Table of Contents

Основы строительства кирпичной стены

Кирпичный кирпичный кирпич служил краеугольным камнем прочной архитектуры на протяжении тысячелетий, предлагая сочетание прочности на сжатие, тепловой массы и эстетической универсальности. Хорошо построенная кирпичная стена не только поддерживает структурные нагрузки, но и сопротивляется погоде, огню и времени. Являетесь ли вы профессиональным каменщиком, архитектором, определяющим материалы, или домовладельцем, планирующим садовую стену, понимание науки и искусства кирпичного строительства имеет важное значение для достижения долгосрочной стабильности.

Это руководство охватывает весь спектр строительства кирпичной стены - от выбора материала и работы фундамента до передовых методов укрепления и протоколов обслуживания.Сосредоточив внимание на проверенных практиках и распространенных точках отказа, вы получите знания, необходимые для строительства стен, которые стоят на протяжении поколений.

Анатомия кирпичной стены: материалы и их роли

Каждая стабильная кирпичная стена зависит от синергии между тремя ее основными компонентами: кирпичом, раствором и фундаментом.Выбор правильных материалов для вашего климата, требований к нагрузке и эстетических целей является первым критическим решением.

Кирпичные типы и сорта

Кирпичи классифицируются по материалу, производственному процессу и предполагаемому использованию. Общие типы включают:

  • Глиняные кирпичи: Огненные в печи, они обеспечивают высокую прочность на сжатие и влагостойкость. Оценки варьируются от SW (тяжелая погода) до MW (умеренная погода), как определено ASTM C216 .
  • Бетонные кирпичи: Изготовленные из портландцемента и агрегатов, они экономически эффективны и доступны во многих цветах, но могут иметь более низкую устойчивость к замораживанию-оттаиванию, если не сформулированы должным образом.
  • Калиевые силикатные (песчано-известковые) кирпичи: Изготовленные под давлением и паром, они обеспечивают гладкую отделку и хорошую точность размеров.
  • Инженерные кирпичи: Кирпичи высокой плотности, низкой пористости, используемые для несущих стен и влагозащищенных курсов.

Выберите кирпичи с минимальной прочностью на сжатие 20 МПа для структурных стен и всегда проверяйте скорость поглощения (ниже 7% для зон сильного воздействия).

Спецификация минометов

Миномет - это "клей", который переносит нагрузки и вмещает незначительные движения. Четыре стандартных типа минометов (M, S, N, O) отличаются прочностью на сжатие и гибкостью:

  • Тип M: Высокая прочность (17,2 МПа) для низкосортных или тяжелых нагрузок приложений.
  • Тип S: Средняя прочность (12,4 МПа) с хорошей связью, идеально подходит для наружных несущих стен.
  • Тип N: Общее назначение (5.2 МПа) для шпонов и перегородок более высокого класса.
  • Тип O: Низкая прочность (2,4 МПа) для внутреннего ненесущего ремонта.

Правильные соотношения смешивания (например, 1 часть цемента : 1 часть извести : 6 частей песка) обеспечивают работоспособность и прочность связи. Используйте чистый, хорошо сортированный песок и питьевую воду. Для структурных стенок следуйте рекомендациям по пропорционированию в ASTM C270 .

Требования к фундаменту

Фундамент должен распределять вес стены и любые наложенные нагрузки на почву без чрезмерного расселения или дифференциального перемещения.

  • Глубина: По крайней мере на 150 мм ниже линии мороза в холодном климате, чтобы избежать взлёта.
  • Вид: Обычно толщина стенки в два-три раза превышает толщину полосы.
  • Дренаж: Гравийный слой и дырки для плача предотвращают накопление гидростатического давления.
  • Усиление: Бетонные опоры должны включать стальную арматуру (например, No4 бары в центрах 300 мм) для контроля трещин.

Проведите испытание несущей способности почвы перед заливкой фундаментов; минимально допустимое значение составляет 150 кПа для одноэтажных стен.

Принципы проектирования для структурной стабильности

Стабильность — это не только прочные материалы; это о том, как стена сопротивляется боковым силам (ветер, сейсмические), вертикальные нагрузки и тепловое расширение. Ключевые параметры конструкции включают в себя соотношение стройности, боковую поддержку и подвижные соединения.

Соотношение стройности и эффективная высота

Коэффициент стройности (эффективная высота, деленная на толщину) не должен превышать 27 для неукрепленной кладки по AS 3700. Стена высотой 3 метра и толщиной 110 мм имеет стройность 27,3 - превышающую предел, требующую структурных связей или более толстого профиля. Для устойчивости, увеличения толщины или добавления пилястр через регулярные промежутки времени.

