Усиление трещин в кирпичных стенах: Трещины в кирпичных стенах зданий. Диагностика, ремонт, усиление

Ремонт трещин в кирпичных стенах. Усиление стен и проемов.

Главная \ Усиление конструкций \ Ремонт трещин в кирпичных стенах

Все предлагаемые сегодня в интернете советы «ремонт трещины в кирпичной стене» не являются сколько-нибудь эффективными. Все такие «рекомендации» сводятся к зачеканке трещины любым ремонтным составом. Такой метод не более, чем маскирование проблемы и никак не решают задачи санации и восстановлению прочности треснувшей кирпичной кладки.

Единственно действенный способ ремонта используется в современной реставрации и подразумевает «зашивание» трещины специальными спиральными анкерами.
 

Наша компания предлагает Вам полностью готовое решение данной проблемы: технологию, оборудование и материалы. Благодаря популяризации данной технологии любой желающий может самостоятельно отремонтировать практически любое кирпичное строение, давшее трещину.

Технология заключается в укладке между кирпичами гибкого скрученного нержавеющего стального профиля специальной формы, который принимает на себя нагрузку двух половин треснувшей стены. Данный специальный профиль называется спиральный анкер.
 

Видео о применении системы RSA-bar:

Пример на видео показывает общий случай применения спирального анкера. С различными вариантами и примерами использования вы можете ознакомиться в статье ниже или в нашем каталоге в разделе «альбом технических решений».

Технология для самостоятельного применения

Благодаря простой технологии можно быстро и самостоятельно отремонтировать данный дефект кладки, решив проблему на многие годы вперед. Чтобы уложить анкер потребуется выдолбить штрабы между кирпичами, которые пересекают трещину. Размеры штрабы — 50мм в глубину, 10мм в высоту и 1200 в длину.

Укладка спирального анкера поперёк трещины:

С помощью шовного пистолета в штрабу выдавливается ремонтный состав. Затем, укладывается спиральный анкер и выдавливается новый, закрывающий слой состава.

Примеры применения системы спиральных анкеров RSA:
 

Принцип работы

Суть технологии ремонта трещин в кирпиче — «зашивание» данных трещин, подобно зашиванию нитками разрыва на ткани. С той лишь разнице, что вместо нитей используют спиральный анкер.

Устройство спирального анкера:

В зависимости от ширины раскрытия трещин используют анкеры различного диаметра. Также от раскрытия зависит и шаг, с которым будет происходить укладка. Для трещин до 10 мм стандартным считается шаг — каждые три-четыре кирпича. В результате, трещина в кладке зашивается поперек и стена получает дополнительное армирование.

«Зашивание» трещин в стене:

Система спиральных анкеров принимает нагрузки на растяжение и сдвиг, оказывая минимальное воздействие на кладку. Также подходит для всех видов кладки. Там, где необходимо соединение с силовым замыканием на стороне трещины данная система будет идеальным решением.

Эффективность решения

Для корректной санации кладки спиральный анкер должен перекрывать не менее 50 см с каждой стороны трещины. Также желательно укладывать куски по 1,1 метра со смещением 10 см на каждом шаге в шахматном порядке. Максимальное расстояние между штрабами должно составлять не более 45 см.

Система проста в установке, поэтому подходит для самостоятельного устранения трещин в кирпичным стенах домашних сооружений.

Подробнее ознакомится с тем, как просто самостоятельно установить спиральный анкер (и какой инструмент потребуется) вы можете в отдельном руководстве по самостоятельному применению системы RSA:
 

Дополнительные материалы по теме:

• Примеры применения системы RSA
• Ремонт растрескавшейся кладки при помощи спиральных анкеров (статья д-р. Майхснера)
• Ремонт многослойных фасадов с системой RSA
• Увеличение сейсмостойкости зданий с системой RSA
• Усиление кирпичных стен и проемов. Ремонт трещин в стене дома.
• Руководство для самостоятельного применения системы RSA
• Руководство по монтажу системы RSA-bar
• Руководство по монтажу системы RSA-tie

Все указанные в статье товары вы можете приобрести у нас на складе в Санкт-Петербурге.
Мы также всегда сможем проконсультировать вас по вопросам применения данной технологии.

