Каменная кладка всегда подвергается деформациям. Во-первых, она деформируется под воздействием собственного веса и эксплуатационных нагрузок, а во-вторых, испытывает влажностные деформации. Газобетон и другие минеральные материалы линейно сужаются при снижении влажности и, наоборот, разбухают при её увеличении. Это также относится к тяжелым бетонам, керамическим изделиям, силикатным бетонам и газобетонным материалам. В российских расчетных нормах, изложенных в СП 15.13.330, влажностные деформации кирпичной кладки принимаются равными нулю, в то время как в странах Евросоюза эти значения считаются близкими к влажностным деформациям газобетонной кладки, поскольку для кирпича характерно заметное набухание от влаги.
Если ожидается, что облицовка будет подвержена воздействию боковых дождей, то при проектировании деформационных швов следует учитывать её влагозависимое набухание. Однако температурные деформации оказывают гораздо большее влияние. В случае однослойных стен отапливаемых зданий это не имеет большого значения, но для заборов и облицовочных слоёв кирпичей температурные деформации становятся критически важными. Они могут достигать значительных значений, так как коэффициент линейного расширения у минеральных материалов достаточно высокий — примерно один миллиметр на метр при изменении температуры. Таким образом, основная идея заключается в том, что необходимо обязательно принимать во внимание температурные деформации.
С учетом как влажностных, так и температурных деформаций следует разделить кладку на сегменты с деформационными швами, чтобы каждый из них мог свободно деформироваться. Для предотвращения появления трещин из-за растягивающих напряжений, возникающих во время высыхания и замораживания, рекомендуется армирование кладки. Армирование должно быть выполнено в тех местах, где оно сможет эффективно выполнять свои функции.
Стоит отметить, что при толщине кладки до 150 миллиметров следует армировать глухие участки, длина которых составляет от 4 метров. Если толщина достигает 250 миллиметров, то армирование требуется для участков длиной 6 метров, а для стен толщиной 300 миллиметров и более следует подходить более спокойно к армированию, планируя его для глухих участков длиной свыше 8-9 метров. Армированную кладку длиной от 12 метров стоит разделить на деформационные швы, если это не одна отапливаемая зона; здесь мы можем рискнуть трещинами, но не планируем деформационные швы в односекционном жилом доме. В случаях, когда речь идет о группе зданий или, например, гараже, который отделен от дома, целесообразно предусмотреть деформационные швы для предотвращения повреждений.
Требования к установке деформационных швов в кирпичной облицовке теперь детально описаны в СП «Каменные и армокаменные конструкции», что сделало их обязательными и жесткими. В этой инструкции указано, что интервал между швами можно увеличивать до 4-6 метров без их нарезки, а также ужесточены нормы по армированию. Для армирования кладки с тонким швом используются либо арматурные каркасы, либо стержневая арматура. Стержневая арматура может укладываться в канаву шириной около 40 миллиметров, если она будет заполнена стандартным раствором для кладки. В случае, если используется клей для газобетона с водоудерживающей добавкой, эффективно работающий в тонком слое, то достаточно 25 миллиметров в сечении. Это обеспечит хорошую адгезию между железобетонной шпонкой и кладкой, а также позволит передавать напряжение от кладки к шпонке без потерь.
Армирование и клей-пена
Клей на основе пеноматериалов придаёт кладке определённую гибкость. В результате такая кладка становится более податливой по сравнению с теми, что выполнены на минеральных растворах. Это, в свою очередь, снижает требования к армированию и определению места расположения деформационных швов.
Рисунок 1 – Графики зависимости прогиба заполнения Uа от прогиба плиты U (1 – заполнение на минеральных клеевых швах с заполненными вертикальными швами; 2 - на минеральных клеевых швах без заполнения вертикальных швов; 3 – на пенополиуретановых швах)
Графики иллюстрируют, как ведет себя кладка при прогибе перекрытия. Если перегородка выполнена на жестких минеральных клеях, ситуация выглядит так: после заливки монолитного перекрытия и установки перегородки, затем настила стяжки, последняя нагружает перекрытие. При этом оно прогибается, и в случае жесткой кладки возникает провис в центральной части, что приводит к образованию зазора снизу между перегородкой и перекрытием. Это часто наблюдаемая картина. В отличие от этого, если перегородки возводятся на полиуретановых швах, зазор оказывается значительно меньше, вплоть до нуля, благодаря некоторой податливости материалов, соединенных полиуретановым клеем. Таким образом, использование полиуретановых клеев для внутренних перегородок безусловно является преимуществом.
Армирование и композитная арматура
Армирование и использование композитной арматуры для газобетонной кладки – вопрос, к которому раньше подходили с определенной осторожностью. Тем не менее, сейчас применение композитной арматуры возможно, при условии, что навивка на арматуре выполнена качественно. Это необходимо для обеспечения надежного анкерования стержня в шпонке, которая создается на пастельной поверхности кладки.
Композитная арматура обладает сравнительно низким модулем упругости, что может ограничивать её способность обеспечивать необходимую жесткость изгибаемых элементов. Важно подбирать аналогичную по растяжимости арматуру из металла. Однако в данном случае, учитывая, что композитная арматура будет работать на коротких участках, где появляются трещины в кладке, она может включаться в работу именно в таких местах. При этом её относительное удлинение на коротком участке будет незначительным, и модуль упругости не будет играть критической роли. Таким образом, композитная арматура вполне подходит для предотвращения раскрытия трещин.