Латеральная поддержка: узы и ограничения

Стены длиной более 12 метров или те, которые подвергаются воздействию ветровых нагрузок, нуждаются в боковых опорах:

  • Связи стенок полости: Связи оцинкованной стали или нержавеющей стали, соединяющие внутренние и наружные листья, разнесены на 900 мм горизонтально и 450 мм вертикально.
  • Сдерживающие ремни: Прикрепляются к полам или крышам каждые 2 метра для передачи ветровых нагрузок на диафрагмы.
  • Сдвиг стен: Пересекающиеся стены, которые действуют как крепления, уменьшая эффективную длину.

Движущиеся суставы: преодоление расширения и сокращения

Кирпичные стенки расширяются и сжимаются с изменением температуры и влажности. Без контрольных соединений трещины появятся в предсказуемых слабых местах. Установите расширяющие соединения каждые 6-9 метров в длинные стены и сжимающие соединения при отверстиях, линиях колонн и изменениях высоты стен. Суставы должны быть шириной 10-20 мм и заполнены гибким герметиком, таким как полиуретан или силикон.

Пошаговый процесс строительства

Выполнение сборки с точностью гарантирует, что дизайнерские намерения станут реальностью. Ниже приведена расширенная последовательность для типичной однокожной несущей кирпичной стены.

1.Прокладка и маркировка

Используя лазерный уровень или линию строителя, пометьте положение стены на фундаменте. Выберите углы и промежуточные точки. Проверьте квадрат методом 3-4-5 треугольников.

2. Готовим кровать-миномет

Смешайте раствор с консистенцией, которая сохраняет свою форму при сплетении, но достаточно влажная, чтобы склеить. Нанесите полный слой раствора толщиной 10 мм на поверхность фундамента. Не распространяйтесь более чем на 1 метр перед укладкой, чтобы предотвратить сушку.

3. Прокладка первого курса

Поместите первый кирпич в угол, постукивая его в маточное ложе. Проверьте уровень в обоих направлениях. Продолжайте укладку кирпичей сквозной, поддерживая последовательный 10-мм сустав. Используйте кирпичный молоток для регулировки выравнивания. После каждых 3-4 кирпичей проверьте на сантехнику с уровнем духа. Поглощайте вертикальные суставы - полукирпичная смещения (обычно 102 мм для стандартных кирпичей) необходима для переноса нагрузки.

4. Углы и свинец для строительства

На углах и дверных проемах строят зацепы (шаговые секции) высотой от трех до четырех курсов. Для поддержания выравнивания используют угловой столб и линейные блоки. Свинцовый метод удерживает стену прямой и водопроводной, особенно на длинных пробегах.

5. Применение минометов и сливочное масло

Распространяйте миномет на лицевую сторону следующего кирпича (слив) и нажимайте его на место, выдавливая излишки миномета из суставов. Отрежьте излишки сразу же с помощью тротуара. Для головного сустава (вертикального) используйте тротуар, чтобы нанести достаточное количество миномета перед размещением кирпича против предыдущего.

6. Контроль высоты курса

Используйте штангу или столб, помеченный каждые 76 мм (три курса, включая миномет), чтобы поддерживать постоянную высоту. Размер кирпича плюс минометный сустав должен точно соответствовать запланированному модульному размеру.

7. Тулинговые суставы

После того, как раствор начинает застывать (около 20–40 минут в умеренную погоду), инструмент суставы с соединительным инструментом или кусок согнутой трубы.Обычные профили включают вогнутые, смывные или пораженные погодой. Вогнутые суставы предпочтительнее для наружных стен, потому что они проливают воду.

8. Уборка

Удалите мазки из раствора жесткой щеткой, пока еще полусухой. Для затвердевшего раствора используйте мягкий раствор муриатической кислоты (1:10 с водой), но тщательно прополощите, чтобы предотвратить окрашивание или химическую атаку на кирпичи.

Факторы, влияющие на долгосрочную стабильность

Даже хорошо построенные стены могут потерпеть неудачу, если игнорируются основные факторы. Понимание этих сил помогает вам проектировать и строить более устойчивые структуры.

