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.

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.

Стены и столбы выкладывают равномерно по всему зданию или в пределах между осадочными швами, не допуская разрывов по высоте более 4 м. После возведения стен и столбов в пределах этажа немедленно укладывают сборные элементы перекрытий. Балки и прогоны, опирающиеся на стены, связывают с кладкой стен металлическими анкерами, закрепляемыми в вертикальных продольных швах кладки. Концы смежных прогонов, опирающихся на столбы или продольную стену, скрепляют скрутками, а при деревянных прогонах - накладками.

Рис. 132. Армирование угла (а) и примыкания внутренней стены к наружной в местах прохождения каналов (б)

В углах (рис. 132, а), в местах сопряжения поперечных и внутренних стен здания и местах прохождения каналов (рис. 132, б) на уровне перекрытий укладывают стальные связи: при высоте здания до четырех этажей - через этаж, в более высоких зданиях, а также при высоте этажа более 4 м - на уровне каждого перекрытия. Связи заводят в примыкающие стены на 1...1,5 м и заканчивают на концах анкерами.

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.

Кладку ведут на открытом воздухе из кирпича, камней или блоков правильной формы на растворе, имеющем положительную температуру в момент его укладки, а затем замерзающем. При строительстве соблюдают те же правила производства работ, что и при летней кладке.

Сущность этого способа заключается в том, что раствор в швах, замёрзший вскоре после укладки его, твердеет в основном весной после оттаивания кладки и частично в период до замерзания (за счет имевшейся плюсовой температуры раствора и экзотермии цемента), а также при зимних и весенних оттепелях или искусственном отогревании кладки. При выполнении кладки этим способом необходимо учитывать, что в момент оттаивания она имеет наименьшую прочность и от перегрузки может разрушиться. Поэтому способом замораживания растворов в течение одного зимнего периода допускается возводить каменные конструкции высотой не более 15 метров.

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 СССР до -30*С.

Марки растворов назначают в зависимости от температуры воздуха в момент возведения 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 его укладки в дело должна быть не ниже:

5*С при температуре воздуха до -10*С;

10*С при температуре воздуха от -10 до -20*C;

15*С - от -20 и ниже. При скорости ветра более 6 м/с температура раствора должна быть повышена против указанной на 5*С.

Чтобы подогретый раствор, доставленный с растворного узла, сохранил необходимую температуру до укладки в дело, его надо использовать в течение 20...25 минут. Применять для кладки замерзший и разбавленный горячей водой раствор нельзя , 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. Замёрзший до начала схватывания раствор необходимо возвратить на растворный узел для оттаивания и переработки.

Чтобы раствор не остывал во время доставки от растворного узла к месту работы каменщиков, его перевозят в утеплённых контейнерах или автосамосвалах, оборудованных утепленными крышками, с подогревом кузова выхлопными газами от двигателя. Надо стремиться к тому, чтобы раствор из автосамосвала 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 2 ложковых кирпича в вёрстах 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 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.

Толщина швов не должна превышать размеров, установленных для летней кладки. Это требование объясняется тем, что кладка, выложенная зимой, фактически замерзает в течение одного-двух часов, а обжатие не отвердевшего раствора происходит после полного оттаивания кладки. Поэтому при большой толщине швов кладка во время оттаивания может дать значительную осадку и даже разрушиться. При перерывах в работе зимнюю кладку накрывают матами, толем или кирпичом насухо, а перед возобновлением работ очищают от снега, наледи и мёрзлого раствора. К перерыву в работе все вертикальные швы верхнего ряда кладки должны быть заполнены раствором.

Следует проверять вертикальность кладки , так как отклонения стен от вертикали создают угрозу ещё большего их искривления и разрушения при оттаивании раствора весной.

Стены и столбы выкладывают равномерно по всему зданию или в пределах между осадочными швами, не допуская больших разрывов по высоте. Разрывы могут быть не более 4 м и должны оканчиваться убежной штрабой. После возведения стен и столбов в пределах этажа немедленно укладывают сборные перекрытия. Прогоны, опирающиеся на стены, связывают с кладкой стен металлическими анкерами, закрепляемыми в вертикальных продольных швах кладки. Концы смежных прогонов, опирающихся на столбы или продольную стену, обязательно скрепляют скрутками.

В углах и местах сопряжения поперечных и внутренних стен зданий на уровне перекрытий укладывают стальные связи: при высоте здания до четырёх этажей, например, их устанавливают через этаж, при более высоких зданиях, а также при высоте этажа более 4м - на уровне каждого перекрытия. Связи заводят в примыкающие стены на 1... 1,5 м и заканчивают на концах анкерами.

