Из перечисленных трех факторов необратимое отрицательное влияние оказывают второй и третий.
В то же время раствор в замерзшем состоянии имеет достаточно высокую прочность (что обусловливается высокой прочностью льда). Прочность раствора снижается при оттаивании. Под воздействием массы вышерасположенной кладки оттаивающий раствор в швах может иметь неравномерную осадку, что приведет к неравномерной осадке всей кладки и уменьшению ее устойчивости.
В зависимости от назначения здания или сооружения, предъявляемых к ним требований, условий эксплуатации, сроков строительства, времени загружения и т. п. каменную кладку в зимних условиях можно осуществлять следующими способами:
замораживанием;
с применением противоморозных добавок, обеспечивающих твердение раствора при отрицательной температуре;
замораживанием в сочетании с искусственным оттаиванием и обогревом кладки нижележащих этажей;
с искусственным обогревом раствора в швах в процессе возведения кладки; в тепляках.
Способом замораживания каменные здания можно возводить на высоту, определенную расчетом в соответствии с несущей способностью кладки, в период оттаивания раствора при прочности его, близкой к нулю. По мере нарастания прочности раствора при положительной температуре можно продолжать кладку до проектной высоты.
При выполнении каменной кладки в зимних условиях необходимо особенно строго соблюдать все требования соответствующих нормативных документов. Так, толщина швов не должна превышать 12 мм, нельзя допускать отклонения кладки от вертикали, ряды камня должны быть строго горизонтальны и иметь одинаковую толщину. Для интенсификации процесса твердения раствора и увеличения длительности остывания его до 0°С, что позволит раствору приобрести к моменту замерзания большую прочность и, следовательно, вызовет меньшие осложнения при оттаивании кладки, применяют подогретые растворы, причем температура раствора зависит от температуры окружающей среды и скорости ветра (табл. IX. 1).
Раствор нагревается за счет разогрева воды затворения и в необходимых случаях — песка. Начальную температуру разогрева раствора назначают с учетом остывания его в процессе транспортирования и подачи к рабочему месту.
Как уже было оказано, растворы, замороженные в раннем возрасте, не приобретают проектной прочности. С целью компенсации этих потерь марку раствора повышают, назначая ее с учетом среднесуточной температуры воздуха, при которой ведется кладка: при температуре воздуха —4...—20°С марку раствора повышают на одну ступень, при температуре ниже —20°С — на две ступени,
С наступлением теплого времени года кладка начинает оттаивать, прочность раствора в швах снижается и происходит осадка кладки, величина которой зависит от толщины шва, прочности раствора в момент замерзания, температуры наружного воздуха при оттаивании, массивности кладки. За среднюю осадку кладки, выполненной в зимних условиях, принимают 0,5...1 мм на 1 м ее высоты.
Наиболее интенсивное оттаивание происходит с южной стороны здания или сооружения. Неравномерное оттаивание вызывает неравномерную осадку и деформации в первую очередь наиболее нагруженных частей.
Для предупреждения возникновения опасных деформаций в кладке, возведенной методом замораживания, выполняют ряд мероприятий. В углах наружных стен и в местах примыкания внутренних стен к наружным укладывают стальные связи из полосовой и круглой стали (рис. IХ.23). При высоте этажей менее 4 м связи устанавливают в уровне перекрытий второго, четвертого и каждого последующего этажа, а при высоте более 4 м — в уровне перекрытий каждого этажа. Конструкции перекрытий заанкеривают с кладкой. Высокие и нагруженные простенки усиливают двусторонними сжимами из бревен. Над дверными и оконными коробками между кладкой и верхом коробки оставляют зазор не менее 5 мм.
Для снижения нагрузки на кладку необходимо снимать с перекрытий и покрытий всю случайную нагрузку, которая не учтена при проектировании. Во время оттаивания кладки следует постоянно наблюдать за ней и применять соответствующие меры для предотвращения потери устойчивости кладки. Например, при значительных отклонениях стен и столбов от вертикали их приводят в проектное положение сжимами, схватками, подкосами и т. д.
С целью повышения прочности раствора к моменту замерзания, понижения температуры замерзания в раствор вводят противоморозные добавки (нитрит натрия и поташ). Количество вводимых в раствор добавок зависит от температуры наружного воздуха, ожидаемой в первые 10 суток после возведения кладки (табл. IХ.2)
Добавки хлористых солей, как правило, состоят из двух компонентов (хлористые кальций и натрий), и применяют их только при возведении подземных частей кладки, так как они повышают гигроскопичность кладки и приводят к появлению высолов на ее поверхности.
