10. Технология каменной кладки при отрицательной температуре

В свежеуложенной кладке в обычных условиях вследствие капиллярно-порис­той структуры камня происходит влагообмен — свободная вода из раствора переходит в камень, швы уплотняются. В зимних же условиях этот процесс прекращается с замерзанием раствора. Большая часть свободной воды, остава­ясь в растворе, превращается в лед, рас­ширяясь при этом и препятствуя обжа­тию швов.

Таким образом, в замерзшем растворе кладки возникают силы внутреннего давления, которые значительно повы­шают прочность раствора. Однако с наступлением весны к концу оттаива­ния прочность раствора снижается до критической, близкой к нулю; следова­тельно, резко уменьшается и прочность кладки. Это объясняется тем, что при замерзании раствора силы внутреннего давления частично нарушают струк­туру начальных образований цемент­ного теста, которая при твердении после оттаивания восстанавливается не полностью.

С учетом этих физико-химических про­цессов, протекающих в массиве кладки при отрицательных температурах, при­меняют следующие способы возведения каменных конструкций в зимних усло­виях: замораживания (полное замерза­ние раствора в швах кладки при огра­ничении высоты конструкций с последу­ющим оттаиванием и твердейием при по­теплении или с последующим искусст­венным отогревом кладки нижележащих этажей при соответствующем усилении конструктивных элементов здания); на растворах марки не ниже М50 с противо-морозными химическими добавками (гид­ратация и кристаллизация цементных вяжущих протекают при отрицательных температурах); прогрева (обогрева) клад­ки (выполняется на растворах марки не ниже М10 с одновременным искусствен­ным прогревом (обогревом) возведенных конструкций в течение времени, за ко­торое кладка достигает несущей способ­ности, позволяющей воспринимать соот­ветствующие нагрузки); в тепляках.

Кладка способом замораживания

Для кладки способом замораживания применяют пластичные, удобоукладываемые цементные и сложные растворы мар­ки не ниже М10 без химических добавок подвижностью: 9... 13 см—•для конст­рукций из полнотелого кирпича и бе­тонных камней; 7...8 см — из дырчатого кирпича и пустотелых камней и 4... ...6 см — из бутового камня. Раствор готовят на подогретой воде и заполни­телях. Кирпич и камни тщательно очи­щают от снега и наледи.

Требуемая температура раствора в мо­мент его укладки зависит от темпера­туры наружного воздуха и должна быть достаточной, чтобы по длительности ос­тывания (15...20 мин) обеспечить неко­торый влагообмен между раствором и кладкой и обжатие шва до замерзания раствора.

Марки рас­твора для кладки из кирпича и камней правильной формы должны быть не ниже М10 — для фундаментов и стен, М25 — для столбов, М50 — для кар­низов, рядовых перемычек и армиро­ванной кладки; для кладки фунда­ментов и стен из камней неправильной формы марка раствора — М25.

Чтобы обеспечить устойчивость ка­менных конструкций, возводимых спо­собом замораживания, выполняют ряд конструктивных, организационных и технологических мероприятий: в углах, примыканиях и пересечениях стен укла­дывают стальные связи; в проемах над оконными и дверными коробками остав­ляют зазоры на осадку не менее 5 мм при кирпичной кладке и 3 мм при клад­ке из искусственных и природных кам­ней правильной формы; сразу по окон­чании кладки стен и столбов каждого этажа монтируют элементы перекры­тия и анкерят их к стенам не реже чем через 2...3 м; стропила крыши делают безраспорными; разница по высоте в уровнях кладки смежных участков стен (если нет осадочного шва) должна быть не больше 4 м.

Кладка на растворах с противоморозными добавками, при прогреве (обогреве) и в тепляках

Для снижения температуры замерза­ния раствора и обеспечения его обжатия и частичного твердения при отрицатель­ных температурах в раствор вводят хи­мические добавки: хлориды кальция и натрия, нитрат натрия и поташ. Одна­ко хлориды кальция и натрия повышают гигроскопическую влажность кладки и могут привести к появлению высолов, поэтому их применяют только для воз­ведения подземных частей конструк­ций.

При введении нитрата натрия раствор набирает прочность при температуре на­ружного воздуха не ниже —15 °С. Если температура снижается еще более, он почти не твердеет.

До температуры —25...—30 °С рас­творы твердеют с добавкой поташа, но сроки их схватывания сильно сокраща­ются. Поэтому в состав таких растворов нужно дополнительно вводить замедлитель схватывания, например сульфит­но-дрожжевую бражку (1...2.5 % мас­сы цемента).

Сильно загруженные конструкции (столбы, простенки и т. д.) в зимних условиях кладут на быстротвердеющих растворах, которые готовят на смеси вяжущих: 75 % портландцемента и 25 % глиноземистого цемента с добавкой хло­рида натрия (5 % массы воды затворения). Такие растворы надо укладывать в дело не позднее чем через 10... 15 мин после приготовления.

Для отдельных кон­струкций (участков фундамента, ниж­них частей стен, углов, столбов и других конструктивных элементов) можно при­менять прогрев (обогрев) с использова­нием электроэнергии. При этом раствор в швах должен быть незамерзшим, без химических добавок и иметь марку не ниже М10.

Прогревают кладку одиночными или групповыми электродами (отдельные стержни или сетки из арматурной стали диаметром 4...6 мм), уложенными в го­ризонтальные швы кладки из камней правильной формы, или обогревают эле­ктродами, прикрепленными к опалуб­ке бутобетонной кладки, подключаемы­ми к разным фазам переменного тока напряжением 220 В. Конструкции про­гревают или обогревают при температу­ре 30...35°С до приобретения раство­ром 20 % проектной прочности.

При производстве каменных работ в зимних условиях обязательно ведут жур­нал, в котором не менее трех раз в сут­ки отмечают температуру наружного воздуха и раствора в момент его уклад­ки, температуру самой кладки, замеря­емую в швах (в случае ведения кладки с искусственным прогревом), и возмож­ные изменения в конструкциях клад­ки (трещины, неравномерная осадка и др.).