть несколько способов минимизировать ваши расходы, поэтому вы не строите и не зарываете в землю четыре фута совершенно хорошей стены. Один из способов — спроектировать дом с полуподвалом, чтобы использовать всю высоту фундаментной стены. Другой метод — построить неглубокий фундамент и изолировать землю от дома, чтобы поднять линию замерзания над основанием. Третий метод — залить фундамент как часть «плавающей плиты» на толстой подушке из гравия, чтобы дом «парил» над любыми морозными пучками.

Конкретная информация о проектировании и строительстве фундаментов выходит за рамки этой статьи, но доступна во многих обычных строительных книгах. Однако последний этап подготовки к возведению каменной стены — это установка анкеров в свежий бетон, чтобы связать опоры и будущие стены вместе. Легкий способ сделать это — проткнуть арматуру через опору через каждые два фута вдоль стен, за исключением дверных проемов. Таким образом, работы с вертикальной арматурой для стен полностью завершены, и вы не забудете об этом позже.

Форма скольжения

Формы скольжения просты в изготовлении. Просто прикрутите куски фанеры размером 2 на 8 футов 1/2 дюйма на рамы 2 на 4. Фанера должна быть окрашена отработанным моторным маслом или маслом промышленного назначения, чтобы бетон не прилипал к дереву. Скользящие формы — это универсальный инструмент. Мы используем их для строительных лесов, и однажды мы скрепили их все вместе, чтобы сделать временный навес для хранения на зиму.

Чтобы установить скользящие формы, начните с нанесения меловой линии на опоры для направляющей и расположите формы вдоль стен, внутри и снаружи; затем прибейте их вплотную.Желательно, чтобы шипы на обратной стороне форм были выровнены между внутренним и внешним наборами. Теперь сделайте временные распорки из деревянных обрезков, например, 2 на 2. Они должны быть обрезаны по ширине стены и помещены между формами, чтобы удерживать нижние части друг от друга (F). Распорки для верхней части форм изготавливаются аналогичным образом, но их следует прибивать к более тонким кускам дерева, например, фанере или 1 на 2, и размещать поперек вершин форм. Прокладки 2 на 2 удерживают формы отдельно, в то время как более длинные 1 на 2 прибивают к вершинам форм, чтобы связать формы вместе (G).Это устраняет необходимость в проволочной стяжке в верхней части форм. Чтобы связать днища вместе, просто просверлите отверстия по обеим сторонам шпилек через заднюю часть формы. Купите моток проволочной связки в строительном магазине и пропустите проволоку через формы, обернув их вокруг шпилек, и скрутите концы проволоки вместе за пределами форм. Вставьте гвоздь между проволоками и скрутите проволоки, чтобы формы плотно прижались к деревянным распоркам (H). На обратной стороне формы должны быть верхняя и нижняя прокладки и проволочная стяжка для каждой шпильки.


Очень важно получить прямую и вертикальную установку первой формы. К счастью, скользящие формы почти выравниваются, когда вы затягиваете стяжки. Небольшие неровности здесь и там и несколько прокладок — все, что обычно требуется для выпрямления и выравнивания форм.

Арматура

Арматурный стержень или арматурный стержень, как его обычно называют, — это просто стальной стержень, встроенный в бетон, чтобы связать всю кладку вместе. Арматура помогает защитить кирпичную кладку от растрескивания или разрушения, если земля под вашим домом смещается.Небольшое смещение может произойти из-за веса дома, оседающего в земле, но наибольшее смещение вызвано землетрясениями. Землетрясения создают серьезные нагрузки на здание, поскольку земля раскачивается взад и вперед, а надземная конструкция создает инерцию в одном направлении, а затем срывается в другом направлении. Дома, построенные в земле, страдают меньше, потому что они имеют тенденцию перемещаться при землетрясениях.

Люди бегут из Калифорнии каждый раз, когда происходит сильное землетрясение, но этот штат на самом деле является одним из наиболее безопасных мест для землетрясения.Сильные землетрясения возле мегаполисов в Калифорнии приводят к удивительно небольшому количеству смертельных случаев из-за строгих строительных стандартов. Землетрясения аналогичной силы в странах третьего мира могут убить тысячи людей, потому что их дома из глины, камня или каменной кладки не имеют арматуры, которая могла бы удерживать их вместе.

Люди за пределами Калифорнии слишком довольны строительными стандартами. Хотя большая часть страны может не испытывать такой сильной сейсмической активности, все части страны периодически подвергаются сильным землетрясениям.Независимо от того, где вы живете, важно использовать много арматуры для каменных стен.

Как отмечалось в разделе, посвященном опорам, мы начинаем с вертикальных отрезков арматурного стержня в 1/2 дюйма, расположенных через каждые два фута вдоль стены. Мы сгибаем их вокруг оконных рам по мере приближения к ним, чтобы в этих точках было сравнительно больше усиления.

Мы укладываем арматуру горизонтально примерно на каждый фут по стене. Это особенно важно в углах, и арматурный стержень в этих точках должен быть изогнут на три или более футов в каждом направлении.

Арматурный стержень удивительно дешев, стоит всего около трех долларов за 20-футовый стержень диаметром 1/2 дюйма, но он все равно складывается, когда вы покупаете его много. К счастью, для арматуры вы можете использовать любой достаточно чистый, тонкий кусок стали. Мы связали вместе все стены в нашем доме над дверью и оконными рамами с помощью найденных нами стальных тросов диаметром в один дюйм длиной 40 футов. Наши стены и опоры забиты всевозможными другими кабелями, стальными столбами для забора и колючей проволокой.Вы можете обнаружить, что кладка может быть конструктивным способом навести порядок в вашем районе!

Скалы

Камня можно купить практически на любом кирпичном заводе, но гораздо лучше приобрести свои собственные, если у вас есть источник. Камни из кирпичного завода дороги, отчасти потому, что их обычно перевозят за сотни миль от карьера, но также потому, что камни выбираются для ручной кладки, с одинаковой толщиной и плоскими, похожими на кирпичи платформами по всему периметру. Кладка скользящих форм гораздо более щадящая, чем ручная работа, и вы можете легко сэкономить от 100 до 200 долларов за час усилий, путешествуя по сельской местности, собирая практически любые камни, которые вы можете найти.Только будьте осторожны, чтобы не перегружать свой автомобиль. Как правило, масса камней в кузове пикапа в фут глубиной составляет кубический ярд и весит примерно 2000 фунтов!

Камни должны быть твердыми, без трещин и крошек. У формы должна быть хотя бы одна хорошая плоская поверхность. Избегайте соблазнительных тонких камней толщиной всего в один-два дюйма. Они могут в конечном итоге оторваться от стены, оставив некрасивый участок бетона обнаженным. Камни должны иметь среднюю толщину около двух третей ширины стены, которую вы формируете, но может варьироваться от 3 1/2 до 7 дюймов в стене шириной 9 1/4 дюйма.Не используйте камни толщиной со стены; Бетонная основа является неотъемлемой частью системы скользящей опалубки.

Фермы часто являются хорошими источниками камня. Фермеры собирают камни с полей и удобно складывают их в кучу для загрузки. Обычно они дают вам сваи, потому что они им не нужны. Мы собрали большую часть наших камней в горах в пределах мили от нашего дома, но мы также собрали речные камни вокруг джакузи и принесли с собой несколько особых камней с пикников.Дом на этих фотографиях (внешние размеры 25 на 40 футов) был построен из камней, которые мы собрали в заброшенном карьере. В нем 16 грузовиков, и, наверное, вдвое больше, чем в нашем собственном доме.

Бетон

Работа с цементом — это всегда весело, потому что вы можете создавать камни. Цемент изготавливается из известняка или мела, а также из сланца или глины, измельченных в порошок и обожженных в печи. Вода химически связана с исходными материалами, и для разрыва молекулярных связей требуется большое количество тепла. Этот тип цемента называется портландцемент типа I и II, и именно это вам следует просить на кирпичном заводе.

Добавление воды к цементному порошку активирует химическую реакцию связывания цементной пыли с породой. Большая часть химической реакции происходит в течение первых нескольких дней, но цемент продолжает заметно затвердевать в течение месяца, а в последующие годы становится все труднее. Чтобы химический состав работал должным образом, важно не допускать высыхания цемента в первые день или два. Свежую кладку можно обрызгать водой или накрыть брезентом или одеялом в очень жаркую и сухую погоду, чтобы она не высыхала слишком быстро.

Для изготовления бетона в цемент добавляют песок и гравий. Частицы разного размера сцепляются друг с другом, создавая более прочную связь, как если бы вы сцепили пальцы обеих рук, чтобы не дать кому-то их развести. Поищите на желтых страницах источник песка и гравия. Гравий, используемый в бетоне, обычно представляет собой ячейку размером 3/4 дюйма, что означает, что он проходит через экран с отверстиями такого размера. Я предпочитаю мелкий гравий (3/8-дюймовая сетка), потому что он лучше течет между камнями, но иногда он дороже, чем обычный бетонный гравий.Для бетона можно использовать промытый или кладочный песок. Кладочный песок более мелкий и обычно более дорогой, но он лучше подходит для отделочных работ. В нашем районе песок и гравий стоят около 5,50 долларов за ярд и выше, плюс около 6 долларов за ярд за доставку (50 миль). Мы заказываем полную загрузку каждого из них за раз (от 10 до 15 ярдов). Стены скольжения состоят примерно из равных частей из бетона и камня.

Бетономешалка с электроприводом является обязательным условием для работы с sfipform, и вы можете получить хорошую бывшую в употреблении менее чем за 200 долларов.Мы делаем бетонную смесь из одной части цемента, трех частей песка и трех частей гравия. Это примерно соответствует двум кофейным банкам с цементом, одному пятигаллонному ведру песка и одному гравию.

Укладка камня

Начните первый ряд, выложив слой бетона толщиной от одного до двух дюймов и поместите в него самые большие камни. В противном случае для максимальной эффективности я рекомендую закладывать как можно больше камня во всех формах. Перед заливкой бетоном вам часто удастся уложить камни на несколько глубин.Просто убедитесь, что вокруг каждого камня есть место для нанесения раствора. Также работайте над эффектом «наслоения кирпича», перекрывая стыки между камнями на каждом уровне. Поместите столько камней, сколько сможете, а затем начните перемешивать цемент.

Сделайте первую партию бетона, смешав ингредиенты в сухом состоянии, затем добавьте воду. В идеале смесь должна быть достаточно липкой, чтобы скользить по каждому камню, но не настолько жидкой, чтобы она стекала через стыки и спускалась по скалам.

Измерьте количество воды, использованной в этой первой партии, затем налейте такое же количество воды в миксер, чтобы очистить его.Сохраните эту воду и добавьте в воду гравий, цемент и песок в указанном порядке для смешивания последующих партий. Добавление песка в последнюю очередь позволяет ему проникать в промежутки между гравием, а не скапливаться сзади.

Вы должны носить резиновые перчатки, чтобы защитить руки от цемента. Резиновые перчатки также пригодятся для работы с раствором между камнями. Мы используем банки из-под кофе, чтобы забить бетон из тачки в стены, а затем опускаем руки в перчатках в стену, чтобы бетон между камнями вибрировал.Залейте бетон поверх каменной кладки, затем поместите новый ряд камней на свежий раствор и продолжайте укладку, как раньше.

Это нормально, если некоторые камни выступают над формами, но наклоняют их назад хотя бы на четверть дюйма, в противном случае они имеют тенденцию выпирать формы на следующем уровне.

В конце дня вам следует накрыть кладку одеялами или мешками с цементом, особенно в жаркую, сухую или морозную погоду. И всегда замачивайте старую кладку из шланга, прежде чем снова начинать ее добавлять.В противном случае сухой раствор поглотит влагу из нового материала до того, как он должным образом застынет.

Движение вверх по стенам

Самый простой способ переместить формы вверх по стене — это установить новые формы поверх предыдущего слоя. Однако, как правило, более желательно снять старые формы и сколоть любые комки бетона на скалах, прежде чем они станут слишком твердыми. Поднимите формы вверх и удерживайте их на ходулях. Стойки можно просто подпереть снизу или навинтить на боковые стороны форм.Сначала формы будут шататься, пока вы не прижмете их к стене проволочными стяжками.