При кладке стен облегчённых конструкций пустоты заполняют шлакобетонными вкладышами, шлакобетоном с малым содержанием воды или сухими засыпками, не содержащими смёрзшихся комьев, чтобы предотвратить осадку засыпки и не ухудшить теплотехнических качеств кладки.

При кладке фундаментов зимой 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 и выравнивать основание песчаными слоями толщиной, превышающей 100 мм, так как при большей толщине искусственного песчаного основания возможны неравномерные осадки, трещины в фундаментах и стенах здания.

Возведение фундаментов способом замораживания разрешается из кирпича, камней правильной формы и блоков.

Этим способом допускается также возводить стены из постелистого бутового камня, если расчётом подтверждено, что они выдержат нагрузку в период оттаивания.

Перемычки в стенах зимней кладки должны быть, как правило, сборными железобетонными.

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 в зданиях, кладка которых выполнена способом замораживания, следует учитывать величину осадки кладки, а вместе с ней и перекрытий в весеннее время. Просветы, оставляемые под потолком, должны быть в два раза больше величины осадки стен, ожидаемой в пределах данного этажа.

Этот способ заключается в том, что раствор (обычный, без добавок) после его расстилания и укладки камня сразу же замерзает и в обще­принятом смысле не твердеет, а приобретает лишь временную морозную (криогенную) прочность, которая при оттаивании теряется. После от­таивания и твердения при температуре выше О °С в течение 28 дней раствор, как правило, имеет меньшую прочность и большую деформа- тивность, чем если бы он не подвергался замораживанию. Причем, отмеченное снижение прочности раствора, а следовательно и кладки в целом, тем больше, чем ниже температура замерзания раствора.

