Бетонные и каменные работы в зимних условиях

Для термообработки линейно-протяженных густоармированных  конструкций (колонны, балки, трубы, каналы) применяют индукционный прогрев, в результате которого происходит нагрев стальной арматуры или опалубки в переменном магнитном поле, которое создается пропусканием переменного тока через обмотку спирального или плоского индуктора. 

Для питания  индукторов применяется переменный ток промышленной частоты пониженного или сетевого напряжения. Расход энергии 120...150 кВт.ч/м3.В течение первых 2...3 ч после укладки бетонную смесь выдерживают при температуре 5...8°С, что достигается периодическим включением индуктора на 5...10 мин каждый час. Затем температуру бетона повышают со скоростью 5...15°С. После достижения бетоном расчетной температуры напряжение либо отключают и бетон выдерживают методом термоса либо переходят на импульсный режим работы индуктора. 

Индукционный  прогрев имеет ряд преимуществ: он обеспечивает равномерность прогрева по сечению и длине конструкций, исключает расход металла на электроды.Паропрогрев бетона ведут насыщенным паром. 

Для этого устраивают тепляки, конструкцию укрывают несколькими  слоями брезента или устраивают тепловые рубашки вокруг опалубки. Снаружи короб утепляют. Пар под брезент или в короба подводят с помощью резиновых рукавов через 1,5...2 м. Режим паропрогрева стандартный.Паропрогрев бетона рекомендуется вести до набора им проектной прочности или значений, близких к ней. Паропрогрев в тепляках применяют для выдерживания бетона фундаментов, башмаков и фундаментных плит. 

Паровые рубашки  устраивают при бетонировании колонн, ригелей, балок и плит междуэтажных перекрытий с =10...20 м-1.При электропрогреве  ток пропускают непосредственно через массу уложенного бетона при помощи электродов. Электроды могут быть внутренние (стержневые и струнные) и поверхностные (нашивные, полосовые и плавающие). 

Прогрев электродами  выполняют при напряжении в пределах 50...100 В с использованием трансформаторов. Применение напряжения 120...220 В возможно только при электропрогреве бетонных и незначительно армированных (не более 50 кг арматуры на 1 м3 бетона) конструкциях; напряжение 380 В возможно только при условии соединения электродов с нулевым проводом, с тем чтобы рабочее напряжение в бетоне не превышало 220 В. Электропрогрев при напряжении в сети выше 380 В запрещается.Для присоединения электродов к проводам используют софиты, представляющие собой деревянные доски (длиной 3...4 м, шириной 16...20 см, толщиной 2,5...4 см) с роликами, к которым прикреплены три изолированных провода с отпайками из проводов площадью сечения 1,5 мм2. Отпайки присоединяют к электродам, а провода -- к сети. Электроды независимо от типов присоединяют к разноименным фазам поодиночке или группами. 

Скорость подъема  температуры бетона должна быть не более 5°С/ч для конструкций с  = 2...4 м-1; 8 °С/ч с  = 4...6 м-1; 10 °С с  = 6 м-1; 15°С/ч -- для каркасных и тонкостенных конструкций протяженностью 6 м; 20 °С/ч -- для стыков.Скорость остывания бетона по окончании прогрева не должна превышать 8°С/ч. Температура прогрева бетона - не более 80 °С для инструкции с <10 м-1, 60°С с =10...15 м-1, 40°С с = 15...20 м-1. 
 

2. Кирпичная  кладка в зимних условиях 

Каменные работы еще занимают большой удельный вес при производстве строительно-монтажных работ. Безопасность труда при выполнении каменных работ, в том числе и в условиях отрицательных температур, во многом зависит от правильной организации труда и соблюдения требований норм и правил по охране труда. 

При производстве каменных работ не разрешается подавать кирпич, сложенный в штабель на поддоне. При организации труда  каменщиков в зимний период всегда нужно иметь в виду, что рабочее  место их должно делиться на три зоны (рабочую, материальную и транспортную). 

В рабочей зоне шириной 0,6--0,7 м каменщик непосредственно  ведет кладку. Материалы необходимо располагать в зоне таким образом, чтобы удобно их было подавать в  рабочую зону. Ширина зоны материалов должна быть 1--1,2 м. 

Транспортная  зона предназначена для прохода  рабочих и транспортирования  материалов. Ширина этой зоны должна быть 0,8--1 м. Если все три зоны расположены  на подмостях, то на границе транспортной зоны и подмостей устанавливают  оградительные устройства.Если кладка ведется с междуэтажных железобетонных перекрытий, то отверстия размером более 5 см в зонах работы должны быть закрытыми или у опасных зон установлены оградительные устройства. 

Правильная организация  труда рабочих при производстве каменных работ - залог исключения случаев травматизма. Особое внимание следует обращать на качество и исправность инструментов для каменщиков.  

С понижением температуры  твердение растворов замедляется, а при температуре 0°С процесс  полностью прекращается. Наступление отрицательных температур на камне практически не отражается. Кладка приобретает прочность и монолитность в результате твердения раствора, однако при замораживании кладки в раннем возрасте происходит следующее: 

вода, замерзая, превращается в лед, в результате чего гидратация цемента и твердение раствора приостанавливаются; вода, увеличиваясь в объеме при замерзании раствора, разрыхляет его и снижает прочность, кроме того, на поверхности камня образуется тонкая ледяная пленка, нарушающая его сцепление с раствором; 

раствор настолько  теряет пластичность, что горизонтальные швы недостаточно уплотняются.Кладку в зимних условиях выполняют способами: замораживания, на растворах с противоморозными добавками, в тепляках, с электрообогревом. 

