План:
1. Сущность процесса замораживания кладки
2. Требования при кладке
3. Технология выполнения кладки
Вопрос 1. Сущность процесса замораживания кладки
Кладку способом замораживания ведут на открытом воздухе из мерзлого кирпича, камней или блоков правильной формы на подогретом растворе, имеющем положительную температуру в момент укладки его в дело, а затем замерзающем. Сущность этого способа заключается в том, что раствор в швах, замерзший вскоре после его укладки, твердеет в основном после оттаивания кладки и частично в период до замерзания (за счет плюсовой температуры раствора и теплоты, выделяемой цементом при его твердении), а также при зимних и весенних оттепелях или искусственном отогревании кладки.
Кладка в период оттаивания имеет наименьшую прочность. Поэтому способом замораживания в течение одного зимнего периода допускается возводить каменные конструкции высотой не более 15 м Кладку разрешается вести только по рабочим проектам, в которых указано, что они составлены или пересмотрены для кладки именно этим способом. При отсутствии таких указаний возводить здания способом замораживания запрещается.Кладку выполняют на открытом воздухе, соблюдая те же правила производства работ, что и для летней кладки. Минимальную температуру наружного воздуха, при которой разрешается вести зимнюю кладку, устанавливают органы охраны труда в зависимости от климатических условий данного района страны, например в средней полосе России до -30 °С.. Для кладки применяют цементные, цементно-известковые или цементно-глиняные растворы, а также растворы на молотой негашеной извести. Марки растворов назначают в зависимости от температуры воздуха в момент возведения кладки и прогноза погоды на последующий период. При этом состав растворов подбирают из условия обеспечения минимально необходимой прочности и устойчивости конструкции в период оттаивания и в последующий период эксплуатации сооружения. Температура раствора во время укладки его должна быть не ниже, °С: 5 — при температуре воздуха до —10 °С; 10 — при температуре воздуха — 10...—20; 15 —от —20 °С и ниже. При скорости ветра более 6 м/с температуру раствора повышают против указанной на 5 °С.
Вопрос 2. Требования при кладке
Чтобы подогретый раствор, доставленный с растворного узла, сохранил необходимую температуру в момент укладки, его надо использовать в течение 20...25 мин. Нельзя применять для кладки замерзший или разбавленный горячей водой раствор, так как с добавлением воды в растворе после его замерзания образуется большое количество пор, заполненных льдом; раствор в швах становится более рыхлым при оттаивании и не набирает требуемой прочности. Замерзший до начала схватывания раствор необходимо возвратить на растворный узел для переработки.
Чтобы раствор не остывал во время доставки, его перевозят в утепленных авторастворовозах, оборудованных крышками, с подогревом кузова выхлопными газами от двигателя. При работе зимой необходимо как можно реже перегружать раствор; надо стремиться к тому, чтобы раствор из авторастворовоза выгружали непосредственно в утепленные ящики, в которых его подают каменщикам на рабочее место.
Для лучшего обжатия швов кладки до замерзания раствор расстилают на постели короткими грядками — под два ложковых кирпича в верстах и под 4...6 кирпичей в забутке. На расстеленный раствор кирпич укладывают как можно быстрее, кроме того, стремятся быстрее возводить кладку по высоте. Ускоренная кладка кирпича необходима для того, чтобы раствор в нижележащих рядах уплотнялся под нагрузкой от вышележащих рядов кладки до замерзания, так как это увеличивает плотность и прочность кладки. С этой целью рекомендуется укорачивать делянки, сообразуясь с погодными условиями.
Толщина швов не должна превышать размеров, установленных для летней кладки. Это требование имеет исключительное значение для сохранения устойчивости кладки при ее оттаивании. Объясняется это тем, что кладка, выложенная зимой, фактически замерзает в течение одного-двух часов, а обжатие неотвердевшего раствора происходит после полного оттаивания кладки. При чрезмерной толщине швов кладка во время оттаивания может дать значительную осадку и даже разрушиться.
При перерывах в работе кладку накрывают толем или кирпичом насухо, а перед возобновлением работ очищают от снега, наледи и мерзлого раствора. К перерыву в работе все вертикальные швы верхнего ряда кладки должны быть заполнены раствором.
При возведении кладки систематически контролируют вертикальность кладки, так как стены, имеющие отклонение от вертикали, при оттаивании раствора весной могут еще больше искривиться и разрушиться.
При кладке фундаментов основание предохраняют от промерзания как во время производства работ, так и по окончании их, иначе просадка основания при оттаивании может привести к появлению трещин в кладке и к аварии. Зимой нельзя устраивать песчаные подушки и выравнивать основание песчаными слоями толщиной, превышающей 100 мм, так как при большей толщине песчаной подушки возможны неравномерные осадки, трещины в фундаментах и стенах здания.
