Армопояс под мауэрлат

Армопояс под мауэрлат: назначение, конструктивные особенности, рекомендации по устройству

В подавляющем большинстве случаев под стенами строения возводится ленточный железобетонный фундамент. Но иногда нечто подобное приходится сооружать и поверх стен — для опирания двускатной крыши. Устройство армопояса под мауэрлат имеет ряд особенностей, но возможно сделать это своими руками, соблюдая технологию изготовления.

Когда и зачем требуется армопояс

Как известно, стропильная система двускатной крыши крепится к уложенному поверх стен брусу — мауэрлату. А тот, в свою очередь, крепится к стене при помощи анкерных болтов или закладных шпилек.

Армопояс: распределение нагрузок
Шпилька принимает на себя нагрузки ветра и стропильной системы

В процессе эксплуатации здания от мауэрлата на шпильки передаётся горизонтальное усилие, обусловленное нагрузками:

  • ветра;
  • стропил, стремящихся разойтись под собственным весом и нагрузкой от снега.

Кирпичная кладка такое усилие легко выдерживает, а вот современные пористые материалы, такие как газосиликатные, газобетонные и керамзитобетонные блоки, могут разрушиться. Даже если кладка уцелеет, скорее всего, будет вырвана заделанная в неё шпилька. Да и под давлением со стороны мауэрлата, если только его ширина не равна ширине стены, пористый материал может крошиться.

Для предотвращения перечисленных явлений поверх пенобетонных стен формируют монолитный железобетонный пояс. Попутно он выполняет следующие функции:

  1. Нивелирует неровности кладки, вследствие чего создаётся идеально ровная поверхность для опирания мауэрлата. При наличии неровностей нагрузка со стороны бруса концентрировалась бы на них, приводя к деформации кладки или к искривлению бруса с последующим растрескиванием.
  2. Способствует максимально равномерному распределению нагрузки на кладку. При этом из-за того, что армопояс по ширине превосходит мауэрлат, удельное давление на пенобетон снижается.
  3. Придаёт всему зданию в целом необходимую жёсткость, исключающую деформацию стен при неравномерной усадке грунта или его сезонных подвижках. Для кладки из пенобетонных блоков это особенно актуально, так как этот материал не имеет внутреннего армирования, а бетон, как известно, плохо держит растягивающие усилия.

В сейсмоопасных зонах устройство железобетонного пояса требуется даже поверх кирпичной кладки.

Параметры армопояса

Монолитный армопояс обычно укладывают поверх наружных стен по всему периметру здания. Если стропильная система опирается и на внутренние стены (чаще всего — подконьковыми стойками), здесь также нужно уложить ж/б пояс.

Схема армопояса под мауэрлат
Армопояс представляет собой железобетоную конструкцию с закладными анкерами для крепления мауэрлата

Размеры сечения принимаются следующие:

  • высота: от 25 см и не более толщины стены;
  • ширина: в идеале должна быть равна толщине стены. Минимальное значение — 25 см. Поверх кладки из керамзитобетона нормативные документы предписывают укладывать пояс шириной, равной примерно 2/3 толщины стены. То есть при толщине стены 40 см ж/б пояс должен иметь ширину порядка 30 см.

Рабочие стержни арматурного каркаса должны иметь периодический профиль (ребристая арматура) и диаметр 10–12 мм. Они укладываются в два пояса — верхний и нижний, по две-три нитки в каждом.

Арматурная сталь с периодическим профилем
Для армирования железобетонного пояса используют только ребристую арматуру (гладкую можно применять для изготовления поперечных стержней)

Диаметр поперечных стержней составляет 6–8 мм.

Устройство армопояса под мауэрлат

Работы по сооружению армирующего пояса начинаются с установки опалубки и завершаются заливкой бетонной смеси.

Монтаж опалубки

При монтаже важно соблюдать условие: верхний край опалубки должен располагаться строго горизонтально. Это удобно контролировать водяным уровнем. Способ устройства опалубки зависит от материала стен.

