Зидани конструкции

материали и конструктивни особености

Зидарията е един от най-старите строителни методи за изграждане на сгради, използван от човека отпреди хиляди години и един от най-прилаганите и в днешно време. Богатото наследство на исторически зидани сгради навсякъде по света свидетелства за устойчивостта на зидарията като строителен материал. Зиданите сгради изглеждат стабилни и внушават чувство за сигурност, оставят трайно впечатление за здравина и качество.

Зидани са тези конструкции, които са изградени от отделни елементи - блокчета, свързани помежду си с някакъв разтвор, най-често варов. Най-използваните материали за зидария са тухла, камък, мрамор, гранит, варовик, бетонни блокчета и др. От вида на използвания материал, качеството на мазилката и начина на полагане зависи качеството на тези конструкции.

Често срещана заблуда е, че зидарията служи само за облицовка на фасада и няма носеща способност. Факт е, обаче, че зиданите конструкции понасят големи натоварвания и имат много добри конструктивни характеристики. Зиданите конструкции се отличават с висока якост на натиск при вертикални натоварвания. Сградите, чиято конструкция е зидана, са предпочитани от хилядолетия, поради своята трайност, здравина, пожароустойчивост, лесно набавяне на материал. Три от най-известните строителни постижения в света – Колизеумът, Тадж махал и пирамидите са зидани конструкции. Кметството във Филаделфия е най-голямата зидана сграда. Сградата на кметството във Филаделфия е проектирана от родения в Шотландия архителт Джон МакАртър, в стила на Втората империя. Построена е в периода 1871-1901 година. С приблизително 700 помещения това е най-голямата зидана обществена сграда в САЩ, и една от най-големите в световен мащаб. Тъй като не е използвана стомана, зиданите стени в долната част на сградата са с дебелина 22 фута, за да могат да понесат теглото от етажите нагоре.

Каменна зидария
Камъкът се използва като строителен материал от хиляди години. Отдавна са познати добрите му качества като материал за строителство. Пирамидите в Гиза, погребални камери във Великобритания и храмове в Малта - всички са изградени от камък преди над 4000 години и са все още запазени.

Има известен чар в каменните сгради. Носят от духа на отминали епохи, имат определена аура, която, вероятно заради здравината на камъка, създава усещане, че винаги са били част от пейзажа и винаги ще бъдат. Внушават стабилност и сигурност.

Има три основни групи скали (магмени, седиментни и метаморфни) и геоложките особености на всяка една от тях определят и разнообразието от камъни. В това отношение има известни ограничения, които правят определен камък повече или по-малко подходящ за строителни цели.

Най-използвани от магмените скали за зидария са гранит, сиенит, базалт, габро. От седиментните скали – варовик, доломит, пясъчник, и от метаморфните – мрамор, серпентини и други.

Има, разбира се, и някои особености, които трябва да се вземат предвид при зидане с някои от посочените скали. Някои видове гранит, например, могат да съдържат минерални соли, които да причинят обрушване на външната повърхност на камък, което да доведе и до по-сериозни щети като срутване. Зидарията от камъни може да бъде от необработени или обработени камъни (квадри), на които лицевите повърхности се обработват чрез шлифоване или полиране.

Според връзката между отделните камъни има традиционна и суха зидария. Сухи са тези зидарии, при които не се използва свързващ разтвор. Всеки един отделен камък се обработва много добре. Разчита се на плътното прилепване на камъните един в друг и гравитацията. Свободно стоящите каменни стени обикновено се правят по-широки в основата. Много от старите ирландски и български къщи са били построени по този начин. Изграждането на свободно стояща каменна стена е истинско изкуство и изисква много време и умения, за да се направи добре. Традиционна каменна зидария е тази, при която се използват строителни разтвори.

Важен елемент от каменната зидария са укрепващите пояси – тухлени или дървен. Дървените пояси се състоят в най-общия случай от две дървени греди, вградени от двете страни на зида и свързани помежду си с напречни връзки.

Тухлена зидария
Сред зидариите това е най-масово прилаганата. Тухлата се е доказала през годините като един от най-дълговечните, най-евтини и най-топлоизолиращи строителни материали. Началото на съвременното производство на керамични тухли е поставено в Германия и Австрия – през 1854 г. е създадена първата преса за тухли, а през 1858 г. – и първата рингова пещ за тяхното изпичане.

Материалите, направени от глина, са стабилни и имат голяма продължителност на живот. Тухлени сгради, чието съществуване е продължило стотици години, могат да се видят във всяка част на света. Освен, че е изключително надежден и дълготраен, тухлата е също и екологичен строителен материал. Глинените тухли се правят от естествени суровини – кал и вода. Крайният продукт е абсолютно чист материал, който не замърсява природата. С тухли се изграждат сгради със здравословен микроклимат. Устойчиви са както на високи, така и на много ниски температури. Имат висок клас мразоустойчивост, пожароустойчи са и водонепропускливи. Керамичните тухли имат много добри шумоизолационни и топлоизолационни свойства. Коефициентът на топлопроводност на плътните тухли е около 0,6W/m°C, а при тухлите с кухини достига и по-ниски стойности – до 0,33W/m°C.

