Розчини для цегельних кладок складаються з інертних, ніжущего і різних добавок. Як інертних застосовують: звичайний (кварцовий) пісок, пісок з важких котелень шлаків, пісок з легких і гранульованих шлаків, пемзовий пісок і т. Д. Чим менше щільність, тим вище теплоізоляційні властивості розчину і менше теплопровідність викладеної на ньому кладки.
За своєю структурою цегляні стіни поділяються на щільні (однорідні), складені із цегли, і полегшені неоднорідні, складені із цегли з заповненнями з інших менш теплопровідних матеріалів або з повітряними пробойкамі.
Дореволюційний житлове будівництво (до 1917 г.) отлілось зведенням стін з масивними цегляними стінами товщиною 660-1480 мм. Зайве потовщення стін викликалося відсутністю в той час теорії розрахунку кам'яних конструкцій. Товщина стін по поверхах приймалася стосовно виробленим практичним правилам, згідно з якими товщина стін кожних двох поверхів зверху вниз, починаючи з третього поверху, збільшувалася на підлогу цегли. Обрізи стін виконувалися всередину будівлі.
Несуча здатність при цьому використовувалася на 50-70%. Найбільшого поширення в той час мали такі різновиди суцільний кладки (рис. 1):
• ланцюгова (ложковие і точкових ряди чергуються, вертикальні шви всіх ложкових рядів збігаються);
• хрестова (вертикальні шви в ложкових рядах викладаються в перев'язку);
• голландська (точкових ряди чергуються зі змішаними, в заважають ряду ложковие і точкових цеглини йдуть через хв);
• готична (складається зі змішаних рядів, точкових і ложкові цеглини чергуються в кожному ряду);
• англійська (на кожні два ложкових ряду доводиться один тичковий, все ряди перев'язані в 1/4 цегли).
Мал. 1. Типи цегляних кладок:
а- ланцюгова; б-хрестова; в-голландська; г-готична, д - англійська, е - багаторядна, ж -многорядная без перев'язки горизонтальних швів зовнішньої версти.
Довоєнний житлове будівництво відрізнялося зведенням будівель, як з масивними цегляними стінами, так і з полегшеними.
Хмарно кладка виконувалася двох типів перев'язки швів: ланцюгова, що дає в поперечному перерізі перев'язку всіх швів вищерозташованими цеглою, і американська, забезпечує перев'язку швів тільки в одному ряду з шести; тому її нерідко називають шестирядної.
Полегшені стіни. Існує залежність між теплопровідністю, власною вагою і механічною міцністю. Чим більший власний вагу, а отже і щільність матеріалу, тим нижче його термічний опір, але зате зазвичай тим вище його міцність. Це призводить до того, що в стінах верхніх поверхів є зайві запаси міцності, а в стінах нижніх поверхів - недолік термічного опору, що викликає зайве ускладнення конструкцій стін і фундаментів і втрату корисної площі приміщень.
Там, де був резерв міцності, застосовувалися так звані полегшені стіни з більш легких і тому менш теплопровідних матеріалів. Це дозволяло зменшити товщину стін настільки, щоб міцність матеріалу була максимально використана. Таким матеріалом є види цегли, що володіють істотно меншою масою і меншою теплопровідністю, ніж звичайний глиняний або силікатна, наприклад: 1) глиняно-Трепельне, що отримується шляхом випалення глини з домішкою трепела; 2) пористий, при виготовленні якого до глини додається вугільний пил або деревна тирса, вигоряючі при випалюванні; 3) безобжіговиє - шлаковий і зольний, вироблені з гранульованих шлаків і з сланцевої золи.
Перераховані різновиди цегли мають ті ж розміри і форму, що і звичайний глиняна цегла, і виготовляються наступних марок: відповідно «35», «50», «75», «100»; таким чином в середньому вони менш міцні, ніж звичайний глиняна цегла.
Конструктивно кладка з полегшеного цегли нічим не відрізняється від кладки із звичайної цеглини, але мінімальна товщина стін була зменшена на 1/2 цегли, так як термічний опір їх вище на 30-50% (залежно від виду цегли). Кладка з цих сортів цегли велася виключно на легких розчинах марок «8» і «15» і застосовувалася тільки для малоповерхових (2-3 поверхи) будівель або верхніх поверхів багатоповерхових будинків. Застосування такої цегли не допускалось для стін приміщень з підвищеною вологістю (лазні, пральні), а також для кладки димарів, лежаків, печей і т. Д.