Конечная прочность на сжатие затвердевшей после оттаивания кладки, возводившейся при температуре определяется по эмпири­ческой формуле
. (6.1)
где - прочность летней кладки.
Раннее замерзание раствора в зимней кладке увеличивает ее конеч­ную деформативность после оттаивания. Соответствующее уменьшение упругой характеристики определяется по формуле
(6.2)
где а-упругая характеристика летней кладки.
Значение £ в обеих формулах принимается со знаком «минус».
При способе замораживания марка раствора должна быть не ме­нее 10. Применение этого способа целесообразно при температуре за­мерзания раствора не ниже -10 °С, а также при более низкой темпе­ратуре, если расчетная несущая способность кладки используется не полностью, например, в малоэтажных зданиях. При температуре ни­же - 10 °С и высокой степени использования несущей способности кладки способ замораживания требует значительного дополнительного повышения прочности раствора или установки сетчатой арматуры, поэтому он допустим только при отсутствии противоморозных хими­ческих добавок.
Способ замораживания применяют при выполнении кладки из камней или блоков правильной формы, которые при оттаивании ра­створа не могут расползаться, а также при ограниченной высоте (не бо­лее 15 м) и гибкости стен или столбов.
Зимнюю кладку, выполненную способом замораживания на ра­створах без химических добавок, нельзя применять для конструкций:
из бутобетона и рваного бута;
подвергающихся в стадии оггаивания вибрации млн значительным динамическим нагрузкам;
подвергающихся в стадии оттаивания воздействию поперечных нагрузок, значение которых превышает 10 % от продольных;
с эксцентриситетами в стадии оттаивания, превышающими 0,25# для свободно стоящих конструкций, не имеющих верхней опоры, и 0,75у - при наличии верхней опоры;
с отношением высот стен (столбов) Я к их толщинам /г, превышаю­щим в стадии оттаивания значения р, установленные для кладок IV группы (см. § 4.2); для конструкций, не имеющих верхней опоры, пре­дельные отношения следует уменьшить в два раза и принимать не бо­лее $ ^ 6. В случае превышения предельно допустимой гибкости кон­струкции их при возможности следует усилять временными крепле­ниями, обеспечивающими устойчивость в период оттаивания;
зданий высотой более 4 этажей.
Рассчитывать несущую способность каменных стен и других кон­струкций, возводимых способом замораживания на растворах без химических добавок, следует для двух стадий: стадии эксплуатации - основной расчет и стадии первого оттаивания - дополнительный расчет.
Расчетные сопротивления кладки, выполнявшейся способом замо­раживания без химических добавок, при основном расчете стен закон­ченного здания принимаются:
для кирпичной и каменной кладки при среднесуточной температуре наружного воздуха во время возведения кладки до -15 °С как для летней кладки, но с понижающим коэффициентом 0,9;
то же, при температуре до -30 °С с понижающим коэффициентом
0,8;
для кладки из крупных блоков - как для летней без понижаю­щего коэффициента.
Если согласно расчету несущая способность стен используется более чем на 70 %, то для обеспечения необходимой конечной прочнос­ти зимней кладки предусматривают соответствующие мероприятия: повышение марки раствора, применение кирпича и камней повышенной прочности, сетчатого армирования. Эти мероприятия должны быть указаны на чертежах.
Расчетное сопротивление кладки при дополнительном расчете при­нимается:
при растворе на портландцементе и толщине стен|или столбов 38 см и более - как для раствора марки 2;
при растворе на шлакопортландцементе или пуццолановом цемен­те независимо от толщины стен и столбов, а также при растворе па портландцементе, если толщина стен или столбов менее 38 см - как для раствора нулевой марки.
При основном и дополнительном расчетах следует учитывать влия­ние пониженного сцепления раствора с камнем и арматурой, вводя в расчетные формулы дополнительные коэффициенты условий работы Ул и указанные в табл. 6.2.
В рабочих чертежах зданий, каменные конструкции которых предполагается возводить способом замораживания, необходимо ука­зывать предельные высоты кладки стен и столбов, которые могут быть допущены в период оттаивания раствора, и в необходимых случаях конструкцию временных креплений, устанавливаемых до возведения вышележащих этажей на период оттаивания и твердения раствора кладки.
Пример 6.1. Центрально нагруженный столб сечением 64 X 77 см, высотой Н = 4,8 м, находящийся в многоэтажном здании со сборны­ми железобетонными перекрытиями, возводился способом заморажи­вания при температуре I - - 10 °С. Свожен из силикатного кирпича марки 150 на портландцементном растворе марки 50. Необходимо про­верить несущую способность этого столба в момент его оттаивания,
Г а б л и ц а 6.2. Коэффициенты у ^ и у |
Сжатие отвердевшей {после оттаивания) кладки из кир­пича и камней правильной формы 1 -
То же, бутовой кладки из постелистого камня 0,8 -
Растяжение, изгиб и срез отвердевшей кладки всех видов по растворным швам 0,5 -
Сжатие кладки с сетчатым армированием в стадии оттаи­вания - 0,5
То же, отвердевшей (после оттаивания) - 0,7
То же, возводимой на растворах с противоморозными до­бавками при твердении на морозе и прочности не менее 1,5 МПа в момент оттаивания - 1,0
когда действующая на него продольная сила достигла N = 300 кН, а также в стадии эксплуатации при продольном усилии N = 500 кН.
При заданных условиях 10 = 0,9 4,8 = 4,3 м и отношения - 430/64 - 6,7 и {$ - 480/64 = 7,5. Отношение (3 не превышает пре­дельного значения (см. § 4.2 и табл. 32, 33, 36 приложения IV) даже для кладки на растворе марки 10 (группа кладки IV) (5а = 14 0,65 - = 9,1. Для кладки на растворе марки 50 значение будет еще боль­ше. Следовательно, при такой гибкости кладка методом замораживания допустима.
Для проверки несущей способности столба в период оттаивания, когда раствор имеет прочность 0,2 МПа, по табл. 9 и 22 приложения II находим И - 0,85 МПа (с учетом табл. 6.2) и а = 350, а по табл. 23 приложения III ср = 0,852. Так как /г = 64 см > 30 см, то т& - 1.
Тогда искомую несущую способность получим по формуле (2.1) Маат = 1 0,852 0,85 77 64 100 = 356 886 Н = 356,9 кН > > N = 300 кН.Она обеспечена.
Для стадии эксплуатации расчетное сопротивление кладки (см. табл. 9 приложения II) с учетом понижающего коэффициента для зимней кладки Д = 0,85 ■ 1,8 0,9 - 1,38 МПа, а по табл. 22 при­ложения Па - 750. Для кладки, подвергавшейся замораживанию до / = -10 °С, упругую характеристику получим по формуле (6.2)
о
а,"= у-п о-пт = 750 = 375. Тогда по табл. 23 приложения III
Ф = 0,855, а по формуле (2.1) - несущая способность столба в стадии эксплуатации Nadm = 1 0,855 1,38 77 64 100 = 580 191 Н - - 580,2 кН >> N = 500 кН. Она также обеспечена.
Пример 6.2. На кирпичную стену толщиной 51 см, выполняемую методом замораживания, через распределительную плиту размером 20 X 30 см опирается стойка (см. рис. 2.4, в). Кирпич марки 75 на портландцементом растворе. Необходимо проверить i рлчность клад­ки на смятие в стадии производства работ (при оттаивании) на усилие N = 40 кН.
Для заданных условий по табл. 9 приложения 117? = 0,6 МПа, площадь смятия Ас = 20 30 = 600 см2, расчетная площадь (см. рис. 2.3, д) А = (2с2 + а) (2с± + Ь) = (2 . 51 -f 20) (2 5 -f 30) =--
= 4880 см2 и коэффициент £ = 48S0/6OO = 2,01 > £х = 1,2, соглас­
но табл. 25 приложения III принимаем £ - 1,2. Тогда расчетное со­противление Rc - 1,2 0,6 = 0,72 МПа.
Прочность кладки при tyd = 1 получим по формуле (2.5) Nс - = 1 0,72 600 100 = 43 200 Н = 43,2 кН > N = 40 кН, она обеспечена.
Пример 6.3. На стену толщиной 51 см, выполняемую методом за­мораживания, опирается простеночный блок сечением 51 X 64 см (см. рис. 2.4, г). Стена выложена из керамических камней марки 100 со щелевидными пустотами на цементно-известковом растворе. Не обходимо проверить прочность кладки па местное сжатие в стадии производства работ при нулевой прочности раствора, когда расчетное усилие N = 200 кН.
Для заданных условий R - 0,6 МПа (см. табл. 9 приложения II),
= I, площадь смятия А0 = 51 64 = 3264 см2, расчетная пло­щадь (см. рис. 2.3, а) А - (2 51 -f- 64) 51 = 8466 см2, коэффициент
g _________ ,_________
£ - / 8466/3264 = 1,37 > £j = 1,2 (согласно табл. 25 приложения, III принимаем £ = 1,2) и расчетное сопротивление смятию Rc - 1,2х х 0,6 = 0,72 МПа.
Прочность свежеуложенной кладки на местное сжатие получим по формуле (2.5) Ne = 1 0,72 3264 . 100 = 235 008 Н = 235 кН > > М = 200 кН, она обеспечена. (6.3)
где Яу - расчетное сопротивление сжатию зимней кладки наружных стен, упрочненной односторонним обогревом; Я0 - расчетное сопро-
Т а б л и ц а 6.3. Относительная прочность раствора в зависимости от температуры твердения и возраста

