В современном мире каждый день разрабатывают новые технологии по возведению и строительству зданий и сооружений. Строительные конструкции постоянно совершенствуются, на смену старым приходят новые улучшенные версии. Несмотря на все изобилие современных подходов, на данный момент свыше 40 % зданий строится из мелкоштучных каменных материалов (кирпича, камней, блоков). Именно поэтому от капитального строительства зависит успех дальнейшего улучшения жилищно-бытовых условий населения. При капитальном строительстве зданий применяют каменную, кирпичную и блочную кладку. Что же такое каменная кладка? Каменная кладка — это конструкция из кирпичей, камней, уложенных на строительном растворе в определенном порядке. Функции каменной кладки:
- Воспринимает нагрузку от собственного веса
- Воспринимает нагрузку других конструктивных элементов
- Является тепло-, звукоизоляционной защитой.
Строительство из мелкоштучных материалов происходит на протяжении всего календарного года, при этом стоит отметить, что мы живем в регионе, в котором отрицательная температура держится на протяжении 5 месяцев. Все эти факторы не помеха, наоборот, это толчок для разработки и усовершенствования кладки в зимних условиях. В данной работе проведем сравнительный анализ методов кладки в зимних условиях.
Твердение цементного раствора происходит при взаимодействии зерен цемента с водой, при этом образуется цементный гель, превращающийся затем в камень. С понижением температуры процесс твердения цементного раствора замедляется. Например, при температуре 5°С его прочность нарастает в 3–4 раза медленнее, чем при температуре 20°С, а при понижении температуры до 0°С твердение раствора практически прекращается.
Известковый раствор твердеет вследствие кристаллизации гидрата окиси кальция, испарения избытка влаги и частичной карбонизации извести (при поглощении углекислого газа из воздуха). Для твердения необходимо, чтобы известь находилась во влажной среде. Наращивание прочности известкового раствора также зависит от температуры окружающей среды. При температуре ниже 0°С в растворе происходят процессы, отражающиеся на его структуре и прочности.
Во-первых, в результате замерзания раствора содержащаяся в нем вода превращается в лед, который не вступает в химическое взаимодействие с вяжущими веществами. Если твердение вяжущего не началось до замерзания, то оно не начнется и после него; если же оно уже началось, то практически приостанавливается до тех пор, пока свободная вода будет находиться в растворе в виде льда.
Во-вторых, замерзающая в растворе вода значительно увеличивается в объеме (приблизительно на 10 %), вследствие чего структура раствора разрушается, и он частично теряет накопленную до замерзания прочность. При быстром замерзании свежевыложенной кладки в швах образуется смесь вяжущего вещества и песка, сцементированная льдом. Раствор настолько быстро теряет пластичность, что горизонтальные швы остаются недостаточно уплотненными; при оттаивании они обжимаются под тяжестью вышележащей кладки, что может вызвать значительную и неравномерную осадку и создать угрозу прочности и устойчивости кладки. При раннем замораживании кладки конечная прочность цементных, цементно-известковых и цементно-глиняных растворов, которую они приобретают после оттаивания и 28-суточного твердения при положительной температуре, значительно снижается и в некоторых случаях не превышает 50 % марочной. Эти обстоятельства обусловливают необходимость соблюдения определенного режима зимней кладки, который обеспечил бы прочность раствора и кладки в целом. При возведении каменных конструкций в зимних условиях систематически контролируют качество раствора и дозировку добавок. Прочность раствора на сжатие определяют, испытывая образцы-кубы с ребром 7,07 см. Количество их должно быть не менее 12 с объема кладки, выполненного в течение не более трех суток, в том числе девять образцов для контроля прочности в процессе возведения здания и три — для оценки окончательной прочности раствора, выдержанного в тех же условиях (весь зимний период), что и кладка, и еще не менее месяца при положительной температуре.
В зависимости от вида возводимых конструкций каменные работы зимой выполняют следующими способами: замораживанием, с использованием противоморозных добавок, с применением последующего прогрева. Кладка каменных конструкций в зимних условиях должна выполняться на цементных, цементно-известковых или цементно-глиняных растворах. [1].
Кладка способом замораживания. Способ заключается в том, что работы ведутся на открытом воздухе из мерзлого кирпича на подогретом растворе (раствор имеет положительную температуру в момент укладки). Суть способа заключается в том, что раствор твердеет за счет плюсовой температуры и теплоты, которую выделяет цемент при твердении. Но основной период твердения приходится на последующие зимние и весенние оттепели или искусственное отогревание. Минус этого способа — низкая прочность в период оттаивания, поэтому не допускается за один зимний период возводить конструкции более 15 м высотой.
Необходимо выполнять:
- Расстилать раствор короткими грядками (под 2 ложковых кирпича в верстах).
- Возводить кладку по высоте, укорачивая делянки по длине.
- Толщина швов не должна превышать величину, установленную для летней кладки.
Способ с использованием противоморозных добавок. Химические добавки, которые добавляют в растворы, понижается температура замерзания воды (в растворе), а также добавки ускоряют процесс твердения. При таких процессах раствор набирает прочность быстрее, это позволяет без опасений производить работы при отрицательных температурах. В качестве добавок при строительстве надземной части используют поташ и нитрит. А во всех остальных случаях (для подземной кладки, для строительства промышленных и складских зданий, а также, здания, где не предъявляются высокие требования к внешней отделке) используют хлористый натрий, нитрат натрия и хлористый кальций. Стоит отметить, что при такой кладке следует выполнять такие же требования, что и при кладке способом заморозки. Исходя из требуемой прочности кладки, устанавливают длительность искусственного прогревания. Плюсы такого способа кладки: кладка вышележащих этажей не прекращается, при этом конструкции нижележащих этажей приобретают необходимую прочность. Также внутренние виды работ совершаются по мере возведения здания.
Замораживание с последующим оттаиванием и прогревом. Такой способ возведения конструкций, основанный на прогреве теплым воздухом, применяют, чтобы ускорить процессы строительства и начать отделочные работы. Обязательной процедурой является — утепление, т. е. следует закрыть все проемы и отверстия, оборудуя временное отопление в помещении.
Человеку всегда приходится бороться с природными особенностями. Рассмотренные выше способы кладки в зимнее время имеют свои плюсы и свои минусы. Некоторые способы выгодны с экономической точки зрения, другие обеспечивают прочность и устойчивость конструкции. Выбор способа зимней кладки зависит от назначения объекта, от финансового состояния и от климатического состояния в регионе.
Литература:
- Ищенко И. И. Каменные работы: Учебник. 7-е изд. 2012г.-240 с. (Учебники для вузов. Специальная литература).