  1. Стены из пеноблоков. Здесь всё просто: кроме обычных изготавливаются П-образные блоки — их и нужно использовать в качестве опалубки.
    П-образный пеноблок
    П-образные пеноблоки используют в качестве несъёмной опалубки для армопояса
  2. Стены из кирпича. Несколько более сложный случай: с лицевой стороны роль опалубки играет кирпичная стенка толщиной в ½ кирпича, с внутренней — используются доски или ДСП. Сложность состоит в том, чтобы закрепить деревянную опалубку с достаточной прочностью — она должна выдержать вес тяжёлого бетонного раствора. Как вариант, доски можно связать с лицевой кирпичной стенкой при помощи шпилек, пропущенных сквозь пластиковые гильзы. После отвердения бетона шпильки выбиваются, а гильзы так и остаются в армопоясе.
    Схема установки армопояса на кирпичной стене
    Шпильки после заливки удаляются, а гильзы остаются на месте

Если в наличии имеются длинные жерди, можно подпереть опалубку ими как подкосами, уперев нижними концами в пол.

При отсутствии П-образных блоков опалубку для пенобетонной стены сооружают по той же схеме, что и для кирпичной. Только лицевую стенку кладут не из целых блоков, а из нарезанных фрагментов толщиной 10 см.

Чтобы деревянные элементы опалубки не были испорчены раствором и могли использоваться повторно, их можно обмотать полиэтиленовой плёнкой.

Видео: опалубка для армопояса из пенобетонных блоков

Монтаж арматурного каркаса

Арматура должна располагаться как можно ближе к поверхности ж/б элемента, так как именно здесь при изгибе наблюдаются наибольшие растягивающие усилия. Но при этом она должна быть защищена от влаги и воздуха слоем бетона толщиной в 30–40 мм. Чтобы обеспечить наличие такого слоя под каркасом, последний устанавливают на специальных пластиковых бобышках. За неимением таковых можно воспользоваться с той же целью обломками кирпича подходящих размеров.

Арматурный каркас
Арматурный каркас представляет собой пространственную конструкцию, образованную совокупностью продольных, вертикальных и поперечных стержней

При сборке арматурного каркаса нужно придерживаться следующих правил:

  1. При формировании нитки рабочие стержни укладываются с нахлёстом в 200 мм.
    Формирование нитки рабочих стержней
    При формировании ниток арматуры необходимо обеспечить минимально допустимое расстояние между соседними соединениями арматурных стержней в 61 см
  2. Варить каркас электросваркой нельзя — арматурная сталь в зоне соединения из-за перегрева станет хрупкой. Каркас следует связывать отожжённой проволокой (неотожжённая будет ломаться), используя специальный вязальный крючок или пистолет.
    Вязка арматуры
    Арматуру вяжут при помощи специального крючка
  3. В углах следует укладывать согнутые под прямым углом, то есть Г-образные, стержни с длиной каждой ветви не менее 30 см. Укладка в этом месте пересекающихся прямых стержней не допускается, так как ленты армопояса в таком случае не будут жёстко связаны друг с другом. То же самое относится и к местам, где имеется Т-образное пересечение лент армопояса на внутренней и наружной стенах.
    Армирование углов
    При армировании углов пересечение прямых стержней не допускается
  4. Поперечную арматуру обычно применяют в виде хомутов, охватывающих рабочие стержни. Устанавливаются они с шагом в 200–400 мм. При большем шаге возможно смещение рабочих стержней при заливке бетона.
  5. К каркасу нужно привязать закладные детали для крепления мауэрлата.

Обратите внимание на композитную арматуру: этот материал прочнее обычной стальной арматуры, не подвержен коррозии, да и стоит дешевле.

Видео: подготовительные работы для армопояса

Требования к бетону

В случае с армопоясом главными характеристиками бетона следует считать его прочность и подвижность.

Состав бетона
Примерное соотношение составляющих бетонной смеси можно представить в качестве диаграммы

Прочность

Показывает максимальное удельное сжимающее усилие, которое может выдержать бетон. Отображается его маркой, для обозначения которой используются литера «М» и число, соответствующее предельно допустимой нагрузке в кг/см2. Для различных нужд изготавливаются бетоны марок от М50 до М800, для армопояса достаточно будет марки М200.