Возраст раствора, сут	Прочность раствора, проц., при температуре твердения, град С
	0	с,	10	15	30	25	30	35	40	45	г:0

і	1	4	6	ю	14	19	24	29	34	40	45
2	3	8	13	19	25	32	40	48	57	67	80
3	5	12	19	25	35	44	52	61	70	79	90
5	10	20	30	39	48	57	65	74	82	91	100
7	16	27	39	50	59	68	76	84	92	99	105
10	24	37	51	62	72	80	87	94	100	106	-
14	33	48	63	75	84	91	97	102	106	-	-
21	45	62	78	90	97	102	106	109	-	-	-
28	55	72	88	100	106	110	-	-	-	-	-
При	м е ч а н	и я: I.	Данные табл.		0.3	относятся к растворам.			твердеющим		при от*

носительной влажности воздуха 50-60 %.
2. При применении растворов, изготовленных на шлакопортландцементе н пуццолаио вом портландцементе, следует учитывать замедление нарастания их прочности при темпера­туре твердения ниже +15 °С. Относительную прочность этик растворов определяют умноже­нием значений, приведенных в табл. 6.3, на коэффициенты;
При температуре твердения 0 °С.................................................................................................. 0,3
То же, 5 ........................................................................... 0,7
То же, 9 ..................... . ....................................................... 0,9
3. Для промежуточных значений температуры твердения н возраста раствора проч­ность его определяют интерполяцией
То же, 15 °С и выше.................................................................... 1
тивление сжатию зимней оттаявшей кладки на растворе пулевой проч- ности; о)"- коэффициент упрочнения кладки наружных стен, подвер­гающихся одностороннему обогреву, определяемый по табл. 6.4.
Прочность отогретого раствора на внутренней грани наружной стены, МПа
Значение коэффициента (о" при глубине оттаивания наружных стен,-
проц их толщины
20... 39
40...69
60 и более
Таблица 6.4. Упрочнение кладки наружных стен (на растворе с применением портландцемента) односторонним отогреванием

