Trhliny v cihlových zdech. Příčiny, klasifikace, výztuž

Cihla je jedním z nejspolehlivějších stavebních materiálů, jehož životnost se měří na staletí. Bohužel i ona se může stát nepoužitelnou. Důvody jsou různé: konstrukční vady, nerovnoměrné sedání základů, vady ve stavebních pracích. Situaci může zhoršit nedostatek spolehlivého spojení mezi stěnami a řadami, nesprávná instalace střechy a následně vést k nejnegativnějším důsledkům.

Co by měl majitel domu dělat? Kontaktujte odborníky, aby zjistili příčiny prasklin a problém vyřešili. Musíte si pospíšit: někdy máte na záchranu svého domu jen několik měsíců nebo týdnů. Koneckonců i „kosmetické nuance“ mohou představovat hrozbu zhroucení, pokud se nechají bez povšimnutí.

Příčiny vad cihlových zdí

Vznik trhlin je způsoben různými důvody. Pokud mluvíme o starých budovách, pak je základem provozní opotřebení konstrukce. Nové stěny se deformují v důsledku technologických porušení během výstavby, vad materiálu, konstrukčních chyb (nesprávně vypočítaný odpor materiálu, tepelná roztažnost, hmotnost základu atd.).

Hlavní příčiny prasklin:

• Vady základů (slabé, nedostatečné);
• Nerovnoměrné smrštění budovy (způsobené také dynamikou základů budovy);
• Absence dilatačních spár (typická pro dlouhé stěny);
• Změna pevnosti nosných konstrukcí (důsledek nekoordinované přestavby, neoprávněné výstavby);
• Nesprávná instalace (nedostatečné vyztužení, nedostatečné obložení, použití nekvalitního nebo nevhodného lepidla);
• Nadměrné zatížení stěn (nosné konstrukce nebo střešní krytina vytvářejí nadměrný tlak);
• Mechanické nárazy (vibrace provozních zařízení, mechanismů);
• Vadný materiál zdiva (byly dodány nekvalitní cihly).

Správná identifikace vady vám umožní zvolit metodu jejího odstranění. Pokud se jedná o vážné poškození, mělo by se během projektování použít dočasné vyztužení konstrukcí. To zabrání růstu trhlin a zřícení budovy.

Klasifikace vad

Vzhled, hloubka a směr trhlin pomohou správně určit mechanismus jejich vzniku. Je důležité zvážit dobu výskytu a dynamiku. Vady se klasifikují podle následujících kritérií:

1. Směr. Trhliny mohou být svislé, vodorovné a smíšené (šikmé).
2. Hloubka průniku. Poškození může být průchozí a povrchové.
3. Velikost otvoru. V závislosti na šířce defektu můžeme hovořit o malých (do 0,3 mm), rozvinutých (do 0,5 mm) a velkých (nad 0,5 mm) trhlinách.
4. Příčina výskytu. Vady stěn mohou být smrštění, deformace, teplota, vzniklé v důsledku opotřebení zdiva.
5. Stupeň rizika. Trhliny mohou být nebezpečné a ohrožovat integritu konstrukce, nebo neškodné a zhoršovat estetiku.

Metody pro jejich identifikaci

V jednoduchých případech postačí vizuální prohlídka budovy. Například přímočaré svislé vady jsou obvykle způsobeny nesprávným ošetřením zdiva nebo jeho úplnou absencí. Velké množství malých a mělkých trhlin je způsobeno přirozeným opotřebením konstrukcí.

Pokud se během prohlídky budovy zjistí absence nosných konstrukcí plánovaných projektem, pak se vyjasní i příčina poškození: neoprávněná přestavba. Pokud není možné okamžitě stanovit „diagnózu“, bude nutné provést instrumentální vyšetření. Používá se speciální vybavení, majáky, které umožní „osvětlit“ stěny a sledovat dynamiku praskání.

V obzvláště obtížných případech bude nutná důsledná kontrola všech možných příčin vzniku trhlin. Vady jsou často způsobeny kombinací faktorů. Například při nedostatečném vyztužení byly použity střešní konstrukce, které nebyly v projektu plánovány, což vytvářelo nadměrné zatížení stěn.

