Армирование кирпичной кладки

Армирование кирпичной кладки

Появление трещин в кирпичных зданиях не редкость, согласно статистике это происходит в трети вновь построенных домов. Причинами возникновения трещин могут быть:

• ошибки, допущенные в процессе проектирования;
• неравномерность осадок грунтового основания;
• нарушения технологии строительства;
• сейсмичность района постройки;
• значительное увеличение нагрузок и прочее.

Самый простой и широко используемый метод для повышения прочности сооружения — армирование кладки из кирпича.

Способы армирования

В технологии строительства несущих стен и внутренних перегородок арматура укладывается в различных плоскостях с целью упрочнения ответственных мест кладки стен, колонн, оконных и дверных проемов, арочных перекрытий.

Горизонтальное и вертикальное армирование стен применяется в зависимости от характера действующих нагрузок. В достаточно хрупкую затвердевшую массу цементного раствора закладываются прочные элементы по всей протяженности кладки. Они равномерно распределяют на всю конструкцию местные нагрузки, предотвращая появление трещин в местах напряженности.

Учитывая возможные направления действия критических по величине сил, армирование кирпичных стен осуществляют в 2 плоскостях:

• поперечной (вглубь шва);
• продольной (по поверхности или внутри кладки).

Дополнительно, продольное усиление делят по способу ориентации элемента относительно поверхности стен на вертикальное и горизонтальное расположение.

В определенных местах кладки важно выполнять правильное армирование для поддержания целостности строения.

Какой способ выбрать в конкретном случае и как располагать армирующие пояса в стенах, через сколько рядов их укладывать, зависит от учета в проекте не только статических весовых нагрузок, но и ветровой, снеговой, сейсмической составляющих.

Соблюдение правил возведения стен и перегородок относится к созданию условий безопасной эксплуатации зданий и сооружений, обеспечению срока службы индивидуального домостроения не ниже рассчитанного в проекте.

Сетка

Увеличить несущую способность капитальной стены или более тонкой перегородки можно, если армировать кирпичную кладку в горизонтальной плоскости металлической сеткой или связанной проволокой. Этот способ применяют также для обеспечения связи облицовочной кладки с забутовочной стеной.

Строительные нормы так формулируют требования по армированию кирпичной кладки сеткой горизонтальных швов:

Базальтовая армирующая сетка позволяет уменьшить количество раствора за счет толщины шва. Кроме этого, она не требует дополнительного антикоррозийного покрытия и тщательной защиты от окружающей среды.

Легко нарезается по нужным размерам обычными ножницами. При выборе такого материала следует учитывать, что соотношение прочностных характеристик у стали и композита 4:1, поэтому для одинаковых нагрузок металлическая проволока нужна меньшего сечения, чем базальтовая.

Промышленным способом из стального прутка изготавливают по стандартным форматам раскроя такие варианты:

Лучшим представителем в своем классе для индивидуального строительства (там, где не требуется большого Ø прутка для обеспечения повышенной прочности) является просечная сетка для кирпичной кладки. Она выпускается в рулонах, вручную обрезается по нужному размеру, имеет антикоррозийное покрытие, снижает толщину шва по сравнению с проволокой.

Виды и особенности усиления

Существует несколько разновидностей армирования кирпичной кладки. Чтобы подобрать подходящий вариант, нужно учитывать такие нюансы:

Избежать появления расколов, а следовательно, значительного снижения стоимости здания, поможет армирование кирпичной кладки

• какие нагрузки предстоит выдерживать зданию, характер несущей способности стен из кирпича;
• способ, которым производится кладка;
• тип перевязки кирпичей;
• промежутки армирования кирпичной кладки.

Основными усилительными элементами выступают длинные прутья или же армирующая сетка. Для их изготовления используют металлическую проволоку, современные технология также позволяют применять полиэтиленовые или ПВХ-армирующие стержни. Диаметр стержней – от 3 до 8 мм. Чем больше здание, тем большим должен быть диаметр элементов сетки.

В частном строительстве применяют стержни с сечением 3-4 мм. Но допускается использование и прутьев с большим диаметром. В такой ситуации не стоит выполнять армирование кирпичной кладки сеткой, потому что в точках соприкосновения прутьев толщина будет удвоенной. Лучшим решением станет зигзагообразная укладка толстых прутьев.

Располагать элементы арматуры следует на равных промежутках друг от друга, приемлемые отрезки – от 40 до 100 мм, чтобы образовались квадратные звенья. Исходя из предполагаемой нагрузки на стенки определяется частота укладки арматуры. В среднем решетку располагают после 3-5 рядов, а при высоких нагрузках для усиления прочности – после каждого 2 ряда.

