Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние вопроса и задачи иследования 9
1.1. Строительные материалы и конструкции памятников 9
1.2. Проблемы усиления конструкций памятников 22
1.3. Задачи исследований 34
2. Экспериментальные исследования прочности и деформативности кладки из квадратного кирпича ... 36
2.1. Материалы, применяемые для изготовления опытных образцов 36
2.2. Прочность кирпича при различных видах нагружения 37
2.3. Исследование свойств кладочных растворов 45
2.3.1. Описание методики испытаний 45
2.3.2. Определение характеристик растворных смесей 47
2.3.3.Определение прочностных характеристик растворов 48
2.4. Описание опытных образцов кладки и методики испытаний 54
2.5. Прочность сцепления в кладке 60
2.6. Прочность кладки из квадратного кирпича 67
2.7. Деформации кладки из квадратного кирпича 82
2.8. Сопоставление опытных и теоретических данных 97
2.9. Выводы 106
3. Исследование инъекционных растворов 109
3.1. Материалы, применяемые в опытах 111
3.2. Описание методики испытаний 111
3.3. Свойства жидких растворов 116
3.4. Свойства растворного камня 118
3.5. Свойства контактного слоя 120
3.6. Выводы 134
4. Исследование прочности и деформативности усиленной кладки 135
4.1. Материалы, применяемые для усиления кладки 135
4.2. Усиление кладки инъецированием 135
4.3. Усиление кладки армированием и инъецированием 137
4.4. Результаты испытаний усиленной кладки 140
4.5. Выводы 155
Общие выводы 159
Литература 162
- Проблемы усиления конструкций памятников
- Прочность кирпича при различных видах нагружения
- Сопоставление опытных и теоретических данных
- Усиление кладки армированием и инъецированием
Введение к работе
На территории Казахстана сохранилось несколько десятков тщяч памятников истории, культуры и архитектуры. Это гражданские и культовые сооружения. К первым относятся жилые дома, дворцы, рынки, бани, караван-сараи, хранилища для воды. Ко вторым - мечети, медресе, мавзолеи, минареты. Конструкции этих сооружений весьма разнообразны: мощные стены, стрельчатые арки и своды, своды "балхи", балочные и арочные паруса, конические и сфероконические купола, винтовые лестницы.
Датируются памятники Казахстана IX - XIX в.в.. Наиболее характерные разрушения в памятниках вызваны просадками лессового основания, неуравновешенными нагрузками, строительными дефектами, процессами выветривания и естественного старения материалов.
Одной из конструктивных особенностей памятников Казахстана является то, что сложены они из кирпича квадратной формы на специфических растворах - лессовом, гипсовом и их смесях.
В результате воздействия различных факторов на многих из сохранившихся памятников можно наблюдать деформации, которые не встречаются в кладках на известковом и тем более на цементном растворах. Это существенное изменение первоначального очертания образующих куполов и арок без появления трещин в кладке. Такие деформации в кладке из квадратного кирпича, вероятно, стали возможны из-за пластических свойств раствора.
Многие памятники просуществовали от 100 до 1000 лет и процесс пластических деформаций в кладке должен был стабилизироваться. Однако лессовые и ганчевые растворы при увлажнении (протечки в кровле, подсос грунтовых вод и др.) вновь приобретают пластические свойства, поэтому деформации кладки во времени не ограничены. Напряжения в конструкциях древней кладки обычно составляют 0,5 - 1,0 МПа, однако из-за пластических свойств раствора кладка даже при незначительных напряжениях "течет". Толщина растворных швов в кладке из квадратного кирпича на лессовом и ганчевых растворах часто достигает толщины кирпича. В современной кладке раствор занимает около 23% ее объема, тогда как в старой кладке с толстыми швами раствор занимает до 40% объема, а иногда и более [45,46].
При выполнении реставрационных работ часто возникают вопросы, для решения которых не хватает существующих теоретических знаний, недостаточно и накопленного опыта, поэтому их практические решения порой оказываются несовершенными и часто спорными. Основная масса этих вопросов обусловлена недостаточной изученностью материальной основы памятников, мальш знакомством с особенностями и возможностями древних строительных материалов и конструкций [7].
