Вилатерм в швах кирпичной кладки и каменных конструкциях

Виды швов в кирпичной кладке и каменных конструкциях

В кирпичной кладке и конструкциях из каменных материалов различают следующие виды швов, регламентированные СП 15.13330.2012 «Каменные и армокаменные конструкции» (п. 9.76–9.84) и СП 70.13330.2012 (п. 9.1–9.12):

Тип шва	Назначение	Расположение	Ширина, мм	Заполнитель
Горизонтальный растворный шов	Соединение рядов кладки, распределение нагрузки	Между рядами кирпича/камня	10–15 (норма 12 мм)	Цементно-песчаный раствор
Вертикальный растворный шов	Соединение кирпичей в ряду	Между кирпичами одного ряда	10–15 (норма 10 мм)	Цементно-песчаный раствор
Температурный шов кладки	Компенсация температурных деформаций	Вертикальный разрез стены	15–30	Вилатерм + герметик
Осадочный шов кладки	Компенсация неравномерных осадок	Сквозной разрез от фундамента	20–50	Вилатерм + герметик
Антисейсмический шов	Разделение на независимые отсеки	Вертикальный разрез	30–100+	Вилатерм + герметик
Горизонтальный деформационный шов	Компенсация усадки и температурных деформаций по высоте	Горизонтальный разрез (в уровне перекрытий)	15–25	Вилатерм + герметик
Шов примыкания к колоннам/пилястрам	Компенсация разных деформаций кладки и ж/б элементов	Вертикальный, по грани колонны	10–20	Вилатерм + герметик
Шов в месте примыкания перегородок	Компенсация прогиба перекрытий	Горизонтальный, под перекрытием	10–20	Вилатерм + герметик

Нормативные требования к швам кирпичной кладки

СП 15.13330.2012 устанавливает следующие ключевые требования к деформационным швам в каменных конструкциях:

• Пункт 9.80: Расстояние между температурно-усадочными швами в неармированных наружных стенах из кирпича и керамических камней не должно превышать значений, указанных в таблице 33 СП 15.13330.2012;
• Пункт 9.81: В стенах с армированием кладки расстояние между температурными швами может быть увеличено на 20–30%;
• Пункт 9.82: Температурные швы должны быть заполнены упругим материалом, не препятствующим свободным деформациям кладки;
• Пункт 9.83: Осадочные швы должны обеспечивать свободное вертикальное перемещение разделяемых частей здания;
• Пункт 9.84: Ширина деформационного шва определяется расчётом, но не должна быть менее 20 мм.

ГОСТ 530-2012 «Кирпич и камень керамические. Общие технические условия» устанавливает требования к геометрическим параметрам кирпича и камня, включая допуски по размерам, которые влияют на толщину растворных швов. Согласно п. 4.2.2 ГОСТ 530-2012, предельные отклонения от номинальных размеров кирпича не должны превышать: по длине ±4 мм, по ширине ±3 мм, по толщине ±2 мм (для одинарного кирпича).

Расстояния между температурными швами в кирпичных стенах

Согласно таблице 33 СП 15.13330.2012, максимальные расстояния между температурно-усадочными швами в неармированных наружных стенах составляют:

Вид кладки	Расчётная зимняя температура, °C	Расстояние между швами при марке раствора 50 и более, м	Расстояние между швами при марке раствора 25 и менее, м
Из глиняного кирпича и керамических камней	–40 и ниже	50	40
Из глиняного кирпича и керамических камней	–30	70	55
Из глиняного кирпича и керамических камней	–20 и выше	100	80
Из силикатного кирпича и бетонных камней	–40 и ниже	35	30
Из силикатного кирпича и бетонных камней	–30	50	40
Из силикатного кирпича и бетонных камней	–20 и выше	70	55
Из природного камня (известняк, туф)	–40 и ниже	40	30
Из природного камня (известняк, туф)	–30	55	45
Из природного камня (известняк, туф)	–20 и выше	80	60

Для внутренних несущих стен из кирпича и камней расстояние между температурными швами может быть увеличено на 30% по сравнению с наружными стенами, так как перепады температур внутри здания существенно меньше.

Анализ мостиков холода в швах кирпичной кладки

Растворные швы кирпичной кладки являются потенциальными мостиками холода, поскольку теплопроводность цементно-песчаного раствора (λ = 0,70–0,93 Вт/(м·К)) значительно выше теплопроводности современного эффективного кирпича и керамических блоков (λ = 0,15–0,36 Вт/(м·К)).