Кладка методом  замораживания бескаркасных стен зданий, подверженных в стадии оттаивания значительным вибрационным или динамическим воздействиям, не допускается. Предельная высота стен и столбов, выполняемых этим методом без временного крепления, приведена в таблице 6. 

Кладку методом замораживания и полнотелого кирпича ведут на пластичных растворах подвижностью 9...13 см, а из пустотелого - на растворах подвижностью 7...8 см. Температура раствора зависит от температуры наружного воздуха: 
 

Температура воздуха, °С 

до 10 

11-20 

Ниже 20  

Температура раствора, °С 

5 

10 

15  
 

В проектах или  технологических картах зимней кладки методом замораживания следует  предусматривать мероприятия на период оттаивания кладки.Таблица 6. Предельные высоты стен и столбов при зимней кладке 
 

Конструкции 

Раствор марки  

100 

50 

25, 10  

Толщина стен и  столбов, см  

38 

51 

64 и более 

38 

51 

64 и более 

38 

51 

64 и более  

Стены и столбы, связанные этажными перекрытиями вверху и внизу 

4,5 

6 

8 

4 

5,5 

7 

3,5 

5 

6  

Стены и столбы, связанные перекрытиями или полом 

2,25 

3 

4 

2 

2,75 

3,5 

1,75 

2,5 

3  
 

Кладка на растворах  с противоморозными добавками. 

 В качестве  химических добавок в растворы  вводят: поташ, нитрит натрия, двухкомпонентные  добавки из хлористого кальция  и хлористого натрия (табл. 7). Поташ в качестве противоморозной добавки нельзя применять для кладки из силикатных материалов, эксплуатирующихся в условиях повышенной влажности (более 60 %). Применяя поташ, надо учитывать его влияние на быстрое загустевание раствора. В этом случае нужно вводить замедлители схватывания, например сульфитно-дрожжевую бражку. 

Таблица 6.Количество вводимых химических противоморозных  добавок, % массы цемента 
 
 

Добавка 

Среднесуточная  температура наружного воздуха, °С, до  

-5 

-10 

-20 

-30  

Поташ 

5 

10 

12 

15  

Нитрит натрия 

5 

10 

- 

-  

Двухкомпонентная  из хлористого натрия 

- 

2,5+3,5 

4,5+3 

-  
 

Растворы с  противоморозными добавками нельзя применять для возведения каменных конструкций, работающих в условиях повышенной влажности (более 60%), при температурах выше 60°С, в непосредственной близости к источникам (ближе 100 м) постоянного тока высокого напряжения, а также при больших динамических нагрузках.Растворы с противоморозными добавками на морозе набирают прочность в зависимости от массы добавок, а также от продолжительности твердения. 

Кладка в тепляках с прогревом. В районах с суровыми климатическими условиями кладку можно  выполнять в тепляках. Тепляки  могут быть из плотной ткани, натянутой  по легким металлическим конструкциям, внутрь нагнетается теплый воздух. Кирпич необходимо предварительно выдержать в тепляках не менее суток. Температура раствора не ниже 5°С, марка раствора 25, сроки выдерживания в тепляках для получения раствором прочности 20 % приведены в таблице 7. 

Прогрев кладки можно выполнять теплым воздухом, подаваемым калориферами, а также электропрогревом. Продолжительность оттаивания кладки, в течение которого внутренние стены, прогреваясь с двух сторон, приобретут необходимую прочность, приведена в таблице 8.При электропрогреве кладки в горизонтальные швы закладывают электроды через два ряда при напряжении 220 В. При напряжении 380 В расстояние между электродами может быть 40 см. 
 

Таблица 7. Выдерживание кладки в тепляках 
 

Раствор 

Марки растворов 

Сроки выдерживания, сут, при температуре воздуха в тепляке, °С  

5 

10 

15 

20  

Высокой прочности 

50…100 

6 

5 

4 

3  

Средней прочности 

50…100 

8 

6 

5 

4  
 

Таблица 8. Продолжительность  оттаивания кладки с начальной температурой 5°С при двухстороннем обогреве  
 
 

Вид кладки Температура 

обогреваемого 

воздуха, °С 

Толщина кладки (в кирпичах)  

1,5 

2 

2,5  

Из керамического  кирпича на тяжелом растворе +15 
 

+25 1,5 
 

1 2,5 
 

1,5 4 
 

2,5  

То же, на легком растворе +15 
 

+25 2,5 
 

2 4 
 

3 6 
 

4  

Из силикатного  кирпича на тяжелом растворе +15 
 

+25 2 
 

1,5 3,5 
 

2 5 
 

3  

То же, на легком растворе +15 
 

+25 4,5 
 

3 

4,53 6,5 
 

3  
 

При составлении  проектов производства работ или  технологических карт на каменных работ  в зимних условиях необходимо знать  зависимость прочности кладки от прочности раствора. Эту задачу можно решить с помощью эмпирической формулы профессора Л.И. Онищика 

При производстве каменных работ методом замораживания  необходимо в проекте каменных работ  предусмотреть:а) допустимую высоту кладки стен и столбов в период оттаивания;