Легче перемещать формы вверх по стене в тех местах, где дверные и оконные рамы уже установлены. Просто поднимите формы на нужную высоту и прикрутите их к раме. В этих точках вам не понадобятся проволочные стяжки или распорки.

Окна и двери

Есть много способов сэкономить деньги и утилизировать старые ресурсы при строительстве дома, но вы должны быть очень осторожны с повторным использованием окон и дверей.Например, мы склонны думать, что экономно и экологически разумно спасать окна и повторно использовать их. Но затраты и энергия, затраченные на изготовление нового окна, ничтожны по сравнению с количеством и стоимостью энергии, которая просочится через стекло в течение его срока службы. Часто самый разумный способ действий — выбросить старые окна, особенно одинарные, и заменить их стеклопакетами с двойным или тройным остеклением.

Конечно, всегда есть компромиссы, особенно когда вы платите наличными по мере использования.Иногда целесообразнее установить старые окна, а в будущем просто принять более высокие счета за топливо. В теплице мы установили б / у стеклопакеты для раздвижных дверей, потому что они были практически бесплатными, а дом мы строили почти без денег. Наш дом достаточно эффективен с этими окнами, но для того, чтобы в конечном итоге достичь 100-процентного пассивного солнечного отопления, нам придется заменить эти блоки новыми криптоновыми газовыми окнами с тройным остеклением и низким энергопотреблением, которые поступят на рынок.

Если вы все-таки устанавливаете бывшие в употреблении окна и двери, то вы должны, по крайней мере, убедиться, что размеры взаимозаменяемы с теми, что есть на рынке сегодня. В противном случае изготовление новых окон для проемов нестандартного размера, по крайней мере, удвоит ваши расходы, когда вы все же решите обновить.

Для установки новых окон вы должны выбрать их перед началом строительства и построить рамы в соответствии с «приблизительным размером», указанным для каждой единицы. Вы также можете сделать рамы очень большими, чтобы изолировать тепловой зазор, который проходит через каменную кладку (I).Мы увеличиваем ширину и высоту рамы на три дюйма, чтобы внутри оставалось место для жесткой изоляции и гипсокартона. Прибиваем 2 х 4 шайбы по внешнему краю, чтобы прикрепить окна (J). В нашем следующем проекте у нас будут оконные рамы, изготовленные по индивидуальному заказу из листового полистирола высокой плотности, чтобы исключить как тепловую утечку, так и деревянную раму (K). Мы будем использовать окна, которые можно приклеивать, а не прибивать гвоздями.

Постройте оконные и дверные коробки на земле и прикрепите распорки по углам, чтобы они оставались прямоугольными.Частично просверлите винты по периметру рамы, чтобы закрепить дерево к бетону. Большие рамы должны быть временно закреплены внутри, чтобы они не изгибались внутрь сбоку или сверху, пока вы занимаетесь каменной кладкой.

Дверные коробки часто устанавливают прямо на опоры, при этом следует оставлять щель в формах хотя бы через один дверной проем. так что вы можете входить и выходить на тачке. Для симметрии мы обычно выравниваем верхние части окон с верхними частями дверей, даже если окна имеют несколько размеров.Измерьте расстояние от верха дверной коробки, чтобы найти начальную точку для установки окон. Отметьте это с помощью уровня и карандаша на внутренней стороне форм. Иногда самое сложное — это не забыть перестать класть камни, прежде чем раскачивать весь вход!

Каменная кладка должна заканчиваться на один или два дюйма ниже окон. Затем уложите в густой слой раствора и опустите оконную раму в формы, вдавив ее в раствор. Проверяйте уровнем во всех направлениях и перепроверяйте его по мере работы до конца дня.Имейте в виду, что и ваши успехи, и ваши ошибки будут навсегда «высечены в камне».

Оконные и дверные коробки шириной до четырех футов можно перекрыть камнем, выложив несколько отрезков арматуры 1/2 дюйма в слой раствора глубиной один дюйм поперек верхних частей рам. Покройте арматуру бетоном, затем добавьте камни. Более длинные пролеты могут быть выполнены с использованием 6-дюймовой арматуры.

Крыша

Опалубка в верхней части стены должна быть очень ровной.Заполните формы каменной кладкой, но остановитесь на 1-2 дюйма ниже верха. Закройте верх стены толстым слоем раствора, но будьте осторожны, чтобы раствор не попадал на внешний край, чтобы он не стекал по каменной кладке. Разровняйте раствор по верху стен, затем вбейте анкерные болты в свежую кладку примерно через каждые четыре фута вдоль стен. Когда кладка затвердеет, прикрепите «пластину порога» к анкерным болтам и прикрепите кровельную систему к пластине порога.

Торцы фронтона легко заполнить камнем после того, как будут установлены стропила или фермы.просто убедитесь, что вы выровняли стропила так, чтобы по одному комплекту можно было забетонировать в каждом фронтоне, предпочтительно по внутренним краям стен (L). Затем продолжите работу со скользящей опалубкой, используя стропила в качестве направляющих внутри форм. Вам нужно будет остановиться у основания стропил, затем снять формы и построить плавающие стропила (M) с опорами, опирающимися на каменную кладку. Теперь закончите оставшуюся каменную кладку между опорами (N). Это будет работа от руки, без использования форм.

Обратите внимание, когда вы строите изолированную двойную стену, внутренняя стена должна заканчиваться достаточно короткой, чтобы обеспечить непрерывную линию изоляции от стены до крыши.

Затирка

Каменная кладка не совсем закончена, когда вы снимаете формы со стены. Вы увидите зазоры самых разных размеров между камнями и куски бетона, неплотно прилипшие к стене. Бетон в любом случае получается комковатым, поэтому между камнями его нужно затереть более мелким раствором. Это называется заливкой швов или зашивкой стены.

Заливка швов на стене заполняет все маленькие пространства; это делает камень более прочным и защищает стену от непогоды.Однако сначала вам нужно использовать молоток, долото или кирку, чтобы расколоть бетон на поверхности стены. Также отбейте бетон на дюйм или около того между камнями; это даст достаточно места для раствора для затирки швов. Очевидно, что лучше всего удалить бетон через день или два после заливки, пока он не затвердел. Просто будьте осторожны с камнями. Плохой удар может легко расшатать камень.

Затирку швов не нужно делать сразу, но лучше делать это, пока у вас еще есть импульс к проекту.Кроме того, затирка подчеркнет красоту вашей каменной кладки. Это кладка, эквивалентная обрамлению картины.

Мы испробовали множество различных смесей для затирки швов, и теперь мы предпочитаем смесь из одной части извести, а не из двух частей цемента (Тип I и II) и восьми частей песка для каменной кладки. Отмеряем это кофейными банками и перемешиваем в тачке мотыгой. Раствор должен быть достаточно влажным, чтобы легко проникать в стену, но при этом он не должен быть настолько влажным, чтобы не проседать в стыках или не размазаться по всей поверхности камня.Промойте стену из шланга перед тем, как начать заливку раствора, чтобы старый бетон не высасывал влагу из свежего раствора.

Дополнительные инструменты, которые вам понадобятся для затирки швов, — это растворная доска и небольшие шпатели. Строительную доску можно сделать, прикрепив любую ручку к середине 12-дюймового квадратного куска фанеры 1/2 дюйма. Возьмите доску снизу и насыпьте строительный раствор сверху. Затем приложите край доски к стене, где вы работаете, и вытолкните раствор прямо с доски в швы раствора вокруг камней.В продаже имеются шпатели для затирки швов или шпатели разных размеров, но моим любимым инструментом по-прежнему остается дешевый гибкий шпатель шириной около 1 1/4 дюйма.

Может показаться странным использовать такой широкий шпатель, когда так много стыков раствора меньше дюйма в ширину, но есть и более широкие стыки, и этот инструмент подходит для всех. Заливаем швы цементом, затем снова вдавливаем кельмы под углом по краям камней; это выделяет отдельные камни, выступая в центре швов раствора.Конечно, существует множество стилей затирки швов, и вам следует практиковаться на удаленной части стены, пока не найдете технику, которая вам нравится.

Заливка швов может быть мучительно медленной, но я научился получать удовольствие от этого процесса. Слишком часто мы спешим, спешим, кидаемся от одного проекта к другому, но затирку швов нельзя торопить. Вы можете потратить целый день на заливку швов на участке стены размером 8 на 10 футов, но это медитативная работа. У вас будет время поразмышлять о своих мечтах и ​​о том, как и дальше их добиваться самыми легкими способами.В конечном итоге вы можете сэкономить больше времени на всех своих других проектах, чем вы на самом деле потратили, глядя на стену, делая затирку! Затем, в конце дня, вы можете отступить и моргнуть, понимая, что стены вашего замка закончены, и в конце концов, это действительно не заняло так много времени!

Томас и Рене Элпель владеют и управляют открытой начальной школой Hollowtop в Пони, штат Монтана. В школе проводятся семинары по каменной кладке и другим альтернативным методам строительства, а также занятия по навыкам примитивной жизни.Для получения дополнительной информации о школе напишите им уход за HOPS, Pony, MT.


Первоначально опубликовано: декабрь 1996 г. / январь 1997 г.

Понимание разницы между литым камнем и сборным железом GFRC

Важно понимать разницу между литым камнем и сборным стеклопластиком при принятии решения, какой продукт использовать в проекте. Материалы имеют несколько общих черт, и архитекторы и строители часто выбирают один материал, даже если их применение лучше подходит для другого.

Тем не менее, хотя смешение применений этих материалов не всегда приводит к провалу проекта и недовольному клиенту, важно знать, что у них есть заметные различия не только с точки зрения их состава и устойчивости к грязи, но и прочности. , внешний вид, использование и долговечность.

Что такое литой камень?

Литой камень — это сборный строительный камень высокой степени очистки, изготовленный из смеси грубых и мелких заполнителей, включая природный песок, кварц, гранит, известняк, мрамор, портландцемент, красящие пигменты на основе оксидов минералов и кальцит.Когда смесь готова, ее помещают в прочные формы, чтобы придать ей плотную текстуру, напоминающую текстуру натурального ограненного камня. Его можно отлить в широком диапазоне цветов и отделок из камня, например, мрамора, травертина, сланца, голубого камня, известняка, гранита и коричневого камня. Литой камень может даже заменить кирпич. В отличие от некоторых материалов, атмосферные воздействия со временем улучшают внешний вид литого камня, делая его более естественным.

Литой камень отлично подходит для использования в качестве архитектурного украшения, отделки или фасада.Кроме того, он может быть усилен, что позволяет ему обладать как структурными преимуществами бетона, так и эстетикой натурального ограненного камня. Литой камень изготавливают двумя способами: мокрым методом и сухой утрамбовкой. Существуют важные различия в процессах, но оба они приводят к некоторому виду имитации внешнего вида натурального ограненного камня. Например, сухое утрамбование обычно приводит к получению песчаника или известняка. Между тем, метод мокрого литья дает более широкие возможности, например, из коричневого камня, гранита, сланца и т. Д.

Сухая утрамбовка по сравнению с мокрым камнем

Самая большая разница между камнем для мокрого литья и сухим литьем заключается в содержании воды и величине осадки (промышленный термин, обозначающий, насколько технологична и пластична смесь синтетического камня). Как следует из названия, при мокром литье используется значительно больше воды, чем при сухой утрамбовке, и из-за этого при мокром литье наблюдается оседание от 3 до 4 дюймов. В камне с сухим утрамбовыванием почти не участвует вода, а бетонная смесь не оседает, что означает, что ее гораздо сложнее придать форму.

Плюсы мокрого литья

При производстве мокрого литого камня требуется значительно меньше усилий для заливки бетона в формы. Вы просто заливаете его, а затем используете инструмент для вибрации бетона и шпатель, чтобы убедиться, что он равномерно схватился. Кроме того, существует не так много ограничений на материалы пресс-формы, что позволяет использовать любые материалы, которые являются наиболее эффективными по времени и затратам.

Более того, мокрый литой камень лучше подходит для обработки форм для литья под давлением, такой как добавление текстурирующих добавок и замедлителей схватывания.Кроме того, можно получить различные виды отделки с помощью процедур пост-отверждения, таких как пескоструйная обработка и кислотное травление. Мокрый литой камень можно заливать даже для получения гладкой поверхности. Кроме того, в мокрую отливку могут быть добавлены более крупные агрегаты, что снижает вероятность ее повреждения во время извлечения из формы.