Мы также готовы ответить на возникшие вопросы:

• или по почте — [email protected]

Референц-объекты по спиральным анкерам:

Заделка трещин в кирпичных стенах, технология по шагам, видео

При появлении на фасадах или внутренних стенах кирпичного дома трещин сначала нужно убедиться в том, что они не разрастаются. Поперек каждой в нескольких местах наклеивают полоски бумаги с датой, через три недели их проверяют. Если они не порвались, то можно попробовать избавиться от дефектов. Если щели расширяются или имеются сквозные, то необходимо выяснить и устранить причину, для этого обязательно пригласить специалиста. Таким же образом следует поступить в сложных случаях, даже если расщелины не увеличиваются, но их много, они находятся на несущих стенах или имеют очень большие размеры.

Оглавление:

1. Устранение нерасширяющихся дефектов
2. Ремонт разрастающихся щелей
3. Монтаж скоб и накладок
4. Усиление несущих элементов

Заделка неразрастающихся трещин в кирпичной стене

Причины появления:

• несоблюдение технологии выполнения кладки несущих стен, в том числе использование кирпича или раствора марок прочности, несоответствующих нагрузке, отсутствие армирования;
• износ.

Для устранения трещин пригодны:

• цементный раствор самостоятельного приготовления — 1 часть цемента марки М400 и выше смешать с 2 или 3 частями песка;
• сухой ремонтный состав фабричного производства — смешать с водой до получения густой пластичной массы;
• цементная смесь с жидким стеклом — на 1 часть цемента 1 часть жидкого стекла и 3 части песка;
• монтажная пена;
• герметик;
• эпоксидная смола.

1. Заполнение ремонтной смесью.

Порядок подготовки поврежденного фрагмента кирпичной стены к заделке цементным составом или с жидким стеклом:

• Для проникновения внутрь щели ее расширяют долотом или молотком.
• Скарпелем очистить трещину от мусора, старого раствора.
• Для облегчения нанесения можно смочить дефект изнутри и на поверхности водой из пульверизатора или обработать грунтовкой.

Если ширина трещин в кирпичной кладке до 5 мм:

• Приготовить смесь. Если выбран вариант с жидким стеклом, то сначала растворяют в воде силикатный клей, затем всыпают цемент и песок. Консистенция должна быть такой, чтобы масса не стекала.
• Шпателем нанести состав внутрь расщелины и на ее поверхность, чтобы он не только полностью покрывал ее, но и немного выступал.
• Сразу вдавить в нанесенный слой серпянку (армирующую ленту).
• Подождать несколько минут.
• Замазать ленту тонким слоем.
• Отполировать поверхность с высохшей ремонтной смесью шлифовальной теркой.

Если ширина превышает 5 мм, то лучше обратиться за помощью к специалистам. Попробовать убрать такие дефекты самостоятельно можно следующим образом:

• Вдоль трещины высверлить отверстия под дюбели с шагом 25-50 см.
• Заполнить цементным раствором.
• Установить в высверленные заранее отверстия дюбеля. Используя их, прикрутить шурупами оцинкованную металлическую сварную сетку с ячейками 5х5 мм.
• К цементной штукатурке добавить немного песка и покрыть сетку.

2. Инъектирование.

Современная технология заделки трещин на фасадах и внутренних стенах кирпичного дома — инъектирование. Он заключается в нагнетании специального ремонтного средства внутрь кладки под давлением. Для этого нужны ручной насос-инъектор или электрический шнековый насос и приспособления в виде трубок — пакеры. Используются забивные пластиковые пакеры диаметром 18 мм.

Инъекционные составы:

• эпоксидные смолы низкой вязкости;
• растворы на основе микроцемента — цемента тонкого помола;
• на основе известкового вяжущего;
• с жидким стеклом.

Порядок действий:

• По всей длине щели с обеих сторон в шахматном порядке с шагом 8-15 см под углом 45° высверлить отверстия-шпуры диаметром 1,8 см, глубиной не менее 6 см.
• Продуть полученные отверстия от кирпичной пыли.
• В шпуры установить пакеры.
• С помощью насоса через трубки, двигаясь снизу-вверх, внутрь трещины ввести ремонтный инъекционный состав.
• Убрать пакеры.
• Заделать отверстия цементным раствором.

