V rámci stavebně-technických průzkumů stavebních konstrukcí se poměrně často setkáváme s posuzováním zděných konstrukcí z cihelného zdiva. Poměrně častým požadavkem v rámci stavebně-technických průzkumů historických konstrukcí je zjištění původu a stáří cihel, a současně stanovení fyzikálně-mechanických vlastností cihel v kontextu se statickým posouzením cihelného zdiva. V případě, že jde o starší, nebo přímo historickou konstrukci, se kromě stanovení pevnostních charakteristik jednotlivých stavebních prvků i celého zdiva, vyskytuje požadavek na stanovení stáří a původu jednotlivých cihel, mimo jiné z důvodu posouzení stavebního vývoje celé konstrukce, nebo výběru adekvátní náhrady chybějících nebo poškozených částí konstrukce.
Tento příspěvek se zaměří na období od 18. do 20. století, což je doba charakterizovaná snahou o unifikaci cihlářských výrobků, a současně v našich podmínkách masivním využíváním plných pálených cihel ve stavebních konstrukcích.
Historie a vývoj rozměrů cihel
Ve střední Evropě se s pálenými cihlářskými výrobky setkáváme (pokud odhlédneme od nálezů římských cihel na archeologických lokalitách) až v 11. století. Dobová terminologie hovoří o cihlách „zdících, krycích a dláždících“. Středověké cihly jsou charakteristické roztříštěností rozměrů, poměrů délek stran (stejně tak se liší kvalitou zpracování a materiálem). V tomto období bylo značení cihel v Čechách a na Moravě spíše výjimkou. V rámci monarchie tvoří v tomto směru výjimku oblast Horních Uher, kde lze vysledovat značení cihel tzv. pozitivními kolky již v 18. století jako vcelku běžné. Pozitivní kolek byl vytvořen tak, že ve dně formy byla vyryta či vypálena značka.
V roce 1839 byly pro Čechy předepsány základní rozměry cihel pro zdění (tzv. zdice) 11½ × 5½ × 2½ palce a současně bylo předepsáno razit na cihlu značku výrobce - cihelny. Zcela unifikovaného formátu bylo dosaženo až ke 14. 4. 1883 v souvislosti s metrologickou reformou. Formát cihel pro zdění byl stanoven na 290 × 140 × 65 mm.
Kolkování cihel
Pro výše uvedené období se stalo charakteristickým tzv. kolkování. Na dno formy byla umístěna reliéfní raznice, jež po odformování vytvořila negativní reliéf v cihlářském výrobku - tzv. kolek. Můžeme tak pozorovat nejčastěji cihly s kolky ve formě iniciál majitele, či tradičního názvu cihelny, vzácněji kolky s propracovanými reliéfními erby a symboly, a stejně tak primitivní kolky ve formě malé značky. Často je kolek doplněn kolky číselnými, které pravděpodobně označovaly číslo sady forem nebo pracovní skupinu.
Čtěte také: Cihla plná pálená: rozměry a aplikace
Častým požadavkem v rámci diagnostiky objektu, je posouzení stáří zdiva na základě typologie použitých cihel. To je úkol nesnadný, a v řadě případů zcela nemožný. Prakticky v každém historickém období bylo běžné recyklovat stavební prvky, tedy i cihly byly zcela běžně využívány sekundárně, tedy zdění probíhalo s využitím již dříve jinde použitých cihel. Klasickým příkladem je například užívání cihel získaných při demolici prvků tereziánského opevnění v Olomouci (cihly s orlicí a iniciálami F.M.T.). S těmito cihlami se dnes setkáváme ve stavbách z přelomu 19.
Příklad z praxe: Průzkum mostní konstrukce v Dobromilicích
Most ev. č. 36719-2 překlenuje říčku Brodečku a mlýnský náhon v obci Dobromilice, okres Prostějov. Jedná se o poměrně atypickou konstrukci, neboť most je zděný z kamene, parapetní zdi pak z cihelného zdiva. Z hlediska konstrukčního uspořádání se jedná o most o třech polích tvořených zděnými kamennými klenbami. Použití cihel v původně kamenné konstrukci mostu se pravděpodobně datuje od rekonstrukce v polovině 18. století, kdy byla stávající konstrukce doplněna zděnými parapety a sokly se sochami sv. Jana Nepomuckého a sv. (tehdy blahoslaveného) Jana Sarkandera. K další úpravě došlo patrně při výstavbě náhonu a jeho překlenutí při severní straně mostu (směr Pivín). S překlenutím náhonu byl prodloužen i parapet na návodní straně mostu. Zatím poslední doplnění cihelného zdiva souvisí s opravami parapetů poškozených provozem v průběhu 20. století. Dle data na omítce na koruně parapetu na povodní straně mostu lze tyto opravy datovat rokem 1968.
