При отрицательной температуре (ниже 0° С) в растворе происходят процессы, которые отражаются на его структуре и прочности. Во-первых, при замерзании раствора содержащаяся в нем свободная вода превращается в лед, который не вступает в химическое взаимодействие с вяжущими веществами. Если твердение вяжущего не началось до замерзания, то оно не начнется и после замерзания; если же оно уже началось, то практически приостанавливается до тех пор, пока свободная вода будет находиться в растворе в виде льда. Во-вторых, замерзающая в растворе вода значительно увеличивается в объеме (приблизительно на 10%); вследствие этого структура раствора разрушается и он частично теряет накопленную до замерзания прочность. При быстром замерзании свежевыложенной кладки в швах образуется смесь вяжущего вещества и песка, сцементированная льдом. Раствор настолько быстро теряет пластичность, что горизонтальные швы остаются недостаточно уплотненными; при оттаивании они обжимаются тяжестью вышележащей кладки, что может вызвать значительную и неравномерную осадку и создать угрозу прочности и устойчивости кладки.

При раннем замораживании кладки конечная прочность цементных, цементно-известковых и цементно-глиняных растворов, которую они приобретают после оттаивания и 28-суточного твердения при положительной температуре, значительно снижается и в некоторых случаях не превышает 50% марочной прочности. Эти обстоятельства обусловливают необходимость соблюдения определенного режима зимней кладки, который обеспечил бы прочность раствора и кладки в целом.

При возведении каменных конструкций в зимних условиях систематиче-ски контролируйте качество раствора и дозировку добавок. Прочность раствора при сжатии определяйте, испытывая образцы-кубы размером 7,07 х 7,07 х 7,07 см. Количество их должно быть не менее 12 с объема кладки, выполненного в течение не более трех суток, в том числе 9 образцов для контроля прочности в процессе возведения здания и 3 – для оценки окончательной прочности раствора, выдержанного в тех же условиях (весь зимний период), что и кладка, и еще не менее месяца при положительной температуре.

В зависимости от вида кладки и возводимых конструкций каменные работы с камнем зимой выполняйте следующими способами: замораживанием, с использованием противоморозных добавок, с применением последующего прогрева. Кладка каменных конструкций в зимних условиях должна выполняться на цементных, цементно-известковых или цементно-глиняных растворах.

При введении в растворы с цементным вяжущим химических противоморозных добавок температура замерзания воды, содержащейся в растворе, понижается. Добавки также ускоряют химический процесс твердения цемента. Благодаря этим факторам раствор накапливает прочность при более низких температурах, чем обычно. В качестве химических добавок вводите в растворы хлористый кальций и хлористый натрий, углекислый калий (поташ) и нитрат натрия. Применение указанных добавок допускается в растворе для подземной кладки из кирпича, камней правильной формы и постелистого бутового камня, а также стен и столбов промышленных и складских зданий, не требующих тщательной отделки поверхности. Поташ и нитрит натрия разрешается использовать также и для надземной кладки зданий из кирпича, камней и блоков.

Применение раствора с добавками для конкретного вида каменных конструкций должно быть согласовано с проектной организацией. Кладку фундаментов из рваного бутового камня способом замораживания допускается производить при применении растворов с химическими добавками для зданий высотой до трех этажей. При этом кладку нужно вести враспор со стенками траншей способом под лопатку, а при кладке стен подвалов внутреннюю поверхность их раскрепляют на период оттаивания опалубкой с подкосами.

Растворная смесь с химическими добавками в момент укладки должна иметь температуру не ниже 5° С. Замерзший, а затем отогретый горячей водой раствор использовать запрещается. При возведении кладки на растворах с химическими добавками следят за тем, чтобы приготовленный раствор был использован в дело до того, как он под воздействием добавок начнет схватываться.

Способ замораживания сводится к следующему. Раствор, имеющий положительную температуру на момент укладки, вскоре замерзает и твердеет в основном весной после того, как кладка оттает (хотя, конечно, некоторое затвердевание происходит и сразу же после укладки за счет разницы температур раствора и воздуха), а также в период зимних и весенних оттепелей или в случае искусственного обогрева кладки.

Температура раствора во время осуществления кладки не должна быть ниже 5° С при температуре воздуха –10° С, 10° С при температуре воздуха от –10 до –20° С, 15° С при температуре воздуха ниже –20° С. Для того чтобы температура раствора не успела опуститься ниже необходимой, кладку приходится осуществлять в сжатые сроки – раствор должен быть израсходован в течение 20–30 минут. Нельзя использовать замерзший и разбавленный после этого горячей водой раствор – добавление воды приводит к образованию в растворе большого количества пор, заполненных льдом. Раствор в швах приобретает рыхлость при оттаивании и не набирает необходимой прочности.

Для того чтобы швы в кладке были обжаты как можно лучше, раствор расстилайте на постели короткими грядками – по два ложковых кирпича в верстах и по 5–6 кирпичей в забутовочном ряду. Кирпич нужно укладывать на растворные грядки как можно быстрее, а саму кладку стараться скорее возводить в высоту. Делается это для того, чтобы раствор в нижних рядах уплотнялся под нагрузкой вышележащих рядов до момента его замерзания – это увеличивает прочность и плотность кладки.

Толщина швов не должна превышать размеров, установленных для летней кладки. Это требование обусловлено следующими причинами: зимняя кладка замерзает в течение 1–2 часов, а обжатие незатвердевшего раствора происходит после полного оттаивания кладки. Поэтому при оттаивании кладка, имеющая большую толщину швов, может дать значительную осадку и даже разрушиться.

При осуществлении кладки способом замораживания необходимо периодически внимательно проверять ее вертикальность – отклонение стен от вертикали может привести к еще большему их искривлению и разрушению при весеннем оттаивании раствора.

К моменту наступления перерыва в работе все вертикальные ряды верх-него ряда кладки должны быть заполнены раствором. На время перерыва кладку необходимо накрыть (толем, матами и т. п.), а перед возобновлением работы очистить от наледи, снега и замерзшего раствора.

В углах и местах соединения поперечных и внутренних стен на уровне перекрытий укладывают стальные связи, которые заводят в примыкающие стены на 1–1,5 м и заканчивают на концах анкерами.

Ведя колодцевую кладку, лучше удвоить количество армированных швов и повысить проектную марку раствора на 1–2 ступени по сравнению с предусмотренной в летних условиях.

Если вы ведете кладку стен облегченной конструкции, пустоты в них необходимо заполнять шлакобетонными вкладышами, шлакобетоном с малым содержанием воды или сухими засыпками без смерзшихся комьев. Это поможет избежать осадки засыпки и ухудшения теплотехнических качеств кладки.