Прочность ж/б изделия может характеризоваться ещё одной величиной — классом бетона. Он обозначается литерой «В» и числом, соответствующим предельной нагрузке в мегапаскалях (МПа). Разница состоит в том, что класс определяется по факту, то есть на основании испытаний затвердевшего опытного образца. То есть бетон одной и той же марки, созревавший в различных условиях, может иметь разный класс.

Подвижность

Этот параметр характеризует так называемую удобоукладываемость бетона, то есть его текучесть, способность заполнять узкие места, лёгкость процесса выравнивания смеси по уровню. Индивидуальный застройщик, обычно не располагающий профессиональным оборудованием для качественной укладки бетона, на удобоукладываемость должен обращать особое внимание.

Вообще, она является понятием комплексным и зависит от нескольких параметров, но самым важным из них является именно подвижность. Обозначается литерой «П» и определяется по тому, на сколько оседает под собственным весом выполненный из сырого бетона конус с первоначальной высотой 300 мм.

Схема определения подвижности бетона
Подвижность бетона определяется по осадке бетонного конуса

В частном строительстве применяются бетоны с такой подвижностью:

  • П2 (смесь плавно сползает со штыковой лопаты): при условии, что арматурные стержни уложены относительно редко и при заливке используется виброукладчик;
  • П3 (смесь с лопаты стекает): считается подходящим для заливки армопояса с любой частотой расположения арматурных стержней, применение виброукладчика является обязательным;
  • П4 (текучий раствор): может подаваться бетононасосной установкой, применение виброукладчика желательно, но не обязательно.
Подача бетонного раствора
Текучий бетонный раствор подаётся с помощью бетононасосной установки

Смесь с текучестью П5 тоже применяется, но она больше подходит для устройства не армопояса, а монолитных перекрытий и стен.

Прочие параметры

Таким характеристикам, как морозоустойчивость (литера «F») и водонепроницаемость (литера «W»), придавать значение не стоит. Достаточно будет минимальных значений, которые получаются сами собой при соблюдении технологии производства бетона, поскольку армопояс будет защищён от воздействия влаги облицовкой.

Заказывая бетон у специализированной фирмы, следует учесть, что от момента первичного затворения смеси водой до выгрузки должно пройти не более:

  • 45 мин, если доставка осуществляется обычным самосвалом;
  • 90 мин, если бетон везут в бетономешалке.
Доставка бетона бетономешалкой
Бетономешалка позволяет увеличить время доставки бетона

То есть, нужно загодя оценить, имеются ли удобные подъездные пути и прочие условия для организации своевременной заливки смеси в опалубку.

Если в роли изготовителя выступает не завод, а маленькая фирма, и до этого заказывать бетон здесь не приходилось — заявляйте марку прочности хотя бы на ступень выше, чем требуется. Как показала практика, бетон от кустарных производителей зачастую имеет более низкие характеристики, чем было заявлено. Выявить же это на этапе закупки не представляется возможным.

Самостоятельное производство бетона

Если производитель бетона расположен слишком далеко либо ему нет доверия, смесь можно приготовить самостоятельно. При этом нужно учитывать следующее:

  • армопояс должен быть монолитным, то есть заливка бетона должна производиться за один подход. Соответственно, нужно выбрать время, когда ничто не будет отвлекать, подготовить все необходимые компоненты в достаточном количестве, продумать способы их дозировки, возможно, обзавестись помощником;
  • понадобится бетономешалка с электроприводом — её можно взять в аренду. Если готовить бетон вручную, то есть лопатой в корыте, его прочность окажется ниже примерно наполовину;
  • в качестве связующего используется портландцемент марки ПЦ-400. Применять цемент более высоких марок можно, но это приведёт к неоправданному удорожанию.

Большое значение имеет дата производства цемента: следует приобретать как можно более свежий.

Цемент
Цемент — основа бетонной смеси: от его качества зависят эксплуатационные характеристики железобетонной конструкции

Даже если хранение будет организовано совершенно правильно, цемент становится менее прочным:

  • за три месяца — на 20%;
  • за 6 мес. — на 30%;
  • за 12 мес. — на 40%.