Сборные железобетонные панели Wetcast от Armcon Precast

Минусы мокрого литого камня

Форму для мокрого литого камня можно использовать только один раз в день, так как смеси для влажного литья нужно время, чтобы застыть и затвердеть.Кроме того, мокрый литой камень занимает больше времени, чтобы полностью раскрыть свой потенциал прочности, и поэтому ранняя прочность камня не так высока, как у литого камня, изготовленного с сухой утрамбовкой.

Мокрый литой камень после извлечения из формы требует дополнительной обработки, чтобы он выглядел аккуратно. При использовании метода сухой утрамбовки достижение чистого внешнего вида с самого начала гораздо менее проблематично, обычно требуется лишь незначительная детализация. Литой камень, изготовленный методом сухой утрамбовки, также имеет естественный вид известняка. Однако для того, чтобы мокрый литой камень имел такой же вид, он должен пройти обработку поверхности, например кислотное травление.

Плюсы каменного литья сухим утрамбованием

Литой камень методом сухой трамбовки отличается быстрым временем извлечения из формы и возможностью заливки в одну и ту же форму несколько раз в течение рабочего дня. Кроме того, для придания известняковому виду камню не требуется дополнительная обработка.

Кроме того, литой камень, полученный методом сухой утрамбовки, выглядит действительно чистым, естественным и имеет гораздо более высокую прочность на начальном этапе, чем влажное литье. Литой камень, изготовленный с использованием сухого утрамбовки, также лучше подходит для ремонта после извлечения из формы, чем мокрый камень.

Минусы литого камня методом сухой трамбовки

Камень с сухим тампоном требует обработки водяным туманом и паром, а также оборудования для трамбовки, обслуживание и настройка которого может быть довольно дорогостоящим. Кроме того, помимо традиционной текстуры известняка, невозможно достичь других обработок поверхности, таких как нанесение цветов или текстур с помощью плесени.

Кроме того, хотя требуется гораздо меньше деталей после извлечения из формы, во время извлечения из формы требуется дополнительный этап детализации для сухой утрамбовки.Сухая утрамбовка также не позволяет получить гладкий обработанный камень.

Что такое сборный железобетон GFRC?

При поиске архитектурного сборного железобетона вы можете встретить два вида бетонных смесей: обычный бетон и бетон, армированный стекловолокном (GFRC). Что лучше выбрать для вашего следующего проекта? При принятии этого решения важно понимать, что такое GFRC и его преимущества перед обычным бетоном.

Обычный бетон сегодня делают примерно так же, как и несколько десятилетий назад: из простой смеси песка, мелкого гравия (или другого каменного заполнителя), портландцемента и воды, которую можно использовать для заливки формованного камня, такого как бордюры, тротуары и т. Д. более.Однако, когда дело доходит до архитектурной промышленности сборного железобетона, обычный бетон уже не является стандартом, и GFRC берет его на себя.

GFRC — это специальная бетонная смесь с высокими эксплуатационными характеристиками. Как следует из названия, он включает стекловолокно в свою бетонную смесь, что придает ему улучшенные структурные свойства по сравнению с обычным бетоном, который обычно требует армирования стальной арматурой для достижения эквивалентного уровня прочности. Помимо стекловолокна, смесь для GFRC также включает цемент, акриловый полимер, мелкий песчаный заполнитель и другие добавки для повышения эксплуатационных качеств.Хотя использование GFRC для проекта может быть немного сложным, преимущества часто значительно перевешивают добавленную сложность.

Литой камень и сборный железобетон GFRC

У

Precast GFRC и литого камня есть свои преимущества и недостатки. Окончательный выбор того, какой из них больше подходит для ваших целей, сводится к этому.

Литой камень профи

Литой камень используется уже довольно долгое время как надежный метод имитации натурального камня за небольшую часть стоимости.Кроме того, вы можете придавать литому камню различные формы и придавать ему широкий диапазон точных цветов. Поскольку это промышленный продукт, его метод производства может быть усовершенствован для стабильного производства качественного продукта.

Кроме того, литой камень можно легко разрезать на любую подходящую длину. Он также обеспечивает проверенную временем устойчивость к замораживанию-оттаиванию, что делает его относительно прочным и хорошим выбором в более холодном климате. Его также можно использовать как замену как архитектурному сборному железобетону, так и известняку.

Минусы для литого камня

Несмотря на все эти преимущества, литой камень имеет свои ограничения. Хотя он может быть заменен на сборный бетон в ситуациях, когда он определен как минимально несущий и не несущий конструкции, это не тот случай, когда сборный железобетон является конструкционным. Также литой камень относится к 4 разделу кладочного материала. Следовательно, методы и размеры соединений должны находиться в пределах компетенции подрядчика по кладке.

Кроме того, из литого камня методом сухой утрамбовки нельзя делать большие панели.Литой камень также никогда не будет выглядеть как реалистично, как натуральный камень, и цвет всегда будет меняться с течением времени.

Сборный железобетон GFRC Pro

Несмотря на то, что GFRC относительно нова на рынке, она имеет несколько очевидных преимуществ. GFRC имеет высокую прочность на изгиб и сжатие; для дополнительной прочности не требуется никакого внутреннего стального армирования. Его внутренняя сила также дает дополнительное преимущество, делая его более гибким. GFRC может иметь толщину от до 1 дюйма, что может сделать его идеальным материалом для изготовления стеновых панелей.Также не требует дополнительных помещений.

GFRC также не имеет большого веса и, благодаря своему малому весу, оказывает меньшую нагрузку на структурные компоненты. Это не только упрощает обращение, но также делает материал подходящим для таких конструкций, как ванны, стеновые панели, плавающие умывальники, напольная плитка и столешницы. Кроме того, его можно использовать для больших пролетов, не требуя какой-либо дополнительной поддержки, а с увеличенными размерами пролетов будет меньше швов в колпаке, умывальниках и столешницах.Плотная поверхность материала также способствует низкому уровню впитывания жидкости и обеспечивает защиту от пятен.

GFRC также обещает отличную однородность цвета даже на нескольких продуктах. Используя метод распыления лицевого покрытия, вы можете покрыть поверхность большой площади всего одной смесью. В результате не будет ошибок от одного микшера к другому. Затем GFRC можно использовать для напольной плитки и стеновых панелей на большом пространстве или в месте, где есть несколько сборных компонентов.

Кроме того, GFRC имеет раннее высокопрочное отверждение. Другими словами, с ним можно безопасно и быстро обрабатывать и размещать как на этапах отделки, так и на этапах герметизации. Таким образом, с GFRC вы можете сократить время выполнения заказа, высвободив время для дальнейшего улучшения проекта.

Precast GFRC cons

Хотя все эти преимущества звучат впечатляюще, у GFRC есть свои ограничения.

GFRC не является пластичным, поэтому он не может подвергаться изменениям без разрушения.К тому же это довольно дорого. Стекловолокно, используемое вместе с акриловым сополимером и добавками, резко повышает цену. Самостоятельное смешивание тоже сложно, поэтому вам понадобится подрядчик не только для смешивания, но и для заливки.

Хотя это правда, что GFRC может быть очень универсальным, если его не налить или не нанести должным образом, он может легко развалиться. Более того, в зависимости от типа используемого волокна бетон может быть довольно тяжелым. Также важно иметь точное количество волокна в партии бетона.Испытания показывают, что даже небольшие отклонения в составе фибры могут отрицательно сказаться на прочности бетона.

Наконец, в бетон добавляются волокна для увеличения как жесткости, так и прочности на разрыв, а также улучшения его характеристик. Однако коррозия может снизить производительность.

Типичные области применения литого камня

Обычно литой камень используется в декоративных целях. Поскольку он в деталях похож на гранит, мрамор и природный известняк, он используется как элемент для декоративной облицовки фасадов.Другое распространенное использование — имитация внешнего вида известняка.

Как упоминалось ранее, он также используется в качестве архитектурной облицовки, украшения, элемента или отделки. Его также можно использовать для водяных столов, оснований, колпаков, оконных рамок, дверей, лент и подоконников. В некоторых случаях его также можно использовать для декоративных элементов, таких как балясины, колонны и шары.

Где используется GFRC?

GFRC используется не только для восстановления фасадов старых зданий и обновления экстерьеров новых зданий.Он также используется для возведения потолков и стен в зданиях. Его использование также можно увидеть в водных объектах и ​​ландшафтном дизайне. Более того, учитывая его способность заливать любой гипс, он подходит для скульптур, валунов и сборных камней. Некоторые ландшафтные дизайнеры также используют его для создания мемориальных камней, монолитных водопадов и других ландшафтных скульптур.

GFCR все еще является новым и еще не используется в полной мере. Однако, благодаря своей легкой конструкции и долговечности, он также используется для следующих целей:

  • Конструкции, в которых основная структура здания не может поддерживать другие изделия на основе цемента
  • Конструкции, в которых структурная опора недостаточна
  • Конструкции сложной конструкции, где более крупные элементы могут облегчить установку
  • В местах, где не хватает квалифицированных специалистов мастера и ограничения установки и такелажного оборудования
  • Для внутренних работ, переходных зон и проходов как снаружи, так и внутри помещений

Имеются ли варианты для скрытого монтажа крепежа в обоих материалах?

Оба этих материала могут быть установлены с помощью скрытых креплений, но доступные варианты монтажа различны.

Литой камень часто поставляется с монтажными отверстиями, готовыми к установке анкеров, таких как анкеры с подрезкой KEIL, но производитель обычно не поставляет сами анкеры или крепления. Для подобных систем система Monarch’s Under Anchor System может использоваться практически в любом приложении.

С другой стороны, GFRC обычно имеет анкеры, залитые в панель во время производства. Встроенная анкерная система Monarch для GFRC работает с нашей системой LW1250, и у нас есть варианты для цинковых или нейлоновых вставок.

Пожалуйста, свяжитесь с Monarch Metal Fabrication, если мы можем помочь с вашим следующим проектом.

Изображение 1 Кредит: «Подобный кристаллу общественный центр | Abfaltersbach AT ” от Rieder Smart Elements GmbH. Изображение 2 Предоставлено: «Сборные железобетонные многослойные панели мокрого литья» , компания Armcon Precast

Обслуживание, ремонт и замена исторического литого камня

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ

Деталь скульптурного украшения из литого камня на Level Club, Нью-Йорк (1926).Фото: Ричард Пайпер.

Ричард Пайпер

Практика использования более дешевых и распространенных материалов для экстерьера зданий, имитирующих более дорогие натуральные материалы, отнюдь не нова. В восемнадцатом веке краску, пропитанную песком, наносили на дерево, чтобы оно выглядело как добытый в карьере камень. Штукатурка, имитирующая каменный тесак, тоже могла обмануть глаз. В 19 веке чугун также часто выглядел как камень.Другим подобным имитационным строительным материалом был «литой камень» или, точнее, сборные железобетонные конструкции.

Известное здание Делавэра и Хадсона в Олбани, Нью-Йорк (1916 г.) широко использовало литой камень в качестве отделки в сочетании со случайной облицовкой ашаром из натурального гранита. Фото: Ричард Пайпер.

Литой камень — это всего лишь одно название, данное различным бетонным смесям, в которых использовались формованные формы, декоративные заполнители и пигменты для каменной кладки для имитации природного камня.В состав базовых смесей входили вода, песок, крупный заполнитель и вяжущие вещества. В качестве связующих использовались натуральные цементы, портландцементы, оксихлоридные цементы и цементы на основе силиката натрия. Различия в получаемых продуктах отражали различные каменные заполнители, связующие вещества, методы производства и отверждения, а также системы отделки поверхности, которые использовались для их производства. Универсальный в представлении как замысловатого резного орнамента, так и простых блоков стенового тесаного камня, литой камень может быть обработан с различными видами отделки.