Движение почв и заселение

Расширенные глиняные почвы (например, вертизолы) усыхают и набухают при изменении влажности, оказывая повышательное давление на опоры. Решения включают глубокие фундаменты (паяние), надлежащий дренаж или использование плотной плиты. Неповрежденная несущая способность почвы должна быть проверена во время исследования участка. Избегайте строительства на заливке, если она не была уплотнена по меньшей мере до 95% стандартной плотности проктора.

Влага проникает и замораживает оттепель

Вода, проникающая в минометные соединения, может замерзать, расширяясь на 9% и вызывая разбрызгивание. Используйте миномет типа S с воздухообучающими примесями в зонах замерзания-оттепели. Установите мигающие у основания стен и над окнами, чтобы направить воду. Плачущие отверстия каждые 1,2 метра в первом курсе позволяют застрявшей влаге вырваться из стен полости.

Термическое и влажное расширение

Кирпичи расширяются с течением времени, поскольку они поглощают атмосферную влагу (приблизительно 0,5 мм на метр в течение 50 лет). В сочетании с тепловым расширением это может вызвать пряжки или растрескивание. Укажите расширения суставов с интервалами, рассчитанными по данным производителя кирпича - обычно каждые 9 метров для умеренного климата, каждые 6 метров для жарких, засушливых регионов.

Сейсмические и ветровые нагрузки

В сейсмических зонах (SDC C и выше) не армированная кладка не допускается для нового строительства. Использование армированной кладки с вертикальным и горизонтальным усилением на TMS 402. Правильное подключение к диафрагме крыши и фундаменту имеет решающее значение. Для ветровых нагрузок стены должны быть рассчитаны на конкретные коэффициенты давления на основе категории экспозиции (B, C, или D на ASCE 7).

Общие вопросы и передовые решения

Помимо основ, перечисленных в оригинальной статье, здесь представлены более глубокие диагностические подходы и меры по исправлению положения.

Оригинальное название: Beyond Foundation Subsidence

  • Вертикальные трещины вблизи отверстий: Указывают на отсутствие подшипников перемычки или на нагрузку сдвига. Установите усиленные перемычки надлежащего размера (минимальный подшипник 150 мм с каждой стороны) и включите углы стали по широким отверстиям.
  • Диагональные лестничные трещины: Часто из дифференциального поселения. Исследуйте почвенные условия; возможна подстилка спиральными пирсами или микропилами.
  • Горизонтальные трещины в кирпичных курсах: Как правило, от бокового давления (например, удерживаемой земли). Добавить крепления или завязи, или восстановить с подкреплением.

Стены из-под муфты и из-под муфты

Выпуклость обычно является результатом недостаточной боковой поддержки при строительстве или из-за плохих узоров связи. Для существующих стен углеродно-волоконные полоски или стальные пластины могут быть эпоксидно прикреплены к внутренней поверхности для восстановления водопровода без полного сноса. Для нового строительства убедитесь, что в день прокладываются не более четырех курсов, не позволяя раствору вылечиться, так как зеленый раствор не может противостоять боковым силам.

Оригинальное название: White Staining

Это вызвано миграцией водорастворимых солей на поверхность. Пока это не структурная проблема, она неприглядная. Используйте малощелочный цемент и избегайте избыточной воды в растворе. Чистите жесткой щеткой и водой; не используйте кислоту, если это не необходимо, так как это может повредить кирпичную поверхность.

Ухудшение состояния минометов

Мягкий, разрушающийся раствор (иногда из-за атаки сульфата из глиняных кирпичей) требует повторного наведения. Используйте ремонтный раствор, который соответствует оригиналу по прочности и проницаемости - никогда не используйте миномет типа M на исторических стенах из мягкого кирпича , так как он будет улавливать влагу и вызывать разбрызгивание. Вытаскивайте соединения на глубину 20 мм, демпфируйте и упаковывайте новый миномет слоями.

Техническое обслуживание и долголетие: проактивный уход

Кирпичной стене, которая получает рутинное внимание может легко прослужить более 100 лет. Следующий протокол продлевает срок службы и предотвращает дорогостоящий ремонт.

Ежегодный контрольный список проверок

  • Проверяйте наличие трещин в минометных соединениях и кирпичах; отметьте мелом и мониторите ширину ежемесячно. Ширины свыше 3 мм требуют инженерной оценки.
  • Удалите растительность (ivy, мх), которая удерживает влагу у стены.
  • Осмотрите плачущие отверстия и очистите любой мусор сжатым воздухом или проволочной щеткой.
  • Обеспечить водостоки и водосбросы сбрасывать воду не менее чем в 1,8 метрах от фундамента.
  • Тест на вкус растворимых солей? (Нет, используйте счетчик влаги, если окрашивание появляется снова).

