25. Особенности производства каменных работ в зимнее время.

Отрицательные температуры оказывают влияние на физико-химические процессы в свежевыложенной кладке. Гидратация цемента и твердение раствора в кладке прекращаются из-за перехода воды в лед, а реакция гидратации, начавшаяся до замерзания, прекращается. Раствор при замерзании превращается в прочную механическую смесь льда, цемента и песка (или извести и песка). Вода, переходя в лед, увеличивается в объеме (примерно на 9%), вследствие чего раствор разрыхляется, а его прочность снижается. На поверхности камня образуется пленка воды вследствие миграции влаги из теплого раствора к холодному камню, а также от обжатия раствора верхними слоями кладки. Образование такой пленки приводит к низкой прочности сцепления камня с раствором. На морозе происходит частичное вымораживание воды из раствора, в результате чего после оттаивания меняется его консистенция. Вследствие замерзания воды раствор на морозе быстро теряет пластичность (при температуре -15°С через 5-6 мин), и поэтому его невозможно расстелить ровным слоем, он плохо поддается уплотнению в горизонтальных швах. При оттаивании такой раствор подвергается сильному обжатию массой вышележащей кладки.

Выбор способа кладки производится в зависимости от сроков возведения здания, ожидаемых метеорологических условий на период работ, величины и характера последующего загружения конструкции и от указаний проекта. При этом принимается во внимание техническая оснащенность строительного подразделения, а также уровень практического освоения того или иного метода в строительной организации.

Кладка способом замораживания растворов

Кладка способом замораживания раствора производится на открытом воздухе из не подогретых, но очищенных от снега и наледи камней, укладываемых на подогретый раствор. Под действием отрицательной температуры раствор замерзает, и в таком состоянии находится до оттаивания кладки весной или при искусственном обогреве. Оттаявший раствор постепенно набирает прочность. Раствор подогревают не с целью его твердения, а лишь для удобства расстилания и обжатия (до замерзания) весом вышележащей возводимой кладки. Снижение прочности зимней кладки происходит вследствие потери прочности раствором. В связи с этим становится очевидной область применения способа замораживания: его можно применять для кирпичной кладки, в которой раствор составляет 21-22% объема конструкции и для крупноблочной кладки (в ней количество раствора незначительно). Бутовую кладку, содержащую примерно 37% раствора, возводить способом замораживания нельзя.

Свежевыложенная незамерзшая кирпичная кладка имеет прочность, равную 0,33R, в основном за счет перевязки швов. Под действием отрицательной температуры воздуха и теплообмена между холодным кирпичем и теплым раствором происходит замерзание раствора. Длительность 1 периода (замерзания) кладки зависит от температуры воздуха. Прочность кладки в результате замерзания становится даже несколько выше, чем кладки, выложенной в летних условиях (R). Эта прочность может несколько изменяться из-за временных оттепелей или похолоданий (период 2). Весной с наступлением интенсивного потепления (или искусственного отогревания) кладка оттаивает. Раствор оттаивает (период 3), и прочность кладки падает до Rот, которая называется критической и по величине может быть несколько выше первоначальной прочности свежевыложенной кладки, так как раствор до его замерзания в период 1, а также при оттепелях в период 2, может набрать определенную прочность. Именно до наступления 3 периода необходимо обеспечить сохранение устойчивости кладки, усилить наблюдение за состоянием конструкций, особенно в нагруженных частях. Опыт показывает, что основное количество деформаций и обрушений каменных конструкций, возведенных в зимних условиях, приходится на весенний период, т. е. период оттаивания кладки.

Для производства работ по возведению каменных конструкций в зимнее время имеются специальные правила, которые должны неукоснительно выполняться. Для зимней кладки установлены более жесткие по сравнению с летней требования к качеству материалов, приготовлению, транспортированию и подаче на рабочее место растворов, к технологии кладки, сопутствующему контролю и правилам приемки работ.

Требования к раствору. Кладка способом замораживания ведется на растворах марки не ниже 10 без химических добавок. Для приготовления раствора используют просеянный песок, который не должен содержать включений льда и мерзлых комьев размером более 10мм; крупный песок и включения препятствуют равномерному обжатию швов кладки. Для кладки используют цементные, цементно-известковые и цементно-глинистые растворы.