В течение полутора веков использования в Соединенных Штатах литому камню давали различные названия. В то время как термин «искусственный камень» широко использовался в 19 веке, в начале 20 века его заменили «бетонный камень», «литой камень» и «резной литой камень». Кроме того, Coignet Stone, Frear Stone и Ransome Stone были названиями запатентованных систем для сборных железобетонных конструкций, которые пережили периоды популярности в различных районах Соединенных Штатов в 19 веке.Этим системам можно противопоставить «художественный бетон», декоративную формованную бетонную конструкцию, как сборную, так и монолитную, в которой практически не было усилий для имитации природного камня.

Скульптурный орнамент часто изготавливали из литого камня. Повторяющиеся детали, такие как эти панели полосы полос на Level Club в Нью-Йорке (1926), были произведены гораздо более экономично, чем они могли быть из природного камня. Фото: Ричард Пайпер.

Получив популярность в Соединенных Штатах в 1860-х годах, литой камень стал широко использоваться в качестве экономичной замены натурального камня к началу 20-го века.Теперь он сам по себе считается важным историческим материалом с уникальными проблемами износа, требующими как традиционных, так и новаторских решений. В данном документе по консервации подробно обсуждается обслуживание и ремонт исторических зданий из литого камня и сборного железобетона, имитирующих натуральный камень. В нем также описаны условия, которые требуют замены исторического литого камня соответствующими современными бетонными изделиями, и даны рекомендации по их воспроизведению. Многие из обсуждаемых здесь вопросов и методов относятся также к ремонту и замене других сборных железобетонных изделий.

Ранние запатентованные системы

Хотя некоторое использование литого камня может быть датировано средневековьем, более поздние попытки воспроизвести камень с цементными материалами начались в Англии и Франции в конце 18 века. Камень Coade Stone, один из самых известных из ранних английских производителей, использовался для архитектурного орнамента и отделки, и еще в 1800 году в Соединенных Штатах имел ограниченное применение для внутренней отделки. Значительные успехи в индустрии искусственного камня в Соединенных Штатах были связано с производством природного цемента или гидравлической извести, которое началось около 1820 года.

Большое количество запатентованных американских, английских и французских систем было продано сразу после Гражданской войны. Один из первых американских патентов на литой камень был выдан Джорджу А. Фриру из Чикаго в 1868 году. Фрир Стоун представлял собой смесь природного цемента и песка, к которой был добавлен раствор шеллака для обеспечения начальной прочности при отверждении. Система Фрира была широко лицензирована по всей стране, и связанные с этим различия в материалах и методах производства, по-видимому, привели к некоторым серьезным сбоям.

Построенный в 1868 году компанией Beton Coignet, пролив Клефт-Ридж в Проспект-парке Нью-Йорка является одним из самых ранних сохранившихся литых каменных сооружений в Соединенных Штатах. Фото: Ричард Пайпер.

Другим продуктом, в котором в качестве цементирующего агента использовался натуральный цемент, был Beton Coignet (буквально «бетон Coignet», также известный как «камень Coignet»). Франсуа Куанье был пионером бетонного строительства во Франции. Он получил патенты США в 1869 и 1870 годах на свою систему сборного железобетона, которая состояла из портландцемента, гидравлической извести и песка.В Соединенных Штатах формула была изменена на смесь песка с Rosendale Cement (высококачественный натуральный цемент, производимый в Rosendale, округ Ольстер, Нью-Йорк). В 1870 году патентные права Coignet в США были проданы американцу Джону К. Гудричу-младшему, который основал компанию Coignet Stone Company в Нью-Йорке и Лонг-Айленде. Эта компания изготовила литой камень для одной из самых ранних сохранившихся каменных конструкций в Соединенных Штатах, пролива Клефт-Ридж в Проспект-Парке, Бруклин, Нью-Йорк.

Некоторые запатентованные системы заменили портландцемент или гидравлическую известь другими цементами.В британском патентном процессе Фредерика Рэнсома использовалась смесь песка и силиката натрия в сочетании с хлоридом кальция для образования блоков силиката кальция. Побочный продукт хлорида натрия должен был быть удален с помощью промывки водой во время процесса отверждения. Цементный процесс Сореля, разработанный в 1853 году и позже примененный для производства точильных камней, плитки и литого камня для зданий, комбинированный оксид цинка с хлоридом цинка или оксид магния и хлорид магния, с образованием гидратированной оксихлоридной цементной смеси, связывающей песок. или щебень.Компания Union Stone в Бостоне производила литой камень с использованием процесса Сореля. Однако в конечном итоге от альтернативных систем цементирования отказались в пользу портландцемента, который оказался более надежным и менее дорогим.

Развитие в конце 19-го и 20-го веков

Использование литого камня быстро росло с необычайным развитием промышленности портландцемента и бетона в конце 19 века. В первые десятилетия 20-го века литой камень получил широкое распространение в качестве экономичного заменителя натурального камня.Иногда он использовался как единственный наружный облицовочный материал для здания, но чаще использовался в качестве отделки натурального камня или кирпичной стены, облицованной камнем.

Литой камень обычно использовался для литой отделки в сочетании с кирпичом или натуральным камнем. В этом кирпичном здании в Рочестере, штат Нью-Йорк, используется литой камень для облицовки входной двери и натуральный камень для изготовления безукрашенных подоконников, порогов и блоков уровня грунтовых вод. Фото: Ричард Пайпер.

В большинстве инсталляций начала 20-го века литой камень использовался для наружных оконных и дверных рамок или перемычек, колпачков, парапетов и балюстрад, полос полос, карнизов и фризов, а также скульптурного орнамента.Иногда декоративные интерьеры также были отделаны литым камнем, хотя сложные внутренние карнизы и украшения чаще изготавливались из гипса.

Производство

Производители литого камня использовали различные смеси из измельченного мрамора, известняка, гранита и плавильного шлака для создания различных эффектов камня. Легкая цементная матрица с заполнителем из дробленого мрамора может имитировать известняк, в то время как смесь мрамора и небольшого количества плавильного шлака дает эффект белого гранита.Некоторые производители добавляли каменные пигменты и различные цвета на лицевую сторону камня, чтобы создать несколько стилизованный эффект пестрого песчаника. Каждый производитель также приготовил различные исходные смеси. Неудивительно, что агрегаты различались в разных местах. В штате Нью-Йорк, например, крошеный мрамор Gouverneur и Tuckahoe были популярными заполнителями для облицовки; в других областях обычно использовались измельченный полевой шпат или гранит и даже кварцевый песок.

Двумя основными системами производства литого камня были «сухое утрамбование» и «мокрое литье».«В процессе сухой утрамбовки использовалась жесткая бетонная смесь с низкой оседанием, которую прессовали и уплотняли в формы. Декоративная смесь заполнителя часто распределялась только на внешней облицовке отлитых элементов (обычно от 3/4″ до 1 Ом «) толщиной), в то время как сердцевины блоков были из обычного бетона.Из-за жесткой смеси блоки сухого утрамбовки требовали относительно короткого периода времени в формах, которые затем можно было использовать несколько раз в день. Сухие тампонажные блоки часто сушили в парных, чтобы обеспечить надлежащую гидратацию цемента.С другой стороны, в процессе мокрого литья использовалась гораздо более пластичная бетонная смесь, которую можно было заливать и подвергать вибрации в формы. Эта система использовала значительно больше воды в смеси, обеспечивая надлежащую гидратацию цементной смеси без сложного отверждения, но требуя, чтобы блоки оставались в формах как минимум на один день. Из-за этого метода изготовления изделия, отлитые по технологии мокрого литья, обязательно распределяли свою декоративную смесь заполнителя по всей единице, а не просто по внешней облицовке.

Бетон отливали в формах из дерева, гипса, песка, а в начале 20-го века даже скрывали клей или желатин, в зависимости от метода производства, сложности отливаемой детали и количества единиц, которые нужно было изготовить. Металлические формы иногда использовались для заготовок декоративных предметов, реже для нестандартных архитектурных работ. Когда элементы были достаточно твердыми, были обработаны отделочные поверхности, чтобы обнажить заполнитель декоративного камня. После извлечения из формы мокрые отлитые изделия имеют поверхностную пленку цементного теста, которую необходимо удалить, чтобы обнажить заполнитель.Частично затвердевшие блоки можно обрызгать водой, натереть щетками с натуральной щетиной, протравить кислотой или обработать пескоструйным аппаратом для удаления цементного слоя. Поверхность изделий с сухим утрамбовыванием требует меньшей отделки.

Исторически сложилось так, что точечная отделка наносилась однонаправленным зубилом. Фото: Из каталога Литолитовой компании Онондага. С любезного разрешения, коллекция Майкла Ф. Линча.

Высококачественный литой камень часто «резался» или обрабатывался пневматическими долотами и молотками, подобными тем, которые используются для резки природного камня.В некоторых случаях для создания неглубоких параллельных канавок, похожих на прямые стамески, использовались ряды небольших каменных лезвий. Результаты часто были поразительно похожи по внешнему виду на натуральный камень. Однако машинная и ручная обработка была дорогостоящей, а простой формованный литой камень иногда был лишь немного дешевле, чем аналогичная работа с известняком. Существенная экономия могла быть достигнута по сравнению со стоимостью натурального камня, когда требовались повторяющиеся единицы декоративной резной отделки.

Для этой колонны внешний вид «розового гранита» был смоделирован с помощью розоватой матрицы с белым и черным заполнителем.Эрозия тонированной матрицы приводит к значительному осветлению поверхности литого камня. Фото: Ричард Пайпер.

Наконец, литой камень сегодня иногда используется для замены природного камня, когда первоначальный исторический камень больше не доступен или требуется более высокая прочность железобетона. Например, усиленные колонны из литого камня часто используются для замены колонн из натурального камня при сейсмической модернизации исторических сооружений. Мелкозернистые камни, такие как песчаники, могут быть очень успешно воспроизведены литым камнем.Крупнозернистые граниты и мраморы с ярко выраженными узорами или полосами по понятным причинам не так удачно сочетаются с литым камнем. Замена природного камня литым требует особого внимания к выбору мелких заполнителей и пигментации цементной матрицы. Крупный заполнитель, который обычно используется в литом камне для контроля усадки и обеспечения адекватной прочности на сжатие, может представлять эстетическую проблему, если он виден на поверхности элементов литого камня, имитирующих песчаник.Тщательный контроль размеров заполнителей в рецептуре смеси может уменьшить эту проблему.

Лучший исторический литой камень может соперничать с натуральным по долговечности. Многие качественные сооружения из литого камня первых десятилетий двадцатого века все еще находятся в отличном состоянии и требуют небольшого ремонта. Однако, как и любой другой строительный материал, литой камень подвержен порче, которая может происходить по нескольким причинам:

  • Разделение облицовочного и внутреннего слоев
  • Износ агрегата
  • Износ или эрозия цементирующей матрицы
  • Износ железной или стальной арматуры
  • Износ стяжек и анкеров, используемых при его установке.

Разделение облицовочного и основного слоев

Разделение облицовочного и внутреннего слоев блоков сухой утрамбовки не редкость и часто отражает производственные дефекты, такие как плохое уплотнение, длительное время изготовления или неправильное отверждение. Если есть подозрение на разделение облицовочного и внутреннего слоев, блоки из литого камня можно «зондировать», чтобы установить степень расслоения.

Ухудшение агрегата

Разрушение литого камня, вызванное износом заполнителя, встречается редко.Граниты, мраморы и кварцевый песок обычно долговечны, хотя известняк и мраморный заполнитель подвержены тем же проблемам растворения, что и добытые в карьерах блоки этих камней. В редких случаях реакция между щелочами в цементной матрице и каменным заполнителем также может вызвать разрушение.

Износ или эрозия цементирующей матрицы

Масштабирование каменных блоков свидетельствует о проблемах с цементной смесью и методом производства.Серьезный износ литого камня, подобный этому, требует замены. Фотографии: Ричард Пайпер.

Хотя это относительно редко встречается в литом камне двадцатого века, серьезное разрушение цементирующей матрицы может привести к значительному повреждению блоков литого камня. Правильно приготовленная цементная смесь будет долговечной в большинстве случаев наружного применения, и любое отслаивание внешних поверхностей сигнализирует о проблемах в цементной смеси и в способе изготовления. Использование некачественного или неправильно хранящегося цемента, загрязненной воды или ускорителей схватывания может вызвать проблемы с цементом через годы после завершения строительства.Неправильное перемешивание и уплотнение также могут привести к образованию пористого бетона, который будет поврежден морозом и накипи. Серьезные проблемы с цементной матрицей невозможно отремонтировать должным образом, и часто требуется замена изношенных блоков из литого камня.