Závěr odborníka

V obtížných situacích je nutné zapojit odborníka, který vynese verdikt na základě aktuálních technických norem a referenčních publikací. Tato možnost je nezbytná pro řešení občanskoprávních sporů (například pokud stavebníci popírají vady své práce a vy se musíte obrátit na soud).

Pro vydání závěru musí mít znalec odpovídající kvalifikaci a přístup. Ve své práci se specialisté opírají jak o vizuální prohlídku budovy, tak o instrumentální studie. Ve svém závěru může znalec uvést jak zjištěné problémy, tak i možnosti jejich odstranění, a také předběžné náklady.

Možné důsledky

Zdi je třeba neprodleně opravit, protože neexistuje nic jako „bezpečné“ poškození. Všechny ovlivňují integritu konstrukcí a jejich životnost. I malé praskliny hromadí vlhkost, která se při zamrznutí rozpíná.

Vady ve stěnách povedou k negativním důsledkům:

• Postupné ničení budovy;
• Snížená tepelná účinnost;
• Poškození komunikací;
• Snížená estetická přitažlivost;
• Náhlé zřícení konstrukce.

Opravné prostředky

Pro vyřešení problému je důležité stanovit správnou „diagnózu“. Jakmile jsou zjištěny příčiny vzniku trhlin, určí se způsob jejich odstranění. Pokud se jedná o kombinované faktory, může být nutný projekt opravy a obnovy. Jakékoli vady lze odstranit, ale někdy je to kvůli vysokým nákladům nepraktické. V závislosti na příčinách vzniku trhlin se provádí následující:

1. Posílení základů konstrukcí;
2. Výztuž stěn a rohů, uspořádání zděných obkladů;
3. Výměna vadných cihlových částí;
4. Snížení konstrukčního zatížení stěn;
5. Odstranění kosmetických vad.

Jakmile je příčina prasklin odstraněna, bude nutné provést hrubou a dekorativní úpravu stěn. Obzvláště obtížná je obnova konstrukcí s lícovým zdivem. Každý problém má řešení, pokud k němu přistoupíte správně. Neztrácejte čas: vyhledejte pomoc odborníků, kteří určí příčiny praskání zdí a spolehlivě problém překonají.

Naše služby:

Vyžádejte si cenovou nabídku

Vyplňte formulář a obdržíte obchodní nabídku e-mailem. V případě potřeby vás bude náš specialista kontaktovat pro upřesnění podrobností a další kalkulace.

Jedním z hlavních důvodů vzniku trhlin ve vnějších stěnách budovy je pokles základů [1]. V oblastech Dálného severu dochází ke snížení únosnosti základů nejčastěji při mrazovém zvedání půdy. Vznik trhlin ve vnějších stěnách výrazně snižuje tepelně izolační vlastnosti budovy. Asi 35 procent tepelných ztrát probíhá přes vnější stěny [2,3]. Za polárním kruhem má energetická účinnost budovy rozhodující význam. Zvýšení tepelné ochrany budovy tak výrazně zlepšuje kvalitu jejího provozu [4].

Problém opravy trhlin v obkladové vrstvě vnějších nosných cihlových zdí je zvažován na příkladu dvoupatrové budovy s vytápěným parkovištěm pro 24 osobních automobilů, postavené v roce 2005, která se nachází ve městě Nový Urengoj (obr. 1).

Tento článek se bude zabývat návrhem a současným stavem základů a stěn budovy.

Obr. 1. Budova. Celkový pohled

Dle výsledků technického průzkumu má budova následující provedení:

Nadace

Vzhledem k tomu, že podzemní části budovy jsou skryty zeminou a podlahovou konstrukcí, byly základy zkoumány na základě nepřímých znaků. Na základě výsledků vizuální kontroly bylo zjištěno nerovnoměrné sedání konstrukcí, což naznačuje snížení únosnosti základů pod projektovanou úroveň [5]. V některých lokálních oblastech jsou ve zdech pozorovány trhliny sedacího charakteru. Smršťování zdiva hlavní přístavby v uvedených oblastech bylo dříve zaznamenáno v roce 2019. Podle výsledků monitoringu z let 2019 až 2023 nebyl zaznamenán žádný vývoj trhlin.

