|
До 1920 г. кладка зимой производилась редко и лишь в тепляках, охватывающих все сооружение.
Огромный размах социалистического строительства привел к
необходимости вести работы круглый год. В 1930 г. тресты «Мосстрой», «Металлострой» и др. начали широко применять легкие перемещаемые тепляки.
С 1931 г. стал внедряться метод термоса — работы зимой стали
производиться на открытом воздухе с подогретым кирпичом и раствором, а
выложенная кладка утеплялась термоизоляционными материалами.
Для кладки метод термоса не дал ожидаемого эффекта:
охлаждение замедляется теплотой, выделяющейся при гидратации цемента, а в
кладке его относительно мало (цемент содержится лишь в швах). Опыт показал,
что такие мероприятия, как подогрев камня и раствора, повышение содержания
цемента в растворе и утепление, не предохраняют кладку от замерзания, если
она возводится при температуре ниже — 10°С. При такой температуре раствор в
ней замерзает, не достигнув сколь-либо существенной прочности.
Вместе с тем было установлено, что свежезамороженная
кладка после оттаивания и некоторой выдержки при положительных температурах
приобретает достаточную прочность. В связи с этим возникла мысль применять к
возводимой на холоде кладке . метод раннего замораживания, не предохраняя ее
от замерзания, а принимая главным образом .лишь меры против неблагоприятного
влияния на сооружение осадки кладки и понижения ее прочности и устойчивости в
период оттаивания. Первые опыты по применению метода раннего замораживания
провели" зимой 1931/1932 года В. М. Медведев и С. А. Миронов в ЦНИПС, М.
В. Челбаев и А. К. Гове в тресте «Мосстрой», В. Н. Сизов в тресте
«Строитель». Ценные выводы дали исследования свойств замороженной кладки,
произведенные в 1937 г. А. А. Шишкиным в ЦНИПС.
По данным крупных экспериментальных исследований и на
основе опыта огромного зимнего строительства, осуществляемого в СССР, проф.
А. А. Шишкиным разработана ныне действующая инструкция [19]. В ней приводятся
все основные указания по применению метода замораживания и других наиболее
передовых методов, возникших и развившихся благодаря трудам советских ученых
и производственников.
Результаты опытов
Опыты с замороженной кладкой выявили следующее: А.
Замерзший в кладке цементный раствор или смешанный раствор с достаточным
количеством цемента после оттаивания продолжает твердеть. Но если он замерз в
свежем состоянии, сразу после укладки, конечная его прочность получается
меньшей, чем при твердении в нормальных, летних условиях.
Б. Конечная прочность при сжатии цементного или смешанного
раствора на портландцементе снижается вследствие замерзания в раннем возрасте
на 20—50%.
В. Вследствие замерзания кладки в раннем возрасте
значительно снижается сцепление в ней раствора с камнями, так как
образующиеся на поверхности камней ледяные пленки нарушают связь между
камнями и раствором. Особенно заметно это снижение в кладке из камней, не
отсасывающих воду из растаявшего раствора, например, из насыщенных водой
кирпича или бетонных камней. В кладке из сухого кирпича, шлакобетонных и
других пористых камней сцепление после оттаивания несколько нарастает, но
обычно даже при прочных растворах не превышает 0,1 Мн/м2.
Г. Сцепление раствора с арматурой снижается вследствие
замерзания примерно так же, как и его сцепление с камнями.
Д. Замерзший в свежем состоянии раствор обжимается в
кладке значительно меньше, чем раствор, уложенный в летних условиях. Поэтому
кладка при оттаивании дает значительную осадку. При замерзании на большом
морозе (ниже — 10°С) хорошо выполненная кирпичная кладка может дать осадку до
2 мм/м, кладка из постелистого бута —до 4 мм/м, кладка с толстыми неровными
швами — 7 мм и более.
Е. Если замерзание свежеуложенного раствора в кладке
произошло при небольшом морозе (до — 10 С), осадка кладки после оттаивания
получается значительно (в 2—3 раза) меньшей, чем по пункту «Д*.
Ж. Если замерзает не свежеуложенный раствор, а раствор,
достигший 20% или более нормативной прочности, то уменьшение конечной
прочности кладки при сжатии и снижение сцепления раствора с камнем или
арматурой не наблюдается.