Показать: Когда и как

Переназначение каждые 25-40 лет в суровом климате восстанавливает герметичность. Используйте раствор, который немного мягче кирпича, чтобы позволить влаге уйти. Процесс:

  1. Вытаскивайте старый миномет на глубину 15-20 мм с помощью холодной долота или угловой шлифовальной машины с пылевым извлечением.
  2. Вычистить пыль и заглушить суставы.
  3. Упакуйте новый раствор в подъемники 10 мм, что позволит каждому подъемнику застыть перед добавлением следующего.
  4. Инструмент, соответствующий оригинальному профилю.

Водонепроницаемость и покрытия

Избегайте нанесения непроницаемых герметиков на наружные кирпичные стены - они могут улавливать влагу за поверхностью, способствуя разбрызгиванию. Вместо этого используйте дышащие водоотталкивающие процедуры, если это необходимо. Для экстремального воздействия подумайте о применении прозрачного силана / силоксанового герметика, который проникает без образования пленки. Всегда сначала тестируйте на небольшой площади.

Передовые технологии строительства для повышения стабильности

Современная инженерия предлагает несколько методов, чтобы сделать кирпичные стены более устойчивыми, не жертвуя традиционным внешним видом.

Укрепленное масонство

Вставьте вертикальное и горизонтальное стальное усиление в пределах кирпичных курсов. Вертикальные бруски размещаются в ядрах (завитых ячейках) в центрах 800-1200 мм, завязываются в фундамент и диафрагму крыши. Горизонтальное усиление (лестничная проволока или трусового типа) закладывается каждый второй или третий курс. Эта система обязательна в зонах высокого ветра и сейсмических регионах.

Пост-напряженный кирпичный завод

Высокопрочные стальные сухожилия пронизываются через протоки внутри стены, затем натягиваются после излечения раствором. Это сжимает стену, повышая ее устойчивость к боковым нагрузкам. Используется в подпорных стенках и высоких свободно стоящих перегородках.

Структурные узы и якоря

Для стен полости используют спиральные галстуки (нержавеющая сталь), которые вводятся во внутренний лист через наружный узел, обеспечивая положительную связь без расширения якорей. Для стенок шпона необходимы коррозионностойкие регулируемые галстуки - оцинкованные галстуки имеют срок службы всего 30-50 лет в прибрежных районах, поэтому укажите нержавеющую сталь 316.

Интегральные водонепроницаемые смеси

Добавить жидкие гидроизоляционные соединения в раствор (например, Sika 1, MasterSeal) для уменьшения поглощения воды до 80% без влияния на проницаемость паров. Это особенно полезно для садовых стен и подвальных помещений.

Устойчивость и строительство кирпичной стены

Кирпич является низкотемпературным углеродным материалом при местном производстве и эффективном использовании. Максимизация долговечности кирпичной стены является одним из наиболее устойчивых вариантов, которые может сделать строитель. Дополнительные экологические методы включают:

  • Использование переработанного агрегата в растворных смесях (10-20% замена).
  • Указывается «зеленый» кирпич, изготовленный из переработанных отходов печи или низкотемпературной обжига.
  • Проектирование стен с тепловой массой для снижения нагрев и охлаждение нагрузки - экспонированные внутренние кирпичные кладки могут смягчить колебания температуры в помещении на 4-6 ° C.
  • Включая изоляцию полости (минеральная шерсть или бисерные шарики EPS) для достижения значений R 3.0 или выше без изменения эстетики внешнего кирпича.

Заключение

Строительство стабильной кирпичной стены является одновременно ремеслом и инженерной дисциплиной. От выбора правильных материалов и проектирования для движения до выполнения точной конструкции и выполнения регулярного обслуживания каждый шаг способствует созданию стены, которая работает надежно в течение десятилетий. Применяя принципы, изложенные здесь - усиленные соединения, надлежащий дренаж, подвижные соединения и активный уход - вы можете избежать распространенных ловушек, которые приводят к трещинам, выпуклости или отказу. Независимо от того, строите ли вы садовую стену, жилую пристройку или коммерческий фасад, инвестиции в качество и знания окупаются в структуре, которая гордо стоит год за годом.

Для дальнейшего чтения, обратитесь к техническим заметкам Brick Industry Association о строительстве стен, а также обратитесь к местным строительным нормам для сейсмических и ветровых требований в вашем регионе.