Кладка арок и сводов

При кладке печей часто приходится перекрывать различные топочные отверстия, топливники и всевозможные камеры, применяя перемычки простой и сложной формы.

Перекрытие в стене называется аркой или арочной перемычкой, а перекрытие, устраиваемое между стенами, - сводом.

Количество кирпичей в арке и рядов в своде должно быть нечетным. Средний нечетный кирпич замковый. В практике встречается и четное количество, правда, очень редко, тогда замковыми будут два кирпича. Кирпичи, на которые опирается перемычка, называются пятами, и им всегда придается нужная форма соответствующей обработкой. Пространство, перекрываемое любой перемычкой, называется пролетом. Необходимо помнить, что при выкладке любой перемычки все швы между уложенными кирпичами всегда направляют к одной точке или центру, из которого описывается кривая арки или свода. Высота подъема свода или арки называется стрелой подъема. Арки бывают высокими и низкими.

Любую перемычку начинают с закладки пят, которые выполняют по шаблону. Так как высота арки или свода бывает разная, то и угол пяты изменяется. Нельзя применять одну форму пяты для всех арок и сводов.

Во временных печах узкие топливники шириной до 420 мм перекрывают упрощенным треугольным сводом, укладывая кирпич плашмя (рис. 27) с последующим продолжением кладки стенок, которые будут прочно прижимать пяты к нижележащим рядам кладки.

Рис. 27. Перекрытие узкого топливника треугольным сводом

Если такой свод по каким-либо причинам возводят без продолжения кладки, то уложенные пяты не всегда могут прочно удерживать кирпичи треугольного свода, так как они не будут прочно прижаты сверху с достаточной силой к своей постели. Это может привести к сдвигу пят распором свода, и он может обрушиться.

Чтобы этого не случилось, уложенные под свод пяты надо стянуть или сжать брусками из квадратной, прямоугольной, угловой или тавровой стали и связать проволочным жгутом. Жгут должен находиться внутри кладки (рис. 28). Если жгут останется открытым и будет находиться в топливнике, он быстро перегорит.

Рис. 28. Укрепление пят треугольного свода путем сжатия угловой или полосовой сталью со стягиванием проволочным жгутом: 1 - тавровая сталь; 2 - проволочный жгут

Вместо проволоки можно применять полосовую сталь, прочно скрепив ее с брусками (приклепав).

В зависимости от условий и назначения печи концы брусков могут выходить наружу и стягиваться также жгутами или круглыми стальными стержнями нужной толщины, иногда с резьбой и гайками на концах. Конечно, для них следует просверлить в концах брусков соответствующие отверстия.

При кладке пологих сводов у русских печей иногда приходится также применять бруски для стягивания пят, скрывая жгуты или другие виды стяжек внутри кладки, или выводить их наружу. На такой печи можно сушить различные продукты в большом количестве, не боясь разрушения свода.

Топливники с пролетами до 380 мм можно перекрывать кирпичом, выпущенным из боковых стенок кладки (рис.29).

Рис. 29. Перекрытие топливника путем выпуска кирпича из боковых сторон кладки

Для прочного защемления свешивающихся опорных кирпичей из стенки кладку выводят выше перекрываемого ряда не менее четырех рядов. Вообще, чем больше выкладывается рядов, тем лучше, так как предупреждается опрокидывание перекрытия внутрь печи.

В процессе кладки приходится перекрывать топочные отверстия различными перемычками, так как запрещается опирать кирпичи на рамку дверки.

Топочное отверстие при ширине менее кирпича перекрывают так называемым кирпичом в замок, а если это отверстие шириной более одного кирпича, то перекрытие выполняют кирпичной клинчатой перемычкой (рис. 30, а, б). Если перекрываемое отверстие большое, то приходится делать арочное перекрытие (рис. 30, в).