Сетка может иметь различное расположение на кладке из кирпича:

• продольное;
• поперечное;
• вертикальное.

Сетку для армирования кирпичной кладки можно купить в магазине строительных материалов или сделать ее собственноручно.

Для того чтобы возвести максимально надежные и долговечные стены, армирование сплошной кирпичной кладки следует выполнять от самого ее низа

Особенности армирования разных конструктивных узлов

Дверных и оконных проемов

Очень часто в области оконных и дверных проемов появляются трещины. Для того, чтобы этого избежать, необходимо применить армирование. При устройстве оконного проема укладывают 2 сетки через 2 кирпичных ряда — просмотреть размеры и цены кладочных сеток. Эту операцию проводят два раза, под окном и над ним

Благодаря арматурной сетке, кладка хорошо выдерживает нагрузки и не трескается в области проемов.

Соединение двух разных строений

Если одно здание пристраивается к другому, то соединить их без укрепления невозможно. Трещины появляться неизбежно, из-за разной скорости их осадки. Эти проблемные места необходимо укрепить металлической армирующей сварной сеткой. Ее располагают так, чтобы она покрывала стык. Сечение прутка 6-8 мм.

Через сколько рядов проводится армирование

Частота горизонтальной укладки арматурной сетки определяется расчетом, основанным на строительных нормах. В расчетах учитывается нагрузка на стену, расположение относительно осей и высота кладки ряда. Сетки арматуры закладывают с промежутками 2-5 рядов обычной кирпичной кладки. При использовании утолщенного кирпича армирование проводится через 4 ряда.

Укладка зигзагом осуществляется парами в смежных рядах, чтобы они находились под углом 90 о относительно друг друга.

Сетки располагаются на расстоянии не более 45 см друг от друга. При расположении больше указанного расстояния эффект арматуры снижается. При укладывании сетки внахлест концы выступают не менее 15 см. На фасад стержни арматуры выходят не меньше чем на 2 мм. Это делается для контроля правильности укладки и служит для прочного соединения наружной отделки.

Арматура для кирпичной кладки

Быть или не быть арматуре внутри кирпичной кладки? Вот вопрос, с которым сталкивается каждый начинающий каменщик. А таковыми когда-нибудь становятся практически все владельцы загородной недвижимости, учитывая широкую сферу применения кирпича.

Из него возводят не только дом, но и гараж с баней. Он востребован при строительстве опорных столбов для забора и непосредственно ограждения. Из него создают фундамент теплицы и основание беседки. Его используют при устройстве подпорных стенок и окантовки гряд. Он незаменим при кладке печки для барбекю, популярен при оформлении крыльца и оригинальной скамейки…

Список сооружений из кирпича можно продолжать до бесконечности. И по большому счёту все они представляют собой неоднородный материал, состоящий из попеременных рядов кирпича и кладочного раствора.

А поскольку модули упругости кирпича и раствора разные, то в местах их соединения возникает растягивающее касательное напряжение. Причём в горизонтальных швах оно выше, чем в вертикальных стыках, которые обычно заполняют меньшим количеством цементно-песчаной смеси.

Уравновесить напряжение и обеспечить прочность кирпичной кладки помогает арматура, уложенная в раствор между кирпичами.

По мнению специалистов, усиление кирпичной кладки методом армирования никогда не бывает лишним. Однако существуют обстоятельства, при которых оно жизненно необходимо.

Показания к армированию

• Строительство в сейсмически опасных районах, где существует угроза землетрясения.
• Работы на пучнистостых или просадочных грунтах, вызывающих неравномерную осадку построек.
• Близость железнодорожных и автомобильных магистралей, вызывающих вибрацию сооружений.
• Возведение массивных построек, например, зданий в несколько этажей, где перекрытия, лестничные марши и другие конструктивные элементы увеличивают нагрузку на нижнюю часть стен.
• Сооружение пристроек к уже имеющимся зданиям или комплекса зданий разной высоты, отличающиеся силой давления на грунт.

Таким образом, армированию подлежат любые сооружения из кирпича, если они находятся в неблагоприятных географических условиях, а также массивные или неоднородные по составу конструкции.

Армирующие материалы

Однако на практике осуществить армирование не так-то просто. Это в бетонную стяжку или под штукатурку можно поместить арматуру, которая со стороны под толщей раствора будет совершенно незаметна. В случае с кирпичной кладкой задача осложняется ограниченной шириной шва. Здесь каждый сантиметр налицо, и скрыть в бетонных прослойках арматуру весьма затруднительно.