Способом замораживания разрешается возводить фундаменты из камней правильной формы и блоков. Допускается возводить фундаменты из бутового камня, если это указано в проекте.
В цоколях и подвальных стенах изоляционный материал (толь, рубероид) укладывают зимой по выровненной раствором постели в 2...3 слоя насухо или на мастике (дегтевой, битумной) в зависимости от класса сооружения и грунтовых, условий.
Перемычки в стенах делают, как правило, сборными железобетонными. Устройство рядовых перемычек допускается лишь при пролетах не более 1,5 м, при этом используют подвесную опалубку (например, на кружалах), которую снимают не ранее чем через 15 дней после полного оттаивания кладки.
При установке оконных коробок по ходу кладки простенков зимой оставляют промежуток не менее 15 мм (осадочный зазор) на осадку кладки между верхом коробки и низом перемычки.
При устройстве перегородок учитывают возможную осадку кладки, а вместе с ней и перекрытий при оттаивании.
Просветы, оставляемые под потолком, должны быть в два раза больше величины осадки стен, ожидаемой в пределах данного этажа.
Перегородки из гипсовых плит рекомендуется устанавливать только в помещениях, где температура не ниже 5 °С; раствор при этом приготовляют на подогретой воде.
Вопрос 3. Технология выполнения кладки
Наиболее распространенным и экономичным способом возведения каменных конструкций в зимних условиях является замораживание. Этот способ может быть применен для конструкций, возводимых из камней правильной формы, крупных блоков, а также постелистого бута.
Если в процессе оттаивания возможны динамические воздействия на конструкцию либо район строительства имеет повышенную сейсмичность, замораживание использовать нельзя.
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.
Поскольку при замерзании в раннем возрасте конечная прочность раствора снижается, его марку по сравнению с маркой, пригодной для летних условий, надо увеличивать. Так, марку раствора повышают на одну ступень при г среднесуточной температуре наружно-
го воздуха от —4 до —20 °С, на две ступени — при температуре ниже —20 °С. Марку раствора принимают такую же, как и для летних условий, если среднесуточная температура наружного воздуха не ниже —3 °С, а также если каменные конструкции нагружены не более чем на 70 % расчетной несущей способности. Это объясняется тем, что снижение прочности кладки, выполненной при любых морозах, не превышает 30 %. В связи с изложенным 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.
Оттаивающая кладка требует тщательного наблюдения и при необходимости принятия мер, обеспечивающих устойчивость возведенных конструкций (затенение стен рулонными материалами для предотвращения их одностороннего прогрева солнцем, временное крепление висячих стен и др.). Наблюдение ведут за размером, направлением и равномерностью осадки кладки, развитием деформаций (в случае их появления), процессом твердения раствора в швах кладки. Среднюю расчетную осадку оттаивающей кладки из бута принимают равной 1...2 мм, а из бетонных камней и кирпича — 0,5 мм на 1 м высоты. Оттаивание раствора снижает монолитность кладки. С наступлением оттепели необходимо предельно ограничить нагрузку на перекрытия от материалов, инвентаря, уменьшить передачу на кладку горизонтальных усилий от элементов крыши.
Обнаружив значительные отклонения от вертикали в первые дни после оттаивания стен и столбов, их исправляют сжимами, схватками, подкосами на клиньях, а в более серьезных случаях — тросами, натягиваемыми при помощи полиспастов и лебедок.
При появлении признаков перенапряжения в кладке (неравномерная осадка, трещины и т. п.) ее необходимо незамедлительно «разгрузить».
При наличии чрезмерных опорных нагрузок на свежую кладку под балки, прогоны и перемычки устанавливают временные разгрузочные стойки; под стойки укладывают клинья для обеспечения возможности регулирования их высоты в соответствии с осадкой кладки.
Недооценка явлений, происходящих в кладке в процессе оттаивания, может привести не только к порче конструкций, но и к авариям. Поэтому в технологических картах на производство каменных работ должны быть приведены специальные указания, учитывающие зимние условия (предельные высоты стен и столбов, способы временного крепления стен, простенков, столбов, балконов, карнизов и т. п.), а также меры для повышения прочности кладки (сетчатое армирование, применение раствора повышенных марок). При отсутствии в проекте подобных указаний выполнять каменную кладку способом замораживания запрещается.
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.
Чтобы предохранить замерзшую кладку от осадки весной и повысить ее несущую способность, одновременно с возведением верхних этажей организуют внутренний обогрев и сушку помещений нижерасположенных этажей воздухом, подогретым нефтегазовыми калориферами. В течение первых трех — пяти суток поддерживают температуру 30......50 °С, затем снижают ее до 2О...25СС и при сушке стен в течение 4—7 сут производят усиленную вентиляцию. После подключения центрального отопления калориферы убирают. На этажах, где влажность поверхностей не более 8 %, приступают к отделочным работам.