Рис. 30. Перекрытие проемов печей и топливников над топочными дверками: а - кирпичной перемычкой в замок; б - кирпичной клинчатой перемычкой; в - аркой

Топливники комнатных и русских печей перекрывают только кирпичными сводами толщиной не менее полкирпича. Опираются своды на боковые стороны (стенки) топливника, у которого плоскости стесаны под определенным углом, называемым пятами. Свод должен также опираться на заднюю и переднюю стенки топливника.

Своды бывают высокие или крутые, плоские или пологие (рис. 31). Полуциркульный свод высокий и равен половине окружности.

Рис. 31. Форма сводов: а - полуциркульный; б - пологий; в - трехцентровый

Пологий свод менее крутой, но лучший из них трехцентровый. Он более пологий и лучше излучает тепло на под печи, что весьма важно для выпечки хлебобулочных изделий и варки различной пищи. Под от такого свода нагревается равномерно во всех точках. Имеются более пологие своды, применяемые в хлебопекарных печах.

Чем круче свод, тем он больше выдерживает нагрузку, то есть на печь накладывают большое количество различных продуктов для сушки, и наоборот.

Для выкладки правильного и прочного свода его следует выполнять по опалубке. Кирпичи свода должны прочно прилегать друг к другу и опираться на стенки топливника. Поэтому последний или верхний ряд стенок выкладывают из специально отесанного кирпича.

Чтобы получить кружала и шаблоны пят, надо вычертить свод нужной формы, но с таким расчетом, чтобы в нем уложилось нечетное количество рядов кладки.

Свод строят на листе бумаги, картона, фанеры или на двух досках - широкой и узкой, сбитых под прямым углом. Широкая доска должна быть на 30-50 мм больше высоты подъема свода.

Рассмотрим построение свода на двух досках. Это удобно тем, что на широкой доске остается форма кружала, которую следует только вырезать.

Сперва, посередине узкой доски проводят ось (обозначена пунктиром), но так, чтобы она пересекла и широкую доску. От нижней кромки широкой доски, на расстоянии 30-50 мм проводят прямую линию А-Б и откладывают на ней ширину топливника, но так, чтобы ось была строго посредине. Края топливника метят буквами В и Г. На оси от линии А-Б отмеряют кверху стрелу подъема свода и обозначают ее буквой Д. После этого опытным путем подбирают центр О так, чтобы проводимая из него кривая, образующая свод, проходила через точки В и Г и верхнюю точку стрелы подъема свода.

Таким образом, получается форма кружала 1 и пяты 2, по которой в дальнейшем изготовляют шаблон для разметки пят на кирпиче и проверки его после тески (рис. 32).

Рис. 32. Построение кружала для свода и шаблона для пят: а - построение кружала; б - кружало и шаблоны; 1 - кружало; 2 - шаблон пяты; 3 - шаблон для тески пят; 4 - проверка отесанного кирпича

Изготовив два кружала, можно приступить к устройству опалубки. В пролете свода устанавливают стойки, но не прямо на уложенные доски или под, а на клинья (по два под каждую стойку). Клиньями выравнивают опалубку, но они способствуют и более легкому удалению ее из топливника после кладки свода.

На стойки кладут прогоны, а на них кружала. На кружала укладывают доски, устраивая обшивку или настил. Их применяют узкими и слегка прибивают к кружалам. Сильно прибивать не следует, так как это затруднит разборку. Устроив опалубку, ее вторично проверяют и выравнивают, вынимая или подбивая клинья (рис. 33).

Рис. 33. Опалубка для кладки сводов: 1 - дощатый настил по кружалу; 2 - пята; 3 - кружало; 4 - прогоны; 5 - стойки; 6 - клинья

Однако лучше опалубку сделать разъемной, так как она легко вынимается и при необходимости ее можно использовать многократно (рис. 34). Стойки изготовляют обычно с проушинами глубиной не менее 50 мм и такой ширины, чтобы в них плотно входило кружало. Для свода изготовляют не менее двух кружал. Кружала рекомендуется устанавливать в стойки так, чтобы они выступали на 20-30 мм. Монтируют стойки с кружалами также на клиньях, которые, в свою очередь, опираются на два ряда уложенного кирпича. Конечно, можно и три ряда кирпича, тогда опалубка при разборке опускается в горниле (топливнике) намного ниже, что создает удобство при разборке. Сами кружала делают такой длины, чтобы они не доходили до стенок печи на 20 мм, что дает им возможность свободно опускаться при удалении опалубки.

