Зимняя кладка в районах строительства, где зима составляет половину календарного года - не прихоть частника, а практическая необходимость. И несмотря на высокие затраты, зимнюю кладку проводят не только в промышленных масштабах, но и в условиях индивидуальной стройки. Технология зимней кладки прошла проверку временем, и при условии соблюдения правил и качественных материалах конструкции из кирпича и блоков показывают прочность и надежность, сравнимую с кладкой в оптимальных условиях.
Зимняя кладка кирпича
Зимняя кладка кирпича проводится тремя основными способами: замораживание кладки с последующим естественным оттаиванием, замораживание и оттаивание посредством прогрева, а также кладка на специальных растворах с химическими добавками.
Зимний раствор применяется для всех видов кладки при отрицательных температурах. Чтобы прогреть возведенные "под заморозку" стены требуется создать тепловой контур или по всему зданию, или на один этаж. Если закрыть все проемы - окна, двери, арки и т.д,, установить внутри помещений оборудование - калориферы, газовые воздухонагреватели, тепловые пушки и пр., то можно получить достаточную температуру воздуха для набора прочности раствора в кладке. Условия для прогрева конструкций из кирпича и блоков:
- Воздух внутри дома может оказаться прогрет до 30°С, до 50 °С и даже выше, но при этом температура наружной части стен будет намного ниже. С учетом этого принимают, что наружная стена на высоте 0,5 м от поверхности должна быть прогрета до температуры минимум 10°С - это условие для нормального твердения кладочного раствора.
- Важно поддерживать внутри дома не только тепло, но и влажность - оптимально не менее 70-80%, это также необходимо для набора прочности кладки. Учитывая, что калориферы и пушки сильно "сушат" воздух в изолированном помещении, без вентиляции не обойтись: снаружи подается прогретый воздух.
- Нагружать прогретую кладку последующими конструкциями - перекрытием, консолями, перемычками и т.д. можно только после того, как прочность кладки достигнет проектной, а определить это можно контрольными испытаниями. Приблизительные сроки твердения не учитывают всех факторов, главные из которых эффективность обогрева и колебания суточных температур и влажности, и ориентироваться на сроки неправильно - верить можно только данным испытаний.
Раствор для зимней кладки
Когда цементное и/или известковое вяжущее затворяют водой для получения кладочного раствора, химическая реакция гидратации начинается моментально. При этом выделяется некоторое количество тепла, но для кладки в условиях зимы этой экзотермии совершенно недостаточно. Вода взаимодействует с вяжущим, в результате чего раствор должен превратиться в камень, а кладка - в монолит из швов и кирпича. Понятно, что чем ниже температура, тем меньше скорость этой реакции и соответственно скорость набора прочности. Но вот точные цифры этого замедления не может дать никакой график - в условиях частной стройки все достаточно приблизительно. Можно лишь сказать уверенно, что при нуле градусов вода в растворе превратится в лед (выделение тепла в малом количестве раствора щвов слишком мало, чтобы как-то повлиять), и далее гидратация прекращается, твердение раствора останавливается и заледеневший раствор не набирает прочность. Но все ли качества он при этом теряет, и возможен ли "откат"?
Возможен, конечно - в этом строители не сомневаются, и вековая практика зимней кладки это давно подтвердила. Что касается научно-популярных объяснений, то чисто ради интереса: раннее замерзание раствора - это превращение его в массу из песка, не вступившего в реакцию гидратации цемента (извести) и кристаллического льда. Прочность раствора будет всего 5-10% от проектной, и то за счет заморозки. Лед в застывающем растворе - это кристаллы игольчатых форм, и учитывая, что вода при замерзании увеличивается в объеме на 9%, можно понять, что растворная масса в швах кладки будет разрыхляться этим льдом, и практически вся структура цементного камня, успевшая образоваться в первые минуты гидратации, будет потеряна. В итоге прочность оттаявшего и продолжившего гидратацию раствора не сможет достичь марочной прочности, и в лучшем случае составит 70-85% от значений при нормальном твердении. И все же этого достаточно, чтобы добиться приемлемого качества кладки, а потерю прочности можно частично компенсировать. В частности, добавить в раствор противоморозные добавки, увеличить марку раствора на пару ступеней, армировать швы и конечно, желательно прогреть конструкцию. Не менее важно и соблюдать общую технологию зимней кладки.
Технология зимней кладки
Зимний раствор показывает тенденцию к увеличению объема за счет расширения замерзающей воды. Швы зимней кладки приходится "сжимать", уплотнять. Кроме того, раствор не должен смерзнуться слишком рано, еще до того как из него сформировали шов. И крайне важно не просто соблюдение технологии, а чтобы каменщик имел навык, обладал чутьем, был мастером своего дела. Растворную порцию укладывают небольшими грядками - чтобы хватило на быструю укладку двух-трех кирпичей версты или четырех-пяти кирпичей забутовки. При этом следят за температурой раствора, она должна быть не ниже +10°С при температуре воздуха не холоднее - 10°С; если на улице холоднее - то раствор нужно греть. Раствор должен сохранять пластичность - это необходимо в первую очередь для качества кладки, и уж потом - для предотвращения слишком быстрого замерзания. Когда каменщик работает быстро, то пластичный теплый раствор успевает уплотниться в нижних рядах кладки под весом вышележащих рядов, и это уплотнение - до замерзания - частично скомпенсирует расширение от кристаллов льда, не даст швам разрыхлиться и в будущем поспособствует увеличению прочности.
