Большое разнообразие природно-климатических и геологических условий на территории РФ, значительные колебания температур в течение года определяют применение специальных методов производства каменных работ при отрицательных температурах, в условиях сухого жаркого климата и в районах с повышенной сейсмической опасностью.
Одним из компонентов кладочных растворов является вода, обладающая способностью при отрицательной температуре переходить в твердое состояние - лед, увеличиваясь при этом в объеме на 9%, а в условиях сухого жаркого климата - быстро испаряться.
Замерзание воды приводит к прекращению процессов твердения цементных растворов, их разуплотнению за счет образования ледяных линз в швах кладки. В период оттаивания раствора его прочность снижается до нуля и происходит осадка кладочных швов и всей кладки.
Прочность раствора после оттаивания восстанавливается не полностью, особенно если замерзание раствора произошло в раннем возрасте до набора им определенной прочности.
Прочность раствора, после которой замораживание кладки уже не сказывается отрицательно на ее конечной прочности, называется критической. Она составляет примерно 20% расчетной прочности.
Выполнение каменной кладки при отрицательных температурах
При производстве каменных работ в зимнее время обязательным является очистка кирпича от снега и наледи, строгое соблюдение толщины швов в пределах 8...12 мм, а также применение специальных мер, предупреждающих деформацию кладки в результате неравномерного ее оттаивания (временное крепление, защита наружных поверхностей от солнца, освобождение перекрытий от временных нагрузок).
В зависимости от назначения здания или сооружения, условий их эксплуатации, времени воздействия постоянных и временных нагрузок при выполнении кладки в условиях отрицательных температур применяют следующие способы:
- замораживание раствора в швах;
- замораживание раствора в швах в сочетании с оттаиванием его в кладке нижележащих этажей;
- использование растворов с противоморозными добавками, обеспечивающими их твердение при отрицательных температурах;
- искусственный обогрев раствора в швах;
- выполнение кладки в тепляках.
Способ замораживания раствора предусматривает замерзание раствора в швах в процессе выполнения каменной кладки до набора им прочности. При оттаивании прочность раствора в швах снижается, в результате чего происходит осадка кладки. Она может быть неравномерной, что чревато потерей устойчивости кладки. Для предупреждения возникновения опасных деформаций кладки в период оттаивания и недопущения снижения ее конечной прочности применяют следующие меры:
- подогрев кладочного раствора при его применении;
- повышение прочности применяемого раствора при температуре среды (-4)...(-20) С на одну марку, а при температуре ниже -20 C на две марки;
- армирование углов и участков примыкания внутренних стен к наружным;
- заанкеривание в кладку конструкций перекрытий;
В течение всего периода оттаивания за кладкой необходимо вести тщательное наблюдение и принимать меры по обеспечению устойчивости конструкций.
Способ замораживания нельзя использовать при кладке тонких сводов, конструкций, подвергающихся внецентренному сжатию, динамическим или вибрационным воздействиям в момент оттаивания, а также конструкций, возводимых из бутобетона и бута "под залив".
Способ замораживания раствора в сочетании с оттаиванием его в кладке нижележащего этажа позволяет сократить сроки строительства вследствие совмещения процессов возведения стен верхних этажей и отделки помещений нижних этажей. Искусственное оттаивание выполняют по этажно с применением калориферов или тепловентиляционных установок до достижения раствором расчетной прочности, позволяющей вести кладку вышележащих этажей. Длительность и режим искусственного обогрева определяют расчетным путем с учетом температуры наружного воздуха, вида раствора и других факторов.
Использование растворов с противоморозными добавками основано на снижении температуры замерзания раствора, что обеспечивает частичное его твердение при отрицательной температуре. В результате к моменту замерзания раствор в кладке набирает прочность не менее критической, что повышает монолитность и снижает осадку кладки при оттаивании по сравнению со способом замораживания, а также позволяет получить без снижения конечную прочность кладки.
Количество вводимых в раствор добавок зависит от температуры наружного воздуха, ожидаемой в первые 10 суток после возведения кладки, а также от среднесуточной температуры воздуха при производстве каменных работ: чем ниже температура, тем больше количество добавок. В качестве противоморозных добавок применяют нитрит натрия, поташ, хлористые соли кальция и натрия.
Добавки хлористого кальция и натрия применяют только в растворах для кладки подземных частей зданий и сооружений, так как они вызывают появление высолов на поверхности кладки.
Растворы с противоморозными добавками не допускается использовать для кладки конструкций, эксплуатируемых при относительной влажности воздуха более 60% (мокрые цеха, бани, прачечные), так как они повышают гигроскопичность кладки.
Противоморозные добавки вводят одновременно с водой затворения при приготовлении раствора. Раствор в момент кладки должен иметь температуру не ниже +5 С при температуре наружного воздуха -10 С, +10 С при температуре воздуха от - 11 С до - 20 С и +15 С при температуре воздуха ниже -20 С.
Искусственный прогрев раствора в швах кладки предусматривает поддержание положительной температуры раствора с момента укладки до приобретения им 20% проектной прочности; дальнейшее замораживание не приводит к потере конечной прочности. Для искусственного прогрева раствора в швах используют электрический ток, реже пар или горячий воздух.
Электропрогрев выполняют с помощью стержневых электродов диаметром 4...6 мм, укладываемых в горизонтальные швы (в армированных конструкциях в качестве электродов используют арматуру). Расстояние между электродами и подаваемое на них напряжение определяют расчетом в зависимости от температуры наружного воздуха и толщины кладки.