Кладка на растворах с противоморозными химическими добавками

Введение в растворы с цементным вяжущим противоморозных химических добавок позволяет снизить температуру замерзания содержащейся в них воды и ускорить процесс твердения раствора. В качестве химических противоморозных добавок используют нитрит натрия, поташ, нитрит кальция с мочевиной, хлористый кальций и хлористый натрий.

Противоморозные добавки вводят в воду затворения. В зависимости от исходной концентрации добавок при понижении температуры в водном растворе сначала происходит частичное льдообразование, в результате чего в оставшейся жидкой фазе увеличивается концентрация растворенного вещества. Этот процесс длится до тех пор пока не установятся определенная для данного химического вещества концентрация водного раствора и соответствующая отрицательная температура, при которых происходит кристаллизация. В результате весь раствор замерзает в виде сплошной массы (криогидрата). При отрицательной температуре растворы с химическими противоморозными добавками могут набрать до замерзания прочность не менее 20% от проектной. Если такие растворы затем замерзают, то после оттаивания и твердения в течение 28 суток при положительной температуре снижения их прочности не произойдет.

Производство работ по возведению в зимних условиях кладки на растворах с противоморозными добавками, особенно растворов с малыми сроками сохранения рабочей подвижности, требует разработки организационных мероприятий по качественному приготовлению, своевременной доставке, оперативной укладке растворов и подготовке фронта работ. Приготовление раствора с химическими добавками может быть организовано либо централизованно на заводе, либо на объекте, либо в пути в авторастворосмесителях. Выбор места приготовления зависит от срока сохранения раствором рабочей подвижности, за который принимают время от начала приготовления до момента, когда раствор приобретает минимально допустимую для производства работ консистенцию.

Возведение конструкций способом прогрева кладки.

При необходимости возводить здания повышенной этажности и для обеспечения непрерывности производства работ прибегают к искусственному прогреву кладки. Прогрев кладки осуществляется также при необходимости выполнения штукатурных работ внутри здания. При использовании способа прогрева конструкций кладку выполняют на растворах марки не ниже 10 без химических добавок. Обогрев кладки осуществляют в течение времени, за которое кладка достигнет несущей способности, необходимой для нагружения вышележащими конструкциями сооружения. Прогрев конструкций производят чаще всего поэтажно; он может осуществляться по всему зданию или в нижней его части, а также в пределах секций, разделенных осадочными швами. До начала обогрева в пределах этажа заполняются все оконные и дверные проемы, устраиваются шлюзы в лестничных клетках.

Контроль качества и приемка каменных работ

В период оттаивания кладки необходимо обеспечить тщательное непрерывное наблюдение за состоянием конструкций и процессом твердения раствора. Особенно внимательно осматривают наиболее загруженные участки кладки, возводимой с последующим оттаиванием или безобогревным способом, рекомендуется устанавливать в кладку термопары или специальные термометры.

Каменную кладку в зимних условиях выполняют со строгим соблюдением требований СНиПа и указаний проекта. Приемка зимней кладки производится до оштукатуривания поверхностей. Промежуточную приемку с оформлением актов освидетельствования делают для осадочных и деформационных швов, гидроизоляции кладки, укладки арматуры и закладных деталей, включая их антикоррозийную защиту, устройство узлов опирания сборных конструкций. При приемке работ проверяют соблюдение перевязки, толщины и заполнения всех швов, размеры конструкции, горизонтальность рядов, вертикальность углов кладки, правильность устройства дымовых и вентиляционных каналов, соответствие проекту армирования. Проверяют также документы, удостоверяющие марки применяемых материалов, изделий, полуфабрикатов (сертификаты, паспорта, данные испытаний). В случае обнаружения материалов и изделий заниженных марок приемка работ задерживается до выполнения усилений конструкций по решениям проектной организации. Величины допускаемых отклонений для зимней кладки принимаются такими же, как для летней (указанной в СНиПе).