0.2	1,00	1,05	1.2
0,4	1,00	1,05	1,2
1,0	1,05	1,10	1,3
1,5	1,10	1,20	1,5
2,5	1,15	1,40	1,7
5,0	1,20	1,60	1,9

Примечания: I, Коэффициенты упрочнения для кладки на растворе, изготовлен­
ном на щлакопортландцементе или пуццолановых портландцемеитах, применяют равными (со" + 1)/2; где (о" определяют по настоящей таблице.
2. Прочность отогретого раствора на внутренней грани наружной стены определяют лабораторными испытаниями или ориентировочно принимают по данным табл. 6.4Глубину оттаивания наружных стен в зависимости от средней температуры наружного и внутреннего (отогретого) воздуха, а также длительности обогрева определяют по табл. 6.5.
Марка раствора при кладке методом замораживания с обогревом должна быть не ниже 50.
При расчете несущей способности отогреваемых стен следует учитывать влияние пониженного сцепления раствора с камнем и ар­матурой введением в расчетные формулы коэффициентов условий ра­боты уС1 и уС5ь приведенных в табл. 6.2. При расчете наружных стен необходимо, кроме того, руководствоваться следующими указаниями:
1. При эксцентриситете приложения нагрузки (силы) в сторону отогретой части стены ее рассчитывают как центрально сжатую (без учета эксцентриситета).
2. Эксцентриситет в сторону неотогретой части сечения должен быть не более 0,25г/. При большем эксцентриситете необходимо времен­ное крепление на период оттаивания.
3. Коэффициенты продольного изгиба для этих стен принимают­ся:
при отогревании на глубину менее 30 % толщины стены - как для неотогретых, находящихся в стадии оттаивания;
при глубине оттаивания 30 % и более - как для степ на раство­ре, прочность которого принимается равной половине прочности, дос­тигнутой на внутренней грани стены.

Затвердевание цементного раствора происходит при взаимодействии цемента и воды, при этом образуется гелеобразная масса, позже превращающаяся в камень. При понижении температуры воздуха до 5 °C цементный раствор затвердевает медленнее в 3-4 раза, чем при температуре 20 °C, и практически прекращается затвердевание совсем при температуре 0 °C.

Воздействие отрицательных температур отражается на структуре и прочности цементного раствора. Процесс взаимодействия воды с вяжущими веществами цемента прекращается, так как вода превращается в лед. Кроме того, замерзшая вода существенно увеличивается в объеме, вследствие чего структура раствора теряет прочность, которая накопилась в нем до замерзания.

При замерзании цементный раствор так быстро теряет эластичность, что уплотнение горизонтальных швов в кладке оказывается недостаточным. Во время оттаивания каменной кладки может произойти неравномерная осадка, что создает угрозу прочности и устойчивости кладки. Поэтому при возведении каменных сооружений в зимний период следует время от времени контролировать качество раствора и регулировать количество специальных добавок.

Варианты каменной кладки в зимний период

Для выполнения каменной кладки зимой существуют три способа: замораживание, с использование противоморозных добавок, применение подогрева.

Возведение кирпичной кладки способом замораживания

Этот способ заключается в том, что раствор, на который кладут кирпич, замерзает в швах сразу же после его укладки, а твердеет частично до замерзания за счет имеющейся экзотермии цемента и плюсовой температуры раствора, и окончательно после оттаивания кладки весной. Тут необходимо заметить, что во время оттаивания кладка испытывает перегрузки, в то же время за счет наименьшей прочности может произойти ее разрушение. Поэтому этим способом возводить каменные кладки допускается с ограничением высоты постройки до 15 метров.

Минимально допустимая температура наружного воздуха, при которой можно возводить кирпичную кладку устанавливают в зависимости от погодных условий данного региона, в средней полосе России эта норма находится в пределах минус 30 °C.

В зависимости от температуры воздуха в период возведения кладки назначается та или иная марка раствора. Его состав подбирают с учетом прочности и устойчивости в период оттаивания и условий дальнейшей эксплуатации сооружения.

Подогретый цементный раствор, доставляемый с растворного узла, следует использовать в течение 25-30 минут, чтобы сохранилась необходимая температура до укладки. Не рекомендуется разбавлять замерзший раствор горячей водой, так как во время замерзания его в швах образуется множество пор, заполненных льдом, что делает раствор более рыхлым, и при оттаивании он не наберет требуемой прочности.