Применять лежалый цемент можно, но нужно увеличивать его долю в смеси пропорционально потере прочности, а также время приготовления (четырёхкратно).

Песок лучше использовать карьерный. Он должен быть сухим — тогда будет выдержано правильное соотношение воды и цемента.

Строительный песок
Для приготовления бетонов применяют кварцевый песок, добываемый в карьерах

Максимальный размер щебня или гравия не должен превышать 30% наименьшего размера ж/б изделия, а в идеале он должен составлять не более 20% этого размера. То есть для армопояса сечением 250х250 мм наилучшим образом подходит крупнофракционный заполнитель (обобщающее название гравия и щебня) величиной не более 50 мм. При этом максимальный размер камней не должен превышать 2/3 расстояния между соседними нитками в поясе арматурного каркаса.

Щебень
Размеры щебня не должны превышать 2/3 расстояния между рабочими нитками арматурного каркаса

Этот материал делится на 4 фракции:

  • от 5 до 10 мм;
  • от 10 до 20 мм;
  • от 20 до 40 мм;
  • от 40 до 70 мм.

Нормативные документы предписывают применять в составе бетона наполнитель хотя бы двух разных фракций, если используются камни размером до 40 мм, и трёх — при использовании более крупных камней. Но на практике в индивидуальном строительстве часто используют щебень или гравий с однородным по величине зерном — порядка 20 мм, чего оказывается вполне достаточно. С таким наполнителем и работать удобно, и арматуру он позволяет расположить довольно близко.

Крупнофракционный заполнитель должен быть чистым — даже при незначительном присутствии глины или грунта на поверхности камней прочность бетона может сократиться на треть. При необходимости материал нужно промыть сильной струёй воды.

Воду, как правило, можно брать из водопровода или колодца. Важно, чтобы в ней не было кислот, нефтепродуктов, сахаров, фенолов. Объём воды строго взаимосвязан с количеством цемента так называемым водоцементным соотношением. Недостаток воды приведёт к тому, что не весь цемент прореагирует и раствор получится непрочным; избыток же её приведёт либо к появлению пор в результате интенсивного испарения, либо к разрушению ж/б изделия при замерзании, если лишняя вода останется в нём в связанном виде.

Для разных марок бетона, изготавливаемого из портландцемента марки ПЦ-400, следует применять такое водоцементное соотношение:

  • М100 (В7,5) — 1,03;
  • М150 (В12,5) — 0,85;
  • М200 (В15) — 0,69 (для ПЦ-500 — 0,79);
  • М250 (В20) — 0,57 (для ПЦ-500 — 0,65);
  • М300 (В22,5) — 0,53 (для ПЦ-500 — 0,61).
Заливка воды в бетономешалку
При добавлении в бетон воды необходимо соблюдать водоцементное соотношение

Соотношение прочих компонентов также зависит от марки бетона. Вот рекомендуемые пропорции для цемента марки ПЦ-400, песка и щебня (гравия):

  • для бетона марки М100: массовая — 1:4,6:7, объёмная — 10:41:61;
  • М150: массовая — 1:3,5:5,7, объёмная — 10:32:50;
  • М200: массовая 1:2,8:4,8, объёмная 10:25:42;
  • М250: массовая — 1:2,1:3,9, объёмная — 10:19:34;
  • М300: массовая — 1:1,9:3,7, объёмная — 10:17:32.

Порядок приготовления бетона выглядит так:

  1. Бетономешалку смазывают, перемешивая в ней несколько минут очень жидкий цементно-песчаный раствор.
  2. Раствор сливают, а в бетономешалку, не останавливая её, последовательно загружают воду — в количестве 15—20% от того, какое нужно для приготовления данной порции смеси;
  3. В ёмкость добавляют песок (весь).
  4. Высыпают всю порцию цемента.
  5. Когда содержимое достаточно хорошо перемешается, добавляют щебень и оставшееся количество воды.
    Загрузка компонентов в бетономешалку
    Для получения качественной бетонной смеси надо неукоснительно придерживаться очередности действий

Если бетономешалка имеет небольшой объём (до 0,5 м3), лучше применить такой порядок изготовления:

  1. Весь песок, необходимый для приготовления одной порции, смешивается в сухом виде с 50%-й загрузкой щебня.
  2. В сухую смесь добавляется весь цемент.
  3. Когда сухая смесь будет перемешана до однородного состояния, в неё добавляется вода.
  4. Затем сразу добавляется оставшийся щебень (он поспособствует измельчению комков).