Подвижность раствора для кладки стен и других несущих конструкций при отрицательных температурах должна быть:
- 9-13 см для обыкновенного красного кирпича;
- 7-8 см для кладки из пустотного кирпича и камня.
Кладку внутренних и наружных стен, а также столбов ведут равномерно и по всему контуру дома, перепадов высот более 3-4 м допускать не следует. Если разрыв по высоте все же сделать пришлось, то низкий участок стены завершают убежной штрабой - "лесенкой" из кирпичей.
Толщина зимних швов
Стандартная толщина швов летней кладки - 10-15 мм для горизонтальных швов и 8-15 мм для вертикальных; эти же размеры соблюдают и в зимней технологии. Учитывая, что раствор в швах полностью замерзнет в течении нескольких часов, и, если не успеет уплотниться, то обжатие будет происходить уже после оттаивания, и если было допущено превышение толщины шва - осадка кладки может оказаться критичной и привести к неустранимым деформациям конструкций - попросту, кладка будет испорчена. Поэтому к толщине швов и качеству работ зимой предъявляют повышенные требования: контролируют толщину швов, перевязку, углы, горизонтальность рядов. В перерывах кладки все вертикальные швы верхнего ряда заполняют плотно раствором и укрывают рубероидом или др. материалом.
Кирпичная кладка способом замораживания
Имеется в виду полное замораживание, без прогрева и создания условий для твердения искусственно. Кладку ведут как обычно, но тщательно выполняют зимние условия:
- Раствор для работы должен иметь плюсовую температуру. Замерзнуть швы должны не моментально, а хотя бы через полчаса-час. Это важно, чтобы конструкция стены, колонны, колодцевая кладки и проч. набрала минимальную прочность, и после весеннего оттаивания сохранила стабильность и продолжала набирать прочность.
- Чтобы раствор был теплым, его подогревают на растворном узле и перевозят в утепленных емкостях, или в авто с подогревом. На частной стройплощадке раствор готовят на теплой воде и подогретом песке, затворяют и вырабатывают небольшими порциями, перемещают в зону работ в утепленных растворных ящиках.
- Способ замораживания подходит только для мягкой зимы - при температуре минус 25°С и ниже, при сильном ветре и в условиях частной стройки, где многое не поддается учету, возвести прочную коробку из кирпича проблемно. При температурах воздуха - 5-10°С задача вполне реальна. И конечно, под замораживание можно делать кладку стен не выше одного-двух этажей.
Конечно, кладку под заморозку можно отогреть и искусственно, не дожидаясь весны, если такой ход окажется практичным - позволят погода и ресурсы. И в любом случае, как бы не оттаивала замороженная кладка - под солнцем или под тепловой пушкой, ее нельзя нагружать, а перегрузив - можно получить полностью дефектную конструкцию. У оттаявшей кладки нет не только проектной прочности, но хорошо если этой прочности хватает для сохранения стабильности - тогда все будет нормально, и через 28 дней можно испытать кладку и строить дальше.
Кладка на растворе с химическими добавками
До сих пор востребованы противоморозные добавки с хлоридом натрия, нитритом натрия - для всех видов кирпича, и с поташем (углекислый калий, вызывает коррозию силикатов и для силикатного кирпича не используется); и хотя на сегодня существуют присадки более сложного состава и с "продвинутой" реологией, проверенные временем соли все же популярны. Но любая противоморозная добавка добавляется с одной целью - замедлить замерзание воды и продлить время гидратации, чтобы повысить первоначальную прочность кладки - до начала основного набора прочности после оттаивания. Размороженная кладка должна быть стабильной и сохранять форму, структуру, сцепление кирпича с раствором в швах.
Кладку с противоморозными добавками ведут точно так же, как и обычную, соблюдая все условия зимней технологии: раствор согревают, стремятся к наилучшему качеству работ.
Кладка столбов и примыканий зимой
Оттаивание замороженной кладки всегда сложный и не вполне предсказуемый процесс, и опасность критических деформаций всегда есть. Поэтому, кроме "повышенного внимания к качеству кладки", что, к сожалению, на практике порой превращается в нечто умозрительное - предпринимают более практические меры. Требуется дополнительно усиливать стены в участках примыканий несущих внутренних стен к наружным, для этого углы и примыкания армируют соответственно Т-образными и Г-образными проволочными сетками через 4-6 рядов кладки. Также армируют столбы, пилястры, простенки, элементы эркеров и др. конструкции. Прогоны и плиты перекрытий связывают с несущими стенами посредством анкеров, в узлах опирания прогонов на внутренние несущие стены делают усиленные связи арматурной проволокой.
Колодцевая кладка зимой
Колодцевая и другие облегченные кладки требуют усиления - армированные швы удваивают, делают их не через 6 рядов, а через 2-4 ряда; раствор принимают на две-3 ступени выше по сравнению с летним. Все колодцы-пустоты в стенах и столбах заполняют сухим чистым инертным материалом. Засыпки хранят под навесом, чтобы в ни не попадал снег и вода. Смерзшиеся включения, мусор, снег в засыпке - это ухудшение теплоизоляции будущей стены. Верх засыпных стен закрывают от снега и весенних осадков, оптимально уплотнять верх стен вкладышами из легкобетонных блоков.
Перемычки в зимней кладке
Осадка зимней кладки после оттаивания - сложный процесс, и к проемам нужен особый подход. Учитывая будущую осадку, зазор между низом перемычки и коробкой оставляют больше чем летом примерно на 15 мм. Так же увеличенный зазор нужно оставить между верхом самонесущей перегородки и нижней поверхностью плит перекрытия.