Кривая, характеризующая...
Кривая, характеризующая процесс замерзания воды в пористом теле (рис. 43,а), показывает, что начало замерзания воды не совпадает с 0° С. Сначала процесс льдообразования протекает интенсивно, при температуре —2° С замерзает около 60% всей воды; далее скорость кристаллизации замедляется, при температуре —8° С замерзает около 90% воды. Полное замерзание не наблюдается даже при температуре —40° С.
Эти особенности перехода воды в лед имеют большое значение для зимней кладки. Если вода в растворе кладки начинает замерзать ниже 0° С, то очевидно, что до этого процесс обводнения цемента протекает нормально. В дальнейшем он постепенно ослабевает и прекращается совсем, когда раствор сильно обезвожится за счет почти полного замерзания воды.
Поскольку плотность льда при 0° С равна 0,9168, а плотность воды при той же температуре равна 0,999968, то при замерзании воды ее объем увеличивается почти на 10%. Это увеличение происходит строго в момент перехода воды в лед, вызывая появление значительных внутренних усилий в порах и капиллярах. При последующем охлаждении лед, подчиняясь законам твердых тел, начинает уменьшаться в объеме. Однако благодаря постепенному замораживанию воды в кладке процессы нарастания внутренних усилий при увеличении объема воды происходят не скачками, а постепенно, по некоторой кривой. При отрицательных температурах, близких к началу замерзания, суммарный объем воды увеличивается весьма интенсивно. Соответственно этому растут, и внутренние усилия.
Только что возведенная кладка...
Только что возведенная кладка из кирпича марки 100 имеет прочность порядка 15 кГ/см2 (рис. 43, е). В течение всего зимнего периода прочность замороженной кладки меняется только в зависимости от изменения температуры наружного воздуха. Чем сильнее мороз, тем выше прочность мерзлой кладки.
С наступлением весны кладка оттаивает и прочность ее падает. В промежутке времени между полным оттаиванием и началом твердения раствора кладка будет иметь наименьшую прочность примерно на 35% больше прочности свежесложенной летней кладки. В этот период раствор не имеет сцепления с кирпичом. Это наиболее опасный и ответственный момент для кладки, выложенной методом замораживания, требующий повышенного внимания к ней. В этот период кладка начинает интенсивно и, как правило, неравномерно садиться, что в совокупности с пониженной прочностью снижает общую ее устойчивость. Это, так называемая критическая прочность кладки, определяет границы применения метода замораживания:
Критическая прочность оттаивающей кладки определяется как сумма трех слагаемых: прочность свежевозведенной, незамерзшей кладки; Прочность, накопленная за период зимнего выдерживания, и прочность, дополнительно накопленная в процессе весеннего оттаивания.
С наступлением устойчиво положительных температур наружного воздуха прочность каменных конструкций начинает необратимо повышаться. Однако через 30 дней она не всегда достигает того значения, которое могло быть, если бы кладка не была предварительно заморожена.