Каменная кладка с применением прогрева и химических добавок

Чтобы ускорить процесс отвердевания цементного раствора в него вводят противоморозные химические добавки, они снижают показатель температуры замерзания воды в растворе. Вследствие этого, даже при более низких температурах воздуха, чем обычно, раствор набирает прочность.

Химические добавки из хлористого кальция, хлористого натрия, углекислого калия и нитрата натрия вводятся в раствор для кладок из камней правильной формы, кирпича, постелистого бутового камня, применяемых для возведения складских помещений, поземной кладки, промышленных зданий, не требующих тщательной отделки поверхности. Для надземной кладки из камней, кирпича и блоков разрешается использовать углекислый калий и нитрит натрия в смеси растворов без использования последующего подогрева.

Цементный раствор с добавками на момент укладки должен иметь температуру не менее 5 °C. Ни в коем случае не допускается использование раствора замерзшего и снова отогретого горячей водой. Обязательным условием возведения кладки на растворе с химическими добавками есть использование раствора до схватывания его под действием добавок.

Метод кладки кирпича зимой по нескольким технологиям

Технология кладки с прогревом для ускорения строительства в зимний период применяется так: сначала возводят каменные конструкции методом замораживания, затем их прогревают теплым воздухом, то есть искусственно оттаивают. При этом оборудуют временное отопление этажа или всего здания, закрывают все оконные и дверные проемы. В качестве отопительных приборов чаще всего используют нефтегазовые горелки-калориферы, системы газовых воздухонагревательных установок, с помощью которых повышают температуру воздуха вокруг конструкции до +40 +50°C. Прогревание конструкций, дает возможность продолжать кладку следующих этажей, поскольку нижние этажи постепенно набирают необходимую прочность.

Что нужно делать в период оттаивания зимней кладки

Во время оттаивания и затвердевания зимней кладки резко снижается ее прочность и устойчивость, а неравномерность оттаивания может привести к деформации кладки. Поэтому в период оттепелей необходимо следить за состоянием конструкций, чтобы своевременно выполнить мероприятия, рекомендованные для обеспечения хорошей устойчивости сооружения.

Мероприятия, которые связаны с оттаиванием кладки, должны сводиться к следующим действиям:

1. После завершения кладки очередного этажа устанавливают рейки для контроля. По этим рейкам наблюдают за осадкой стен в течение зимы и весны до наступления теплого времени, и укрепляют стойками провесные стены и перемычки.
2. В перемычках пролетом более 2.5 метров стойки периодически подклинивают. Такие стойки, поддерживающие перекрытия и стены во время их оттаивания, помимо клиньев должны иметь поперечные подкладки из мягких пород древесины. Деревянные перемычки из сосны, осины будут сминаться поперек волокон при осадке стен при наступлении оттепелей в горизонтальные канавки. Не заделанные гнезда заделывают кирпичом.
3. С наступлением весны свободностоящие стойки, простенки и стены, высотой превышающей их толщину в пять раз в поперечном направлении, раскрепляют.

Во время оттаивания кладки, выложенной методом замораживания, и при искусственном ее прогревании постоянно наблюдают за наиболее напряженными конструкциями, проверяя кладку этих участков. Особое внимание следует уделить столбам, простенкам, опорам под сильно нагруженными прогонами, сопряжениям стен и местам опирания опалубки перемычек.

Чтобы контролировать оттаивание и отвердевание раствора в швах кладки, изготавливают контрольные образцы из раствора, который использовался в работе для возведения каменной конструкции. Хранят их в тех же условиях, в которых находится сама кладка. По этим образцам судят о состоянии прочности кладки. Для проверки прочности твердеющего раствора существуют специальные приборы, которые измеряют степень оттаивания и прочность раствора.

Состояние кладки необходимо контролировать в течение всего периода оттаивания и отвердевания раствора в кладке после того, как наступят круглосуточные положительные температуры. Стены сооружений, расположенные с разных сторон, оттаивают неравномерно, поэтому с южной стороны их завешивают пергаментом или увлажняют, чтобы условия отвердевания были равными, и кладка осаживалась равномерно.

Если при зимней кладке концентрация солей химических добавок в растворе была низкой, то она твердеет частично, в этой связи мероприятия по повышению прочности кладки практически такие же, как и для кладки возведенной способом замораживания.