Выходом из положения является подбор таких армирующих изделий, которые бы при максимально скромных размерах обладали повышенной прочностью на разрыв и могли гасить вибрацию объектов.

Совместить несовместимое стараются производители полимерных и стеклопластиковых сеток для армирования. Изделия легки, тонки, прочны и надёжны. Но у многих сеток есть особенность, которая сводит на нет все прочие достоинства – беззащитность перед химическим составом применяемой в кладке цементно-песчаной смеси. Под воздействием свойственной ей щелочной среды, армирующие пластиковые сетки элементарно разрушаются, а для больших и сложных сооружений потеря металлической поддержки чревата неприятностями.

Единственный материал, способный взаимодействовать с любыми строительными смесями – это металл. Как правило, углеродистая и низколегированная сталь, из которой и производят арматурные изделия.

ПРУТКИ. Наиболее востребованными являются горячекатанные и термомеханически упроченные прутки или стержни:

• класса A-I – с гладкой поверхностью;
• классов A-II, A-III, A-IV – с рифлением в виде двух продольных рёбер и поперечных выступов, идущих по винтовой линии.

ПРОВОЛОКА. Это холоднодеформированные изделия.

• Класс В – к нему относятся круглые и профильные изделия, особенностью которых является отношение к сварке. Если проволоку В-1 можно монтировать путём точечной сварки, то для В-2 и Вр-2 допустимо лишь проволочное соединение.
• Класс К – так называют особо прочные канаты, сплетённые из нескольких проволочных волокон. В армировании востребованы К-7 – спиральные семипроволочные изделия и К-19, изготовленные из 19-и проволочных основ.
• Катанка – это пруток, полученный в результате горячей прокатки. Однако из-за повышенной пластичности её можно отнести к проволоке. Даже в холодном состоянии катанка выдерживает изгиб на 180 градусов, что позволяет создавать на её основе особую зигзагообразную арматуру – аналог сетки.

СЕТКИ. Так называют металлические изделия, имеющие решетчатую структуру. Производят сетки из рифлёной проволоки Вр-1 или из арматурной стали диаметром 3-40 мм. Для удобства армирования кирпичной кладки часто изготавливают в виде карт. Можно подобрать изделия шириной, точно соответствующей толщине кладки:

• 0,25х2 – в 1 кирпич;
• 0,37х2 – в 1,5 кирпича;
• 0,5х2 – в 2 кирпича;
• 0,63х2 – в 2,5 кирпича.

Помимо специальных армирующих и кладочных сеток для укрепления кирпичных сооружений часто используют просечно-вытяжные и тканые сетки.

ПОЛОСА. Данный вид арматуры производят путём горячего проката стальной заготовки через ряд валков, уменьшающих толщину сечения. В строительстве находят применение стальные полосы высотой в пределах от 20 до 80 мм при ширине 100-200 мм.

Для повышения пластичности их подвергают обжигу, а для устойчивости к воздействию влаги – оцинкованию.

Способы армирования

1. ГОРИЗОНТАЛЬНОЕ армирование бывает двух видов, выбор которых зависит от того, какие силы действуют на конструкцию. Когда нагрузка приходится на центр сечения или с небольшим отклонением от него, рекомендуется поперечное армирование. Если же напряжение действует на участок, значительно сдвинутый от середины, прибегают к продольному армирование.

• Поперечное. Оно востребовано для армирования кладки стен толщиной в два и более кирпича, а также при возведении относительно длинных сплошных стен и отдельно стоящих столбов или простенков.

Поперечное армирование часто называют «сетчатым», поскольку в нём обычно задействована сетка – заводского производства или собственноручно сделанная из катанки. Заводскую сетку укладывают через каждые 3-5 рядов кирпичной кладки. Размер ячеек – чем меньше, тем лучше. Толщина проволоки – максимум 8 мм, чтобы не превышать допустимую ширину бетонного шва в 12 мм.

Из катанки сетку мастерят в виде лабиринта с регулярными поворотами через каждые 5-10 см. При армировании изделие располагают в смежных горизонтальных рядах, уложив в бетон взаимно перпендикулярно друг к другу.

• Продольное.Его используют при кладке перегородок толщиной в один кирпич и располагают в местах сопряжений стен, скачках внутренних напряжений или по всей длине сплошных стен.

По аналогии этот вид армирования можно назвать «стержневым», поскольку он осуществляется с помощью гладких или рифлёных прутков, а также стальных полос. Их укладывают в раствор по всей длине кладки, располагая рядом до трёх штук. Повторяют армирующий слой через каждые 2-3 ряда кирпича.

2. ВЕРТИКАЛЬНОЕ армирование требуется для увеличения прочности кладки, работающей на изгиб. Укрепление производят одним из двух методов.