Термическое сопротивление однородного участка кладки определяется по формуле:

R_кладки = δ / λ_экв

где δ — толщина стены, м; λ_экв — эквивалентный коэффициент теплопроводности кладки, учитывающий влияние растворных швов:

λ_экв = (A_кирп × λ_кирп + A_раств × λ_раств) / (A_кирп + A_раств)

где A_кирп и A_раств — площади кирпича и раствора в расчётном сечении кладки.

Для кладки из керамического камня формата 250×120×65 мм с горизонтальным швом 12 мм и вертикальным швом 10 мм доля растворных швов в площади стены составляет:

• По горизонтали: 12/(65+12) = 0,156 (15,6%);
• По вертикали: 10/(250+10) = 0,038 (3,8%);
• Суммарная доля растворных швов: ≈ 19%.

При λ_кирп = 0,20 Вт/(м·К) и λ_раств = 0,80 Вт/(м·К):

λ_экв = 0,81 × 0,20 + 0,19 × 0,80 = 0,162 + 0,152 = 0,314 Вт/(м·К)

Таким образом, наличие растворных швов увеличивает теплопроводность кладки на 57% по сравнению с теплопроводностью самого кирпича. Это необходимо учитывать при теплотехническом расчёте наружных стен.

Термическое сопротивление различных конфигураций швов

Конфигурация шва	Материал заполнения	λ заполнителя, Вт/(м·К)	Толщина, мм	R шва, м²·°C/Вт	Сравнение с кладкой (R = 1,59)
Растворный шов (горизонтальный)	Цементно-песчаный раствор	0,80	12	0,015	В 106 раз хуже
Растворный шов (вертикальный)	Цементно-песчаный раствор	0,80	10	0,013	В 122 раза хуже
Растворный шов с «тёплым» раствором	Лёгкий кладочный раствор	0,25	12	0,048	В 33 раза хуже
Деформационный шов (без заполнения)	Воздушная прослойка	0,025 (эквивалент)	20	0,80	В 2 раза хуже
Деформационный шов с Вилатермом	Вилатерм + герметик (10 мм)	0,040 / 0,25	20 (10+10)	0,29	В 5,5 раза хуже
Деформационный шов с Вилатермом (уширенный)	Вилатерм + герметик (10 мм)	0,040 / 0,25	30 (20+10)	0,54	В 2,9 раза хуже
Деформационный шов с минватой	Минвата + герметик (10 мм)	0,045 / 0,25	20 (10+10)	0,26	В 6,1 раза хуже
Деформационный шов с двумя слоями Вилатерма	Вилатерм (2 слоя) + герметик	0,040 / 0,25	40 (30+10)	0,79	В 2 раза хуже

Примечание: R кладки толщиной 500 мм из керамического камня с λ_экв = 0,314 Вт/(м·К) составляет 0,5/0,314 = 1,59 м²·°C/Вт.

Анализ показывает, что деформационный шов, заполненный Вилатермом, имеет термическое сопротивление, сопоставимое с кладкой, и не является критическим мостиком холода. Для дополнительного снижения теплопотерь в зоне шва рекомендуется применять «тёплые» кладочные растворы с пониженной теплопроводностью (λ ≤ 0,25 Вт/(м·К)) в сочетании с Вилатермом в деформационных швах.

Технология устройства деформационных швов в кирпичной кладке с Вилатермом

Устройство деформационного шва в кирпичной кладке с применением Вилатерма выполняется в следующей технологической последовательности:

1. Разметка положения шва. На этапе кладки в проектном положении шва оставляется зазор требуемой ширины. Для обеспечения точности зазора применяются временные деревянные прокладки-шаблоны толщиной, равной проектной ширине шва. Прокладки устанавливаются вертикально и извлекаются после схватывания раствора (через 24–48 часов).
2. Формирование четверти (шпунта). Для защиты от продувания деформационный шов в кирпичной стене рекомендуется выполнять с четвертью (шпунтом): одна сторона шва выступает на 60–65 мм (четверть кирпича), перекрывая зазор. Это исключает сквозное продувание шва и улучшает его теплотехнические характеристики.
3. Очистка полости шва. После завершения кладки и извлечения прокладок полость шва очищается от остатков раствора, пыли и мусора с помощью сжатого воздуха или механических щёток.
4. Грунтование. Боковые поверхности шва (кирпич и раствор) грунтуются праймером для улучшения адгезии герметика. Для кирпичной кладки рекомендуется применять полиуретановый или акриловый праймер.
5. Укладка Вилатерма. Шнур укладывается в шов с обжатием 20–30%. Для швов шириной до 30 мм применяется один шнур, для более широких швов — два шнура, уложенных последовательно. Глубина заложения шнура от наружной поверхности стены — 15–20 мм.
6. Нанесение герметика. Поверх Вилатерма наносится полиуретановый или акриловый герметик для наружных работ. Толщина слоя герметика — не менее 10 мм. Герметик наносится с помощью ручного шприца-пистолета, после чего поверхность разглаживается шпателем.
7. Расшивка шва (опционально). Для придания эстетичного внешнего вида герметик может быть окрашен в цвет кладки или закрыт декоративным нащельником.