Значне зменшення маси стіни досягалося заміною частини цегляної кладки іншими легкими і тому малотеплопроводнимі матеріалами.
Кладка з засипками. Одна з найбільш старих конструкцій стін такого типу була запропонована в 90-х рр. XIX ст. архітектором Герардом. Кладка системи Герарда складається з двох стінок, товщиною в півцеглини кожна, що викладаються на розчині марки не нижче «15», з проміжком між ними 18-33 см, що заповнюється малотеплопроводнимі матеріалом: засипанням з котельного шлаку, золи, товченого вугілля і ін. Або шлако -опілочним бетоном складу 1: 10: 6 (вапняне тісто. шлак. тирса). Для районів з 1 = -30вС товщина стін приймалася 51 см, для районів з температурою -400С - 56-64 см. Для усунення небезпеки відсирівання засипки внаслідок конденсату парів, що проникають зсередини приміщень, внутрішня поверхня стін покривалася щільною (цементної) штукатуркою, олійною фарбою і т. д. Для зв'язку стінок їх з'єднували один з одним випуском стусанів - через один ряд з кожної стінки. При залишенні між стусаном і стіною зазору шириною 3-5 см небезпека промерзання по лінії стусанів може, як показала практика, вважатися виключеною. З'єднання стінок металевими скобами вимагає витрат значної кількості металу, ускладнює роботи, і тому застосовувалося рідко.
Засипки дають згодом деяку осадку, в результаті чого утворюються порожнечі, що зменшують термічний опір стіни. Для боротьби з цим у верхній частині стін, в межах горища залишалася щілину, через яку періодично проводилося поповнення засипки.
У порівнянні з суцільною цегляною стіною система Герарда економічніша по витраті матеріалу. Однак вона вимагала застосування лише хорошого і цілого цегли, крім того, кладка такої стіни більш трудомістка, ніж кладка суцільний стіни.
Зазначені недоліки частково були усунуті в кладці Н.С. Попова - Н.М. Орлянкіна, в якій дві невисокі стінки в чотири горизонтальних ложкових ряду перекривалися горизонтальними діафрагмами з суцільної кладки цегли товщиною в два ряди. Засипка невеликої висоти практично не давала опади, а кладка стіни з горизонтальними діафрагмами відрізнялася простотою.
Стіни з засипанням застосовувалися для зовнішніх стін будівель висотою не більше п'яти поверхів. Відстань між поперечними стінами чи колонами каркаса не перевищувало 7,5 м. Такі стіни не влаштовувалися в будівлях з підвищеною вологістю повітря: пралень, лазнях, кухнях, мийних.
Цоколь зводився з суцільної кладки з відповідним потовщенням. Простінки мали ширину не менше 51 см. Перемички прольотом до 1,5 м влаштовувалися рядовими, роздільними під кожною стінкою. Засипка підтримувалася антисептированной (креозотірованной) дошкою, покладеної над віконною коробкою. Рядові перемички мали висоту не менше шести рядів і викладалися на цементному розчині 1: 4. Під нижній ряд цегли вкладалося пачковим залізо. Ненесучі перемички прольотом більше 1,5 м, а також всі перемички, несучі навантаження від балок перекриттів (незалежно від величини прольоту), були залізобетонними або зі сталевих прокатних балок.
Балки перекриттів спиралися на обидві стінки через дерев'яні або залізобетонні підкладки. Для збільшення стійкості несучих зовнішніх стін іноді під балками міжповерхового перекриття передбачали залізобетонний пояс товщиною 6,5 см. Для того щоб не спирати балки на стіни, влаштовували внутрішні пілястри, за якими вздовж стіни укладали пристінні прогони, що підтримують кінці балок.
Цегляно-бетонна кладка і кладка із заповненням готовими вкладишами - кладка Н.С. Попова. Кладка цієї системи полягає, як і вищеописані, з двох паралельних стінок завтовшки в цеглину. Проміжок між ними заповнювали легким бетоном (приблизний склад 1: 2: 24 - цемент. Вапняне тісто. Шлак).
При щільності легкого бетону 1250 кг / м3 загальна товщина стінки на теплому розчині приймалася в районах з температурою -20 гр. в 42 см, в районах з -30 "С 52 см, а в районах -40 ° С в 60 см.