3. Бесцементные известковые или глиняные растворы после
замораживания в свежем состоянии и затем оттаивания больше не твердеют. Это
объясняется значительным содержанием в них влаги (около 30%) и образованием
вследствие этого скоплений кристаллов льда, безвозвратно нарушающих связь
между зернами заполнителя в растворах.
Методы возведения зимней кладки и требуемые расчеты
Основным методом возведения кладки в зимних условиях
является метод раннего замораживания. При нем допускается замерзание в кладке
свежего раствора до достижения им прочности в 20% от номинальной. Раствор
оттаивает и затем набирает прочность лишь под влиянием повышения наружной
температуры во время оттепелей и весной. Часто прибегают и к искусственному
обогреванию кладки изнутри здания. Это делают для того, чтобы повысить
прочность кладки ко времени оттепели и для того, чтобы производить уже до
этого времени в здании внутренние работы.
Применяют та|Кже и способ последующего замораживания, при
котором замерзание' раствора допускается лишь после достижения им прочности в
20% от номинальной. Чтобы получить требуемую прочность раствора, кладку
вначале согревают искусственно и затем защищают от быстрого охлаждения,
применяя для этой цели способ «термоса», обогреваемые тепляки, электропрогрев,
прогрев паром и т. п. Некоторое повышение температуры и скорости твердения
можно достигнуть и применением в смешанных растворах молотой негашеной
извести взамен известкового теста.
Частичное твердение растворов на морозе и хорошее
сцепление раствора с камнем после оттаивания может быть обеспечено введением
в растворы небольшого (4—7% от массы воды затворения) количества химических
добавок: поташа (углекислого калия К2С03), хлористого кальция (Са С12),
хлористого аммония (нашатыря), хлористого натрия (поваренной соли NaCl). По
предложению Н. Н. Березина для затворения применяют и хлорированную воду —
раствор хлорной извести (СаОС12) — плотностью от 1040 до 1080 кг/ма. При
приготовлении хлорированной воды выделяется газообразный хлор (отравляющий газ).
Поэтому ее применение допустимо лишь с разрешения органов охраны труда при
условии строгого соблюдения соответствующих предписаний по технике
безопасности.
Растворы с химическими добавками применяют для кон-»
струкций из бутовой кладки, для подземной кладки (фундаментов, подпорных
стенок и т. п.), для кладки стеь и столбов промышленных и складских зданий с
нормальной эксплуатационной влажностью, не требующих тщательной отделки
поверхностей.
Для кладки стен жилых зданий применение хлорированной воды
запрещается, а применение остальных указанных здесь химических добавок
разрешается как исключение, так как добавки повышают гигроскопичность и
теплопроводность растворов и могут вызвать появление пятен на поверхности
стен.
Кладку отдельных сильно нагруженных конструкций можно
производить на растворе марки 50 и выше, изготовленном на смешанном цементе.
Этот цемент, предложенный докторами техн. наук. С. А. Мироновым и В. Н.
Сизовым, состоит из 75% портландцемента и 25% глиноземистого цемента.
Растворы на нем набирают значительную прочность и при отрицательных
температурах.
Панельные и крупноблочные стены возводят способом
замораживания с применением при морозах до t— — 10°С обыкновенных
портландцементных растворов, при t от—11 до — 20°С — растворов с добавкой поташа
или нитрита натрия в количестве 5°/о и при t ниже — 20°С — в количестве 10%
от массы воды затворения.
Добавка хлористых солей (СаС12, NaCl и других) к
растворам, укладываемым в швы и стыки панельных стен, не допускается, так как
хлористые соли могут вызвать коррозию стальных связей и закладных деталей в
стенах.
Расчет кладки, возводимой методом раннего или последующего
замораживания, производят для двух стадий готовности здания: основной расчет
— для законченного здания с кладкой в возрасте 28 суток (после оттаивания) и
дополнительный расчет — для стадии первого оттаивания (которое может
произойти и зимою, во время оттепели). Кладку причисляют к какой-либо из
групп, указанных в приложении XIV, в зависимости от прочности раствора в
расчетной стадии.
|