Деформационные швы

Температурно-усадочные швы в стенах каменных зданий должны устраиваться в местах возможной концентрации температурных и усадочных деформаций, которые могут вызвать недопустимые по условиям эксплуатации разрывы кладки, трещины, перекосы и сдвиги кладки по швам (по концам протяженных армированных и стальных включений, а также в местах значительного ослабления стен отверстиями или проемами). Расстояния между температурно-усадочными швами должны устанавливаться расчетом.

Максимальные расстояния между температурно-усадочными швами, которые допускается принимать для неармированных наружных стен без расчета:

а) для надземных каменных и крупноблочных стен отапливаемых зданий при длине армированных бетонных и стальных включений (перемычки, балки и т.п.) не более 3,5 м и ширине простенков не менее 0,8м — по табл. 32; при длине включений более 3,5 м участки кладки по концам включений должны проверяться расчетом по прочности и раскрытию трещин;

б) то же, для стен из бутобетона — по табл. 32 как для кладки из бетонных камней на растворах марки 50 с коэффициентом 0,5;

в) то же, для многослойных стен — по табл. 32 для материала основного конструктивного слоя стен;

г) для стен неотапливаемых каменных зданий и сооружений для условий, указанных в п. «а» — по табл. 32 с умножением на коэффициенты:

для закрытых зданий и сооружений — 0,7; для открытых сооружений — 0,6;

д) для каменных и крупноблочных стен подземных сооружений и фундаментов зданий, расположенных в зоне сезонного промерзания грунта — по табл. 32, с увеличением в два раза; для стен, расположенных ниже границы сезонного промерзания грунта, а также в зоне вечной мерзлоты — без ограничения длины.

3.5. Особенности каменной кладки в зимний период

Обычно каменные работы выполняют в теплое время года, однако есть методы, позволяющие осуществить кладку и в зимний период. Зимняя кирпичная кладка имеет свои особенности из-за изменений в свойствах раствора при разном температурном режиме. В свою очередь роль раствора сложно переоценить, т.к. его характеристики влияют на прочность всей кладки. Каждый уровень кирпичной кладки должен выполняться лишь использую одинаковый по составу, консистенции и температуре раствор. Когда температура воздуха снижается до минусовой, замерзающая вода в растворе, тормозит гидратацию цемента в кладке. Также в связи с перемещением еще незамерзшей воды из холодных зон в более теплые, вокруг кирпича создается ледяная корка. После повышения температуры эти факторы влекут за собой уменьшение сцепления между кирпичом и раствором, что приводит к потери прочности кладки до 25% от проектной. Сравнивая прочность зимнего и летнего раствора, следует отметить, что выше прочность летней, т.к. чем раньше замерзнет раствор, тем больше прочности он теряет.

Выделяют несколько способов обеспечения проектной прочности в конструкциях при выполнении кладки из кирпича в зимний период: прогревом кладки, замораживанием раствора или на растворах с противоморозными химическими добавками.

1. Технология каменной кладки методом замораживания состоит в том, что кладку можно заморозить зимой, а в весенний период при повышении температуры, продолжить наращивать прочность. Выполняя кирпичную кладку методом замораживания, используются чистые от намерзаний кирпичи и подогретый раствор. Температура раствора на момент укладки при выборе данного способа не должна быть ниже 5-10-15 градусов Цельсия, при температуре внешнего воздуха соответственно до минус 10-20-и ниже 20. Раствор кладется небольшими порциями, а кирпичи укладываются вприжим. Сразу же наполняют вертикальные швы верхней кладки. Замораживание раствора в швах каменной кладки допускается при высоте возводимой конструкции не более 15 м, с дальнейшим оттаиванием и твердением при повышении температуры, либо искусственном прогреве нижних уровней кладки. Данный способ нельзя использовать при кладке конструкций, подвергающихся динамическим нагрузкам и вибрации во время оттаивания, при выполнении бутовой кладки из камней неправильной формы и в сейсмически опасных местностях. В зависимости от качественных характеристик раствора, от пяти до двадцати пяти процентов составляют потери прочности данного вида зимней кладки в сравнении с аналогичной летней кладкой. Еще одним минусом данного вида кладки является осадка кладки при оттаивании (до 2-х мм на 1м высоты). Осадка происходит с разной скоростью для разных участков, что приводит к неравномерной нагрузке на стену, потому крайне нежелательна. Для уменьшения данной нагрузки применяют усиления (арматурные стрежни в местах примыкания стен, стойки для прогонов и распорки для перегородок). Кладка, выполненная способом замораживания, усиливается в прочности за счет повышения марки раствора (не ниже М100).

2. Кладка с противоморозными химическими добавками также достаточно распространена. Добавки снижают температуру замерзания раствора, обеспечивают обжатие, а также частичное твердение при минусовых температурах. Вводятся добавки на этапе приготовления раствора. Распространенными видами противоморозных добавок являются хлористый натрий, хлористый кальций, поташ, нитрит натрия, нитрит кальция с мочевиной. Хлористый кальций и натрий обычно применяют в растворах для кладки подземной части здания из-за их способности увеличивать гигроскопичность и вызывать появление высолов. Остальные виды добавок используют для растворов для возведения наземных частей конструкций. Растворы с добавлением от двух до десяти процентов нитрита натрия от массы цемента твердеют при температуре от 0 до -15 градусов Цельсия, при добавке поташа от пяти до пятнадцати процентов – от -5 до -30. Но, следует учесть, что при высокой концентрации данных добавок раствор схватиться достаточно быстро, загустеет и потеряет свою подвижность, что усложнит его расстилание. Марка раствора, который применяется с противоморозными химическими добавками, должна быть не ниже М50. Использование поташа или нитрита калия позволяет увеличить конечную прочность кладки до 80%, в зависимости от температурного режима. Важно знать, что любые химические добавки имеют свои особенности и достаточно сильно влияют на требования к выполнению кладки. Например, поташ ускоряет затвердевание раствора, из-за чего смесь готовиться для работы на один час, не более. Также поташ вызывает коррозию у силикатного кирпича.

3. Кладка, способом прогрева применяется в случае невозможности применить два предыдущих способа. Чтобы кладку прогреть используют электроэнергию, пар или подогретый воздух. При прогреве в кладке поддерживают плюсовую температуру до приобретения раствором необходимой прочности. Марка применяемого раствора не должна быть ниже М10. Прогрев кладки электричеством осуществляют при помощи закладывания электродов в горизонтальные швы, которые отпайками подводят к питанию (220-380 В). В кирпичных столбах используют в качестве электродов арматурные сетки «зигзаг». Прогрев паром проводят в «паровой рубашке» - опалубке, которая покрывает поверхность каменной конструкции, куда подается от разводящей сети пар. Воздухообогрев осуществляется при помощи подогретого от калорифера или теплогенератора воздухом также с применением ограждающей рубашки в виде тепляка (плоского или секционного), покрывающего часть каменной конструкции. При возведении фундамента в котлованах или траншеях, применяют объемные тепляки (отапливаемые временные сооружения), поддерживая температурный режим при помощи калорифера не ниже десяти градусов на уровне полуметра от подошвы кладки. В результате использования кладки способом подогрева раствор высыхает в летних температурных условиях.