Эрозия поверхности матрицы более распространена и менее серьезна, чем отслаивание или образование накипи, вызванные разрушением цементирующей матрицы. Обычно это происходит на поверхностях выступающих элементов, подверженных воздействию стока воды, таких как подоконники, грунтовые воды и оконные колпаки.На этих участках матрица может разрушаться, оставляя мелкие зерна заполнителя, выступающие с поверхности. Получающаяся в результате шероховатая поверхность совершенно не соответствует задуманному первоначальному виду. В некоторых исторических установках из литого камня тонкий слой цемента и мелкого песка на поверхности блоков из литого камня изначально не был вырезан из формованной поверхности, а был отделан узорами каменных пигментов в стилизованной имитации сильно фигурных песчаников или известняков. . Эрозия пигментированного поверхностного слоя на этом типе литого камня приводит к еще более резким изменениям внешнего вида.

Износ железной или стальной арматуры

Ржавчина арматуры у поверхности камня может привести к растрескиванию. Такие участки арматуры можно вырезать, а скол отремонтировать подходящим составным раствором. Фото: Ричард Пайпер.

При первоначальном изготовлении необычно длинные и тонкие элементы из литого камня, такие как подоконники или перила балюстрады, а также элементы, требующие конструктивной прочности, такие как перемычки, обычно армировались арматурными стержнями из мягкой стали.Иногда в большие куски были залиты петли для кабеля или крючки для облегчения работы и крепления. Иногда эта арматура и проволока могут располагаться слишком близко (менее 2 дюймов) к поверхности детали, и ржавчина может вызвать растрескивание поверхности. Это часто случается с порогами, колпаками и уровнями грунтовых вод, где повторное сильное увлажнение приводит к потерям. щелочности в бетоне, что позволяет арматуре ржаветь.Если повреждение из-за разрушения арматуры является значительным, как, например, раскол балясины из-за ржавления центрального стержня арматуры, блок из литого камня может потребовать замены.

Ухудшение судорог и якорей

Даже когда арматура не была добавлена ​​к отдельным блокам из литого камня, скобы из мягкой стали могли использоваться для закрепления облицовки из литого камня к опорной кладке. Если сколы произошли в основном на верхушках тесаных плит или фризов, это, как правило, является причиной.

Уборка

Установки из литого камня с мраморными или известняковыми заполнителями иногда можно очищать с помощью тех же систем химической очистки щелочной предварительной промывкой / кислотной промывки, которые используются для очистки известняка и других известняковых природных камней.Если заполнители мрамора или известняка отсутствуют, можно использовать кислотные очистители, такие как те, что используются для натуральных гранитов и песчаников.

Пескоструйная и мокрая пескоструйная очистка может серьезно повредить поверхность и не должна использоваться для очистки поверхностей из литого камня. Фото: Ричард Пайпер.

В любом случае, темные пятна твердых частиц на защищенных участках могут быть стойкими и требовать экспериментов с другими методами очистки. Некоторые методы микроабразивной очистки, используемые квалифицированным уборщиком в строго контролируемых условиях, могут быть подходящими для удаления стойких загрязнений.Обычная пескоструйная или влажная пескоструйная очистка может серьезно повредить поверхность отлитого камня и не должна использоваться.

Переориентация

Ранние сооружения из литого камня могли быть построены с использованием натурального цементного раствора, но в сооружениях конца девятнадцатого и двадцатого веков литые каменные блоки обычно закладывались и заделывались растворами, состоящими из портландцемента, извести и песка. Когда требуется повторное нанесение или замена исторического раствора, обычно подходит раствор Типа N (примерно одна часть цемента и одна часть извести на шесть частей песка).При повторном нанесении любой исторической кладки важно согласовать характер и цвет песка и цвет цементной матрицы в историческом растворе. Цвет цементной матрицы часто можно отрегулировать, используя в растворе комбинации белого, «светлого» и серого портландцемента.

Стыки в исторических сооружениях из литого камня могут быть довольно тонкими, поэтому плотный раствор трудно удалить. Ненужное перенаправление может нанести значительный ущерб историческому литому камню. Трещины и открытые стыки чаще всего обнаруживаются на открытых элементах, таких как балюстрады и колпачки, и, конечно же, их необходимо переориентировать.Когда твердый и вязкий раствор использовался при первоначальной установке или более поздней переустановке, удаление раствора может легко повредить края блоков литого камня.

В то время как неосторожное использование «шлифовальных машин» для удаления раствора повредило бесчисленное количество исторических каменных зданий, опытный каменщик может иногда использовать ручной шлифовальный станок с тонким алмазным лезвием, чтобы надрезать центр стыка, а затем удалить остатки раствора. ручным зубилом. Однако, если этот метод не выполняется осторожно, отклонение лезвия может привести к расширению или изменению суставов и причинить значительный ущерб литому камню.Необходимо соблюдать осторожность, чтобы предотвратить повреждение из-за чрезмерной резки вертикальных швов, остановив лезвия на значительном расстоянии от соседних узлов. Использование небольших пневматических долот, таких как те, которые используются для обработки инструментального камня, также может хорошо работать для удаления раствора, но даже этот метод может вызвать сколы на краях блоков литого камня, если он не будет выполнен осторожно.

Большая часть исторического литого камня заменяется без надобности, если его можно легко отремонтировать на месте или оставить без обработки. Это особенно верно для участков, на которых видны отдельные сколы от ржавых арматурных стержней или анкеров, или установок, где эрозия матрицы оставила шероховатую поверхность обнаженного заполнителя.

Выветривание литого камня, хотя и отличается от естественного камня, дает патину старения и не требует крупномасштабной замены, если только серьезные проблемы с цементной матрицей или ржавые арматурные стержни не вызвали обширного образования окалины или отслаивания. Сильная ржавчина арматурных стержней на небольших декоративных элементах, таких как балясины, может сигнализировать о карбонизации (потере щелочности) матрицы. Там, где произошла карбонизация матрицы, необработанная арматура будет продолжать ржаветь.Замена может быть приемлемым подходом для открытых и сильно изношенных элементов, таких как поручни, балюстрады на крыше или ограждения стен, где разборка вряд ли повредит прилегающую конструкцию. И наоборот, небольшие повреждения, как правило, следует отремонтировать с помощью «композитных материалов» или оставить их в покое.

Отслоившийся слой декоративного литого камня на театре Орфей, Сан-Франциско, Калифорния (1925 г.), был успешно повторно прикреплен с помощью эпоксидной смолы. После обработки несколько отверстий для подачи эпоксидной смолы удаляются, а отверстия заделываются.Фото: Дэвид П. Уэссел.

Повторное закрепление облицовки разделенной поверхности

Там, где декоративная облицовка из сухого утрамбованного литого камня отделилась от основных слоев, можно использовать инъекционные растворы для повторного закрепления облицовки. Повторное прикрепление отделенного облицовочного слоя может занять много времени и должно выполняться консерватором, а не каменщиком. Этот метод может быть лучшим и наиболее экономичным подходом для ремонта фигурной скульптуры или уникальных элементов, которые не повторяются где-либо еще на здании.Теоретически цементные растворы являются наиболее подходящими для повторного прикрепления отделенных облицовок, но при появлении микротрещин может потребоваться использование полимерных клеев. Для этой цели использовались эпоксидные смолы с низкой вязкостью, которые можно наносить через небольшие отверстия для впрыска. Разумеется, трещины, которые могут привести к утечке клея, необходимо отремонтировать перед инъекцией. Отверстия, сделанные для инъекции клея, потребуют заплатки после завершения повторного прикрепления.

Ремонт сколов арматуры и механических повреждений

Просверленные отверстия, механически поврежденные углы и случайные сколы от ржавых арматурных стержней и анкеров — ремонтопригодные условия, не требующие замены литого камня.Небольшой «композитный» ремонт поврежденных блоков каменной кладки может быть выполнен с помощью раствора, состав которого визуально соответствует исходному материалу, и может быть успешно проведен компетентным и чутким каменщиком. Однако, если ухудшение является широко распространенным, или если большие площади поверхности отслаиваются или растрескиваются и возникает необходимость в замене, владелец может пожелать проконсультироваться с архитектором по консервации или консультантом, чтобы определить причину ухудшения и указать необходимый ремонт или замену, в зависимости от обстоятельств.

Поврежденная область вырезается, чтобы создать неглубокую пустоту равной глубины, полдюйма или более. Фото: Ричард Пайпер.

Композитный раствор наносится на пустоты с помощью небольшого шпателя или кельмы. Фото: Ричард Пайпер.

Этот завершенный ремонт композитного материала можно было бы улучшить, удалив щеткой остатки матрицы по краям ремонта до того, как поверхность затвердела. Фото: Ричард Пайпер.

Методы композитного ремонта каменной кладки, как правило, применимы и для ремонта исторического литого камня.Однако для успешного ремонта поврежденного литого камня цвет цементной матрицы, а также размер и окраска заполнителя должны соответствовать цвету исторической единицы. Щебень и шлак (например, абразивный песок Black Beauty), аналогичные многим обычным традиционным заполнителям, широко доступны, хотя может потребоваться дополнительное дробление и / или просеивание для получения заполнителя подходящего размера. Помните, что половина или более подвергшейся атмосферным воздействиям поверхности является незащищенным заполнителем, поэтому тщательный отбор заполнителя и сортировка по размеру чрезвычайно важны для ремонта.Даже отличия в совокупной угловатости (окатанные гальки против щебня) будут заметны при окончательном ремонте. Если в отливке использовалось более одного заполнителя, соотношение выбранных заполнителей в смеси, конечно, одинаково важно. Изменение окраски цементной матрицы может быть достигнуто за счет использования белого, «светлого» или серого портландцемента. Если требуется дополнительная колеровка, следует использовать только неорганические пигменты, стойкие к щелочам. Поскольку большая часть исторического литого камня производилась в основном из портландцемента и заполнителя (с соотношением известь / цемент менее 15%), нет необходимости добавлять большие количества гашеной извести в составные ремонтные смеси для литого камня.Возможно добавление небольшого количества извести для пластичности рабочей смеси.

Для устранения скола, вызванного износом стержня железной арматуры или анкеровки, необходимо удалить весь бетон с трещинами, прилегающий к сколу; отшлифовать и почистить арматуру, чтобы удалить всю ржавчину и окалину; и покрасьте металл антикоррозийной грунтовкой перед нанесением композитного литого камня. Если арматурный стержень расположен слишком близко к поверхности камня, рекомендуется вырезать изношенный участок арматуры после консультации с инженером-строителем.Если ухудшающиеся скобы устранены, может потребоваться установка нового крепления из нержавеющей стали.

Если у сколов есть зазубрины, потребуется обрезать зону ремонта до одинаковой глубины (1/2 дюйма или более). Как и при ремонте композитного природного камня, связующий агент может способствовать сцеплению ремонтного материала с оригиналом. В случае необычно больших или глубоких пятен может потребоваться механическое закрепление ремонта с помощью небольших стержней из нейлона или нержавеющей стали.Если соседний литой камень подвергся обработке или выветриванию, необходимо будет зачистить отремонтированный участок щеткой, чтобы придать ему подходящую текстуру поверхности. Добавление достаточно крупного заполнителя, чтобы соответствовать соседнему исходному материалу, иногда будет мешать адгезии композита, и может возникнуть необходимость вдавить дополнительный заполнитель в нанесенную заплату перед отделкой. Однако, если это не сделать умело, поверхность заплатки может приобрести мозаичный вид. По этой причине рекомендуется сначала провести тестовый ремонт композитных материалов в ненавязчивом месте.

Поверхностная обработка

Хотя иногда может потребоваться переналадка изношенного природного камня, восстановление первоначального вида литого камня там, где произошла эрозия поверхности, затруднительно или невозможно.

В отличие от натурального камня, литой камень нельзя обрабатывать на месте, чтобы уменьшить выступ неровностей на стыках. Инструмент часто обнажает крупный заполнитель из-под поверхности. Фото: Ричард Пайпер.