Для кладки из силикатных материалов, которые эксплуатируют при влажности более 60%, не рекомендуется использовать поташ. Кроме того, поташ как противоморозная добавка ускоряет схватывание цемента и, следовательно, приводит к потере подвижности раствора. Для уменьшения этого отрицательного влияния в растворы с добавкой поташа следует вводить замедлители схватывания.
Если невозможно строить здания на всю высоту способом замораживания, этот способ сочетают с искусственным отогревом возведенных конструкций нижерасположенных этажей. При этом сооружают каменные конструкции на высоту одного-двух этажей и монтируют междуэтажные перекрытия, этажи утепляют и обогревают. Таким способом возводят такое число этажей, которое даст возможность оставшуюся часть здания по высоте выполнить способом замораживания, и прочность раствора в швах при оттаивании кладки позволит воспринять нагрузку от вышерасположенной части здания без критических деформаций.
При возведении конструкций, воспринимающих большие нагрузки, и конструкций, которые подвергаются раннему загружению, искусственно прогревают раствор в швах переменным электрическим током, реже — паром или горячим воздухом.
Электрический ток к раствору подводят с помощью стержневых электродов диаметром 4...6 мм, укладываемых в горизонтальные швы. Расстояние между электродами и подводимое напряжение определяют расчетом. Сравнительно небольшие здания и сооружения возводят в тепляках, где с помощью нагревателей или калориферов обеспечивают температуру окружающей среды в пределах 5...10°С.
При выполнении кладки в условиях сухого, жаркого климата необходимо особое внимание уделять сохранению подвижности раствора до его укладки. Для этого следует предохранять раствор от потерь влаги и разогрева в процессе транспортирования и кладки. Предохранить раствор от потерь влаги в процессе транспортирования можно целым рядом способов: например, укрывать транспортные средства влагоизоляционным материалом (брезентом и т. п.) или перевозить раствор в закрытых емкостях. На рабочем месте раствор целесообразно хранить в закрытых емкостях.
Прочность и устойчивость каменных конструкций, зданий и сооружений при землетрясениях зависят от сопротивления кладки растягивающим усилиям. Это сопротивление в большой степени обусловливается сцеплением раствора с камнями за счет адгезии, на которую влияют однородность и подвижность раствора.
Для обеспечения монолитности кладки необходимо соблюдать оптимальное соотношение между предварительным увлажнением стенового материала и начальным водосодержанием раствора. Подвижность раствора должна соответствовать осадке стандартного конуса: 60...80 мм — при кладке из камней объемной массой более 1800 кг/м3 и 120...140 мм — при кладке из кирпича и камней с объемной массой менее 1800 кг/м3. Камни легких пород, интенсивно поглощающие воду, перед укладкой следует погружать в воду не менее чем на 1 мин.
При возведении кладки в сейсмических условиях целесообразно использовать трехрядную систему перевязки швов.
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА КАМЕННОЙ КЛАДКИ
Качество кладки необходимо проверять на протяжении всего процесса ее возведения. Кладку стен и других конструкций из камня следует выполнять в соответствии с требованиями СНиП III-17-78, соблюдение которых обеспечивает высокое качество работ.
В процессе возведения кладки контролируют соответствие применяемых растворов и камней проекту, правильность перевязки швов и их качество, вертикальность, горизонтальность и прямолинейность поверхностей и углов.
Во время каменной кладки следует осуществлять приемку скрытых работ по актам, которые составляют представители строительной организации и технического надзора заказчика, причем приемку скрытых работ производят до начала последующих работ. Промежуточной приемке с составлением актов подлежат следующие законченные работы и конструктивные элементы основания и фундаменты; гидроизоляция; установленная арматура; участки кладки в местах опирания ферм, прогонов и балок; установка закладных частей; закрепление карнизов и балконов; деформационные швы; защита от коррозии стальных элементов и деталей, заделываемых в кладку; заделка концов прогонов и балок в стенах и столбах; опирание плит перекрытий на стены.
Отклонения в размерах и положении каменных конструкций от проектных не должны превышать допустимых. Так, отклонение поверхностей и углов кладки от вертикали допускают не более 10 мм на этаж и не более 30 мм на всю высоту здания. Отклонение рядов кладки от горизонтали на 10 м длины должно быть не более 20 мм. Неровности на поверхности стен, обнаруженные при накладывании рейки длиной 2 м, не должны быть более 10 мм для оштукатуриваемых и более 5 мм для неоштукатуриваемых поверхностей. При обнаружении отступлений от проектных размеров, а также в случае увеличения отклонений по сравнению с допустимыми кладка должна быть разобрана и выложена вновь.