Изучение материалов и конструкций сохранившихся памятников играет важную роль в практическом аспекте - в деле реставрации, усиления и восстановления памятников. Следует отметить, что именно этому вопросу сейчас не уделяется должного внимания. Доказательством этому может служить тот факт, что часто на памятник обращают внимание тогда, когда он приходит в аварийное состояние или уже рушится [6,58,62].
При анализе состояния конструкций памятников из квадратного кирпича возникает ряд вопросов. По формуле профессора Л. И. Онищика можно определить прочность обычной кирпичной кладки, учитывая прочность кирпича и раствора [77]. Однако эти формулы пригодны для определения прочности кирпичной кладки, возведенной из обыкновенного кирпича и распространять их на кладку из квадратного кирпича без экспериментальной проверки было бы неверно [107].
В бывшем СССР проведен большой объем экспериментальных и теоретических исследований по вопросам прочности и деформативности каменных конструкций. Исследованию прочности и деформативности каменных конструкций посвящены работы А. С. Дмитриева, А. А. Емельянова, B. А. Камейко, И. Т. Котова, Н. И. Кравчени, Н. В. Морозова, М. Я. Пильдиша, C. В. Полякова, Н. А. Попова, А. И. Рабиновича, С. А Семенцова, А. А. Шишкина. Исследования каменных конструкций проведены в основном в ЦНИПСе и ЦНИИСКе под руководством профессора Л. И. Онищика.
В результате исследований получены качественная и количественная оценка влияния различных факторов на прочность кладки [77,80]. Так как многие параметры кладки из квадратного кирпича на лессовом и ганчевых растворах значительно отличаются от аналогичных параметров обычной кладки, то и физико-механические характеристики старой кладки могут иметь другие значения. Прочностные характеристики в СНиП П-22-81 приводятся для кладки из обыкновенного кирпича с толщиной швов 12 мм [96]. Для оценки прочности старой кладки по этим нормам необходимо проведение как теоретических, так и экспериментальных исследований. Прочностные и деформативные характеристики старой кладки необходимо знать при анализе состояния конструкций и решении вопроса об их усилении [74,84,94,106]. Из архивных материалов известно, что в ранние периоды, существования памятников их усиление производили перекладкой раздавленной кладки. В настоящее время одним из наиболее эффективных способов усиления каменных конструкций является заключение кладки в обойму [86]. Для памятников архитектуры такой способ не всегда приемлем, так как при усилении не должен искажаться внешний вид конструкций. С этой точки зрения для усиления конструкций перспективным был бы метод инъекции. Но так как старая кладка сложена на лессовом и ганчевых растворах, которые при увлажнении значительно снижают свою прочность, то для инъекции таких кладок нужны специальные исследования.
Так как многие памятники в Казахстане продолжают интенсивно разрушаться, то изучение прочности и деформативности кладки из квадратного кирпича и разработка методов ее усиления имеют большое практическое значение.
Целью настоящей работы является исследование прочностных и деформативных характеристик кладки памятников архитектуры Казахстана и разработка методов ее усиления.
Задачами проведения исследований являются:
- исследование прочности и деформативности двух типов кладки из квадратного кирпича;
- разработка методов усиления кладки двух типов из квадратного кирпича;
- исследование прочностных и деформативных характеристик усиленной кладки;
- исследование влияния влажности кладочных растворов на их прочность.
Автор защищает:
- результаты экспериментальных исследований прочности и деформативности кладки двух типов;
- методы усиления кладки из квадратного кирпича;
- результаты экспериментальных исследований прочности и деформативности усиленной кладки.
Научная новизна работы состоит в следующем:
- впервые исследованы прочностные и деформативные характеристики кладки двух типов из квадратного кирпича;
- разработаны методы усиления кладки из квадратного кирпича;
- получены экспериментальные данные прочностных и деформативных характеристик усиленной кладки.
Практическое значение работы:
- на основании экспериментальных данных получены коэффициенты к формуле Л.И.Онищика, что позволяет оценить несущую способность кладки из квадратного кирпича по нормам;
- предложены методы усиления кладки, которые позволяют повысить несущую способность кладки и предотвратить разрушение памятников архитектуры. Работа выполнена автором в институте РНИГТй памятников материальной культуры под руководством канд. техн. наук (Г.Н.Брусенцова и доктора техн. наук П. Г. Лабозина. Консультации по проведению экспериментальных работ были получены у канд. техн. наук А. А.Емельянова.