Обработка или шлифовка поверхности отлитого камня может обнажить крупный заполнитель под поверхностью и ни в коем случае не восстановит исходную узорчатую пигментацию, которая исчезла.Силикатные краски или красители для кирпичной кладки могут наноситься в виде рисунков, чтобы воспроизвести первоначальный внешний вид, но могут быть не долговечными или полностью эстетичными. Если матрица подверглась эрозии, рекомендуется принять внешний вид литого камня под воздействием атмосферных воздействий, за исключением случаев, когда серьезная замена требует других факторов.

Поскольку литой камень зависит от обнаженного заполнителя для достижения его эстетического эффекта, использование цементного поверхностного покрытия резко меняет визуальный эффект материала и не подходит в качестве метода ремонта литого камня.Цементное покрытие поверхности также может задерживать влагу в отливках и вызывать растрескивание поверхности.

Отдельные блоки из литого камня, которые подвержены многократному смачиванию (например, колпачки, перила и балясины) и демонстрируют серьезные разрушения из-за выкрашивания или разрушения арматуры, могут потребовать замены новым литым камнем и могут воспроизвести изношенные блоки в существующих зданиях.

После извлечения из формы новые блоки из литого камня очищаются, чтобы удалить поверхностную пасту и обнажить нижележащий заполнитель.На торцевых литых деталях, таких как эта скульптура, может быть множество пузырьков воздуха на поверхности. Фото: Ричард Пайпер.

К счастью, ряд компаний изготавливают по индивидуальному заказу сборные железобетонные изделия. Переменные, задействованные в производстве, значительны, и разумнее использовать фирму с опытом декоративных и нестандартных работ, а не фирму по производству сборных железобетонных изделий, которая производит стандартные конструкционные элементы, бетонные трубы и т. Д. Несколько торговых организаций, включая Институт литого камня, Национальную ассоциацию сборного железобетона и Ассоциацию архитектурных сборных железобетонных изделий, разработали рекомендации и / или руководящие спецификации для производства литого камня и сборного железобетона.Эти спецификации устанавливают стандарты для таких характеристик, как прочность на сжатие и водопоглощение, и обсуждают добавки, такие как воздухововлекающие агенты и агенты, снижающие воду, которые влияют на долговечность нового литого камня. Перед заключением контракта на замену исторического литого камня необходимо ознакомиться с торговыми ссылками и инструкциями.

Отверстия на поверхности отливки (см. Выше, слева) заполняются раствором, аналогичным бетонной смеси, используемой для заливки элемента.Фото: Ричард Пайпер.

Производственные дефекты нового литого камня . Несмотря на то, что упомянутые выше окраска цементной матрицы и агрегаты требуют самого пристального внимания, персонал проекта также должен искать дефекты, которые являются общими для изготовления литого камня:

Пузырьки воздуха . Небольшие ямки на поверхности камня могут образоваться, если агрегат не будет подвергаться достаточной вибрации для выпуска захваченного воздуха во время заливки. Пузырьки также могут быть проблемой при литье по концам длинных предметов, таких как колонны или перила, где трудно отвести пузыри от чистовой поверхности агрегата.

Растрескивание поверхности или проверка . Чрезмерно влажные смеси и недостаточная влажность во время отверждения могут привести к растрескиванию поверхности больших отливок, таких как колонны. Такое растрескивание резко снижает долговечность нового литого камня. Небольшие армированные элементы, такие как балясины, также часто растрескиваются на тонких «шейках» отливок.

Агрегатная сегрегация . Составы литого камня обычно включают ряд крупных заполнителей (щебень) и мелких заполнителей (песок).Когда блоки подвергаются вибрации, чтобы обеспечить уплотнение смеси и высвободить захваченные пузырьки воздуха, крупные агрегаты могут начать оседать и отделяться от пасты из цемента и песка. Сегрегация заполнителя приводит к видимой концентрации крупного заполнителя на одном конце отливки. Сегрегация более проблематична при отливке длинных деталей, таких как колонны.

Поверхностное растрескивание может снизить долговечность блоков из литого камня. Растрескивание часто вызывает проблемы на армированных элементах с тонкими «шейками», таких как балясины, если их отверждение не контролируется тщательно.Фото: Ричард Пайпер.

Волнистость или неровность поверхности . Производственные формы для изготовления часто изготавливаются из резиновых облицовок форм, заключенных в более крупные «исходные формы» из гипса и дерева. Вибрация может ослабить резиновую облицовку внешней формы и привести к появлению волнистости или неровностей на поверхности готовой отливки. Даже когда рябь не заметна, неравномерность, вызванная перемещением формы, может затруднить выравнивание поверхностей соседних блоков при сборке установок из литого камня.

Линии пресс-формы . Отдельно стоящие элементы, такие как колонны, необходимо отливать в формах, состоящих из двух частей, которые разделяются для выпуска готовой отлитой детали. Если части формы не соединяются плотно, в стыке формы произойдет некоторая утечка цементного теста, что приведет к выступающей линии на поверхности отливки. Обычно его снимают до того, как отливка полностью застынет. Линия формы будет видна на готовой детали, если выступающий материал не удален полностью или если инструмент на линии формы не совпадает с прилегающей поверхностью отливки.Оснастка на линиях формования может также обнажить контрастный крупный заполнитель под поверхностью отливки.

Другие соображения по замене литого камня

Стоит отметить несколько других соображений, когда необходимо заменить исторические элементы из литого камня подходящим новым литым камнем.

Арматура . Щелочность нового бетона обычно обеспечивает адекватную защиту стальной арматуры. Однако на открытых участках, где раньше возникла проблема разрушения арматуры из-за ржавчины, рекомендуется использовать арматуру из нержавеющей стали.

Производственные формы из прочной резины с опорой из дерева и гипса используются для изготовления нового литого камня. Фото: Ричард Пайпер.

Обработка поверхностей . Обработка поверхности нового литого камня после изготовления в настоящее время не является обычным явлением. Пескоструйная очистка обычно используется для удаления поверхностной пленки цемента и обнажения заполнителя. Для сменных единиц, воспроизводящих исторические детали из литого камня в хорошо заметных местах, иногда можно сделать слепок из звукового материала или отремонтировать существующую деталь, чтобы использовать оригинальные инструменты в процессе литья.Если историческая единица слишком испорчена, чтобы ее можно было использовать в качестве образца, может быть изготовлена ​​гипсовая модель, воспроизводящая поврежденную деталь. Его обрабатывают, чтобы воспроизвести желаемую обработку поверхности или внешний вид, а затем из гипсовой модели изготавливают производственную форму.

Влажное отверждение . Поверхностная кристаллизация растворимых солей (высолы) во время отверждения может осветлить поверхность некоторых сборных железобетонных изделий, особенно тех, которые имитируют более темный камень. Некоторые производители используют серию циклов влажного / сухого отверждения или промывку уксусной кислотой для удаления растворимых солей, которые в противном случае могли бы изменить цвет готовой поверхности.Для большинства изделий из влажного литья достаточно простого влажного отверждения под пластиковой крышкой.

Легкая альтернатива

GFRC иногда используется для имитации разрушенных элементов литого или мелкозернистого природного камня. Поскольку элемент GFRC представляет собой жесткую, но относительно тонкую оболочку, он должен поддерживаться и крепиться внутренним каркасом из стали.

Крепежное оборудование внутри этого картуша из GFRC (слева) не будет видно, когда устройство установлено (арматура видна справа).Фотографии: Towne House Restorations, Inc

Бетон, армированный стекловолокном (GFRC), все чаще встречается при реставрации зданий и используется для имитации разрушенного камня и литого камня и даже архитектурной терракоты. Это относительно новый материал, в котором для усиления песчано-цементной матрицы используются короткие рубленые пряди стекловолокна. GFRC стал популярной недорогой альтернативой традиционному сборному железобетону или каменной кладке для некоторых приложений.Изготовители используют пистолет-распылитель для распыления смеси, похожей на раствор, в форму желаемой формы. Полученный бетонный блок, обычно толщиной всего дюйма, довольно жесткий, но для его крепления к строительной подложке требуется металлический каркас или арматура. Металлический каркас соединяется с блоком GFRC с помощью небольших «контактных площадок» из GFRC.

GFRC имеет существенное преимущество перед традиционным сборным железобетоном, когда вес конструкции является проблемой, например, с карнизами или оконными колпаками.Многие смеси для литого камня могут быть успешно воспроизведены с помощью GFRC. Там, где он используется для моделирования природного камня, GFRC, как и литой камень, наиболее подходит для моделирования мелкозернистых песчаников или известняков.

Не для использования в приложениях для работы с нагрузкой

Поскольку система GFRC фактически является «оболочкой», GFRC не может использоваться для несущих нагрузок без предоставления дополнительной поддержки. Это делает его непригодным для некоторых задач, таких как замена отдельных блоков тесаного камня.Он также не подходит для небольших отдельно стоящих элементов, таких как балясины, или для большинства колонн, если они не связаны с окружающей кладкой или не могут иметь вертикальный шов, что может значительно изменить исторический облик. Блоки GFRC также должны допускать расширение и сжатие и, как правило, разделяются герметичными швами, а не строительным раствором. Шов с герметиком может быть неприемлемым для некоторых исторических применений; однако замена литого камня стекловолокном может быть уместной, когда требуется замена всего узла, такого как карниз, мансардное окно или оконный колпак.Следует проявлять особую осторожность при детализации замены GFRC существующего литого камня.

Ухудшение GFRC

Поскольку это относительно новый материал, долговечность GFRC еще не проверена. Когда GFRC был впервые представлен, некоторые установки испытали ухудшение, вызванное щелочной чувствительностью армирования стекловолокном. В настоящее время для производства стеклопласта используется стекло, устойчивое к щелочам. Однако даже когда обшивка GFRC изготовлена ​​хорошо, стальная арматура и система контактных площадок, используемая для крепления материала, уязвима для повреждения из-за утечки в стыках герметика или небольших трещин на промываемых поверхностях.Рекомендуется использовать арматуру из оцинкованной или нержавеющей стали, а также крепежные детали и анкеры из нержавеющей стали.

Литой камень — смесь воды, песка, крупного заполнителя и вяжущих веществ — с течением времени оказался привлекательным и прочным строительным материалом при правильном производстве. Он приобрел популярность в 1860-х годах и к началу 20-го века получил широкое признание в качестве экономичного заменителя натурального камня. К сожалению, большая часть исторического литого камня заменяется без надобности, когда его можно легко отремонтировать и сохранить на месте или оставить без обработки.Правильный ремонт поврежденных блоков может продлить срок службы любой каменной установки. Из-за необходимости согласования как цвета матрицы, так и размера и соотношения агрегатов, проекты консервации, которые включают ремонт или репликацию литого камня, должны обеспечивать достаточное время для сборки материалов и подготовки образцов для испытаний. Понимание того, какие условия требуют ремонта, какие требуют замены, а какие следует рассматривать как нормальные погодные условия, является ключом к выбору наиболее подходящего подхода к защите исторического литого камня и уходу за ним.

Полезные организации

  • Институт литого камня
  • 10 West Kimball Street,
  • Winder, GA 30680-2535
  • Национальная ассоциация сборного железобетона
  • 10333 North Meridian Street, Suite 272
  • Индианаполис, IN 46290
  • Архитектурная ассоциация сборных железобетонных изделий
  • P.O. Box 08669
  • Форт-Майерс, Флорида 33908-0669

Благодарности

Ричард Пипер , директор по сохранению Jan Hird Pokorny Associates, Inc., Нью-Йорк, имеет значительный опыт в различных аспектах сохранения архитектуры, включая документирование исторических архитектурных технологий, а также анализ и консервацию строительных материалов. Автор благодарит Алана Барра из Towne House Restorations, Inc., Рона Мура из Western Building Restoration, архитектора Тео Прудона и реставратора Дэвида Уэссела из Architectural Resources Group за их помощь в подготовке и обзоре этого краткого обзора. Чак Фишер и Энн Э. Гриммер, Служба технической консервации, NPS, сделали ценные комментарии во время его разработки.Студия MJM предоставила доступ для фотосъемки изготовления литого камня. Майкл Ф. Линч, вице-президент SPNEA, и Майкл Девоншир, директор, Jan Hird Pokorny Associates, щедро предоставили изображения из своих личных коллекций для краткого обзора. Кей Д. Уикс, Служба сохранения наследия, Служба национальных парков (NPS), выполняла функции директора проекта и генерального редактора.

