Modernisierung der Ziegelindustrie in den USA

Modernisierung der Ziegelindustrie in den USA
D. J. Woodland, Mid-East Region Structural Clay products Institute, Pittsburgh, Pennsylvania, USA
Kurzfassung
In den vergangenen zwanzig Jahren hat
in den USA eine Modernisierung der
Mauerwerksindustrie stattgefunden.
Diese M odernisierung trat besonders
deutlich in P lanung und Entwurf von
Bauten, den Baumethoden und im
Marketing zutage. Die fi.infziger Jahre
standen l1nter dem Zeichen grundlegender Bauforschung, was sich in den
sechziger Jahren in der Herausgabe einer
Richtlinie fi.ir den zweckmaBigen Entwl1rf ingenieurmaBig berechneter Ziegelbauten niederschlug.
Die Baumethoden - d. h. Handhabung
der Materialien, AlIwetterbautatigkeit,
Vorfertigung und das Mauern (verbesserte W erkzeuge und Ausri.istung)
werden gegeni.ibergestellt. Schopferische und vorausschauende Bauunternehmer haben sich hinsichtlich der
Methoden der Erstellung von Mauerwerk viel einfallen lassen, so daB es sich
nun - gera de auch im Hinblick auf
Ql1alitat und Kosten - vielfach anbietet,
das gesa mte Bauprogramm (nach dem
Leitsatz: je groBer der U mfang, desto
ki.irzer die Z eit) i m Ziegelbausystem
auszufi.ihren.
Die Modernisierung der Marketingmethoden wirq intensiv betrieben.
Erreicht wurde dies in den USA durch
Einfi.ihrung konkurrierender Betonbausyste me auf dem Baumarkt, die
dem Kunden direkt vom Hersteller verkaufe werden. Die Mauerwerksindustrie
stellt dieser Art Marketing ihr eigenes
ingenieurmaBiges Ziegelbausystem entgegen. Seine W ettbewerbsvorteile liegen
in tragenden, raumtrennenden Wanden
mit Deckensystemen groBer Spannweiten (arUlahernd 12 m) und im individuellen Architektenentwurf.
Modernization of The Masonry
Industry, USA
The past 20 years has seen the modernization of th e l11asonry industry in the
USA. This modernization has been
significant in the areas of Engineering,
Construction Methods, and M arketing.
The 1950's were characterized by
fundamental engineering research that
resulted in the prol11ulgation of a
rationaI design type of engineered brick
building co de in the 1960's.
Construction M ethods, i. e. materiais
handling, ali weather l11asonry operations, prefabrication, and the masonry
process (improved tools and equipment) of necessity are interrelated.
Masonry construction methods have
received a great deal of attention from
imaginative and enterprising mason
contractors so that it is now practical to
execute the extensive-intensive building
program (Iarge scale-short time sequence) in a brick masonry structural system
with confidence as to quality and cost.
The modernization of the marketing
effort is being intensified. This has been
brought about in th e USA by the
introduction into the bl1ilding market
place of competitive concrete building
systems that are being sold to the owner
directly by the manufacturer. The
masonry industry is responding to this
type of marketing with their own
Engineered Brick Masonry Building
System to fully exploit the co mpetitive
advantages of load-bearing space defining walls with long span floor systems
of approximately 12 meters and custom
architectural designo
Einleitung
Das Ziegelmauerwerk kann auf eine stolze Geschichte von
mehr aIs 1000 Jahre der erfolgreichen Anwendung fi.ir den
Bedarf der Menschen zuri.ickblicken. Derjenige, der heute die
gegenwartige Szene des Mauerwerks i.iberblickt, l11uB unwiderruflich von der Tatsache beeindruckt sein, daB wir hier einer
"neuen" Industrie gegeni.iberstehen. Es ist deshalb eine neue
Modernisation de l'industrie de la
maçonnerie aux Etats-Unis
Au cours des 20 dernieres années
I'industrie américaine de la maçonnerie
s'est 1110dernisée. Cette tendance a été
particulierement remarquable dans les
domaines des principes de conception,
des méthodes de construction et du
marketing. Les années ont 50 été caractérisées par des recherches fondamentales
qui ont conduit à la diffusion généralisée, dans les années 60, d 'un code de
construction basé sur I'emploi de
briques modulaires et sur l'application
de conceptions rationelles.
Les Methodes de Construction, c'est-àdire la manutention des matériaux,
l'exécution des travaux par tous les
temps, la préfabrication et les techniql1es
employées p ar les maçons (rationalisation des outils et du matériel) sont
obligatoirement reliées entre elles. Grâce
à l'imagination et à l'attention portée
par des entreprises de maçonnerie
dynamiques aux méthodes de construction en briques, 1'0n peut l11aintenant
mettre en a:uvre des programmes
«extensifs-intensifs» (grandes dimensions/col1rte durée) tout en étant certain
que les cri teres de qualité et de prix
seront respectés.