3. Заполнение монтажной пеной или герметиком.

Чтобы заделать трещину в кирпичной стене, имеющую ширину от 1 до 8 см, можно применять монтажную пену. В совсем узкие щели ее неудобно заливать, очень широкие требуют более основательного ремонта. Поврежденную поверхность к нанесению пены или герметика подготавливают так же, как перед использованием цементной смеси.

Дефект заполняют, учитывая, что объем пены увеличивается в процессе застывания. Засохший слой требует защиты от воздействия солнечных лучей. Поэтому его срезают на глубину до 20 мм, углубление замазывают обычной ЦПС. Если повреждение находится на окрашенном или оштукатуренном фасаде, то после застывания состава на его поверхность наносят такой же отделочный материал.

Узкие трещины (до 1 см) удобно заполнять герметиком. Достоинство заключается в том, что полученный шов обладает пластичностью, не растрескается под воздействием перепадов температуры или механическим. Для самых узких щелей (до 1 мм) вместо герметика используют эпоксидную смолу.

4. Замена кирпичей.

Чтобы заделать дефекты в кладке, часть стены можно переложить. Вынимать элементы с повреждениями начинают сверху.

• Специальным инструментом-расшивкой удаляют состав из швов вокруг фрагмента, который нужно переложить.
• Кирпичи разбивают скарпелем, зубилом или подобным им приспособлением.
• Щеткой очищают полученное отверстие от остатков кирпича, раствора, прочего мусора.
• Подбирают блоки, подходящие по цвету, для фасада идеально, если удается найти того же возраста, что и в старой кладке.
• Помещают новые кирпичи на место вынутых. В швы для усиления стены можно положить арматурные прутья.

В результате получается кирпичный замок. Эта технология пригодна для заделки глубоких трещин и сквозных щелей. Если ширина дефекта более 1 см, то над новой кладкой поперек устанавливают якорь из швеллера. Его длина должна примерно соответствовать длине двух кирпичей. Под якорь в фасаде проделывают штробу, которую после выполнения кирпичного замка заполняют цементной смесью. Швеллер закрепляют болтами.

Способы ремонта разрастающихся трещин

Факторы, которые чаще всего вызывают их появление:

1. Усадка дома. Прежде чем пытаться избавиться, нужно дождаться завершения процесса.

2. Превышение допустимой нагрузки на стены от перекрытий. Щели обычно увеличиваются книзу. Можно попробовать разгрузить этажные перекрытия.

3. Оседание, другие проблемы, связанные с фундаментом. Трещины, вызванные этой причиной, расширяются кверху. В этом случае поможет укрепление основания. Вокруг здания выкапывают траншею. Ее глубина должна быть больше минимум на 0,5 м, чем фундамент. В готовую траншею помещают арматурный каркас и заливают бетон.

4. Особенности грунта.

Установка металлических скоб или накладок

Чтобы заделать очень широкую трещину в стене кирпичного дома (разрастающуюся или сквозную), требуется дополнительная фиксация металлическими скобами или пластинами. Варианты укрепления:

1. По обеим сторонам трещины высверливают отверстия, шаг по высоте — не более 50 см. В них вставляют металлические скобы. Если щель на фасаде, то под них проделывают углубления-борозды и утапливают скобы в них и полностью замазывают цементной смесью.
2. Чтобы избавиться от щели вместо скоб можно использовать стальные пластины, их крепят на дюбель-гвозди.
3. Если трещина сквозная, то металлические пластины закрепляют с обеих сторон стены на одной высоте и стягивают между собой болтами.
4. Если сразу несколько вертикальных дефектов расположены примерно на одном уровне, то по всей длине поврежденного фрагмента стены монтируют поперек щелей широкие металлические полосы. Их количество зависит от размеров. Шаг между полосами по высоте от 1,5 до 3 м. Крепят пластины анкерами через каждые 80-120 см.
5. В самых сложных случаях и при наличии большого количества дефектов стену укрепляют по всей длине металлическим каркасом с обеих сторон. Он состоит из уголков и прикрепленных к ним стальных пластин. Части каркаса, расположенные по разные стороны стены, стягивают между собой болтами. Такой же решеткой укрепляют простенки или колонны.

