Бетонные блоки в процессе высыхания подвергаются усадке. Величина этой усадки зависит от потери блоком влаги за период после его укладки и связана с видом заполнителя и условиями твердения бетона. Для уменьшения усадки блоки во время укладки должны быть, достаточно сухими. Этого можно добиться путем предварительной подсушки блоков. Автоклавная обработка позволяет получить материал с низкой влажностью, небольшой усадкой и минимальной способностью к. объемным деформациям при изменении влажности.
В любом случае блоки должны быть надежно защищены от увлажнения при производстве работ.
Бетонные блоки не следует складывать при хранении прямо на грунт. Необходимо защищать их от дождя или снега и не увлажнять перед укладкой. При перерывах в кладке стены следует прикрывать сверху. Как и в кирпичной кладке, швы надо обрабатывать так, чтобы в них не могла попадать дождевая вода. При кладке из бетонных блоков, изготовленных на легких заполнителях, особое значение имеет покрытие поверхности стены водонепроницаемым слоем, например окраска ее цементно-водным раствором за 2 раза.
Согласно данным жилищно-строительного ведомства США по усадке кладки, наименьшим коэффициентом температурного расширения обладают блоки на шлаковом заполнителе (приблизительно от 0,00045 до 0,00054%) на 1°), наибольшим на песчано-гравийном заполнителе (от 0,0009 до 0,001%). Промежуточное положение занимают вспученные сланцы и шлаки. Эти коэффициенты располагаются в обратном порядке по сравнению с усадкой, которая при высыхании получается наименьшей у блоков с песчано-гравийным заполнителем и наибольшей со шлаковым заполнителем.
При подсушке материала от насыщенного водой состояния до состояния равновесия с воздухом, имеющим при температуре 23° относительную влажность 70%, усадка образцов кладки (в процентах от длины) во всех случаях была большей, чем усадка отдельных стеновых блоков, из которых эта кладка возводилась. Разница составляла в среднем от 25 до 30%.
Наименьшая усадка обнаруживается в стенах из блоков на песчано-гравийном заполнителе, наибольшая — на шлаковом заполнителе; вспученные сланцы и шлаки занимали промежуточное положение.
Средняя усадка стен, сложенных из насыщенных водой блоков, изготовленных на песчано грани ином заполнителе, шлаке ли вспученном сланце, при автоклавном твердении оказалась только на меньше, чем при их твердении в условиях высокой температуры, несмотря на то, что усадка таких же отдельных блоков в первом случае была меньше на 40-50%. Уменьшение усадки блоков на 60% и стен на 50% достигалось при введении в бетонную смесь молотого песка или золы уноса в количестве 30-50% от веса цемента, с последующей автоклавной обработкой. Основная часть усадки незащемленных стен происходит для большинства заполнителей в процессе высыхания кладки при влажности ее не ниже 40%.
В стенах из стандартных шлакоблоков, имеющих лицевую стенку толщиной 32 мм и прошедших автоклавную обработку, почти половина всей усадки проходит при 40% влажности, а в стенах из шлакоблоков с толщиной стенки 19 мм, твердевших при высокой температуре, при этой влажности усадка составляет две трети или более от всей усадки.
Армирование стен высокопрочной стальной проволокой, уложенной в растворные швы, при кладке из насыщенных водой бетонных блоков не исключает появления усадочных трещин, но перераспределяет напряжения и приводит к появлению большого количества мелких трещин вместо одной большой; суммарная ширина раскрытия всех мелких трещин получается меньшей, чем ширина одной трещины, образующейся в неармированной кладке.
Эффективность армирования швов быстро уменьшается с увеличением вертикального расстояния между этими швами. В образцах стен, сложенных из насыщенных водой автоклавных шлакобетонных блоков, армирование всех швов высокопрочной стальной проволокой уменьшает суммарную ширину раскрытия усадочных трещин до 50%; при армировании половины швов это уменьшение составляет только 25%. Усадочные трещины в стенах, сложенных из блоков на мелком заполнителе, а также из хорошо просушенных или автоклавных блоков, будут менее заметными, а при армировании хотя бы половины горизонтальных швов они, очевидно, не будут видны.