Рис. 34. Устройство разъемной опалубки: а - стойка с пазом; б - установка кружала в стойке; в - установка опалубки на кирпичах и клиньях; г - кружало с вырезами для укладки реек; д - расположение реек в кружале; 1 - кирпичи; 2 - клинья; 3 - вырезы; 4 - шпильки; 5 - рейки; 6 - зазоры между рейками

Обшивку или настил делают из узких трех-, четырехсантиметровых реек, которые крепят к кружалам вплотную или с зазорами, но так, чтобы они приходились на середине укладываемого кирпича, а швы кладки были на середине реек. Длину брусков обшивки также берут короче горнила или топливника на 20 мм. Это также необходимо для того, чтобы опалубка при разборке свободно опускалась. Чтобы опалубка не шаталась, между кружалами и стенками печи ставят клинья, которые вынимают перед разборкой. Таким образом, опалубка прочно удерживается между стенками печи.

Кладку лучше всего вести из клиновидного кирпича, но из-за отсутствия последнего применяют обычный кирпич, сужая шов внизу и расширяя его вверху.

Устанавливают опалубку с неоднократной проверкой точности ее положения, подбивая и опуская ту или другую сторону, используя для этого клинья. Выверив опалубку, ее закрепляют, вбивая клинья между ней и стенками печи.

Выложив свод и выдержав его пять-шесть дней, опалубку разбирают. Сперва вынимают по одному клину под каждой стойкой, затем по другому, вслед за ними по первому и второму ряду уложенных кирпичей. Опалубка осядет на 180-200мм. Когда укладывают три ряда кладки, то опалубка оседает еще больше, чем создаются лучшие условия для разборки. Рейки вынимают, стойки повертывают и снимают с кружал, которые вынимают в последнюю очередь. Можно стойки снять и после удаления клиньев и кирпичей; это еще больше упростит разборку.

Зазоры между рейками нужны для того, чтобы через них из кладки быстрее удалялась влага и свод приобретал прочность.

Вытесывать пяты и укладывать их нужно аккуратно, так как заполнение пустот раствором и щебнем приводит к осадке свода или арки и их разрушению.

После установки и закрепления опалубки необходимо найти центральную точку О, с которой вычерчивалось кружало. В эту точку вбивают гвоздь, крепят к нему прочный шпагат, необходимый для проверки рядов кладки свода и разметки укладываемых кирпичей. Если кладку делают из клиновидного кирпича, то швы имеют одинаковую толщину, а из обычного кирпича - клинообразные. Кирпич следует применять отборный.

Кладку свода начинают с краев от обоих пят одновременно, двигаясь к середине свода или к замку.

Кирпичи подгоняют так, чтобы они почти касались со стороны топливника друг Друга, то есть как можно плотнее.

Продольные швы между рядами кладки должны идти от дуги арки. Направление швов кладки свода или арки проверяют шпагатом, прикрепленным к гвоздю (рис. 35).

Рис. 35. Проверка правильного расположения швов кладки в арке

Швы в кладке свода должны быть тщательно перевязаны. Для получения прочного свода кладку следует вести как можно внимательнее и аккуратнее, добиваясь самых тонких швов. Лучше, если кирпичи будут в своде примыкать друг к другу впритирку.

В последний ряд кладки свода или арки вкладывают замковый кирпич, предварительно смазав его с двух сторон глиняным раствором, и с силой вгоняют его между выложенными рядами поленом или деревянным молотком. Обычным молотком кирпич можно расколоть, и удары приходится наносить по уложенной сверху доске. Замковый кирпич, показанный в последующих рисунках может быть заштрихован.

Некоторые печники выполняют кладку свода так называемыми захватками или ступеньками (рис. 36).

Рис. 36. Кладка свода отдельными захватками: 1 - замковый ряд