Проблемы усиления конструкций памятников
Растворы пятой группы не содержат гипса и относятся к гидравлическим вяжущим растворам типа "кыр". В период исследований этот раствор представлял собой хрупкий материал, не обладающий структурной прочностью.
Из таблицы 1.1.4 видно, что максимальной прочностью обладают растворы с большим содержанием гипса. При увлажнении растворов прочность их значительно снижается. Присутствие в растворах водорастворимых солен увеличивает поглощение влаги из воздуха и отрицательно сказывается на прочности и долговечности растворов [2,3,61].
Кирпичная кладка на ганчевых и лессовом растворах имеет жесткость, отличную от жесткости кладки на известковом или цементном растворах. Ганч и лесс от влажности сыреют, размягчаются и становятся пластичными. Вследствие этого конструкции часто не разрушаются, а изменяют свое первоначальное очертание (купола, арки) [54]. Пластичность кирпичной кладки на лессовом и ганчевых растворах, вероятно, влияет и на прочность кладки, на ее долговечность.
Долговечность кладки зависит от многих факторов, в том числе от долговечности материалов. Под долговечностью материалов понимают такой расчетный, срок службы, в течение которого материалы конструкций сохраняют свои качествами заданные характеристики [87]. Долговечность зданий 50 - 100 лет, приведенная в нормах [96], для памятников архитектуры оказывается явно недостаточной. Долговечность материалов и конструкций зависит от интенсивности протекания в них разрушительных процессов. Памятники архитектуры Казахстана просуществовали от 100 до 1000 лет и сохранность отдельных из них говорит о долговечности материалов. Как уже отмечалось, предел прочности при сжатии кирпича одного из памятников после более чем 500 лет службы составил около 50 МПа, морозостойкость -25 циклов. Растворы после такого же срока службы имеют предел прочности при сжатии от 2,5 до 10 МПа.
Однако применение подобных материалов для реставрации в настоящее время часто вызывает необходимость повторных усилений.
До недавнего времени в реставрации считалось, что все работы по усилению конструкций должны вестись только старыми способами с применением традиционных материалов, в настоящее же время считается приемлемым все, что обеспечивает длительное существование памятника, не меняя его внешнего облика, не внося ничего нового в его внешнее конструктивное решение [22, 70]. Применяемые в настоящее время методы оценки долговечности материалов носят ориентировочный характер. Они основаны на данных опыта и сводятся в основном: - к определению в лабораторных условиях стойкости строительных материалов при воздействии на них тех или иных факторов (морозостойкость, биостойкость, влагостойкость, стойкость против коррозии); - к натурным наблюдениям над состоянием конструкций во время их эксплуатации; - к сравнительному сопоставлению запроектированных конструкций с конструкциями из тех же материалов, длительное время находящихся в условиях воздействия окружающей среды. С развитием строительной индустрии и применением новых материалов указанные эмпирические методы становятся недостаточными. Определение стойкости материалов в лабораторных условиях по действующим методикам не всегда служит надежным критерием долговечности конструкций, выполненных из тех же материалов. Это объясняется отсутствием подобия между условиями работы реальных конструкций и условиями работы материалов при лабораторных исследованиях [42]. В деле реставрации памятников архитектуры необходимы достоверные и надежные методы прогнозирования долговечности новых материалов, применяемых для усиления конструкций. Для правильной