Сухая кладка, или кладка без использования раствора, при возведении конструкций из лего-кирпича (называют из-за схожести с детским конструктором Лего) предполагает выполнение ключевой задачи - возможность создания быстровозводимых стен, где каждый элемент должен безупречно стыковаться с другим, исключая необходимость дополнительной обработки. Стена из кирпича лего должна собираться по принципу конструктора: без швов, без ошибок, с четкой модульной координацией. Технология предполагает использование специальных направляющих элементов кирпича, исключающих неправильную укладку — элементы просто не подойдут друг к другу при ошибке.
Именно точность и стандартизация позволяют добиться высокой скорости строительства. Все детали конструкции — от полного кирпича до его половины — проектируются с учетом жестких допусков, чтобы минимизировать вмешательство человека и обеспечить автоматизированную сборку. Таким образом, стена из лего кирпича превращается в инженерно продуманную систему, которая упрощает строительство и снижает зависимость от квалифицированных каменщиков.
Требования для быстровозводимых конструкций из лего-кирпичей, включают в себя:
- монтаж друг с другом без последующей корректировки (резки, выравнивания или иной обработки);
- наличие на кирпиче таких различных направляющих, которые предотвратят возможную ошибочную укладку кирпичей, т.к. они не будут подходить друг к другу, и, следовательно, потребуют либо изменения положения, либо замену для исправления ситуации;
- выполнение требований модульной координации;
- жесткие (строгие) допуски в размерах;
- наличие разных элементов, каждый из которых с его простой и в то же время уникальной формой, способствует упрощению процесса управления производством и строительством и предотвращают возможность путаницы между элементами.
Слово «элемент» в данном случае означает часть кирпичной группы. Например, кирпичная группа включает в себя три элемента, а именно: полный кирпич, половину и три четверти кирпича.
Быстровозводимая кирпичная кладка позволит снизить потребность в квалифицированной рабочей силе, а также будет способствовать повышению производительности в строительстве, для реализации этого потребуются специальные станки для лего кирпича, а также ряд дополнительного оборудования.
Большинство лего-кирпичей образуют замковое соединение между собой либо с помощью имеющихся выступов и впадин, либо с помощью шипов и пазов, такие соединения иногда называют также «папка» и «мамка».
Но лего-кирпичи, рассмотренные в настоящей статье, основаны на топологическом неплоском контакте.
Топология - раздел математики, занимающийся изучением свойств фигур (или пространств), которые сохраняются при непрерывных деформациях, таких, например, как растяжение, сжатие или изгибание. Непрерывная деформация - это деформация фигуры, при которой не происходит разрывов (т.е. нарушения целостности фигуры) или склеиваний (т.е. отождествления ее точек). Такие геометрические свойства связаны с положением, а не с формой или величиной фигуры.
Такой кирпич показан на рисунке 1 и называется Osteomorphic brick. Osteomorphic brick соединяется путем совмещения выпуклых частей поверхности одного кирпича и вогнутых частей другого. Под воздействием силы тяжести кирпичи плотно прижаты друг к другу и достигают большего поверхностного контакта. Такие конфигурации ограничивают движение кирпича вдоль и перпендикулярно стены.
Рис. 1. Система лего кирпича для быстровозводимых стен - Osteomorphic brick
Топологическое сцепление с неплоскими гладкими поверхностями снижает концентрацию напряжений в кладке. Будучи быстровозводимыми и саморегулирующимися, кирпичи osteomorphic обеспечивают некоторое смягчение требований к точности, как при производстве кирпича, так и при монтаже стен. Однако данная система, нечувствительная к дефектам лицевой поверхности и может привести к неровности поверхности стен, что в дальнейшем потребует более толстого слоя штукатурки. Однако требования к точности (гладкость и соответствие изгибов) остаются по-прежнему первостепенными, как и в других безрастворных конструкциях.
Другой формой кирпича для быстровозводимых стен с характеристиками, аналогичными osteomorphic-кирпичу, является Allan Block (рис. 2). Он использует схему «шарнир». AB-блоки были протестированы и в результате показали хороший потенциал для выдерживания неравномерной осадки и перпендикулярной нагрузки к поверхности стены (т.е. давление на изгиб).
Пазы блока Allan Block ограничивают перпендикулярное движение, но позволяют осуществлять горизонтальное скольжение во время укладки блока.
Однако механизм сцепления кирпичей между собой, рассмотренные выше (Osteomorphic brick и Alan block) не являются типичными. Большинство систем лего кирпича (без растворного типа), используются в развивающихся странах где в основном применяют замковые соединения с фиксацией каждого элемента по 2-ум или 4-ем плоскостям.
Рис. 2. Система лего кирпичей Allan Block для быстрого строительства