La modernisation des procédés de
marketing s'intensifie; aux Etats-Unis
cette évolution était deveml nécessaire à
cause de I'introdl1ction, sur le marché de
la construction des bâtiments, de
systemes co mpétitifs faisant appel au
béton et que le fabriquant vend
directement au propriétaire. L'industrie
de la maçonnerie réagit à ce genre de
marketing en commercialisant son
propre systbne de construction, basé
sur l' emploi de briques modulaires et en
profitant pleinement des avantages
financiers offerts par des murs porteurs
associés à des systemes de planchers de
grande portée (environ 12 m) et à une
conception architecturale choisie par le
client.
Ind ustrie, w eil sie einen groBzi.igigen Anteil an Forschung
erhalten hat. Die fi.infziger und sechziger Jahre sind Zeuge einer
groBen Anzahl von Neuerungen hinsichtlich des Mauerwerks,
die jetzt zur Anwendl1ng kommen. Die M ehrzahl dieser Neuerungen sind auf die Forschungslabors der Structural Clay
Products Research Foundation zuri.ickzufi.ihren.
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Bauingenieurwesen, Bauverfahren, Marketing
D ie M odernisierung der Industrie ist besonders auf den Gebieten des Ingenieurbauwesens, Bauve rfahren und Marketing zu
bemerken. Lassen Sie uns somit das Ingenieurbauwesen betrachten. Wenn wir vom Ingenieurbauwesen sprechen, denken wir
an die Baukonstruktion, welche die Eigenschaften von Mauerwerk berLicksichtigt, w ie z. B. die Gestaltfestigkeit und Dauerhaftigkeit ; Feuchtigkeit, Warme-, Sch all- und Brandschutz.
Eines der ersten Ergebnisse des von der Industrie finanzierten
Forschungsstrebens war die Entwicklung und Marketing von
einem leichten Isoliermaterial, daB sich leicht in qen Hohlraum
einer Hohlmauer gieBen laBt, so daB der U-Faktor (Warmeleitzahl) in einem groBen AusmaB verbessert werden kOIUlte,
ohne die erprobte Eigenschaft des Feuchtigkeitswiderstandes
der Hohlmauer zu vermindern.
Die isolierte Hohlmauer wurde in Schulen, Kirchen und den
modernen amerikanischen Familienhausern angewendet, wo
die Betonung auf der Verwendung von sogenanntel11 "natürliche m" Materiallag, ge l11aB der Entwurfstheorie von Architekt Frank Lloyd Wright. Innenziegelwande wurden ais
attraktive Innenbekleidung übernommen. Es wurden nicht nur
mehr Ziegel im Haus benutzt (was der Hersteller sehr begrüBte), sondern noch wichtiger war flir die Industrie die Anzahl der jungen Architekten, die die Technik meisterten, ein
komplettes Ziegelbauwerk in kleinerem Maf3stab zu bauen.
Diese Erfahrung wurde noch wertvoller, aIs dieselben Architekten zehn Jahre spater mit del11 Entwurf von Hochbauten
aus bewehrtem Ziegelwerk begannen.
SCR-Ziegel
Im Mai 1952 wurde eine wichtige Entwicklung der Forschung
in die Bauwelt eingdührt. Diese Entwicklung war unter dem
Begriff "SCR-Ziegel" bekannt. Hier war ein Ziegelelement,
das für einen ganz spezifischen Markt entworfen und geprüft
worden ist, d. h. für ein Einfamilienhaus, das im Ranchstil gebaute H aus, das überall in den USA gebaut wurde, um Wohnraum für die wachsende Bevolkerung zu schaffen. Dieser
Ziegel war der erste einer Reihe von Bauelementen, die nun
unter der Bezeichnung "TTW" = ("Through-the-Wall"),
bekannt wurden. Absicht der 6-Zo11-SCR-Ziegel war es, die
gewünschten architektonischen bzw. bautechni schen Eigenschaften des Ziegell11auerwerks zu den Anlagekosten eines
Fertighauses aus Sperrholz verfUgbar zu machen.