Укрепление несущих элементов здания

Если трещины обнаружены на несущей стене, то ее можно удлинить. Это снизит нагрузку, остановит разрастание щелей и предупредит появление новых. Два способа увеличения стены:

• С перевязкой. В торце стены проделывают отверстия высотой в 3-5 рядов и глубиной в полкирпича. Затем монтируют продолжение стены. Соединение старой и новой кладки получается за счет раствора в перевязке. Этим методом обустраивают новую стену, если ее высота равна одному этажу.
• Без перевязки. В стык старой и новой конструкции помещают полосы рубероида.

Если щели находятся на кирпичной опоре или простенке между проемами, то можно:

• Уменьшить ширину простенка с одной или обеих сторон, площадь опоры увеличить за счет продолжения кладки. Новую часть соединяют со старой с помощью перевязки в каждом 2-3 ряду.
• Полностью убрать простенок или опору и выложить новые. Сначала ставят временные подпорки с поперечными связками, раскосами. На них переносится нагрузка от перекрытий на время ремонта. Новую кладку усиливают арматурой диаметром до 8 мм в швах каждого 2-4 ряда.

Эффективность армирования CFRP для кирпичных стен с трещинами

Эффективность армирования CFRP для кирпичных стен с трещинами

Очень эффективно армировать кирпичные стены с трещинами листами CFRP. Предельная нагрузка стены с трещинами, усиленной углепластиком, значительно выше, чем у неармированной стены.

Технология усиления каменной кладки углепластиком имеет преимущества высокой прочности, высокой эффективности, удобной конструкции, хорошей долговечности, отсутствия увеличения веса и объема, широкого применения и так далее. Он имеет широкую перспективу применения в Китае. В данной статье проведены соответствующие исследования по армированию и ремонту растрескавшейся конструкции кирпичной кладки с помощью углепластика. Испытания доказывают, что этот метод может легко и эффективно решить проблемы образования трещин в стенах зданий, от которых в настоящее время страдает общество.

Испытательная ситуация

Разработка и изготовление 11 образцов

Соотношение высоты и ширины образца составляет 1:114, толщина стенки 240 мм, ширина 1400 мм и высота 1000 мм. При изготовлении образца стена выполняется из кирпича МУ10 и цементного раствора М10, а верхняя и нижняя балки — из бетона марки С30. Вертикальное сжимающее напряжение составляет 0 2 МПа = 11, размер образца показан на рис. 1.0014

Стенка образца 22 треснула. Сначала к стене прикладывается положительная нагрузка. При нагружении до растрескивающей нагрузки (212 кН) кирпичная стена внезапно растрескивается (соответствующее смещение растрескивания составляет 21 0 мм) и быстро образует косую трещину. Как показано на рисунке 2, ширина трещины составляет около 0,125 мм. К этому моменту некоторые трещины закрыты и ширина трещины составляет около 0,11 мм.

Усиление полимером, армированным углеродным волокном (CFRP). Двустороннее приклеивание ткани из углеродного волокна, ширина 300 мм, форма «X», верхний и нижний концы закреплены.

Test result

9189

Wall	f1(Mpa)	f2(Mpa)	Loading direction	Cracking load		Ultimate load		Dehiscence displacemen		Максимальное растягивающее напряжение углепластика
				Экспериментальное значение	Увеличение значения в градусах	Экспериментальное значение	Увеличение значения в градусах	Experimental value	Increase the degree value
Wall 21	11164	16189	Average	224	—	224	—	3107	—
Стена 22	11164	16189	Положительный	—	. 0065 —	276	2312	810	16016	4323	1519
			Negative	368	6413	368	6413	1114	27113	3392	545

Заключение

• В этой статье доказано, что листы из углеродного волокна очень эффективны для укрепления и ремонта треснувших кирпичных стен. Предельная нагрузка стены с трещинами, армированной углепластиком, очевидно, выше, чем у неармированной стены, и деформационная способность армированной стены, очевидно, улучшается, а смещение трещины армированной стены значительно увеличивается.

• Ткань из углеродного волокна может улучшить напряженное состояние стены с помощью механизма тяги в модели фермы, чтобы улучшить способность компонента к сдвигу.