Особенности герметизации горизонтальных швов примыкания

Горизонтальные швы примыкания кирпичных перегородок к железобетонным перекрытиям требуют особого внимания. В процессе эксплуатации перекрытия прогибаются под нагрузкой, что может привести к передаче нагрузки на перегородку и её разрушению. Для предотвращения этого между верхом перегородки и низом перекрытия оставляется зазор 10–20 мм, который заполняется Вилатермом и герметизируется.

Технология устройства:

1. Кладка перегородки не доводится до перекрытия на 15–20 мм;
2. В оставленный зазор укладывается Вилатерм диаметром на 25–30% больше зазора;
3. С двух сторон зазор заполняется эластичным герметиком на глубину 10–15 мм;
4. При необходимости шов закрывается декоративной раскладкой или потолочным плинтусом.

Данное решение обеспечивает свободный прогиб перекрытия без передачи нагрузки на перегородку и одновременно герметизирует стык, предотвращая распространение звука и запахов между помещениями.

Сравнение Вилатерма с традиционными заполнителями швов в кирпичной кладке

Характеристика	Вилатерм	Пакля (льняная прядь)	Минеральная вата	Пенополистирол	Битумный шнур
Эластичность	Высокая (≥ 150%)	Низкая	Отсутствует	Отсутствует (хрупкий)	Средняя (50–100%)
Водопоглощение	≤ 1%	Высокое (гниение)	Высокое (намокание)	≤ 2%	≤ 0,5%
Долговечность	≥ 25 лет	3–5 лет (гниение)	10–15 лет (усадка)	20–30 лет	10–15 лет
Теплопроводность, Вт/(м·К)	0,038–0,042	0,05–0,07	0,040–0,048	0,032–0,036	0,15–0,25
Паропроницаемость	Низкая (μ ≈ 2000)	Высокая	Высокая	Средняя (μ ≈ 50–100)	Очень низкая
Удобство монтажа	Высокое	Среднее	Низкое (пылит)	Среднее (подрезка)	Среднее
Биостойкость	Высокая	Низкая (гниение, насекомые)	Средняя	Высокая	Высокая
Стоимость	Средняя	Низкая	Низкая	Низкая	Высокая

Традиционные материалы (пакля, минеральная вата) существенно уступают Вилатерму по долговечности, водостойкости и эластичности. Пенополистирол имеет лучшую теплопроводность, но не способен компенсировать деформации из-за хрупкости. Битумный шнур дороже и имеет худшие теплоизоляционные характеристики. Вилатерм является оптимальным выбором для герметизации швов в кирпичной кладке по совокупности эксплуатационных свойств.

Теплотехнический расчёт узла деформационного шва

Для оценки влияния деформационного шва с Вилатермом на общие теплопотери здания выполняется расчёт приведённого сопротивления теплопередаче стены с учётом теплотехнической неоднородности по методике СП 50.13330.2012 (приложение Е).

Приведённое сопротивление теплопередаче:

R_пр = 1 / (Σ(f_i / R_i) + Σ(ψ_j × l_j) + Σ(χ_k × n_k))

где f_i — доля площади i-го однородного участка; R_i — сопротивление теплопередаче i-го участка; ψ_j — удельные потери теплоты через j-й линейный элемент (шов), Вт/(м·°C); l_j — протяжённость j-го линейного элемента на 1 м² стены, м/м²; χ_k — удельные потери теплоты через k-й точечный элемент, Вт/°C; n_k — количество k-х точечных элементов на 1 м² стены.

Для стены длиной 20 м с одним деформационным швом шириной 20 мм, заполненным Вилатермом, при высоте этажа 3 м:

• Площадь стены: 20 × 3 = 60 м²;
• Площадь шва: 0,02 × 3 = 0,06 м² (0,1% от площади стены);
• R кладки: 1,59 м²·°C/Вт;
• R шва: 0,29 м²·°C/Вт;
• R_пр = 1 / (0,999/1,59 + 0,001/0,29) = 1 / (0,6283 + 0,00345) = 1 / 0,63175 = 1,583 м²·°C/Вт.

Снижение приведённого сопротивления теплопередаче составляет всего 0,44%, что подтверждает незначительное влияние деформационного шва с Вилатермом на общие теплопотери здания.