Die aktive Verkaufsforderung dieses neuartigen Ziegelelements (und des dafür geeigneten Bauverfahrens) machte die
Ziegelindustrie mit den Problemen bekannt und sicherte somit
die weitgehende Annahme der Baurichtlinien, da die Mehrzahl
der Baubestimmungen in den USA voneinander unabhangig
isto
AIs Erganzung zur Anwendung von 6-Zo11-Wanden fUr einstockige Wohnhauser war theoretisch an eine zusatzliche Verwendung dieses Ziegels auch für mehrstockige Bauten gedacht. Ein eindrucksvoller Artikel erschien im Juni-Heft 1952
des "Architectural Record" unte r dem Titel "Dünlle Wande
allein aIs tragende Elemente in einem Entwurf hir mehrstockige
Bauten" (Thin Walls are the Only Support in a Design for
Multistorey Buildings). Die Bauindustrie wurde durch diesen
Artikel überrascht. In der Tat machte der Redakteur wortlich
folgende Bemerkungen: "Das Konzept von 6-Zo11-Ziegelwanden, die fahig sind, die Betondecken eines Gebaudes bis zu
zehn Stockwerken hoch, oder sogar noch hoher, zu tragen,
übertrifft beinahe alle Vorstellung; doch war das der Hauptpunkt des Entwurfs, der hier vorgelegt wurde." Fünfzehn Jahre
spater sind vi ele solcher Bauten errichtet worden.
Bauwerke groBer Spannweiten
Ein weiterer und wichtiger Schritt in der Modernisierung der
Baukonstruktion mit Ziegelwerkprodukten war die Beherrschung der Verwendung von vorgefertigten Dach- bzw.
Deckensystemen groBer Spannweiten, wic z. B. solche, die
aus Stahltragern und Beton-Fertigteilen bestehen, zusammen
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mit tragenden Ziegell11auern. Die Ergebnisse waren unerwartet
und zeigten, daB dieselben Bel11essungsgrundsatze, jeweils angewendet fUr das kleine Einfamilienhaus von 2000 ft2 oder fü r
das mehrstockige Geschaftsgebaude, zu einer eindrucksvollen
Kostenersparung führen würde.
Mõrtelund Überbeanspruchung
Die wertvolle Baukonstruktionsforschung, die in den flinfzige r
Jahren unterno m men wurde, u mschlieBt hochfeste M ortel (jetzt
in vorgefertigten Wanden verwendet) und dynamische Beanspruchung von nichtbewehrten bzw. bewehrten Ziegelwanden
und Bauwerken. Diese Arbeit zeigte, daB Ziegelmauerwerk
wirtschaftlich in Bauten angewendet werden kalUl, die Überbeanspruchung (Druck) ausgesetzt sind, welche durch Ato msprengung, Erdbeben, Orkane und Wirbelwinde ausgelost
werden.
Moderne tragende Ziegelwand
(Contemporary Brick Bearing Wall)
Anfang der sechziger Jahre wurde ein neues Bausystem, namlich die "moderne tragende Ziegelwand" (Contemporary
Brick Bearing W all) auf nationaler Ebene vom Ziegelinstitut
von Amerika (frUher bekannt aIs das Structural Clay products
Institute) gefordert. Das erste groBe Projekt, nach diesem Konzept entworfen und gebaut, war das bekannte und viel publizierte PelUlley Park Apartment Complex, entworfen von
Architekt Tasso Katselas. Architekt Katselas begann seine
Laufbahn mit EntwUrfen fUr spezifische, zweckgebaute Hauser,
von denen viele zu den isolierten Ziegel- und ZiegelhohlmauerBauarten gehorten. Dann aber wandte er sein KOlUlen der Ausführung eines groBen Wohnbauprojektes zu. Hier w urde nun
die Geschwindigkeit der Bauarbeiten, die geringen, konkurrenzfahigen Anlagekosten und die Qualitat der Baudurchfuhrung in der Stadt demonstriert, die aIs "Stahlstadt der welt"
bekannt geworden isto
Die erste nationale Konferenz Uber tragende Ziegelwande (The
First N ational Brick Bearing Wall Conferenz) fand 1964 in
Pittsburgh statt. A uf dieser Konferenz diskutierten Vortragende
und Konferenzteilnehmer ausgiebig über die Notwendigkeit
von Baurichtlinien für bewehrtes Ziegelwerk. Es war für die
Ziegelindustrie ein besonderes Glück, daB die Forschungsgemeinschaft die Notwendigkeit fUr neue Baurichtlinien schon
vor 1964 vorausgesehen hatte und somit die ersten Schritte mit
Hilfe eines nationalen Testprogramms für neuzeitliche Information über Festigkeit von Mauerwerk, namentlich Drucklast, Biegungstorsion und Schublast, unternommen hatte.
Diese Arbeit war beendet, so daB im Mai 1966 "E mpfohlene
Baurichtlinien für bewehrtes Ziegell11auerwerk" ("Recommended Building Code Requirements for Engineered Brick Masonry") VOl11 SCPI-Baurichtlinien-AusschuB (S . C. P. I. Code
COl11mittee) herausgegeben wurden. Diese Richtlinien wurden
in kurzer Zeit von den nationalen Stellen, den einzelnen Staaten
und ortlichen Behorden ohne groBe Schwierigkeiten überno mmen.