Вы можете найти здесь все, что вам нужно, доверьтесь примерке этих продуктов, после этого вы обнаружите большую разницу.

Подробнее

Высокопрочная однонаправленная обертка из углеродного волокна, предварительно пропитанная для формирования обертки из полимера, армированного углеродным волокном (CFRP), используемого для укрепления конструкционных бетонных элементов.

Подробнее >

Низковязкая, сильно проникающая грунтовка из углеродного волокна для железобетонной поверхности для улучшения дефекта

Подробнее >

Клей из углеродного волокна с хорошей пропиткой для нанесения обертки из армированного углеродным волокном полимера (CFRP) для усиления конструкции

Узнать больше >

КОНТРОЛЬ ТРЕЩИН В БЕТОННЫХ СТЕНАХ

ТЭК 10-01А

ВВЕДЕНИЕ

Трещины в зданиях и строительных материалах обычно возникают в результате ограниченного движения. Это движение может возникать внутри материала, например, при изменении объема из-за потери или приобретения влаги, температурного расширения или сжатия, или может быть результатом движения соседних или поддерживающих материалов, например, изгиба балок или плит. Во многих случаях движение неизбежно и должно быть приспособлено или контролироваться.

Проектирование для эффективного предотвращения образования трещин требует понимания источников напряжения, которые могут вызвать растрескивание. Было бы просто предотвратить взлом, если бы была только одна переменная. Однако предотвращение осложняется тем фактом, что растрескивание часто является результатом комбинации источников.

ПРИЧИНЫ ТРЕЩИН

Существует множество потенциальных причин образования трещин. Понимание причины потенциального растрескивания позволяет разработчику использовать соответствующие процедуры проектирования для контроля над ним. Наиболее распространенные причины образования трещин в бетонной кладке показаны на рисунке 1 и обсуждаются ниже.

Рис. 1. Правильная конструкция может предотвратить растрескивание этих типов

Усадка/ограничение

Растрескивание в результате усадки может возникнуть в стенах из бетонной кладки из-за усадки при высыхании, колебаний температуры и карбонизации. Эти трещины возникают, когда кладочные панели удерживаются от перемещения.

Усадка при высыхании

Бетонные изделия состоят из матрицы частиц заполнителя, покрытых цементом, который связывает их вместе. Как только бетон схватывается, эта покрытая цементом матрица заполнителя расширяется с увеличением содержания влаги и сжимается (усаживается) с уменьшением содержания влаги. Таким образом, усадка при высыхании зависит от изменения содержания влаги.

Несмотря на то, что строительный раствор, цементный раствор и бетонные кладочные элементы являются изделиями из бетона, было показано, что удельная усадка является преобладающим показателем общей усадки стены, в основном из-за того, что она представляет собой наибольшую часть стены. Таким образом, только свойства усадки элемента обычно используются для установления проектных критериев для предотвращения образования трещин.

Для отдельного элемента величина усадки при высыхании зависит от влажности элемента во время укладки, а также от характеристик и количества вяжущих материалов, типа заполнителя, уплотнения и отверждения. В частности, на усадку при высыхании влияют следующие факторы:

• стены, построенные из «мокрых» блоков, будут испытывать большую усадку при высыхании, чем более сухие блоки;
• увеличение содержания цемента увеличивает усадку при высыхании;

заполнители

• , подверженные изменению объема из-за содержания влаги, приведут к повышенной усадке; и
• изделия, прошедшие хотя бы один цикл сушки, не будут подвергаться такой значительной усадке в последующих циклах сушки (ссылка 7).

Типичные коэффициенты усадки при высыхании находятся в диапазоне от 0,0002 до 0,00045 дюйма/дюйм. (мм/мм) или от 0,24 до 0,54 дюйма (от 6,1 до 13,7 мм) на 100 футов (30,48 м).

Изменения температуры

Было показано, что движение бетонной кладки линейно пропорционально изменению температуры. Коэффициент теплового смещения, обычно используемый при проектировании, составляет 0,0000045 дюймов/дюйм/°F (0,0000081 мм/мм/°C) (ссылка 2). Фактические значения могут варьироваться от 0,0000025 до 0,0000055 дюймов/дюйм/°F (от 0,0000045 до 0,0000099 мм/мм/°C) в основном в зависимости от типа заполнителя, используемого в агрегате. Фактическое изменение температуры, конечно же, определяется географическим положением, экспозицией стен и цветом.