Электропрогрев швов применяют при возведении конструкций, рассчитанных на большие нагрузки или на раннее загружение.
Тепляки применяют при возведении сравнительно небольших зданий и сооружений. С помощью нагревателей или калориферов в помещении тепляка поддерживают положительную температуру в пределах 5...10 С до достижения раствором требуемой прочности.
Выполнение кладки в условиях сухого жаркого климата
В этих условиях необходимо сохранить жизнеспособность раствора до его укладки. Потеря воды из раствора через испарение в период транспортировки и хранения приводит к резкому снижению его подвижности и ускорению процессов гидратации цемента, влияющих отрицательно на качестве и трудоемкость кладки.
Основными мероприятиями, направленными на поддержание жизнеспособности раствора, являются: применение цемента, имеющего продолжительные сроки схватывания, использование водоудерживающих добавок при приготовлении раствора, транспортировка и хранение раствора на объекте в закрытых емкостях или укрытым влагоизоляционным материалом.
Обязательным является увлажнение кирпича перед укладкой. Выполнение кладки в районах с повышенной сейсмической опасностью. В этих условиях помимо специальных мер, предусмотренных проектом (армирование кладки, создание железобетонных поясов и др.) обязательными являются меры, обеспечивающие монолитность кладки, а. именно: повышение прочности кирпича и раствора, соблюдение требований к пластичности раствора (осадка конуса 80... 120 мм), использование предварительно увлажненных каменных материалов, применение трехрядной системы перевязки швов.
Контроль качества каменной кладки
Обеспечение требуемого качества каменной кладки начинается с контроля качества поставляемых материалов. Для испытания и определения их соответствия требованиям технических условий отбирают пробы каменных материалов от каждой поступающей партии и раствора на каждые 250м кладки. Испытания проводят в строительной лаборатории.
По мере возведения каменной кладки осуществляют контроль перевязки швов, их толщины и степени заполнения; вертикальности, горизонтальности и прямолинейности поверхности и углов кладки. Правильность заполнения швов раствором определяют, снимая кирпич (камень) выложенного ряда не менее чем в трех местах каждого этажа здания. Вертикальность поверхностей и правильность углов кладки проверяют отвесом и уровнем не реже двух раз на каждый метр высоты кладки, а толщину швов - через 5...6 рядов кладки.
Отклонения по вертикали не превышают 10 мм в пределах одного этажа и 30 мм по всей высоте здания.
По окончании кладки каждого этажа обязательно проверяют нивелиром горизонтальность кладки и отметки ее верха. На каждые 10 м стены отклонение рядов кладки от горизонтали не должно превышать 15 мм при использовании кирпича и 20 мм - камней правильной формы. Отклонение отметок этажей от проектных допускают не более 15 мм, а смещение осей конструкций от проектных положений - не более 10 мм.
Особое внимание уделяют кладкам, которые закрывают последующими элементами кладки или другими конструкциями.
Скрытые работы (кладки) контролируют и принимают в процессе их выполнения. На каждый вид таких кладок составляют акт, в котором дают оценку качества, отмечают соответствие кладки проекту и требованиям "Каменные работы". Только после освидетельствования кладки можно выполнять последующие работы.
Техника безопасности
Производство каменных работ, связанное с работой в котлованах и на высоте, применением материалов больших масс, требует особых мер по обеспечению техники безопасности.
В процессе кладки фундаментов в котлованах и траншеях необходимо следить за устойчивостью откосов. По периметру котлованов и вдоль бровок траншей должна быть оставлена полоса шириной не менее 0,5м; свободная от грунта и материалов, в том числе и необходимых для выполнения каменных работ. Стремянки для спуска в котлован и траншею следует устанавливать с уклоном не более 1:3 и оборудовать перилами.
Камень в траншею опускают по желобу, а принимают на рабочем месте только после завершения спуска.
Высоту каждого яруса кладки назначают с таким расчетом, чтобы уровень кладки после каждого перемещения был не менее чем на два ряда камня выше уровня подмостей. Запрещено возводить стены, стоя на них. Не допускают выполнения кладки стен на высоту более двух этажей без устройства междуэтажных перекрытий или временного настила по балкам, а также без установки в лестничных клетках площадок маршей и устройства для них ограждений.
При ведении работ в опасных зонах каменщики должны работать в предохранительных поясах, которые закрепляют страховочными канатами к устойчивым частям здания или сооружения.
Выполняя кладку стен с внутренних подмостей, снаружи по всему периметру здания устанавливают на металлических кронштейнах защитные козырьки шириной 1,5м в виде настила с бортовой доской. Без защитных козырьков допускают возводить кладку высотой до 7м, но при этом устанавливают охранные ограждения по периметру здания на расстоянии 1,5м от возводимой стены. Первый ряд козырьков устанавливают на высоте 6 м от земли, второй и последующие ряды - через каждые 6...7м. Над входом в здание следует устраивать навесы размером в плане не менее 2х2м.
Леса и подмости для каменной кладки должны удовлетворять техническим условиям и требования техники безопасности. Их состояние необходимо проверять ежедневно перед началом работы. Размещают материалы на лесах, подмостях и междуэтажных перекрытиях с учетом их несущей способности. Кирпич и камень на рабочие места подают уложенными на поддоны с использованием футляров, оборудованных устройствами против самопроизвольного их раскрытия. Освободившиеся поддоны, контейнеры, ящики и футляры можно опускать только с помощью грузоподъемных механизмов. Запрещено оставлять на стенах во время перерывов в работе материалы, инструмент, мусор.