Die grundsatzliche Entwicklung von bewehrtem Mauerwerk
war nun eine vollendete Tatsache. Jetzt wurde es notwendig,
dieses Konzept in groBerem U mfang zu verwirklichen. Diese
Aufgabe fiel in den Bereich des AuBendienstes oder der technischen Verkaufsleitung. Ein ausgedehntes Ausbildungsprogramm wurde aufgebaut, um den ortlichen Architekten,
Konstruktionsingenieur und Bauunterneh mer zu unterrichten,
wie man entwirft, konstruiert und baut, gemaB der neuen
Richtung im Ziegelmauerwerksbau . Die Ergebnisse waren
erfreulich , und in der kurzen Zeitspanne von ein paar Jah ren
wurden Hunderte von bewehrten Ziegelbauwerken in den
USA errichtet.
Bauverfahren
Durch den sensationellen Erfolg der technischen Entwicklungsphase des Modernisierungsprogramms der Industrie rückte die
Notwendigkeit der sofortigen Einfuhrung verbesserter Baumethoden auf der Baustelle deutlich in den Mittelpunkt. Unter
Baumethoden flir das bewehrte Ziegelmauersystem verstehen
wir Materialbeforderung, Allwetterarbeiten, Mauerwerksverfahren und Vorfertigung. Alle diese Funktionen sind miteinander verbunden. Wieder einmal wurde der Wert der Forschungsbestrebungen ganz offensichtlich. Gleichzeitig mit der
Fortflihrung der oben beschriebenen Konstruktionsforschung
waren die gegenwartigen Ziegelmauerballmethoden Gegenstand einer kritischen Untersuchung, um die praktischen
Methoden flir die Verbesserung der Produktivitat der Maurer
cnd Bauarbeiter sowie die Qualitat der Bauarbeit festzulegen.
Materialbeforderung
Das Mauerwerk wurde einmal ais ein hochentwickelter Materialbeforderungsvorgang bezeichnet. Die groI3e Bedelltung,
die Materialbeforderung auf die Gesamtkosten des Mauerwerks auslibt, kann nicht genug betont werden. Wahrend die
Baukonstruktion das Gesamtgewicht von BaustoHen im Bauwerk verringert, ist es die Materialbeforderung, welche die
Kosten des BaumateriaIs in der Wand selbst reduziert. In den
nordlichen und den Industriestadten der USA wurde eine
deutliche Tendenz zur Ausgleichung der Stundenlohne flir
Ziegelfacharbeiter beobachtet, ganz gleich, ob Maurer oder
einfacher Bauarbeiter. Diese Tatsache zeigt sich am Zahltag,
wenn der Bauunternehmer dem Arbeiter zusatzlich 0,75 Dollar
zahlt flir jeden einzelnen Dollar, den er für den Maurer zahlen
l11uI3 (flir Arbeiten, die liber der Durchschnittsproduktivitat
des Maurers liegen).
Die Materialbeforderung von paketierten Ziegelelementen von
der Ziegelei bis zur Baustelle wurde in einem derartig hohen
MaI3e verbessert, daI3 in den meisten Fallen die Ziegel niemals
von menschlicher Hand berlihrt werden, d. h. erst dann, wenn
sie durch den Maurer gelegt werden. Die mechanische Dosierung und Mortelspritzung stellt ein weiteres Problem dar,
das auf eine praktische Losung wartet.
Allwetter-Bauarbeitsvorgange
Allwetter-Bauarbeitsvorgange konnen in zwei Hauptgruppen
aufgeteilt werden. Zu der ersten gehort der Winterbau, zur
zweiten der Schlechtwetterbau. In den USA ist der Internationale Allwetter-ZiegelausschuI3 (International Masonry AIlWeather Council) für das Allwetter-Problem zllstandig. Der
AusschuI3 hat bereits "Baumethoden, empfohlen für den
W interbau von Ziegelmauerwerk" ("RecQmmended Practices
for Cold Weather Masonry") herausgegeben. Aufgrund der
Anwendung dieser neuen Empfehlungen ist es jetzt für Mauerwerksunternehmer moglich, ihr Arbeitsjahr in den nordlichen
Stadten, wie z. B. Pittsburgh, um mehrere Monate zu verlangern, und zwar durch die Benutzung von provisorischen Wetterschutz-U mhüllungen bei Hochbauten aus bewehrtem Ziegelwerk.
Der Verfasser unternahm eine sorgfaltige Analyse der Arbeitsdauer und berichtet liber zwei groI3e tragende Wandprojekte,
die wahrend des auI3erordentlich harten Winters von 1969-70
errichtet wurden. Die Berichte zeigten, daI3 es nun moglich ist,
Mauerwerksarbeiten auf der Baustelle durchzuführen, allch bei
niedrigen Temperaturen von 10-15° Fahrenheit, ohne Verwendung provisorischer W etterschutz-U mhüllungen.