Настоящая публикация подготовлена ​​в соответствии с Законом о сохранении национального исторического наследия 1966 года с внесенными в него поправками, который предписывает министру внутренних дел разрабатывать и предоставлять информацию об исторических объектах.Служба технической консервации (TPS), Служба национальных парков, готовит стандарты, руководства и другие образовательные материалы по ответственным методам сохранения исторических памятников для широкой общественности.

Фотографии, включенные в эту публикацию, нельзя использовать для иллюстрации других публикаций без разрешения владельцев.

сентябрь 2001

Чайлд, Х.Л. Производство и использование бетонных изделий и литого камня , Лондон: Concrete Publications Limited, 1930.

Jester, Thomas C., ed., Twentieth Century Building Materials , New York, NY: McGraw-Hill, 1995.

Институт сборного и предварительно напряженного бетона, Архитектурный сборный бетон, 2-е изд. , Чикаго, Иллинойс: Институт сборного и предварительно напряженного бетона, 1989 г.

Whipple, Harvey, Concrete Stone Manufacture , Detroit: Concrete-Cement Age Publishing Company, 1918.

Использование поперечных соединителей для армирования многослойных стен

Испытания на вытягивание (на месте)

Способность поперечных соединителей склеивать листы кладки в основном обусловлена ​​механическим сцеплением с кладкой.Выполнив испытания на вытягивание, можно было оценить этот параметр и несущие характеристики закачанных анкеров. Во время испытаний на вытягивание силы передавались через связь между анкером и окружающим материалом до тех пор, пока не было достигнуто разрушение.

В таблице 2 показаны результаты испытаний с точки зрения нагрузки на вырыв (максимальной) и напряжения сдвига для различных исследованных типологий каменной кладки. Значения напряжения сдвига были рассчитаны в предположении равномерного распределения по эффективной длине связи на границе между кладкой и тканевым рукавом.Для типологий кладки A, C и D разрушение произошло из-за растрескивания кладки в области, окружающей отверстие. Из отверстия постепенно открывались радиальные трещины как в швах раствора, так и в камнях (рис. 6). Также было отмечено небольшое горизонтальное смещение цилиндрической части кладки (обычно диаметром 200–250 мм) в направлении усилия отрыва. Путем сравнения величин растягивающего напряжения (до 516 МПа) с пределом текучести и пределом прочности стержня (434,9 и 697 МПа).1 МПа, соответственно), можно отметить, что эти значения аналогичны, и это указывает на то, что механические свойства стержня при растяжении были полностью использованы из-за активации механической блокировки на границе раздела кладка / тканевая втулка. Что касается типологии кладки B, предел текучести стержня достигнут без разрушения кладки.

Таблица 2 Результаты испытаний на отрыв Рис. 6

Типичный вид разрушения кладки при испытаниях на отрыв

В заключение, на характеристики введенных анкеров сильно повлияли свойства исходного материала кладки, как показывает разброс результатов, но высокие значения растягивающих нагрузок продемонстрировали, что соединитель был способен эффективно связывать прилегающие друг к другу настенные листья.В таблице 2 также приведены результаты по напряжению сцепления на границе раздела между гильзой и кладкой. Это значение было рассчитано путем деления усилия отрыва на поверхность бокового отверстия. Поскольку модуль Юнга цементного раствора был намного больше по сравнению с модулем Юнга исходного материала кладки, когда к соединителю прикладывалась сила отрыва, деформация в основном происходила в материале кладки, и считалось, что равномерное распределение напряжений сцепления быть приемлемым предположением.

Испытания на сдвиг (лаборатория)

Две полноразмерные стеновые панели из каменной кладки были построены в лаборатории для испытаний на сдвиг. Каждая панель была сделана из трехстворчатой ​​стены, а внутреннее ядро ​​было нагружено сжатием, чтобы изучить реакцию на сдвиг соседних листьев кладки (рис. 4).

Результаты неармированной панели 1Un ясно продемонстрировали, что вертикальные плоскости между каменными листами имеют решающее значение для общего поведения трехстворчатой ​​стены. Механическая блокировка не могла предотвратить разрыв между листами кладки.Максимальная компрессионная нагрузка P max 34,11 кН было зафиксировано (Таблица 3). Разрушение произошло из-за отделения внутреннего щебня от одного из двух листов внешней стены. Разрушение происходило постепенно, но не хрупким образом: вертикальная трещина открылась около точки приложения нагрузки и распространялась к основанию стены (рис. 7).

Таблица 3 Результаты испытаний на сдвиг и сжатие Рис.7

Вид отказа (неармированная панель)

Различная величина горизонтального смещения подчеркивает несимметричное распределение вертикальной нагрузки между листами стены из-за слабого поперечного соединения.

Горизонтальные смещения были измерены с использованием 2 LVDT на измерительной длине 100 мм в центроиде каждой створки (то есть на пересечении диагоналей панели). Две наружные стенки неармированной панели деформировались по-разному с максимальными горизонтальными смещениями 4,33 и 1,15 мм. При выходе из строя горизонтальное смещение одной внешней створки было в 3,76 раза больше, чем у другой.

При условии равномерного распределения среднее напряжение сдвига при разрушении определяется по формуле:

$$ \ tau _ {\ text {r}} = \ frac {{P _ {\ hbox {max}}}} {2 \ times S} $$

(1)

, где S в области контактной поверхности между соседними створками кладки.Для панели 1Un τ r составило 0,0222 МПа.

Применение трех поперечных соединителей (рис. 5a) произвело интересный эффект как с точки зрения нагрузки, так и деформации: панель 2Rf была испытана после модернизации и максимальной сжимающей нагрузки P max 109,43 кН (Таблица 3). Это увеличение на 3,21 по сравнению с грузоподъемностью неармированной панели (Панель 1Un).Отклик створки на вертикальные и горизонтальные отклонения был более симметричным, а разница между отклонениями створки при отказе составляла прибл. всего 15%.

Поскольку наличие соединителей вызывает точечный вклад, результаты, представленные в таблице 3, следует рассматривать с осторожностью, поскольку влияние соединителей измеряется в единицах приращения среднего напряжения сдвига. Однако результирующая тенденция выглядит довольно четкой и дает интересное представление об эффективности наличия разъемов.

Также величины горизонтальных прогибов наружных створок (максимальное смещение 0,68 мм) были меньше по сравнению с величинами, зарегистрированными для неармированной панели (4,33 мм) (Панель 1Un). Два наружных стеновых листа также показали аналогичные максимальные горизонтальные смещения: 0,61 и 0,68 мм, с соотношением 1,11, значительно меньше по сравнению с рассчитанным для неармированной панели (3,76). Это эффективно продемонстрировало более монолитное поведение трехстворчатой ​​стеновой панели после армирования.

Режим отказа усиленной панели (Панель 2Рф) также отличался. Наличие поперечных соединителей предотвратило разделение соседних створок кладки и вертикальные трещины, открытые как на фасаде панели, так и на ее боковом сечении, что подчеркивает эффективный вклад соединителей.

Испытания на сжатие (лаборатория)

Положительные признаки эффективности поперечных соединителей для скрепления двухстворчатых стенок (рис. 8) были получены по результатам трех испытаний на сжатие.Первое испытание, проведенное на неармированной панели (Панель 3Un), не выдержало сжимающей нагрузки 48,8 кН. Анализ вертикальных деформаций (записанных с помощью 4 LVDT) ясно показал, что два листа кладки деформировались по-разному: для стороны B панели была зафиксирована максимальная вертикальная деформация 0,0011, а для стороны A — всего 0,0006 (рис.9). . Отношение между двумя значениями деформации составляло 1,83. Испытание на сжатие показало, что два соседних листа кладки вели себя по-разному, и разница в поведении имела тенденцию к увеличению, когда сжимающая нагрузка увеличивалась в результате постепенного отсоединения двух листов кладки.Раскрытие вертикальных трещин было типичным режимом разрушения элемента кладки при сжатии. Однако на поверхности листа не было замечено вертикальных трещин: это могло быть связано с режимом разрушения кирпичной кладки изгибом, который предвосхитил сжатие.

Рис.8

Испытания на сжатие армированной панели 4Rf

Рис. 9

Зависимость напряжения от осевой деформации листов кладки для неармированной панели 3Un

Панель 3 также была отремонтирована с применением 6 соединителей траверсы и снова протестирована (Панель 3Rp) (рис.5б). Нагрузка панели увеличилась до 91,1 кН, и было рассчитано напряжение сжатия 0,583 МПа (рис. 10). Во время этого второго испытания вертикальные трещины в основном появлялись на поверхности листа, что указывает на более вероятное разрушение при сжатии. Рассеяние вертикальных деформаций между листами стены сильно уменьшено, что указывает на монолитность стены.

Рис.10

Напряжение в зависимости от осевой деформации: сравнение трех испытаний на сжатие

Третье испытание на сжатие было проведено на неповрежденной панели (Панель 4Rf).Эта панель была идентична Панели 3 по размерам, типу раствора и расположению кладки. Применение соединителей было эффективным методом скрепления листов кладки, и была достигнута сжимающая нагрузка 101,5 кН (0,65 МПа с точки зрения сжимающего напряжения) (рис. 10). Это было более чем на 108% больше по сравнению с контрольной неармированной стеновой панелью. Опять произошел сбой из-за образования вертикальных трещин на поверхности листа. Анализ вертикальных деформаций ясно показал аналогичное поведение между двумя каменными листами.Для испытания на панели 3Rp значения вертикальной деформации при максимальной нагрузке составляли 0,0030 и 0,0023 для сторон A и B, соответственно (с соотношением между значениями деформации 1,3). Для теста на Panel 4Rf это соотношение было всего 1,03.

Стоит отметить, что отремонтированная стеновая панель отреагировала иначе, чем модернизированная, которая ранее не нагружалась, с меньшим приростом компрессионной способности (+86,7 и + 107,8% для отремонтированных и усиленных панелей соответственно). Применение поперечных соединительных элементов не может восстановить целостность растрескавшегося стенового полотна, но может только улучшить взаимодействие между слабо соединенными створками кладки.{2}}} $$

(2)

, где E — модуль Юнга кладки, A — поперечное сечение панели (710 × 110 мм 2 для двухстворчатой ​​стены и 710 × 220 мм 2 для одностворчатой ​​стены), λ — это коэффициент гибкости, определяемый по формуле:

$$ \ lambda = \ frac {{L _ {\ text {eff}}}} {{\ rho _ {\ hbox {min}}}} $$

(3)

где L eff равно удвоенной высоте стеновой панели (2900 мм) и ρ мин. — минимальный радиус вращения поперечного сечения панели (31.75 мм для двухстворчатой ​​стены или 63,5 мм для одностворчатой ​​стены). Чтобы учесть нелинейное поведение кладки при сжатии, значение модуля Юнга E , используемое в формуле. (1) была рассчитана на основе графика σ ε с учетом наклона секущей линии между 0,01 и 0,5 МПа ( σ 1 и σ 2 ):

$$ E_ {0.5} = \ frac {{\ sigma_ {2} — \ sigma_ {1}}} {{\ varepsilon _ {{\ sigma_ {2}}} — \ varepsilon _ {{\ sigma_ {1}}}}} $$

(4)

где \ (\ varepsilon _ {{\ sigma_ {2}}} \) и \ (\ varepsilon _ {{\ sigma_ {1}}} \) — соответствующие значения осевой вертикальной деформации.

В таблице 3 также показаны значения жесткости на изгиб \ (E _ {{P _ {\ hbox {max}}}} \) при P макс .

Этот упрощенный анализ показывает, что критические нагрузки P CR составляет 66 и 266 кН для стены из двух створок толщиной 110 мм и для одностворчатой ​​стены толщиной 220 мм соответственно. Значение 66 кН недалеко от результата для неармированной стеновой панели 1Un (48,8 кН), что указывает на то, что проблемы с продольным изгибом определяют поведение этой панели при сжатии.С другой стороны, большая разница между значением критической нагрузки упрощенного расчета (266 кН) и экспериментальными результатами (91,1 и 101,5 кН) указывает на то, что потеря устойчивости больше не влияет на испытание на сжатие. Для этих испытаний разрушение в основном было вызвано достижением прочности кладки на сжатие.