При кладці товщиною менше 51 см для зв'язку стінок з легким бетоном кожен четвертий - шостий ряд по висоті в шаховому порядку перекривався стусанами.
При товщині кладки понад 51 см зв'язок здійснювалася наскрізним горизонтальним рядом цегляної кладки, що укладається по висоті через кожні три ложкових ряду бічних стінок.
Кладка Н.С. Попова застосовувалася для зовнішніх стін висотою до 15 м, т. Е. Для чотириповерхових будинків. Завдяки заміні внутрішньої частини кладки легким бетоном досягалася економія від 20 до 40% цегли без погіршення теплотехнічних властивостей.
Пристрій цоколя і карнизів принципово не відрізнялося від пристрою таких при суцільних цегляних стінах. Перемички над отворами влаштовувалися зазвичай рядовими, цегляними.
Гідність цегляно-бетонних стін полягає в їх високої міцності. Це пояснюється тим, що бетон сприймає частину навантаження, що передається на стіну, і, крім того, в ній добре забезпечений зв'язок між лицьовими стінками. Тому цегляно-бетонні стіни в залежності від застосовуваних марок цегли і класу бетону дозволялося зводити до шести поверхів.
Недоліками таких стін є: внесення в цегляну стіну під час кладки великої кількості вологи і підвищена трудомісткість робіт і труднощі при виконанні робіт у зимовий час. Ці недоліки усунуті в конструкції цегляної стіни з термовкладиш, розробленої В.П. Некрасовим (рис. 2). Ця стіна відрізняється від цегляно-бетонної тим, що внутрішнє її простір замість бетонної: домішки заповнювався заздалегідь виготовленими малотеплопроводнимі камінням (термовкладиш). Для виготовлення термовкладиш застосовувалися легкий бетон, пінобетон, пеносіліката і ін.
Колодцевая кладка стін системи Л.А. Сірка і С.А. Власова (рис. 3, а, б, в) складається з двох лицьових стінок товщиною по 0,5 цегли, між якими розташовані поперечні в півцеглини стінки (діафрагми), які забезпечують зв'язок між лицьовими стінками і ділять внутрішню порожнину стіни на ряд колодязів.
Мал. 2. Полегшена кладка з термовкладиш: 1 - цегляна кладка; 2 - термовкладиш
Відстань між діафрагмами призначалося від 530 до 1050 мм, т. Е. Від двох до чотирьох цегли. Колодязі заповнювали легким бетоном або легкобетонних вкладишами. Стіни виконували товщиною від 1,5 до 2,5 цегли в залежності від марки цегли і класу бетону. Колодцевая кладка стін застосовувалася при будівництві будівель заввишки до п'яти поверхів. У будівлях до двох поверхів включно (а також в двох верхніх поверхах багатоповерхових будинків) колодязі засипалися шлаком. Щоб уникнути опади засипки через кожні п'ять рядів цегли по висоті стіни влаштовували армовані розчинні діафрагми товщиною 15 мм з розчину того ж складу, що і для кладки (див. Рис. 3, г).
Під балками перекриттів розчинні діафрагми товщали по всій ширині стіни до 40 мм і посилювалися додатковою арматурою.
У кутах і місцях примикання внутрішніх стін до зовнішніх їх посилювали сталевими зв'язками. Зв'язки діаметром 5-6 мм з гаками на кінцях укладали в діафрагми з розчину на рівнях перекриттів, підвіконь і перемичок.
Всі описані конструкції полегшених стін в залежності від результатів теплотехнічного розрахунку виконували товщиною 380-420 мм (в 1,5 цегли), 510-580 мм (в дві цеглини) або 640-700 мм (в 2,5 цегли). Проміжна товщина виходила за рахунок розширення вертикальних швів між точкових цеглою поперечних стінок.
Мал. 3. Колодцевая кладка стіни системи Л.А. Сірка і С.А. Власова:
а-поруч кладки; б-перетину по криниці; в - перетин по поперечної стінці; г -сеченіе по колодязя при влаштуванні засипки; 1 цеглу ложкового ряду; 2 цеглини тичкового ряду; 3 - шлак; 4 - термовкладиш; 5 - розчинна діафрагма.