Например, стена, построенная при температуре 70°F (21°C) и подвергающаяся минимальной температуре 0°F (-18°C), приводит к укорочению примерно на 0,38 дюйма (9,7 мм) в Стена длиной 100 футов (30,48 м) с использованием коэффициента 0,0000045 дюймов/дюйм/°F (0,0000081 мм/мм/°C).

Карбонизация

Карбонизация представляет собой необратимую реакцию между вяжущими материалами и двуокисью углерода в атмосфере, которая протекает медленно в течение нескольких лет. Поскольку в настоящее время не существует стандартного метода испытаний на карбонизационную усадку, предполагается, что значение 0,00025 дюйма/дюйм. (мм/мм). Это приводит к укорочению на 0,3 дюйма (7,6 мм) стены длиной 100 футов (30,48 м).

Ограничение

Как упоминалось ранее, вышеупомянутое явление вызывает движение в стене. Когда обеспечивается внешнее ограничение, которое противодействует этому движению, в результате возникает напряжение внутри стены и соответствующий потенциал для растрескивания. Обычно стены из бетонной кладки скрепляются по низу стены (в основном фундаментом) с частичным стеснением по верху стены. Концы типичной стеновой панели из бетонной кладки могут быть частично ограничены пилястрами или пересечениями стен, но это частичное ограничение обычно не оказывает существенного влияния на способность стены к растрескиванию. Исключениями из типичного условия закрепления являются консольные стены, которые закреплены вдоль основания, но свободны (незакреплены) вверху. Было бы консервативно основывать общие критерии проектирования борьбы с трещинами на условии закрепления вдоль верхней и нижней части стены.

Дифференциальное движение

Различные строительные материалы могут по-разному реагировать на изменения температуры, влажности или нагрузки на конструкцию. Каждый раз, когда материалы с разными свойствами комбинируются в стеновой системе, существует вероятность растрескивания из-за дифференциального движения. При строительстве из бетонной кладки следует учитывать, в частности, два материала: глиняный кирпич и конструкционную сталь.

При их скреплении необходимо учитывать дифференциальное движение между глиняным кирпичом и бетонной кладкой, поскольку бетонная кладка имеет общую тенденцию к усадке, а кладка из глиняного кирпича имеет тенденцию к расширению. Эти неравномерные движения могут вызвать растрескивание, особенно в композитных конструкциях и в стенах, состоящих из кирпича и блока в одной и той же плоскости.

Композитные стены представляют собой многослойные стены, предназначенные для того, чтобы действовать структурно, как единое целое, выдерживая приложенные нагрузки. Wythes обычно соединяются вместе с помощью стенных связей через заданные интервалы, чтобы обеспечить адекватную передачу нагрузки. Когда составная стена включает в себя стержень из глиняного кирпича, соединенный с узлом бетонной кладки, используется арматура швов лестничного типа или коробчатые связи, чтобы обеспечить некоторую степень бокового смещения между стержнями. Кроме того, в ряду глиняного кирпича устанавливаются компенсационные швы, совпадающие с деформационными швами в ряду бетонной кладки.

Когда глиняный кирпич используется в качестве акцентной полосы в бетонной каменной стене или наоборот, дифференциальное движение двух материалов может привести к растрескиванию, если не будут приняты меры, компенсирующие это движение. Чтобы уменьшить растрескивание, можно использовать плоскости скольжения между полосой и окружающей стеной, горизонтальную арматуру или более частые контрольные швы или их комбинацию для предотвращения растрескивания. Дополнительную информацию об этих подходах см. в разделе «Контроль за трещинами в бетонном кирпиче и других облицовочных материалах для бетонной кладки» (ссылка 6).

При использовании кирпичной кладки в сочетании с конструкционной сталью также необходимо учитывать различия в температурном движении. В дополнение к различиям в термических коэффициентах стальные профили обычно имеют гораздо более высокое отношение площади поверхности к объему и имеют тенденцию быстрее реагировать на изменения температуры. Обычно это обеспечивается щелевыми и гибкими соединениями. Бетонные каменные стены для металлических зданий (ссылка 5) содержит более подробную информацию по этому вопросу.