• Скрытый. В этом случае арматурные прутки устанавливают в пазы, оставленные между кирпичами, и связывают между собой хомутами. Расстояние между прутками зависит от их толщины и составляет не более 50 см. В процессе кладки стальную конструкцию заливают бетонным раствором.
• Открытый.Наружное вертикальное армирование предусматривает установку металлических прутков или уголков с лицевой стороны кладки. Между собой их соединяют стальными полосами, расположенными друг над другом через каждые 20-50 см. Это так называемая «обойма», используемая обычно при строительстве столбов или колонн.

Порядок армирования

ПЕРЕМЫЧКИ. Как использовать прямые отрезки стальной арматуры рассмотрим на примере армирования перемычек, устраиваемых над дверными и оконными проёмами.

1. Устанавливают деревянную опалубку, подставив снизу опоры.
2. Наносят на неё бетонный раствор слоем 20-40 мм.
3. Укладывают вдоль длины арматурные стержни на расстоянии друг от друга в полкирпича. Если используют рифлёные изделия диаметром 4 мм, с обеих сторон оставляют концы длиной по 250 мм. Если применяют гладкие стержни диаметром 6 мм, длину увеличивают, чтобы загнуть окончания вокруг кирпича в кладке в виде крюков. Вместо стержней можно использовать стальные полосы.
4. Арматуру вдавливают в раствор до середины его глубины.
5. Поверх создают кирпичную кладку в 5-6 рядов.
6. Когда раствор затвердеет, опалубку демонтируют.

СТОЛБЫ. Эти сооружения могут иметь не только квадратную, но и прямоугольную форму. Для столбов ограждения или предназначенных под установку светильников достаточно стенки в 1,5-2 кирпича и трубы-сердечника, вокруг которой и производят кладку. Для несущих столбов, на которые будут возлагаться большие нагрузки в конструкции забора или фундамента, минимальной является стенка в 1,5-2 кирпича и требуется дополнительное армирование стальной сеткой.

1. Сетку из проволоки диаметром 3-6 мм предварительно режут на квадраты, которые меньше сечения столба на 20 мм.
2. В середине каждой заготовки вырезают отверстие, равное диаметру стальной трубы, забетонированной в грунт и являющейся сердечником столба.
3. При создании кладки через каждые 3-5 рядов кирпича наносят более толстый слой раствора.
4. На него помещают сетку, старясь уложить её так, чтобы края не выходили за пределы постройки.
5. Вдавливают в раствор, размещая сетку ровно посередине. Минимальный слой цементно-бетонной смеси – по 2 мм под и над арматурой.

Способы армирования их особенности выполнения

Начинающему строителю важно научиться разбираться в приемах усиления, выбираемых в зависимости от особенностей возводимой конструкции, а также действующих на неё нагрузок. Согласно этому показателю возможно использование таких вариантов:

1. Поперечное усиление.
2. Продольное армирование.
3. Вертикальное упрочнение.

Независимо от выбранного способа усиления обязательно проводятся подготовительные операции. Они сводятся к подготовке всех востребованных материалов, а именно:

• Мягкой проволоки, необходимой для вязки арматуры.
• Металлических уголков.
• Сетки с подходящими по типоразмеру ячейками.
• Прямоугольных планок и прутков.
• Стальных стержней.
• Покрасочного состава по металлу.

К особенностям предстоящих операций относят допустимость применения только одного типа упрочняющих узлов. Использовать сетку одновременно со стержнями нежелательно. Рассмотрим подробнее, что представляет собой каждый из способов армирования кладки. Какие они имеют технологические особенности.

Поперечное усиление: функция и специфика выполнения

Это вид упрочнения востребован в ситуациях, когда возникает необходимость в противодействии поперечным растягивающим усилиям при сжатии кладки. Он используется при обустройстве наружных стен, перегородок, а также одиночных колонн.

Для этого варианта усиления допускается раздельное применение строительной арматуры, диаметром 3-8 мм, и сетками, которые отличаются формой ячеек, бывают:

• Квадратной формы.
• Прямоугольного вида.
• В виде зигзага.

Для изготовления сеточной арматуры в первых 2-х случаях используется проволока толщиной 3-8 мм. Шаг для ячеек берется в зависимости от типоразмера прутка (от 3 до 12 см).

Сетка при данном виде усиления монтируется через каждые 5 рядов. В ситуации, когда используются стройматериалы большего размера и веса — через 4 рядка. Для армирования кладки из керамического камня, сетку следует укладывать через каждый 3-ий ряд. Концы сетки обязательно выводятся наружу на 2-3 мм, для контроля наличия усиления при ведении кладки. По завершении работ выступающие части обрезаются, либо штукатурятся.