Schlechtes Wetter stellt ein noch schwierigeres Problem dar.
Dieses kann durch starke Regenfalle oder Schneeschmelze im
Winter infolge Einsetzen von Tauwetter entstehen. In jedem
Falle kann die Folge eine vollige Überflutung des Innenbauwerks sein. Die Mauerwerksarbeiten konnen normalerweise
ohne zuviel Zeitverlust weitergeführt werden; jedoch werden
einige der Fertigungsarbeiten im Innenbau der unteren Stockwerke aufgehalten. Schlechtes Wetter kann weit mehr zu
Zeitverlusten flihren ais Winterwetter. Verbesserte AllwetterArbeiten sind flir den Bauunternehmer unbedingt erforderlich,
da es zu seinem Vorteil ist, seine Unkosten über 12 Monate zu
verteilen.
Die Qualitat von gut durchgeführtem Winterbau von Ziegelmauerwerk ist erstaunlicherweise der durchschnittlichen Arbeit
des Sommerbaus i.iberlegen. Vielleicht ist das auf die Tatsache
zurückzuflihren, daI3 bessere Maurer fUr hochqualifiziertere
Baullnternehmer arbeiten.
~auerwerksverfahren
Lassen Sie uns nun das Mallerwerksverfahren naher betrachten.
Mit Mauerwerksverfahren ist ein System von Werkzeugen und
Hilfsmitteln gemeint, die zur Verbesserung vonMauerwerk und
zur Produktionssteigerung entwickelt wurden. Das Verfahren
wurde nach umfassenden Studien von Methoden der Ziegelsteinverlegung entwickelt, die von einer zustandigen staatlichen
Baubehorde für Bewegungs- Zeit-Analyse durchgeführt wurden. Gegenwartig werden bessere Werkzeuge eingeflihrt. Sie
umfassen eine Mortelspritzmaschine flir den Maurer, um eine
gleichmaI3ige Mortelunterlage zu verteilen; Eckpfosten für die
genaue, lotrechte Mauerschichtung ohne standige Benutzung
der Setzlatte, verstellbares Gerlist, VerpreI3mortel und Mortelpllmpen. In der SchluI3analyse wird der Fertigbau, der genaue
V orfertigungsverfahren erfordert, zu m Katalysator, der die
weitgehende Akzeptierung und Anwendung des Mauerwerksverfahrens einleiten wird.
V orfertigung
Die Vorfertigung von Gebauden ist keine Neuerscheinung in
der amerikanischen Bauindustrie. Amerika im 19. Jahrhundert
hatte vi ele Fertigbausysteme, die nach Katalog zur direkten
Lieferung auf die Baustelle bestellt werden konnten. In der
Ziegelindustrie der USA haben sich seit vielen Jahren vorgefertigte Ziegelboden- bzw. Wandteile bewahrt. Allgemein
gesehen, richten sich GroI3e und Gewicht des vorgefertigten
Bauteils nach den vorhandenen Materialbeforderungs-Einrichtungen, die für den Transport und die Aufstellung angewendet
werden.
GroI3e Gebaude aus bewehrtem Ziegelmauerwerk werden zur
Zeit auf verschiedene Weise errichtet. Hier gibt es das übliche
Baustellenverfahren, wobei ein Ziegelpaket von je 500 pfund
(~225 kg) von einem Kran an die Bausohle gehoben wird, um
anschlieI3end vom Maurer ge!egt zu werden; dann gibt es die
provisorische Bauste!lenvorfertigung, wo die Maurer in einer
wettergeschi.itzten Baustellen-U mhlillung arbeiten und eine
groI3e, 20000 pfund (- 8000 kg) schwere Montagewand von
einem Kran in Position gehoben wird. Und schlieJ3lich gibt es
das standortgebundene Fertigteilwerk mit seinen hochautomatisierten FlieBbandmethoden, das in der Lage ist, Mauerwande
mit genau abgemessenen Wandteilen von oft komplizierten
Architektur-Profilen herzustellen, mit einem Kostenaufwand,
der unter den Kosten von Fertigteilbeton liegt. Diese drei hier
erwahnten Methoden haben eines gemeinsam, namlich das
Konnen des Maurers und sein traditionelles Geschick.
Gegenwartig werden spezielle Mortel verwendet. Diese konnen aus einem hochfesten Zementzusatz zu einer ZementSand-Mischung oder einem konventionellen Morte! mit hohem
Zementinhalt bestehen. Gütei.iberwachung von Baustoffen und
deren Abmessungen sind von kritischer Bedeutung und verlangen Überwachung durch Bauingenieure mit haufiger Prlifung von Probeprismen. Die Biegungsfahigkeit vorgefertigten
Mauerwerkswird nach zwei bis drei Tagen (im Gegensatz zu
der liblichen 28- Tage-Prlifung) flir die Bewertung der Montagespannungen überpri.ift.