Dvojice cihel typu C2 (vzorky C2-1 a C2-2), pocházející z parapetu nad zaklenutím náhonu. Jde o nejstarší cihly v mostní konstrukci, pocházející pravděpodobně z poloviny 18. století. Tyto cihly byly použity k vyzdění obou parapetů mostu, v souvislosti s osazením dvou soch světců. Tyto původní části parapetů jsou řešeny jako smíšené zdivo, vrstvy cihel jsou kombinovány s vrstvami kamennými. Cihly tohoto typu jsou užity i v soklech pod oběma sochami. Jde o poměrně typické cihly své doby, v některých kusech lze pozorovat hrubou strukturu užitého vápenného ostřiva. Typické jsou i nerovnosti ploch, nedokonalé vtlačení cihlářské hlíny do formy a v některých kusech i rozsáhlé vnitřní trhliny vzniklé smrštěním při výpalu. Formát cihel odpovídá obecně období před metrologickou reformou.
Kolek na cihlách má podobu erbu v ozdobném ornamentu, ve štítu s písmenem B. Erb je opatřen knížecí korunkou. Užití tzv. negativního kolku naznačuje, že byly vyrobeny po roce 1836, kdy bylo značení cihel ustaveno císařským výnosem jako povinné. Jde o cihly běžného velkého formátu 290 × 140 × 65 mm typické pro 20. století, se stopami strojní výroby na povrchu. Lze je pravděpodobně datovat do roku 1968, což je letopočet vyskytující se na omítce koruny parapetu na povodní straně.
Vlastnosti plných cihel
Pro stanovení fyzikálních a mechanických vlastností jednotlivých typů cihel byly použity cihly odebrané z konstrukce. Pevnost v tlaku zdících prvků se určuje podle ČSN EN 772-1 [4] jako průměrná pevnost v tlaku stanoveného počtu vzorků celých zdicích prvků. Norma připouští rovněž zkoušet reprezentativní části zdicích prvků. Tato reprezentativní tělesa, např. V praxi diagnostických průzkumu zděných konstrukcí bývá často obtížné odebrat bez poškození celé vzorky zdicích prvků, a proto je možné (i s ohledem na možnost vyřezání reprezentativních vzorků) použít pro odběr vzorků jádrové vrtání. V praxi se používají vývrty o průměru 50 mm, z nichž se vyřežou válcová tělesa. Problémem je, že směr jejich zatěžování v lisu není totožný se směrem zatížení v konstrukci (vývrty jsou většinou vodorovné). Výsledky zkoušek cihel prokázaly vcelku očekávanou kvalitu cihel různého stáří.
Čtěte také: Pálená cihla: rozměry a normy
Normalizovaná pevnost v tlaku fb byla vypočtena podle ČSN EN 772-1 [4] z průměrné pevnosti fb,u na základě rozměrů zkušebních těles. Zatřídění cihel bylo provedeno podle výsledků zkoušek ve stavu vysušeném na reprezentativních částech cihel.
Využití plných cihel v současnosti
Tradičním typem cihly je plná ve tvaru kvádru. Vyznačuje se pevností, nosností, odolností i trvanlivostí. V současnosti se využívá ve specifických případech, například pro zhotovení příček, komínů, cihelných plotů nebo menších zděných konstrukcí. Elegantní lícové cihly se pak používají na fasády a zídky, kde je žádoucí dosažení rustikálního vzhledu. Ke stavbě obvodového zdiva rodinných domů se dnes plné cihly nevyužívají, a to zejména kvůli vyšší hmotnosti.
Betonové zdící tvarovky
Betonová zdící tvarovka o rozměrech klasické tradiční plné cihly je určena ke stavbě zídek a plotů, menších staveb jako jsou rozvaděče, kontrolní šachty, obezdívky komínů, podezdívky, schodiště, příčky, zahradní architektura, apod.
Cihla plná pálená se vyrábí z cihlářské hlíny, která se po nařezání vysouší 2-3 dny v sušárně na vlhkost do 2 %. Následně se cihla dostává do vypalovací pece, kde stráví v teplotě mezi 700 a 1000 °C jeden až dva dny. Po vypálení jsou cihly roztříděny, v některých případech se ještě povrchově upravují (impregnace, glazura). Z plných cihel se nejčastěji staví nosné stěny (300 nebo 450 mm) a příčky (75 nebo 150 mm). U starších staveb bývají ve spodní části budovy stěny mnohdy výrazně silnější.
Rozměry a vlastnosti plných pálených cihel
Cihla má rozměr 290 x 140 x 56 mm, skladebný rozměr (s omítkou a maltou) je 300 x 150 x 75 mm. Cihly se skládají na vazbu, která zajišťuje stabilitu konstrukce.
Čtěte také: Cihly Porotherm: rozměry a vlastnosti
Kromě celých cihel se používají také v různých odvozených rozměrech. Jsou to:
- „devítka“ - 3/4 cihly = 9″ - také „tříčtvrtka“
- „půlka “ - 1/2 cihly
- „kvantlík“ - 1/4 cihly - také „čtvrtka“
- „pásek“ - 1/2 cihly rozpůlené po délce
Pálená cihla v současném stavebnictví nedosahuje tak dobrých vlastností jako u moderních materiálů, i přesto má stále své využití - na chatách, chalupách, při rekonstrukcích apod.
Výhody plných pálených cihel
- Modulový formát
- Estetický vzhled
- Dobře akumuluje teplo
- Dobrá pevnost
- Ekologické řešení - přírodní materiál
- Dobře izoluje zvuk
- Vysoká požární odolnost