Чрезмерный прогиб

Поскольку стены и балки прогибаются под структурными нагрузками, может произойти растрескивание. Кроме того, прогиб опорных элементов может вызвать появление трещин в элементах кладки. Для снижения вероятности растрескивания доступны следующие альтернативы:

• добавление арматурной стали в кладку для пересечения предполагаемых трещин и ограничения их ширины,
• ограничение прогиба элементов, обеспечивающих вертикальную поддержку неармированной кладки, до допустимых уровней (менее или равной l /600 не более 0,3 дюйма (7,6 мм) из-за статической нагрузки и динамической нагрузки при поддержке неармированной кладки) (ссылка 2), и;
• с использованием деформационных швов для эффективной облицовки каменной кладки, чтобы она могла сочленяться с изогнутой формой опорного элемента.

Структурная перегрузка

Все стеновые системы подвержены потенциальному растрескиванию из-за внешних расчетных нагрузок из-за ветра, давления грунта или сейсмических сил. Растрескивание из-за этих источников контролируется путем применения соответствующих критериев проектирования конструкции, таких как расчет допустимого напряжения или расчет прочности. Эти критерии подробно обсуждаются в документах «Расчет допустимых напряжений бетонной кладки» и «Положения о расчете прочности бетонной кладки» (ссылки 1 и 9).).

Осадка

Дифференциальная осадка возникает, когда части поддерживающего фундамента оседают из-за слабого или неправильно уплотненного грунта основания. Осадка фундамента обычно вызывает ступенчатую трещину вдоль растворных швов в осевшей зоне, как показано на рис. 1. Предотвращение растрескивания при осадке зависит от реалистичной оценки несущей способности грунта, а также от правильного проектирования и строительства основания.

Фундаменты должны располагаться на нетронутой естественной почве, если эта почва не является непригодной, слабой или мягкой. Неподходящий грунт следует удалить и заменить утрамбованным грунтом, гравием или бетоном. Точно так же перед установкой фундамента необходимо удалить корни деревьев, строительный мусор и лед. Добавление армирования в фундамент также может уменьшить эффект дифференциальной осадки.

СТРАТЕГИИ КОНТРОЛЯ ТРЕЩИН

В дополнение к надлежащим стратегиям проектирования, описанным выше для несущей способности конструкции и дифференциального движения, следующие рекомендации могут быть применены для ограничения образования трещин в бетонных каменных стенах.

Свойства материалов

Традиционно борьба с трещинами в бетонной кладке основывалась на задании бетонных блоков кладки с низким содержанием влаги, использовании горизонтальной арматуры и использовании контрольных швов для компенсации деформации. До выпуска ASTM C9 2000 г.0 (ссылка 8), низкое содержание влаги было определено требованием устройства контроля влажности Типа I. Намерение состояло в том, чтобы предоставить проектировщикам гарантию блоков с более низким содержанием влаги, чтобы свести к минимуму потенциальное растрескивание при усадке. Тем не менее, есть несколько ограничений, связанных с тем, чтобы полагаться только на содержание влаги, поскольку существуют другие факторы, влияющие на усадку, которые не учитываются при указании единиц типа I. Кроме того, производители бетонной кладки не всегда инвентаризовали блоки типа I. Самое главное, блоки Типа I нужно было защищать до тех пор, пока они не будут помещены в стену, что оказалось сложным в некоторых проектах. Из-за вышеуказанных проблем, связанных со спецификацией Типа I, ASTM удалил из стандарта обозначения Типа I (единицы с контролем влажности) и Типа II (единицы без контроля влажности).