Поскольку количество протестированных образцов было ограниченным, результаты должны быть подтверждены более крупной экспериментальной программой. Тем не менее, были получены экспериментальные данные об эффективности применения поперечных соединителей как на отремонтированных, так и на исходных двухстворчатых стеновых панелях для эффективного скрепления соседних створок кладки и значительного увеличения способности панели при сжатии.Применяя соединители, можно было связать сжимающую способность панели только с прочностью на сжатие кладки.

Вернуть камень в качестве конструкционного материала призывает архитектор Стив Уэбб

Если вы ищете прочный, прочный и красивый материал многоразового использования с низким содержанием углерода, камень готов к возрождению.

Заброшенный карьер в Эштремош-Алетехо, Португалия. Предоставлено: Кристина Годиксен

. Однажды жарким днем ​​в ОАЭ мы с Энди Йейтсом стояли у полноприводного автомобиля в отдаленном засушливом вади в горах Аль-Хаджар в ОАЭ.Я люблю эту сухую каменистую пустыню, и мне хотелось выйти из машины с кондиционером и почувствовать запах козьего навоза, почувствовать теплоту раннего вечера и послушать тишину. Я поднял один из красных, обожженных солнцем камней и протянул ему. «Тяжелая», — сказал он. «Железосодержание, базальт». Позже я изучил это. На самом деле это был офиолитовый габбро, еще одна вулканическая порода (похожая на базальт), действительно богатая железом и тяжелая. Более того, он очень и очень сильный. При сжатии кусок габбро может иметь прочность 230 Н / мм 2 в том же порядке, что и сталь.

Дубай и Шарджа находятся всего в 45 минутах от этого пыльного ущелья. В этих местах продолжается неистовый строительный бум и нескончаемая гонка за постройкой самых высоких и странных вещей. Несмотря на огромную груду габбро у наших ног, здания в ОАЭ построены из бетона. Цемент от газовых цементных заводов, (невероятно) импортный песок и опресненная морская вода — все это производится с использованием дешевой, очевидно безграничной энергии из нефти и газа. Безграничная энергия — это то, что мы представляли, когда изобрели сталь и бетон, и именно в этой идее мы ошиблись.

Приземлился к камню
Во всем мире мы крошим камни (например, габбро) в гравий. Выкапываем и измельчаем известняк. На заводах, работающих на газе, мы сжигаем известняк для производства цемента. Выкапываем много острого песка. На современных бетонных заводах мы смешиваем их с водой для получения жидкого бетона. Благодаря сложным алгоритмам и принципам своевременного управления парк вагонов распределяет его по строительным площадкам. А пока мы выложили стальную опалубку и деревянную опалубку.Нанесли разделительный состав и положили арматуру на дистанционные блоки. Заливаем бетон. Мы вибрируем, выравниваем и плаваем, а затем ждем. Через неделю снимаем опалубку; через 28 дней снимаем фальшивку. Вуаля! Снова камень! За два месяца мы превратили кусок камня 230N в кусок бетона 40N.

Выставка «Новый каменный век» в Строительном центре открылась 27 февраля. Курируемый мной, Амином Таха + Groupwork и Пьером Бидо из Stone Masonry Company, он направлен на изучение современного использования камня в качестве конструкционного материала и объединяет различные направления работы со всего мира и представляет их как зарождающееся движение.Высказывается предположение, что камень с современным дизайном и методами изготовления может вернуться в мейнстрим, как древесина, благодаря развитию CLT. Как и древесину, ее возвращают, чтобы избежать климатической катастрофы.

Аргумент в пользу камня, связанный с окружающей средой, противоречит интуиции. С одной стороны, он не совсем легкий, и его доступность ограничена. С другой стороны, это доступный в изобилии высокопрочный материал, который можно сразу же измельчить и построить.

Достаточно ли камня? По данным Глобальной ассоциации цемента и бетона, годовое производство бетона в мире составляет около 1,6 км3. Из-за его более высокой прочности его эквивалент в камне составляет около четверти этого объема. Чтобы представить это в контексте, объем небольшой горы, напоминающей Бен-Невис, составляет около 30 км3; все постройки в мире * составят всего 56 км3 или два Невиса, объем земной коры (породы) составляет 10 млрд км3. (* Это моя задняя часть подсчёта пидорального пакета: 7 миллиардов человек живут по трое в домах площадью 120 м2, сделанных из 200-миллиметровых плит.)

Inventory of Embodied Carbon and Energy 2019 говорит, что «обычный камень» имеет углеродный след 0,079 кг углерода на 1 кг камня. Бетон составляет 0,15 кг / кг, а сталь — 2,8 кг / кг. Эти материалы имеют разную прочность, так как же мы можем сравнивать яблоки с яблоками?

«Общий камень» имеет углеродный след 0,079 кг / кг. Бетон составляет 0,15 кг / кг, а сталь 2,8 кг / кг.

Эксперименты на длиннопролетной каменной плите перекрытия — конечно, с последующим натяжением. Предоставлено: Джон Маклин

Победитель углерода
На приведенном выше рисунке показан ряд различных типов балок одинаковой глубины, которые выполняют одну и ту же функцию.Если говорить о простой углеродной основе, то древесина в значительной степени выигрывает, потому что она улавливает довольно много CO 2 , когда растет. Безусловно, существует неотложная необходимость заблокировать древесину, которая в противном случае сгнила бы в лесу, выделяя метан (хуже для глобального потепления, чем углерод), но в конечном итоге, когда деревянное здание достигает конца своего срока службы, оно сгорает или зарывается в землю и гниет. так что углерод улетучивается. С точки зрения производства, камень имеет даже меньший углеродный след, чем древесина; более чем на 70% меньше CO 2 / м 2 в этом примере, чем сталь или бетон.

Использование камня в строительстве, очевидно, не является чем-то новым, и никто не сомневается, что он прослужит долго. Его выражение в качестве архитектурного компонента от вездесущего бежево-серого известняка до калейдоскопических многоцветных мраморных плит Вестминстерского собора демонстрирует его стилистический размах. Но чего на самом деле можно добиться с помощью камня? Его прочность на сжатие означает, что он может заменить многие бетонные и стальные конструкции. Его прочность на изгиб, хотя и не такая, как у стали или даже древесины, все же значительно выше, чем у бетона, что означает, что он требует гораздо меньшего армирования и может использоваться при сдвиге и кручении.Пьер Бидо и The Stone Masonry Company в течение многих лет разрабатывали способы изготовления каменных конструкций с последующим натяжением; переход от строительства традиционных грузинских консольных лестниц к разработке смелых усиленных спиралей и недавно завершение строительства винтовой лестницы 330˚, спроектированной Foster and Partners для виллы Dolunay в очень сейсмической Турции.

Сильный и стильный
Наша выставка представляет собой 30-этажную башню с 12-метровыми этажами открытой планировки, полностью сделанными из камня.Часть пола была возведена за пределами Строительного центра, чтобы продемонстрировать 12-метровый пролет. Имея глубину 450 мм и вес 7 т, он меньше и легче своего бетонного аналога. Он состоит из небольших блоков, соединенных между собой кабелями диаметром 16 мм. Кабели предварительно напряжены. Каменные блоки, образующие балки, просверливаются и выкладываются на полу мастерской, через них продевается пара кабелей и используется небольшой гидравлический домкрат для их натяжения.

Это очень простой метод, заимствованный из бетонной промышленности, но он очень эффективен с камнем, потому что, будучи более жестким и прочным, камень не требует дополнительного армирования.Арматурный камень не новинка. Суффло использовал его при строительстве Пантеона в Париже в 1770 году. Хопкинс и Буро Хаппольд использовали его для строительства своего колледжа Эммануэля в Кембридже. Portcullis House использует его. Красивый напряженный ленточный мост Юрга Конзетта в швейцарских Альпах — Пунт-да-Сарасунс — представляет собой натянутый камень, а в Арупе ведется строительство башни Саграда Фамилия Иисуса, которая достигнет 172,5 м в высоту из камня, натянутого на столб.

При правильном использовании камень может быть очень тонким, прочным и элегантным.Хотя во многих случаях древесина является отличной заменой бетонным и стальным конструкциям, в других — нет. Никто не предлагает первый ядерный реактор CLT или плотину, но камень отлично подходит для инфраструктуры и имеет форму туннелей и мостов. Фактически, Агентство автомобильных дорог положительно ратует за это. Это выдержка из агентства Highways BD91 / 04: «Опыт показал, что арочные мосты — очень прочные конструкции, требующие минимального обслуживания по сравнению с другими формами мостов. BD 57 (DMRB 1.3.7) говорит, что их использование следует рассмотреть.Однако ранее не существовало стандарта для проектирования новых неармированных арочных мостов. Целью настоящего стандарта является поощрение возрождения арочного строительства с использованием неармированных каменных материалов ».

Так почему же еще не все строят из камня? Каменная промышленность осталась позади, а миллиарды были вложены в производство стали и бетона. В относительно простых карьерах добывают камень с ограниченными испытаниями или сертификацией на прочность или без них. Есть много камнерезов и монтажников, которые предназначены для создания декоративных или высокоэстетичных каменных конструкций, но не механизированы для крупномасштабного производства строительных компонентов из камня.

Инженеры не решаются использовать камень, потому что они просто не знают, насколько он прочен, и у них нет кодов проектирования или обучения, которые можно было бы применить. Огнестойкость трудно доказать и требует испытаний. Что мешает архитекторам использовать камень? Архитектор Амин Таха, который широко использовал камень в своих зданиях, пишет: «В то время как в первые годы модернизма камень был отвергнут как часть прошлого, неотделившийся от земли, как стальные или бетонные рамы, если он вообще будет использоваться, он будет были одним из многих навесных фасадных материалов.Возможность того, что он, как кирпичи, может поддерживать всю конструкцию, не говоря уже о собственном весе, не учитывалась, потому что сначала его отвергли, а затем забыли.

При правильном использовании камень может быть очень тонким. , прочный и элегантный

Глубокий мраморный карьер в Эштремош, Алетехо, Португалия. Предоставлено: Кристина Годиксен.

Даже карьеры выглядят прекрасно.
Неужели карьеры отпугивают людей? Очевидно, что это очень важно, и на него сложно получить разрешение.Но карьеры можно засыпать выкопанным грунтом или просто вернуть на природу незагрязненными. Старые карьеры образуют новые экосистемы для диких животных и игр. Кристина Годиксен, старший преподаватель архитектуры в Oxford Brookes, много лет изучала карьеры Аленджо в Португалии: «Эти прекрасные пейзажи захватывают дух, они полны полевых цветов, трав, цветов, оливковых деревьев, пробковых дубов и мрамора. с самой бирюзовой водой. Некоторые из них использовались с римских времен, история высечена в мраморе, свидетельство каждой техники, инструмента и руки.Каждый карьер уникален и неповторим ».

Каким может быть будущее? Представьте себе карьер, добывающий прочный габбро в горах ОАЭ или гранит на полях Лестера. Огромные блоки вырезаются из земли с использованием возобновляемой электроэнергии и поднимаются к дверям блестящей фабрики, где на автоматизированной производственной линии нарезаются на стандартные блоки, просверливаются, просверливаются с помощью рентгеновских лучей на наличие дефектов, классифицируются по звуковой прочности, сортируются, маркируются или с их индивидуальными данными. Они соединены кабелями для пост-натяжения, блоки распределяются в соответствии с их прочностью, чтобы уменьшить потери, сделанные специально для выполнения заказов, отправленных по электронной почте, размеров длины, нагрузки, отделки, когда это необходимо.Каменные балки и доски выходят из карьера на грузовиках, готовых к возведению. Без опалубки, без времени отверждения. Когда грузовики возвращаются, они несут восстановленные блоки из разобранных зданий, которые возвращают целые обратно на завод, чтобы их снова и снова ремонтировали.

Начнем с малого. Лестница: Очевидно. Вы собираетесь поставить в старом доме надоевшую стальную портальную раму: сэкономьте на отделке, сделайте из камня.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*