оценки состояния памятников необходимо знать конструктивные особенности и приемы, которыми пользовались строители в древности. Известно, что большинство памятников архитектуры Казахстана возведено без фундаментов. Большие сооружения, основанием для которых служили просадочные грунты, выполнены на ленточных "заливах". "Заливы " представляют собой искусственное основание, которое выполняется путем многократных (20-80 раз) заливок жидкого раствора из лесса в ленточные траншеи слоями толщиной 1,5-3 см. Стены небольших сооружений опираются непосредственно на грунт, заглубление стен составляет 10-20 см. В Центральном Казахстане, где преобладают сильные ветры, отдельные участки подошвы стен оголены. Раствор в швах кладки выветрен на глубину 10-15 см, а разрушение кладки из-за процессов выветривания достигает 50 см по глубине. Конструкции стен памятников Казахстана выполнены сплошными и трехслойными. Толщина стен изменяется в широком диапазоне - от 0,8 до 3 метров. Такие стены выполнены сплошными из квадратного кирпича с перевязкой швов. Стены мавзолеев Мангышлакской области Казахстана выполнены трехслойными: облицовочный слой - из плит известняка или песчаника, внутренний слой из камней того же материала, забутовка сделана из грунта и обломков камней [66]. Плиты установлены без какого-либо раствора и часто без связи с кладкой внутренней части стены. На отдельных памятниках кирпичные стены тоже выполнялись трехслойными. Так, на мавзолее Айша-Биби Х1-ХП в.в.(Джамбульская область) стены состоят из трех слоев: наружного слоя из облицовочных терракотовых плиток, заполнения стен (забутки) и кирпичных стенок толщиной в 40 см, служащих опалубкой для внутреннего заполнения. Забутка представляет собой смесь бракованных терракотовых плиток с глиной (толщина забутки около 80 см). Наружные и внутренние слои кладки и колонны связаны между собой деревянными связями (арча), проложенными в кладке через каждые 60 - 80 см по высоте. Системы арок-сводов мавзолея разгружают стены и передают нагрузку на колонны и кирпичные столбы. До наших дней дошли отдельные фрагменты этого уникального сооружения - участки стен, арок.
Прочность кирпича при различных видах нагружения
Для исследования прочностных и деформативных характеристик кладки из квадратного кирпича использовалось два вида кирпича: - старый кирпич, изготовленный в XIV веке. Кирпич формовался вручную в деревянных формах без дна. Сырьем для изготовления кирпича служил лесс Саурановского месторождения. Кирпич для изготовления образцов кладки отобран на мавзолее Ходжа Ахмеда Ясави и окружающих постройках XIV века (г. Туркестан Чимкентской области). Окраска кирпича от розово-желтой до темно-розовой. Размеры кирпича 25x25x5 см; кирпич для реставрации, выпускаемый реставрационной мастерской Г.Туркестана. Кирпич изготовлен из лесса Саурановского месторождения с добавлением 25 % пластичной глины Туегасского месторождения. Окраска кирпича светло-розовая. Размеры 25x25x5 см. кирпич изготовлен на кирпичном заводе. Далее кирпич именуется современным квадратным. Для кладочных растворов применялись следующие материалы: - лесс Саурановского месторождения Чимкентской области; - гипс Зареченского гипсового завода Алма-Атинской области; - кирпичная крошка из современного кирпича крупностью до 1 мм. Испытание кирпича XIV века и современного кирпича квадратной формы производилось на сжатие, изгиб, осевое растяжение и срез. Определение прочности при сжатии вьшолнялось по ГОСТ 8462-85 [34]. Образцы изготовлены из четвертинок целого кирпича, размеры в плане 12,5x12,5 см. Результаты испытания кирпича на сжатие приведены в таблице 2.2.1.