Важный момент! Размер стыковки сетки между собой должен составлять не менее 15 см. При армировании кладки лицевого слоя, не менее 25 см.

Армирующая сетка может изготавливаться и в виде зигзагообразных ячеек, интервал между которыми составляет порядка 5-10 см. Его точное значение зависит от толщины прутков, которая редко превышает 5-8 мм. В соответствии с инструкцией по поперечному усилению сетка кладется через 2 ряда кирпичной кладки.

Обратите внимание! При расчете количества армирующей сетки для проведения работ, следует помнить, что она должна составлять не менее 1 % от объёма кладки столбов или простенков.

Для армирования лицевой кирпичной кладки, следует использовать сетку или арматуру изготовленную из стойких к коррозии материалов. Это может быть, сталь покрытая антикоррозионным материалом, или сетка из композитной арматуры, например базальтовая.

Продольный метод армирования кладки

Этот вариант усиления предполагает размещение арматуры в продольных швах и чаще всего применяется в сейсмоопасных регионах. Он рассчитан на значительные боковые нагрузки на разрыв при изгибе и внецентренном сжатии. Применяют для армирования тонких стен, перегородок и столбов с большой гибкостью, для восприятия динамических усилий.

В данном случае сетку применяют крайне редко, вместо нее берут арматурные стержни, диаметром не менее 8 мм, и хомуты диаметром 3-8 мм.

Данный вариант усиления кирпичной кладки, может выполняться, как внутри стены или колонны, так и снаружи. При наружном усилении шаг хомутов делается не более 15-ти диаметров продольного стержня, для внутреннего упрочнения шаг — не более 25 диаметров. Но в обоих случаях шаг хомутов не должен превышать 50 см. В местах стыковки продольных стержней, хомуты монтируются с шагом равным 10 диаметрам арматуры.

Если для усиления берется сетка, изготовленная из проволочек толщиной 3-8 мм – она укладывается в горизонтально расположенных швах с шагом около 40 см, и полностью утапливаются в швах с раствором.

Важная информация! Для кирпичной кладки рекомендуется использовать раствор марки не ниже М50.

При внутреннем армировании кирпичной кладки, арматура будет лучше защищена от внешних воздействий. При наружном усилении требуется выполнить устройство защитного слоя для арматуры. Толщина слоя для стен в помещениях с нормальной влажностью — минимум 15 мм, и 20 мм для простенков, столбов и перемычек. На открытом воздухе или в помещениях с повышенной влажностью на 10 мм больше, соответственно 25 мм, и 30 мм.

Вертикальный способ: роль и нюансы выполнения

Для вертикального армирования кирпичной кладки используются стальные прутки разной длины, располагаемые в толще стен с фиксированным шагом. При кладке столбов через определенное количество рядков специально устраиваются небольшие ниши, в которые позже вставляется арматура, а затем уже заливается бетонная смесь.

Главная задача вертикального армирования, как и продольного, это снятие растягивающих усилий в изгибаемых и вне центренносжатых конструкциях. Такой прием повышает прочностные характеристики колонны и сохраняет ее поперечного сечения. Для увеличения прочности колонны снаружи, используются стальные уголки, монтируемые по ее углам, сваренные между собой арматурой или стальной пластиной.

При этом типе упрочнении элементы используемой арматуры (это может быть типовая сетка или прутки толщиной порядка 10-16 мм) монтируются по вертикали. Особенность этого метода состоит в следующем:

• выбранные элементы размещаются непосредственно в толще кирпичных конструкций (столбов или колонн);
• для более крупных объектов указанный типоразмер прутьев увеличивается до 30 мм;
• если требуется надежная связка кладки в горизонтальной плоскости – обычно используется угловой профиль необходимого сечения.

Помимо этого, требованиями предусматривается, чтобы при армировании особое внимание уделялось не только конфигурации ячеек, но и наличию выступов сетчатой структуры за срезы опорных колонн. Рекомендуется при самостоятельном изготовлении элементов усиления, из арматуры, использовать специальную вязальную проволоку вместо сварки.

Следует отметить! Для расчета размера сечения стальных стержней и их расположения в кладке рекомендуется обратиться к проектировщику.

Процедура армирования одним из рассмотренных выше способов обязательна к применению для любых строительных объектов. Ее использование обеспечивает равномерность распределения нагрузок на элементы строения, что существенно продляет сроки их эксплуатации. Перед самостоятельными работами по армированию конструкций обязательно изучение требований действующих строительных нормативов (СНиП, в частности) и приведенных в этом обзоре инструкций.