~arketing
Gegenwartig wird die Modernisierung der Marktbestrebung
fortgesetzt. Sie wurde in den USA aufgrund der Einführung
von verschiedenen Arten europaischer Fertigungsbausysteme
herbeigeführt, die augenblicklich in direktem Wettbewerb mit
der traditionellen amerikanischen Bauweise verkauft werden.
Die Ziege!industrie reagiert auf diese Art von Marketingstrategie mit ihrem eigenen "Bewehrten Mauerwerksbausystem"
("Engineered Masonry Building System"), um die konkurrenzfahigen Vorteile von tragenden Mauerwerksgebauden mit
groBer Spannweite vollends auszunutzen. Der zweckbestimmte Architektenentwurf ist ein Hauptverkaufsmerkmal.
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Bauunternehmer flir dieses neue bewehrte Mauerwerkssystem
werden in folgende Betriebsgruppen eingeteilt:
• Eine Ziegelbauunternehmergruppe, die anbietet, nach traditionellen Baumethoden zu bauen sowie vorgefertigtes M auerwerk zu errichten.
• Ein Fertigungswerk, das entweder auf der Ballstelle ode r
anderswo liegen kann.
• Eine Konstruktionsabteilung für den Vorentwurf von vorgefertigtem Mauerwerk.
• Eine Montageabteilllng mir Materialbeforderungs-Ausrüstung.
• Eine Abteilung für sonstige Fertigteile wie Decken llnd für
die mechanische Forderung geeigneter Modulelemente usw.
Normalerweise sind die Eigentümer Elir den Verkauf ihrer
Systeme verantwortlich. Sie selbst bieten direkt dem Bauherrn an (oder dem von ihm bestellten Architekten oder Bauleiter), sei es auf dem privaren Markt oder sei tens der offentlichen Hand. Vorschlage für geplante Gebaude werden im
Entwicklungsstadillm eingereicht. Ein Modell in OriginalgroBe wird angefertigt, um die DurchElihrbarkeit von vorgefertigten Mauerwerksteilen darzustellen. Ein weiteres Gebiet
der Vertriebsaktivitat liegt in der Entwicklung und dem Prüfen
von zweckbestimmten Wandsystemen, wie z. B. einer schaumisolierten Wandtafel oder einer 4-Zo11-Wand für Einfamilienlúuser.
Modernization of the Masonry Industry
Introduction
Brick masonry construction has a proud history of thollsands
of years of sllccessful application for man' s building needs.
Today when one surveys the contemporary masonry construction scene, he of necessity must be impressed with the fact that
it is a "new" industry. It is a new industry because it ha s
received a liberal doseage of RESEARCH. The decades of the
1950' s and 60's witnessed a host of innovations in masonry
construction that are now becoming operational. The majority
of these innovations can be traced to the research latoratories
of the Structural Clay Products Research Foundation.
Engineering, Construction Methods, Marketing
The modernization of the industry is most significant in lhe
areas of engineering, construction methods, and marketing.
Let us first consider engineering. When we speak of engineering what w e have in mind is architectural engineering that
considers the properties of masonry such as structural strength
and durability; moisture, ther mal, sound, and fire resistance.
One of the early results of the industry funded research effort
was the development and marketing of an insulation material
that could be readily poured into the cavity of a brick cavity
wall so that the U-Factor (heat loss factor) was substantially
improved without reducing the proven moisture resistance
property of the cavity wall.
The insulated cavity wall was used in schools, churches, and the
contemporary American Home where the accent was on the
use of "natural" materiaIs based on the design philosophy of
architect Frank Lloyd Wright. Brick interior walls beca me
accepted as attractive interior finish. Not only was more brick
being used in the home (to th e delight of the manubcturer), but
of greater importance to the indllstry was the number of
young architects that were l11astering the techniques of building an ali brick structure on a sl11all scale. This experience was
to be of increasing value when the same architects began to
design the high-rise engineered brick building a decade later.
SCR Brick
In May of 1952, a significant develop ment of research was introduced to the building community; that development was
known as " SCR Brick". Here was a brick unit that was designed
and tested for a specific l11arket; namely the single fal11ily, ranch
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style of house that was being built throllghout the U.s.A. to
house an expanding population. This brick was the first of a
series of units that are now known as TTW for "ThroughThe-Wall". The intention of the six inch "SCR Brick" was to
provi de the desired architectural engineering properties of
brick l11asonry at the initial cost of a prefabricated plywood
house.