Стіни з повітряним прошарком (пропозиція Г.Ф. Кузнєцова) складаються з двох стінок з зазором між ними (рис. 4, а). Основна внутрішня стінка має товщину в 1 або 1,5 цегли в залежності від необхідної міцності і теплотехнічних вимог. Зовнішня стінка викладалася товщиною в 0,5 цегли. Замкнута повітряний прошарок товщиною 50 мм володіє термічним опором, рівноцінним опору цегляної кладки товщиною в 0,5 цегли. Тому наявність в кладці такого прошарку значно заощаджувало цегла і розчин і дозволяло зменшити товщину, а також вага стіни без погіршення її теплотехнічних якостей.
Зв'язок між внутрішньою і зовнішньою стінками здійснювалася точкових рядами цегли, наявних через кожні п'ять ложкових рядів, внаслідок чого такі стіни допускалосьпріменять в багатоповерховому будівництві. Стіни з повітряним прошарком допускалося викладати як з повнотілої цегли, так і пустотілого і пористого. При застосуванні цегли висотою більше 65 мм поперечна перев'язка виконувалася чере:-кожні чотири ряди (див. Рис. 4, а).
Мал. 4. Стіни з повітряним прошарком:
а - з повнотілої цегли; б-з многодирчатого цегли; в -з заповненням мінеральною сумішшю; 1 повітряний прошарок; 2 - зовнішня штукатурка; 3 внутрішня штукатурка; 4 - мінеральний повсть на бітумної зв'язці; 5 - розшивання швів.
Щоб уникнути продування зовнішньої стінки поверхню її Оштукатуривать. Якщо повітряний прошарок була заповнена неорганічної засипанням (шлак, мінеральна вата і т. П.), Тс штукатурка не застосовувалася, а шви ретельно расшивались.
Приклад такого заповнення мінеральною сумішшю на бітумної зв'язці показаний на рис. 4 в. Недоліком цієї конструкції є її підвищена трудомісткість.
Стіни з плитних утеплювачем складаються з несучої кладки товщиною в 1-2 цегли і внутрішньої теплоізолювальної плити (гіпсової, гіпсошлакові, гіпсоопілочной, пенобетонной, фібролітових) (рис. 5).
Плитний утеплювач може щільно прилягати до стіни з кріпленням на розчині, однак рекомендувалося ставити його на віднесенні, т. Е. Створювати між стіною і плитами повітряний прошарок товщиною 20-40 мм, що забезпечує додаткове утеплення (див. Рис 5, 6).
Плити в межах кожного поверху спираються на залізобетонні перекриття або на цегельні випуски стін з тим, щоб осаду їх не відрізнялася від опади цегляної кладки.
Мал. 5. Стіни з плитних утеплювачем і облицюванням панелями: а установка утеплювача на розчині; б - установка утеплювача на віднесенні; 1 цементний розчин; 2 утеплювач; 3 затирка; 4 - розшивання швів; 5 повітряний прошарок 20-40 мм.
Установку плит виробляли на вапняно-гіпсовому розчині але нанесеним на стіну гіпсовим маяках (рейкам). Маяки наносили правильними рядами, і поверхня їх робили строго вертикальною. Відстань між маяками визначали таким чином, щоб стики плит припадали на маяках. Плити встановлювали рядами, виконуючи перев'язку швів і з'єднуючи з кладкою спеціальними кріпленнями.
Перевага стін з плитними утеплювачами полягає в тому, що при цьому не виконували внутрішню штукатурку, обмежившись затіркою їх поверхонь і швів.
Раціональної для житлових будинків середньої поверховості є конструкція стін, утеплена облицювальними великорозмірними панелями. Зазначені панелі застосовувалися тільки на міжвіконних ділянках. Установку панелей виробляли відразу після закінчення кладки стін відповідного поверху до пристрою стельового перекриття і перегородок.
Панель кріпили до стін цвяхами, які забивали в просмолені пробки. На особливу увагу заслуговують стіни на теплих розчинах з жужільними добавками, отриманими від спалювання вугілля з підвищеною зольністю (близько 20%). Легкі (теплі) розчини, в яких замість звичайного піску застосовувався невеликий шлак, малорухливі, сильно деформуються при стисненні. Внаслідок цього при однаковій марці розчинів міцність кладки на теплому розчині майже на 30% менше міцності кладки на звичайному розчині. Вона також менш довговічна і стійка до вологи, особливо до сильного замочування атмосферними опадами поверхні стіни з пошкодженим штукатурним шаром, що призводить до значного зниження міцності якостей кладки.