Тухлите са изкуствени камъни, с подходящи размери и форма. В зависимост от условията на експлоатация, вида на конструкцията и изискванията на зида, се употребяват няколко вида тухли (обикновени, кухи, клинкерни, огнеопорни). Обикновените се изработват от пластична глина, добре обработена и пресована в калъпи. След което тухлите се изсушават и после пекат в специални пещи. Произвеждат се в стандартни размери: дължина 25cm, широчина 12cm и дебелина – 6,5cm. Това са т. нар. единични тухли. Те могат да бъдат изпълнени във вариант плътни или с кухини. Кухите тухли имат кухини над 20% от обема им. Тежат по-малко от обикновените плътни тухли и се употребяват, за да намалят общото тегло на зида и за по-добра топлоизолация. Освен класическата единична тухла са силно разпространени и така наречените тухли-четворки – 250/250/120(140)mm, които създават възможности за по-бърз строеж и имат по-добри топлотехнически характеристики.

Клинкерните тухли се изработват от глина, каолин, варовик и пясък, и имат много висока устойчивост на атмосферни влияния. Затова имат приложение основно за фасади, които след това не се измазват, също и за основи и стени, подложени на действието на влагата.

Огнеопорните глини, които се използват за зидарии, изложени на високи температури (фабрични комини, облицовка на парни котли, фуксове и др.), се изработват от шамотна или огнеопорна пръст.

Независимо от качеството на използваните тухли и разтвори, голямо значение за качествата на зида има превръзката – начинът на подреждане на тухлите в зида. Препоръчително е зидът да се изпълнява с цели тухли, с редки изключения, когато трябва да се изпълни превръзката, може да се използват и части от тухли.

Дали за покрив, фасада, стени или тераси, глинените строителни материали могат да се използват по различни начини и предлагат много предимства. Здрави са, имат доказана продължителност на живот, като през годините запазват качествата и свойствата си. Глинените тухли имат на практика универсално приложение, използват се почти за всякакви сгради (жилищни, обществени, промишлени) и могат да се реализират успешно във всякакви архитектурни стилове. Благодарение на отличните си изолационни качества и топлинния си капацитет, керамичните тухли помагат за намаляване на енергийните разходи.

Глинените тухли са естетични. Предлагат се в широка цветна гама – от бяло до класическо червено, дори и въгленово черно, която дава възможност за изпълнение на различни архитектурни стилове и интересни решения.

Бетонни блокчета за зидане
Строителните блокове се класифицират като такива заради по-големите си размери в сравнение с тухлите. На българския пазар се предлагат предимно бетонни и газобетонни блокове. Бетонните биват решетъчни и кухи, за олекотяване и по-добро изолиране. Изпълняват се от обикновен и лек бетон. За производството на блокчета от обикновен бетон се използва портландцимент, пясък и дребен чакъл. Олекотяването се постига най-често с добавянето на леки материали като керамзит, перлит и др. Бетонните блокове за зидария може да бъдат оформени с добавянето на специални добавки за получаване на различни текстури и цветове.

Сред леките бетонни блокче много популярен и с широко приложение е газобетонът. Газобетонът е клетъчен бетон, получен при смесване на кварцов пясък, цимент, вар и вода в автоклави. След смесването на компонентите, при определени условия те се суспензират и впоследствие втвърдяват. Газът, който се образува вследствие на процеса „набъбване”, увеличава 5 пъти обема на суровинната смес. Изделията от газобетон се изготвят само в заводски условия и при клиента постъпват във вид на готови за използване блокове и други елементи.

Газобетонът е негорим материал и заради това си свойство осигурява добра огнезащита на помещенията. Освен това благодарение на порестата си структура и добрата паропроницаемост, позволява стените да “дишат” и влажността в помещенията да се поддържа по естествен път. Отличава се със сравнителни бързи темпове на строителство, заради големите размери на блокчетата. Поради силно порьозната си структура блокчетата газобетон имат много добри топлоизолационни свойства.

Блокчетата стоманобетон се използват за изграждане на стени в конструкции с монолитен стоманобетонен скелет. Но също така от газобетон могат да се изготвят готови армирани елементи като плочи, покрития, щурцове, сводове, които се явяват конструктивни допълнения към блоковете и позволяват комплексни решения с газобетон.
Блокчетата лесно се обработват и изрязват, което е допълнителен плюс в стремежа и желанието за постигане на по-разчупен и атрактивен дизайн. Проблем при тези блокчета е високата им водопоглъщаемост, което може да влоши топлоизолационните им свойства, да се окаже предпоставка за образуване на мухъл, и други неприятни последици, ако не се вземат съответните мерки.

Разтвори за зидария
Разтворите за зидария са смес от свързващо вещество (обикновена вар, хидравлична вар, цимент, пепел) и добавъчен материал (пясък), които смесени с вода образуват пластична каша, която с времето се втърдява.

Разтворите спояват отделните елементи на зидарията (тухли, камъни, блокчета), като запълват фугите между тях. Изравняват се неравностите, като така се спомага за по-равномерно предаване на напреженията.

Необходимо е разтворите да притежават важни качества като подвижност, устойчивост срещу разслояване, компактност, а след тяхното втвърдяване и достатъчно якост.

Според вида на свързващото вещество, разтворите биват: варов, варо-циментов, циментов, глинен, гипсов, разтвор от пепелина.

За зидария се използват варови и варо-циментови разтвори. Това е най-употребяваният разтвор. Преди зидане тухлите трябва да се намокрят, за да поемат от влагата на разтвора. За места, които са по-тежко натоварени, или изложени на влага, се употребяват циментови разтвори. Глинените разтвори са слабо издръжливи на атмосферни влияния, и обикновено се използват в зидарии от кирпич.