The active l11arketing of this new rype of brick unir (and its
particular method of construcrion) , educated the l11asonry
industry to the problems of securing building code acceptance
on a large scale since 1110st of the codes in the U.S .A. are
autonOI11Ous.
Supplementing the application of six inch walls to the single
story residence was the theoretical extension of this brick to
l11ulti-story buildings. An exciting article appeared in rhe June
1952 Architectural Record called, Thin Walls are the Only
Support in a D esign for Multi-Story Buildings. This article
took the building industry by surprise. In bcr the magazine
editor made the following co mment in these words, "The idea
of 6-inch brick walls holding up the concrere floors of a building 10 stories high, or even higher, rather staggers the imagination, but that is rhe gist of the design presented here". A
decade and a half later many such buildings have been erected.
Long Span Construction
Another important step in rhe modernization of the engineering
of structural clay products was rhe mastering of the techniques
of incorporating long span prefabricated roof and floor
systems such as steel bar joist and pre-cast concrete with bearing
walls. The results were unanticipated, and indicated that the
sa me engineering principIes eith er applied to the small 2000
square foot single bmily residence or the multi-story commercial type of building would produce impressive construction
cost savings.
Mortars and Overpressures
Other interesting and valuable architectural engineering research was undertaken in the 1950's includes high bond mortars (now used in prefabricated walls) and high explosive shock
loading of non-reinforced and reinforced brick walls and structures. This work demonstrated that brick masonry can be
economically used in structures subjected overpressure caused
by atomic blasr, earthquakes, hurricanes, and tornadoes.
Contemporary Brick Bearing Wall
Beginning in the early 1960's a new type of Contel11porary
Brick Bearing Wall building system was nationally promoted
by the Brick Institute of Amcrica (formerly known as the
Structural Clay Products Institute) . The first large scale proj ect
that was designed and built in this concepr was rhe familiar and
much pllblicized Pennley Park Apartl11ent COl11plex designed
by architect Tasso Katselas and built in Pittsburgh, Pennsylvania. Architect Katselas began his career by designing the
custom type of residence, many of which were of the insulated
brick and brick cavity wall type, now he applied his skill to th e
execution of a large housing proj ect. Here the speed of construction, the low competitive initial cost, and the high quality
of construction were demonstrated in the city that is known
as the "Steel Capital of the World".
The First National Brick Bearing Wall Conference was held in
Pittsburgh in 1964. At that conference there was much discussion by the speakers and mel11bers of the audience on the need
for an engineered type of brick building code. Fortunately for
the brick masonry industry, the research fOllndation had anticipated the need for a new code prior to 1964; and had undertaken the first phase through a national testing progral11 for up
to date infor l11ation on the strength of brick masonry in
compression, flexural tension, and shear. This work was
co mpleted 50 that in May, 1966, "Recommended Building
Code Requirements for Engineered Brick M asonry", was isslled
by the S.c.P.I. Code Committee. This code was rapidly
adopted by the national, state, and local authorities without toa
much difficulty.
T he fundamental development work for engineered masonry
w as now an accomplished fact; now it was necessary to put the
new concept to work on a large scale. This task beca me one
fo r field or " sales" engineering. An extensive education
F ogram was undertaken to train the local architect, structural
engineer, and mason contractor on how to design, engineer,
and built the new way in masonry. The resu!ts were gratifying,
an d in the short period of severa I years, hundreds of engineered
masonry buildings were built in the U.s.A.
Construction Methods
T he spectacular success of the engineering phase of the indus try modernization program brought into sharp focus the
necessity of the rapid introduction of improved construction
methods into the field operations. By construction methods for
the engineered masonry building system we mean materiaIs
handling, ali weather operations, masonry process, and prefab rication. These functions are interrelated. Once again the
value of the industry research effort became apparent. For it
was at the same time that the architectural engineering research
as discussed above was going forward that current masonry
construction methods were being subjedted to a criticaI study
to determine practicalmethods for the improvement of mason
and laborer productivity and the quality of constrüction.
MateriaIs Handling
Masonry construction has been defined as a sophisticated materials handlingoperation. The importance of materiais handling on
overall cost of masonry can not beover emphasized. Whereas the
Engineering does reduce the tonnage of material in the structure,
it is the mechanical handling of materiaIs that will reduce the
cost of the materiais in the wall. In the northern and industrial
cities of the U.S .A., there has been a sharp trend towards
equality in the hourly pay rates for masonry craft construction
workers be they bricklayer or building laborer. This fact
shows up on pay day when the contractor will pay out $ 0.75 to
the laborer for every $ 1.00 paid to the bricklayer (on jo\:s with
above average mason productivity).