Инженерные части американской армии ограничивают влажность применяемых блоков 30% с оговоркой, что для районов с высокой относительной влажностью эта цифра может быть увеличена до 35. Это требование с технической точки зрения вполне оправдано, но практически трудно выполнимо, так как равновесная влажность блоков, хранящихся открыто, даже при относительной влажности воздуха 75% может превысить 30%. Такая относительная влажность существует в течение длительного периода времени во многих районах производства блоков в США. Американские предприятия не приспособлены для крытого хранения и подсушки блоков после их изготовления. Лучше всего было бы стеновые бетонные блоки сразу же после твердения подсушивать до определенной влажности, равновесной с теми климатическими условиями, которые ожидаются в районе их применения, однако в настоящее время этого не делается.
Частичным решением вопроса об уменьшении влияния усадки является устройство усадочных швов. Эти швы, образующие вертикальные плоскости с ослабленным сцеплением, предназначены для восприятия деформаций, вызванных изменением объема. Они имеют ту же толщину, что и обычные швы, заполненные раствором. Усадочные швы, подверженные атмосферным воздействиям, после заполнения должны быть плотно зачеканены.
Существует несколько способов устройства усадочных швов. Для получения непрерывного вертикального шва в ложковых рядах кладки наряду с целыми блоками применяются половинки. Для поперечного крепления участка стены, расположенного между двумя усадочными швами, в горизонтальные швы укладываются (через ряд) Z-образные связи из нержавеющей стали, имеющие длину на 5 см меньшую, чем толщина стены.
При другом способе усадочный шов устраивается рядом с блоками, окаймляющими оконный проем, причем поперек шва также укладываются Z-образные связи из нержавеющей стали.
При третьем способе, более совершенном, чем первые два, усадочный шов устраивается путем укладки в пазы, образующиеся по торцам блоков, слоя кровельного войлока. Для обеспечения устойчивости в поперечном направлении эти пазы затем заливаются раствором. Войлок укладывается по всей высоте шва и на всю ширину паза, препятствуя сцеплению между двумя соседними блоками. После схватывания раствор во всех трех типах швов удаляется на глубину 20 мм и шов заполняется специальным составом для чеканки.
Усадочный шов может быть выполнен путем вертикального пропиливания вскоре после окончания кладки стены. Глубина пропила обычно принимается равной половине толщины лицевой стенки блока. Для этой цели применяются камнерезные пилы. Если стена имеет две наружные поверхности, то пропилы надо сделать с обеих сторон, один против другого. Существует еще один тип усадочного шва, который образуется специальными блоками, имеющими на торцах шпунт и гребень. Эти блоки обеспечивают опирание стены в поперечном направлении без заливки шва раствором. Они изготовляются как полной, таки половинной длины и могут с успехом применяться во всех подходящих случаях.
Усадочные швы всегда следует устраивать в местах сопряжения несущих и ненесущих стен, стен и столбов (или пилястр), а также в стенах, ослабленных гнездами. Они целесообразны около дверных и оконных проемов и в местах резкого изменения поперечного сечения стены. При большой протяженности стены швы располагаются с интервалом от 4,5 до 9 л в зависимости от опыта строительства в данном районе.
Вместо устройства усадочных швов или в дополнение к ним могут укладываться балочные связи или армироваться горизонтальные швы между рядами блоков. Балочные связи, собирают из специальных блоков, которые укладываются на стену вплотную друг к другу и заполняются бетоном и раствором с применением соответствующего армирования. Если имеется достаточное количество усадочных швов, то можно обойтись без таких связей, за исключением тех случаев, когда требуется обеспечить устойчивость стены по отношению к ветровой нагрузке и сейсмическим воздействиям. При этих обстоятельствах балочные связи обычно укладываются поверх стены одноэтажного дома, а в более высоких зданиях — на уровне каждого перекрытия, непосредственно над оконными проемами. При такой конструкции отпадает необходимость в устройстве перемычек. Иногда балочные связи применяются для увеличения прочности кладки на растяжение с тем, чтобы ограничить возможность появления усадочных трещин. Если желательно расположить две балочные связи в пределах одного этажа, то одну из них следует уложить непосредственно над оконными проемами, а другую — на уровне подоконников.
Армирование швов, пожалуй, — самый распространенный способ ограничения чрезмерного трещинообразования, вызванного изменениями объема. Арматуру следует укладывать в местах, где она будет работать наиболее эффективно, т. е. в двух или трех горизонтальных швах, расположенных ниже и выше оконных проемов. В стенах без проемов эту арматуру следует укладывать сплошными рядами с интервалом по вертикали не более 40 см, или в каждый второй шов при кладке из блоков высотой 20 см. Технические условия на арматуру, применяемую в кладке, не стандартизованы, но практика подсказывает, что продольные проволоки должны иметь диаметр 5 мм, а приваренные к ним поперечные -2,9 мм.