Армирование стен: материалы и технологии¶

Армирование стен — это комплекс конструктивных мероприятий, направленных на повышение несущей способности, трещиностойкости и пространственной жёсткости стеновых конструкций путём включения в их тело или закрепления на их поверхности дополнительных элементов, воспринимающих растягивающие, сдвигающие и изгибающие нагрузки. Армирование применяется как при возведении новых зданий из кирпича, бетона, газобетона и других каменных материалов, так и при реконструкции и усилении существующих сооружений.

¶Материалы для армирования

Выбор материала зависит от типа конструкции, условий эксплуатации и требуемых характеристик.

¶Металлическая арматура

Классический материал — стальные стержни периодического профиля (классы А400, А500С) и гладкая проволока (Вр-1). Стальная арматура обладает высокой прочностью на растяжение, но подвержена коррозии. Для защиты её замоноличивают в кладочный раствор или бетон, а в агрессивных средах применяют оцинкованные или нержавеющие стержни. Для кладочных сеток чаще используют проволоку диаметром 3–5 мм с ячейкой 50×50 мм.

¶Композитная (полимерная) арматура

Стеклопластиковая (АСП), базальтопластиковая (АБП) и углепластиковая арматура — лёгкие, коррозионностойкие, диэлектрические материалы. Их прочность на разрыв выше стальной, однако модуль упругости ниже, что ограничивает применение в несущих конструкциях с высокими требованиями к жёсткости. Композитные стержни не свариваются, а соединяются вязальной проволокой или муфтами. В России применение композитной арматуры регламентируется СП 295.1325800.

¶Сетки и каркасы

Для горизонтального армирования кладки применяют сварные или вязаные сетки из проволоки. Для вертикального — пространственные каркасы, собираемые из продольных стержней и поперечных хомутов. В монолитном строительстве используются плоские и объёмные арматурные каркасы заводского изготовления.

¶Фибра

Стальная, полипропиленовая или базальтовая фибра добавляется непосредственно в бетонную смесь или штукатурный раствор. Она создаёт хаотичное микроармирование, повышая ударную вязкость и стойкость к усадочным трещинам, но не заменяет стержневую арматуру в несущих конструкциях.

¶Технологии армирования стен

¶Армирование кирпичной кладки

Горизонтальное армирование выполняется укладкой сеток через каждые 3–5 рядов кирпича в растворные швы. Сетки заводятся в тело кладки не менее чем на 70 мм от наружной грани. Такое армирование воспринимает температурные и усадочные напряжения, предотвращая вертикальные трещины. Вертикальное армирование применяется в столбах, простенках и в местах концентрации нагрузок: в пустоты кладки устанавливаются каркасы и заливаются мелкозернистым бетоном.

¶Армирование монолитных и бетонных стен

В монолитных железобетонных стенах арматурный каркас монтируется в опалубку до бетонирования. Стержни связываются вязальной проволокой или свариваются. Толщина защитного слоя бетона должна составлять не менее 20–30 мм. Армирование выполняется по расчёту: вертикальная арматура воспринимает сжатие и изгиб, горизонтальная — перераспределяет нагрузки и препятствует образованию усадочных трещин.

¶Армирование газобетонных и пенобетонных блоков

Ячеистые бетоны имеют низкую прочность на изгиб, поэтому стены из них армируются локально: в штробы (прорезанные канавки) укладываются стержни или полосы из оцинкованной стали и заполняются клеем или раствором. Армируются зоны под оконными проёмами, над ними, а также каждый третий-четвёртый ряд при длине стены более 6 метров. Альтернатива — кладочная сетка из нержавеющей стали, укладываемая в тонкие швы.

¶Усиление стен углеволокном (композитными материалами)

Внешнее армирование выполняется наклейкой углеродных лент или холстов на эпоксидные составы на поверхность стены. Технология применяется для усиления существующих зданий без увеличения сечения. Углеволокно обладает высокой прочностью на растяжение и малой массой, однако требует тщательной подготовки основания и защиты от механических повреждений и ультрафиолета.

¶Торкретирование и штукатурные системы

Для усиления каменных стен применяется торкретирование — нанесение слоя бетона под давлением на армированную поверхность. Сетка закрепляется на стене дюбелями, после чего наносится бетонная смесь слоем 30–50 мм. Аналогичный принцип используется в армированных штукатурках по металлической сетке.

¶Требования и нормативы

Основные требования к армированию стен в России установлены СП 15.13330 (каменные конструкции), СП 63.13330 (бетонные и железобетонные конструкции), СП 70.13330 (несущие и ограждающие конструкции). Расчёт армирования выполняется по предельным состояниям первой (прочность) и второй (деформативность) групп. Минимальный процент армирования для железобетонных стен составляет 0,25% от площади сечения. Соединение арматуры внахлёстку выполняется на длину не менее 40–50 диаметров стержня.

¶Применение

Армирование стен обязательно при строительстве в сейсмических районах, на подрабатываемых территориях, при возведении высотных зданий. Оно применяется при устройстве монолитных домов, кирпичных коттеджей, многослойных стен, подпорных стен, а также при реконструкции исторических зданий. Правильно выполненное армирование увеличивает долговечность здания, предотвращает образование трещин и повышает его несущую способность, что особенно важно в условиях переменных нагрузок и температурных перепадов.