The mechanical handling of packaged masonry units from the
plant to the job si te has been perfected to a high degree so that
in most cases the bricks are never touched by human hands until
they are laid by the bricklayer. The mechanical batching and
the distribution of morta r is another problem that awaits a
prac tical solution.
so me of the interior finishing operations on the floors below
are held up . Inclement weather can well result in more lost time
than cold w eather. Improved all weather operations are a must
for a contractor since it is to his advantage to spread his overhead cost over 12 months.
The quality of properly executed cold weather brick masonry
is surprisingly superior to the average work done in the summer months. Perhaps this is true beca use the better masons are
employed by more competent contractors.
Masonry Process
Let us now consider the masonry processo By masonry process
is meant a system of tools designed for the improvement of
masonry work and increased production. The process was developed after an extensive study of bricklaying methods made
by a national authority on time and motion analysis. Better
tools are being introduced ; they include a powered mortar
spreader for the use of the mason in spreading a uniform bed
of morta r ; story poles for the precise vertical coursing of the
wall without the constant use of the plllmb rule, adjustable
scaffolding, grout and mortar pumps. In the final analysis,
prefabrication with its demand for precision of fabrication, wiU
be the catalyst that will initiate the wide spread acceptance and
use of the masonry processo
Prefabrication
The prefabrication of buildings is not something that is new
to the American construction scene. 19th Century America had
many systems of prefabricated buildings (hat could be ordered
from a catalog for delivery to the building site. The masonry
industry in the U.s.A. has a long history of prefabricated clay
masonry floar and wall components. In general the size and
w eight of the prefabricated building component must depend
on the available materiaIs handling eqllipment that will be
used for the transportation and erection.
Large engineered masonry buildings are being built in many
ways. There is the familiar on si te method the 500 pound package of bricks hoisted to the working level by the crane to be
laid by in turn the bricklayer; there is the onsite temporary
factory method in which the brickJayers work in an enclosed
area protected from the elements, and the large 20,000 pound
wall is hoisted into position by a crane; and finally there is a
permanent factory with its highly automated production
line that is capable of producing precisely dimensioned wall
sections of intricate architectural design features at a cost that
is less than pre-cast concrete. Of the three methods cited the
thing they have in common is the bricklayer with his traditional
skills.
All Weather Operations
All weather operations can be divided into two major areas;
the fi rst being cold weather, and the second being inclement
weather. In the U.s.A., the all weather problem is under the
jurisdiction of the International Masonry All-Weather C ouncil.
The Council has completed, "Reco mmended Practices for
Cold Weather Masonry". By using these new recommendations, it is now possible for mason contractors to extend their
work year by several months in a northern city such as Pittsburgh without the use of te mporary enclosures on the highrise type of engineered masonry buildings.
Special types of mortars are currently used. These can be a high
bond additive to a cement - sand mix, or a high cement
content conventional mortar. Quality control of materiaIs and
dimensions is criticaI, and requires engineering supervision and
fr equent testing of sample prisms. The flexural strength of
prefabricated masonry is checked after two or three days (as
opposed to the standard twenty eight day test) for the evaluation of erection stresses.
This author made a carefl1ll analysis of the time worked in
reports on two large bearing wall projects that were built
during the severe winter of 1969-70. The reports showed that
it is now possible to manage the on site construction of masonry when the temperature is down to 10 to 15 degrees fahrenheit without the use of temporary enclosures.
Incle ment weather presents a more difficult problem. This can
becaused by heavy rains or the melting of snow in the winter
by a thawing spell. In either case, the result can be a virtual
flooding of the interior of the building. The masonry operation
can generally proceed without toa much lost time; however
Marketing
The modernization of the marketing eHort is being intensified. This has been brought abont in the U.s.A. by the introduction of several types of European precast concrete syste ms
that are being sold in direct competition to the traditional
American building. The masonry industry is responding to
this type of marketing with their own Engineered Masonry
Building System to fully exploit the competitive advantages
of long span bearing wall buildings. Custom architectural
design being a major sales feature.
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The new type of engineered masonry building system contractor is being organized with the following operating divisions:
• A mason contracting group to bid and build conventionaI on
site masonry work and to erect prefabricated masonry.
• A prefabrication pIant that can be on site or oH site.
• An engineering section for preliminary engineering design of
prefabricated masonry.
• An erection division with materiaIs handling equipment.
• A miscellaneolls prefabricated component division with
floors, mechanical modules, etc.
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The selling of the system is llsllally the responsibility of the
owners. They will merchandise directly with the owner (or his
designated architect or construction manager) whether it is in
the private sector market or the public sector market. ProposaIs
will be sllbmitted on bllildings in the preliminary development
stages. Full size mock IIp will be made to demonstrate the
feasibility of using prefabricated masonry elements. Another
area of marketing activity will be in the development and
testing of custom wall systems such as a foam insulated panel
wall or a four inch wall for single family residences.