В результате такой последовательности действий цементное тесто будет полностью обволакивать каждые камень и песчинку, что является залогом высокой прочности ж/б изделия.

Процесс перемешивания смеси после добавления воды нельзя затягивать, так как влага при этом усиленно испаряется. Обычно он занимает 1–1,5 мин.

Укладка бетона

Бетон подаётся в опалубку вручную или с помощью бетононасоса.

Заливка бетона в опалубку бетононасосом
Использование бетононасоса обеспечивает непрерывность заливки бетонной смеси

Как уже говорилось, желательно залить весь раствор за один подход. Если всё же пришлось сделать паузу, заливку нужно накрыть полиэтиленом.

При заливке бетона в нём формируются воздушные пузыри, которые очень важно выпустить наружу. В противном случае в структуре армопояса останутся каверны, из-за которых его прочность окажется ниже проектной. Для удаления воздуха применяется строительный вибратор (виброукладчик), проработку которым нужно выполнять через 1 м. Если же его в наличии нет, раствор нужно густо исколоть арматурным прутом или штыковой лопатой.

Удаление воздуха из заливки строительным вибратором
При помощи строительного вибратора свежезалитая бетонная смесь прорабатывается с шагом 1 м

Чтобы свежезалитый бетон не терял слишком много влаги в результате испарения, его необходимо накрыть полиэтиленом. Если погода стоит жаркая, отливку нужно ежедневно поливать водой.

Защита бетонной заливки от преждевременного пересыхания
Полиэтилен предохраняет бетон от избыточного испарения влаги

Опалубка может быть демонтирована через 4–5 суток после заливки, время полного отвердения (созревания) бетона составляет 28 суток.

Видео: приготовление бетона и заливка армопояса

Крепление мауэрлата

Для фиксации мауэрлата армопояс нужно оснастить закладными деталями — шпильками диаметром 12 мм. До заливки бетона шпильки привязываются к арматурному каркасу, причём на каждую из них снизу должна быть навинчена гайка — она не даст вырвать крепёжный элемент из бетона. Длина шпильки должна быть такой, чтобы верхняя её часть выступала из мауэрлата на 40–50 мм. В каждом межстропильном пространстве должна быть хотя бы одна шпилька, оптимальным же считается шаг в 1 м.

Укладку мауэрлата производят в следующей последовательности:

  1. Поверх армопояса настилают прокладку из рубероида.
    Гидроизоляция армопояса
    Перед укладкой мауэрлата армопояс накрывается рубероидом
  2. Высверливают в мауэрлате отверстия под шпильки диаметром 14 мм, обрабатывают его антисептиком и укладывают на место.
  3. На шпильки надевают шайбу и навинчивают гайку с контргайкой. Одной гайки будет недостаточно — вибрация от ветра может разболтать крепёж.
    Схема крепления мауэрлата к армопоясу
    При креплении мауэрлата необходимо установить контрагайку
  4. Если шпилька оказалась слишком длинной, её можно подрезать.

Обычно мауэрлат собирают из нескольких брусьев, так как длины одного недостаточно: соединять их следует косым прирубом или прямым замком.

Схемы соединения деревянных брусьев
Брусья для маурлата соединяются косым прирубом или прямым замком

Видео: установка мауэрлата на армопояс

Уложенный по периметру здания армопояс представляет собой не только прочное основание для стропильной системы, но и надёжную связку для стен. Как было показано, устройство этого конструктивного элемента не представляет сложности, нужно только уделить особое внимание качеству бетонной смеси. Следует также помнить о том, что тяжёлый бетон, в отличие от пористого, хорошо проводит тепло, поэтому нужно предусмотреть меры по утеплению армопояса.