Предел прочности кирпича XIV века при сжатии составил 10,8 МПа, а современного кирпича 20,3 МПа. Кроме того, прочность при сжатии определялась на кубиках 5x5x5 см из обоих видов кирпича в сухом и водонасыщенном состоянии. Результаты испытаний приведены в таблицах 2.2.2 и 2.2.3. Прочность кирпича XIV века в кубиках 5x5x5 см равна 16,2 МПа в сухом состоянии и 12,7 МПа в водонасыщенном. Коэффициент размягчения составил 0,78 (Ri в насыщенном состоянии/Ri в сухом состоянии). Водопоглощение в среднем равно 19,9 %. При определении предела прочности при сжатии кирпича XIV века в кубиках 5x5x5 см результат следует умножать на коэффициент 0,67 (10,8: 16,2) - для перехода к стандартной прочности. Прочность при сжатии современного кирпича в кубиках 5x5x5 см равна 38,7 МПа в сухом состоянии и 35,8 МПа в водонасыщенном. Коэффициент размягчения равен 0,93. Водопоглощение в среднем составило 18,9 %. Для перехода к стандартной прочности при определении предела прочности при сжатии современного кирпича в кубиках 5x5x5 см результат следует умножать на коэффициент 0,52 (20,3:38,7). Результаты испытания кирпича XIV века на изгиб приводятся в таблице 2.2.4. Испытание на изгиб выполнено дли половинок квадратного кирпича 25x12,5x5 см и для целого кирпича 25x25x5 см. Прочность кирпича при изгибе (при испытании половинок квадратного кирпича) в среднем равна 2,65 МПа. Отклонения в прочности получены в допустимых пределах. Прочность кирпича при изгибе в опытах получена на 21 % больше, чем принято в ГОСТе [35,96]. Прочность кирпича при изгибе составила 0,27 % от прочности кирпича при сжатии. Прочность целого квадратного кирпича при изгибе получена в среднем 5,32 МПа, что составляет 0,53 % от прочности кирпича при сжатии. В таблице 2.2.5 приводятся результаты испытания современного кирпича на изгиб. Прочность кирпича при изгибе составила 0,29 % от прочности кирпича при сжатии. Прочность кирпича при изгибе в опытах получена на 76 % больше, чем принято по ГОСТ. Прочность кирпича на осевое растяжение определялась испытанием кирпича на раскалывание в прессе с передачей усилия через круглые стержни диаметром 12 мм. Результаты определения предела прочности кирпича при осевом растяжении приведены в таблице 2.2.6. Для кирпича XIV века средний предел прочности при осевом растяжении равен 1,23 МПа и составляет от прочности кирпича при сжатии 0,12 %. Для современного кирпича средний предел прочности при осевом растяжении равен 3,64 МПа и составляет от прочности кирпича при сжатии 0,18 %.
В таблице 2.2.7 представлены результаты испытания кирпича обоих видов на срез. Прочность на срез кирпича XIV века равна в среднем 1,78 МПа, что составляет 0,165 от прочности кирпича при сжатии. Прочность на срез современного кирпича равна в среднем 1,92 МПа, что составляет 0,095 от прочности кирпича при сжатии. В таблице 2.2.8 приведены данные по испытанию кирпича относительно стандартной прочности.
Сопоставление опытных и теоретических данных
Известно, что при осевом сжатии кладки в кирпиче возникают не только напряжения сжатия, но и напряжения изгиба, растяжения и среза.
Опытами установлено, что деформации кладки происходят в большей части за счет растворного шва. Характерной особенностью кладки является переменный модуль деформаций, величина которого непрерывно уменьшается по мере возрастания напряжения в сечениях. Из экспериментов следует, что деформации кладки при центральном сжатии в целом значительно больше деформаций и кирпича и раствора, испытываемых отдельно. Деформации раствора примерно в пять раз больше в кладке, чем при испытании раствора в образцах - кубах. Объяснить это можно условиями твердения раствора в кладке. Кроме того, степень уплотнения шва в процессе кладки, влажностный режим твердения и т.д. приводят к тому, что раствор в швах кладки по прочности и по упругим свойствам сильно отличается от раствора в образцах -кубах. Анализ результатов испытаний показывает, что особенно подвержены деформациям верхняя и нижняя постели шва, прилегающие к кирпичу, которые легко сминаются даже при малых нагрузках и являются причиной больших остаточных деформаций кладки [77].
Известно, что чем слабее раствор, тем большие напряжения растяжения возникают в кирпиче. В кладке на слабых растворах кирпич препятствует поперечному расширению горизонтальных швов, в результате этого увеличивается предел прочности раствора в швах по сравнению с его прочностью в кубиках в 3 - 4 раза [90].
В настоящей работе ставилась задача определения деформаций кладки двух типов из кирпича XIV века и современного кирпича на трех видах растворов: лессовом, смеси гипс: лесс 1:1; смеси гипс: кирпичная крошка 1: 0,18, а также определение начального модуля деформаций Бо и упругой характеристики а.