В связи с удалением обозначений типа агрегата из ASTM C90 независимо от типа агрегата были разработаны два метода определения расстояния между контрольными стыками: 1). Эмпирические критерии борьбы с трещинами, которые основаны на успешных, исторических характеристиках в течение многих лет в различных географических условиях и 2). Разработаны критерии контроля трещин, основанные на коэффициенте контроля трещин (CCC), который включает комбинированные эффекты движения из-за усадки при высыхании, усадки при карбонизации и усадки из-за изменения температуры. Первый представлен в NCMA TEK 10-2C, Контрольные швы для бетонных каменных стен – эмпирический метод (ссылка 4), а второй – в TEK 10-3 Контрольные швы для бетонных каменных стен – альтернативный инженерный метод (ссылка 3). Эмпирический метод является наиболее часто используемым методом и применим к большинству обычных типов зданий. Инженерный метод обычно используется только тогда, когда возникают необычные условия, такие как блоки темного цвета в климате с большими колебаниями температуры.

Контрольные соединения

Контрольные соединения представляют собой вертикальные перегородки, встроенные в стену для уменьшения ограничений и обеспечения возможности продольного перемещения. Поскольку усадочные трещины в бетонной кладке представляют собой скорее эстетическую, чем структурную проблему, контрольные швы обычно требуются только в стенах, где усадочные трещины могут ухудшить внешний вид или где может произойти проникновение воды. TEK 10-2C (ссылка 4) предоставляет гораздо более подробную информацию о деталях, типах и расположении управляющих соединений.

Армирование для ограничения ширины трещины

В дополнение к внешним ограничениям, армирование вызывает некоторое внутреннее ограничение внутри стены. Армирование реагирует на изменение температуры соответствующим изменением длины; однако армирование не претерпевает объемных изменений из-за изменений влажности или карбонизации. Следовательно, по мере усадки стенки арматура подвергается упругому укорочению (деформации), что приводит к сжимающему напряжению в стали. Соответственно, окружающая кладка компенсирует это сжатие растяжением. В момент, когда кладка трескается и пытается открыться, напряжение в арматуре превращается в растяжение и ограничивает ширину трещины, удерживая ее закрытой.

Чистый эффект заключается в том, что армирование контролирует ширину трещины, вызывая большее количество (частоту) появления трещин. По мере увеличения коэффициента горизонтального армирования (площадь поперечного сечения горизонтальной стали по сравнению с площадью поперечного сечения вертикальной кладки) ширина трещины уменьшается. Арматура меньшего размера на более близких расстояниях более эффективна, чем более крупная арматура на более широких расстояниях, хотя горизонтальная арматура на расстояниях до 144 дюймов (3658 мм) считается эффективной для ограничения ширины трещин в некоторых областях.

Исследования показали, что армирование в виде арматуры для швов или армированных связующих балок эффективно ограничивает ширину трещин в стенах из бетонной кладки. Как указывалось ранее, по мере увеличения уровня армирования и уменьшения расстояния между армированием растрескивание становится более равномерным, а ширина трещины уменьшается. По этой причине минимальное количество горизонтальной арматуры необходимо при использовании рекомендованных NCMA максимальных контрольных расстояний между швами (ссылки 3 и 4).

Стены в районах с высокой сейсмической активностью с относительно большим количеством горизонтальной арматуры могут не требовать контрольных швов, так как только арматура уменьшает ширину усадочных трещин до размера, который можно эффективно обрабатывать водоотталкивающими покрытиями. Опыт показал, что этого можно добиться в стенах с горизонтальным армированием не менее 0,2% (ссылка 3). См. Таблицу 1 для определения размера и расстояния между армированием, чтобы соответствовать этому критерию.

Таблица 1—Максимальное расстояние горизонтальной арматуры для соответствия критериям As > 0,002An

Ссылки

1. Расчет допустимых напряжений бетонной кладки На основе IBC 2012 г. и MSJC 2011 г., TEK 14-7C. Национальная ассоциация бетонщиков, 2013 г.
2. Строительные нормы и правила для каменных конструкций, ACI 530-05/ASCE 6-05/TMS 402-05. Отчет Объединенного комитета по стандартам каменной кладки, 2005 г.
3. Регулирующие швы для стен из бетонной кладки – альтернативный инженерный метод, ТЕК 10-3. Национальная ассоциация бетонщиков, 2003 г.
4. Регулирующие швы для бетонных стен – эмпирический метод, ТЭК 10-2С. Национальная ассоциация бетонщиков, 2010 г.
5. Стены бетонные каменные для металлоконструкций, TR-149. Национальная ассоциация бетонщиков, 1996 г.