Композитные гибкие связи

Рисунок 1. Схема трехслойной стены:
1. Внутренняя часть стены;
2. Гибкая связь;
3. Утеплитель;
4. воздушный зазор;
5. Облицовочная часть стены

Композитные гибкие связи используются в строительстве для соединения внутренней стены с облицовочным слоем через утеплитель в системе трехслойных стен (рисунок 1.).

Необходимость гибких связей

Роль гибкой связи состоит в соединении внутренней стены через утеплитель (и воздушный зазор) с облицовочной стеной в единое целое.

Связь называется «гибкой» из-за конструкционных характеристик трехслойной стены. Внутренняя часть стены обращена внутрь помещения, и поэтому ее температура и геометрические размеры не подвержены значительным изменениям. Противоположная ситуация происходит с облицовочной частью: летом она может нагреваться до 70ºС, а зимой охлаждаться до минус 40-50ºС. Вследствие температурных перепадов происходит изменение её геометрических размеров. Так как внутренняя стена остается неподвижной, а облицовочная «играет», гибкая связь подвержена изгибам (отсюда и идет название «гибкая связь»). Поэтому от свойств материала, из которого она сделана, зависит прочность соединения стен и, следовательно, надежность всего строительного объекта.

Безопасность и энергоэффективность зданий

Рисунок 2. Обрушение фасада здания вследствие коррозии стальных связей

Рисунок 3. Тепловизионная съемка фрагмента трехслойной стены с гибкими связями из металла

Согласно СНиП II-22-81 «Каменные и армокаменные конструкции», п. 6. 31: «Гибкие связи следует проектировать из коррозионностойких сталей или сталей, защищенных от коррозии, а также из полимерных материалов». В качестве полимерных материалов используются композитные — это базальто- и стеклопластик.

Данный СНиП указывает на то, что использование некоррозионностойкой арматуры, арматуры из черного металла и проволоки в качестве гибких связей опасно, так как их коррозия, приводящая к обрушению облицовочных стен, влияет на безопасность здания. Такое состояние конструкции является аварийным и проживание в данном помещении опасно для жизни ввиду реальной возможности обрушения (рисунок 2). Ремонт такого аварийного здания требует значительных временных и материальных затрат, что невыгодно с экономической точки зрения.

На сегодняшний день в России остро стоит вопрос об энергоэффективности зданий и сооружений, поэтому теплопроводность — одна из основных характеристик гибких связей: чем ниже значение теплопроводности, тем меньше гибкая связь пропускает тепло и не образует так называемых «мостиков холода» — места расположения арматуры в стене, через которые происходят теплопотери, образуется конденсат. Тепловизионная съемка трехслойной стены показывает большое количество точек темно-оранжевого цвета — «мостики холода» — места расположения металлических гибких связей (рисунок 3). Следует отметить, что при использовании гибких связей из композитных материалов «мостики холода» не образуются и происходит снижение теплопотерь до 34 %, что значительно снижает затраты на отопление здания.

Характеристики материалов гибких связей

Технические характеристики материалов, из которых могут быть изготовлены гибкие связи, указаны в таблице 1.

Таблица 1. Характеристики материалов гибких связей.

Показатели	Базальтопластик	Углеродная сталь	Стеклопластик	Нержавеющая сталь
1. Прочность на растяжение, МПа	1400	550	1000	550
2. Теплопроводность	Менее 0,46	56	Менее 1,0	17
3. Огнестойкость,°С	до 600	до 600	до 150	до 600
4. Модуль упругости, ГПа	60	200	50	200
5. Электрическая проводимость	не проводит электричество	проводит электричество	Не проводит электричество	Проводит электричество
6. Магнитная характеристика	Не намагничивается	Намагничивается	Не намагничивается	Не намагничивается
7. Плотность	2,1	7,85	2,2	7,85
8. Показатели надежности	очень высокая коррозионная и химическая устойчивость	низкая коррозионная и химическая устойчивость	высокая коррозионная и химическая устойчивость	высокая коррозионная и химическая устойчивость

Конструкция гибких связей

Рисунок 4. Базальтопластиковая гибкая связь

Рисунок 5. Расчет длины гибкой связи при возведении трехслойной стены с воздушным зазором

Рисунок 6. Соединение бетонных слоев подвесками, подкосами и распорками

В Российской Федерации наиболее распространены базальтопластиковые гибкие связи. Они представляют собой стержень круглого сечения с утолщениями из песка на концах, которые выполняют роль анкера (сцепления) при фиксации в швах кладки. Песчаные анкера обеспечивают прочное сцепление со строительным раствором и создают дополнительную защиту от коррозии в щелочной среде бетона. Для создания воздушного зазора используется фиксатор из ударопрочного и морозостойкого материала (рисунок 4). Воздушный зазор создает условия для естественной вентиляции фасада.

При возведении трехслойной стены используют следующую формулу для расчета длины гибкой связи (рисунок 5):

L = 90 мм + Т (+40 мм)+ 90 мм, где
L — длина гибкой связи;
90 мм — глубина анкеровки концов гибкой связи;
Т — толщина теплоизоляции;
40 мм добавляются при возведении стены с воздушным зазором.

Пример: если толщина теплоизоляции равна 120 мм, то:

1. Для стены с воздушным зазором длина связи равна 340 мм (L=90+120+40+90 = 340 мм);
2. Для стены без воздушного зазора, длина связи равна 300 мм (L=90+120+90 = 300 мм).

Гибкие связи широко используются в крупнопанельном домостроении в качестве распорок, подкосов и подвесок:

• Подвески для передачи вертикальной нагрузки от наружного бетонного слоя панели на внутренний несущий слой.
• Подкосы выполняют функцию передачи горизонтальной нагрузки от наружного бетонного слоя панели на внутренний несущий слой.
• Распорки используются для передачи горизонтальных нагрузок, возникающих от ветра и других воздействий, от наружного слоя на

внутренний (рисунок 6).

Таким образом, от правильного выбора материала, из которого изготовлена гибкая связь зависит энергоэффективность и безопасность здания, а также последующие затраты на его эксплуатацию.

См. также

• Композитная арматура
• Базальт
• Базальтовое волокно
• Энергосбережение
• Федеральный закон «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» 384-ФЗ от 30 декабря 2009 года (изм. вступили в силу с 30 июня 2010 года)
• СНиП II-22-81 «Каменные и армокаменные конструкции»
• Федеральный закон РФ от 23 ноября 2009 года № 261-ФЗ

Литература

• Е.Г. Малявина Теплопотери здания: справочное пособие - М.: АВОК-ПРЕСС, 2007г.
• А.Н. Земцов Базальтовая вата: история и современность - Пермь, 2003г.

Для улучшения этой статьи желательно?: Проставить интервики в рамках проекта Интервики. Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.