На рис.2.7.1 - 2.7.3 приведены графики средних относительных продольных и поперечных деформаций, полученных в результате измерения деформаций кладки индикаторами по всем четырем граням образца. В таблице 2.7.1 приводятся относительные продольные деформации кладки при различных уровнях нагрузки, а также начальные модули деформаций Ео и значения упругой характеристики а. Из графиков следует, что продольные деформации кладки из кирпича XIV века на лессовом растворе при уровне нагрузки 0,21 - 0,23 от разрушающей носят прямолинейный характер. При увеличении нагрузки происходит увеличение продольных деформаций и графики приобретают нелинейное очертание. Деформации кладки на растворе гипс : лесс 1 : 1 носят аналогичный характер и имеют примерно те же величины, что и в кладке на лессовом растворе. Графики имеют прямолинейное очертание при уровне нагрузки 0,22 - 0,29 от разрушающей. Характерной особенностью графиков продольных деформаций на лессовом растворе и растворе состава гипс : лесс 1 : 1 является резкий перелом кривых до уровня нагрузки 0,8 от разрушающей, далее графики приобретают прямолинейный характер. Поперечные деформации в кладке на обоих видах растворов начинают развиваться при уровнях нагрузки, предшествующих появлению первых трещин в кладке. Для кладки на лессовом растворе - при нагрузках 0,21 - 0,23 от разрушающей, для кладки на растворе гипс : лесс 1 : 1 при нагрузке 0,22 - 0,29 от разрушающей. Интенсивный рост поперечных деформаций отмечается при нагрузках 0,7 - 0,8 от разрушающей.
Относительные продольные деформации кладки на более прочном растворе состава гипс : кирпичная крошка 1 : 0,18 в среднем в два раза меньше, чем на растворе из лесса и смеси гипса и лесса. Прямолинейная зависимость графиков сохраняется для образца № 4 до уровня нагрузки 0,29, для образцов №5 и №6 - до уровня 0,6 и 0,5 от разрушающих соответственно. Резкий перелом кривых отмечается при нагрузках близких к 0,8 от разрушающих.
Поперечные деформации начинают развиваться перед образованием трещин -для образца №4 - при уровне нагрузки 0,43, для образцов №5 и №6 - при уровне нагрузки 0,6 от разрушающей. Интенсивный рост поперечных деформаций начинается при уровне нагрузки 0,9 от разрушающей.
Таким образом, продольные деформации в кладке на более прочном растворе в два раза меньше, чем в кладке на растворах с содержанием лесса. Поперечные деформации начинают развиваться позже, чем в кладке на растворах с содержанием лесса - для кладки на лессе и гипсе - при 0,43 - 0,6 от разрушающих.
Относительные продольные деформации кладки из современного кирпича на лессовом растворе больше аналогичных деформаций кладки из кирпича XIV века в 1,78 раза. Следует отметить, что современный кирпич имеет большую прочность на сжатие, изгиб и растяжение, чем кирпич XIV века. Линейная зависимость между напряжениями и деформациями сохраняется до уровня нагрузки 0,2 от разрушающей. Поперечные деформации фиксируются приборами от этого же уровня нагрузки. Интенсивный рост поперечных деформаций наблюдается при уровне нагрузки более 0,8 от разрушающей. Продольные относительные деформации кладки на растворе состава гипс : лесс 1 : 1 имеют меньшие значения, чем в кладке из кирпича XIV века на таком же растворе. Линейная зависимость между напряжениями и деформациями сохраняется при большем уровне нагрузки - 0,29 - 0,35 от разрушающей. Поперечные деформации начинают развиваться при этом же уровне нагрузки. Резкий перелом графиков поперечных деформаций наблюдается при уровне нагрузки 0,7 - 0,8 от разрушающей.
Усиление кладки армированием и инъецированием
Шла раствором с ПВА повышает трещиностойкость кладки - образование первых трещин в усиленной кладке происходит при больших нагрузках, чем в кладке до усиления. Продольные деформации в кладке после усиления значительно уменьшаются. Поперечные деформации в усиленной кладке развиваются при больших напряжениях, чем в кладке до усиления. 4. Прочность кладки второго типа, усиленной инъецированием и армированием, повысилась в 1,28-1,42 раза. Образование первых трещин в кладке происходит при том же уровне нагрузки, что и до усиления. Увеличение прочности кладки происходит за счет повышения сцепления в кладке, а также за счет армирования. В результате исследования прочностных характеристик двух типов кладки из квадратного кирпича установлено, что предел прочности кладки при центральном сжатии в среднем в 2 раза меньше по сравнению с вычисленным по нормам. 2. Полученные экспериментальные данные позволяют определять прочность кладки из квадратного кирпича по существующим нормам. При этом конструктивный коэффициент следует определять по формуле профессора Л.И.Онищика с использованием прочности кирпича на изгиб и кубиковой прочности кирпича. 3. При определении предела прочности кладки, сложенной на гипсовых и лессовом растворах, следует учитывать снижение прочности растворов в зависимости от их влажности по предлагаемым графикам. 4. Испытания кладки первого и второго типа на центральное сжатие показали, что наибольшей прочностью обладает кладка первого типа из кирпича обоих видов на растворе состава гипс; лесс 1:1. 5. Наибольшие относительные продольные деформации отмечены в кладке из современного кирпича и кирпича XIV века на лессовом растворе. Наиболее деформативной является кладка из современного кирпича на лессовом растворе. Относительные продольные деформации в кладке из квадратного кирпича на растворах с содержанием лесса на порядок больше по сравнению с обычной кладкой на цементном растворе. 5, Продольные деформации кладки второго типа меньше продольных деформаций кладки первого типа на таком же растворе в 5 раз. Таким образом, применение кладки двух типов при возведении арок большого пролета носит закономерный характер. Нижний слой кладки (второй тип) в таких арках менее деформативен. Кладка второго типа защищает кладку первого типа от развития разрушающих деформаций. 6. Величины упругой характеристики а, полученные по экспериментальным данным, больше нормативной величины в 1,32-6,1 раз. Для практических расчетов кладки из квадратного кирпича следует пользоваться значениями упругой характеристики а, полученными по экспериментальным данным. 7.При исследовании свойств материалов кладки из квадратного кирпича установлено, что прочность кирпича при изгибе превышает нормативное значение на 21 - 76 %; прочность при растяжении превышает среднее значение для обычного кирпича в 1,9 - 2,98 раза; прочность кирпича на срез меньше среднего значения для обычного кирпича на 17,5 - 52,5 %. 8. Нормальное и касательное сцепление с лессовым раствором для обоих видов кирпича в 3-5 раз ниже нормативных значений; с раствором лесс: гипс 1:1 в среднем равно нормативному. Нормальное сцепление с раствором гипс: кирпичная крошка 1:0,18 для кирпича XIV века выше нормативного в 1,6 раза, ; касательное сцепление выше в 2 раза, нормальное сцепление раствора с І реставрационным кирпичом ниже нормативного в 1,2 раза, касательное выше і нормативного в 1,7 раза. 9. В результате исследования инъекционных растворов подобран состав раствора для усиления кладки из квадратного кирпича. 10. Для предотвращения чрезмерного увлажнения кладки в период инъецирования предложена новая методика. Перед инъецированием кладки, сложенной на кладочных растворах с содержанием лесса, грани трещин обрабатываются полиметилфенилсилоксаном (5 %-ный раствор КО-921 в толуоле или ксилоле). 11. Добавка в инъекционный раствор ПВА увеличивает сцепление с кирпичом более чем в два раза. Инъекционный раствор обладает достаточным сцеплением с материалами кладки (кирпичом и кладочным раствором) и соединение в инъекционном шве получается равнопрочным. 12. Петрографический анализ образцов с инъекционным швом показал, что химического взаимодействия между инъекционным раствором и материалами кладки не обнаружено. 13. Экспериментально установлена возможность усиления кладки на лессовом растворе методом инъецирования и кладки второго типа инъецированием и армированием. 14. Инъецирование кладки первого типа известково-гипсовым раствором обеспечивает усиление кладки только на гипсовом растворе. Коэффициент усиления равен 1,32. 15. Инъецирование кладки первого типа гипсо-полимерным раствором повышает прочность кладки на всех группах растворов - коэффициент усиления равен в среднем 1,5. Повышается также трещиностойкость кладки -образование первых трещин в усиленной кладке происходит при больших нагрузках, чем в кладке до усиления. 16. Прочность кладки второго типа; усиленной инъецированием и армированием, повышается в среднем в 1,35 раза.