Aby se eliminovalo poklesávání základů, byly instalovány tepelné stabilizátory půdy.

stěny

Vnější stěny hlavní budovy jsou nosné. Stěny budovy jsou z keramických cihel. Tloušťka vnějších stěn je 640 mm, vnitřních 250 mm. Zdivo je z plných a lícových dutých cihel. V některých úsecích stěn hlavní přístavby se vyskytují slepé trhliny v lícové vrstvě zdiva (obr. 2, 3). Dříve v roce 2019 byly tyto vady zaznamenány při kontrole vnějších stěn přístavby. Na základě výsledků kontroly byl naplánován monitoring vývoje trhlin. Na povrchu vnějších stěn na návětrné straně je pozorován výkvět. Technický stav stěn jako celku je hodnocen jako funkční.

Obr. 2. Trhliny ve vnějších zdech

Obr. 3. Praskliny a poškození povrchové vrstvy způsobené vlhkostí

Pojďme se zabývat metodami odstranění výše uvedených vad vnějších cihlových zdí – tradičními a alternativními. Před zahájením oprav je nutné určit příčiny vedoucí ke vzniku trhlin a stanovit opatření k jejich odstranění. K rozvoji smršťovacích trhlin nedochází. Pokud jde o trhliny způsobené navlhnutím, pracovní dokumentace stanoví nezbytná opatření v rámci oprav střechy za účelem odvodu vlhkosti [6]. Významným faktorem pro vznik stávajících trhlin a vznik nových jsou nepříznivé klimatické podmínky pro provoz zařízení. Klima regionu je kontinentální, vyznačuje se tuhými dlouhými zimami, krátkými, poměrně chladnými léty, pozdními jarními a časnými podzimními mrazy a krátkým obdobím bez mrazu. Délka období s průměrnou denní teplotou vzduchu pod nulou je více než 230 dní v roce [7,8].

S ohledem na výše uvedené je vhodné použít technologii, která kompenzuje sezónní výkyvy ve velikosti otvorů trhlin (obr. 4) [9].

Obr. 4. Příklad otevření podmíněné trhliny

Tradiční metoda opravy trhlin

Zpočátku se k opravě trhlin, poškození povrchu lícových cihel, dutých spár a výkvětů měly používat tradiční metody.

Pro zajištění spolehlivosti a mechanické bezpečnosti budovy doporučila projekční organizace následující opatření k odstranění poškození a vad vnějších stěn:

• eliminovat únik srážek v místech spojů parapetních pásů, v rozích parapetního zdiva;
• vyměnit poškozené cihly v lícové vrstvě zdiva;
• utěsnit slepé trhliny v lícové vrstvě zdiva polymercementovou maltou;
• vyplňte prázdné prostory polymercementovou maltou;
• smyjte výkvěty na povrchu stěn, ošetřete obkladovou vrstvu hydrofobní směsí;
• chraňte povrch stěny před srážkami.

Navrhovaná metoda utěsňování trhlin pomocí polymercementové kompozice měla řadu odpovídajících výhod: jednoduchost technologie, cenovou efektivitu, kratší dobu práce díky jednoduchosti technologie. Tato metoda však měla i značnou nevýhodu: když se trhlina otevře v důsledku kolísání teploty, polymercementová kompozice nefunguje v tahu, takový systém nemůže fungovat v oblasti elastické deformace, tj. po určitém počtu cyklů otevírání/uzavírání trhliny by se polymercementová kompozice zničila [10,11].

Alternativní metoda opravy trhlin

Jako technologii pro opravu slepých trhlin v lícové vrstvě zdiva navrhli specialisté ze společnosti Gazprom Dobycha Yamburg LLC efektivnější metodu s využitím spirálových kotev systému.

Hlavní komponent systému – spirálová kotva – je doporučena k použití Svazem architektů Ruska, byla akreditována Výborem pro státní kontrolu, využití a ochranu historických a kulturních památek Petrohradu a schválena pro použití na místech kulturního dědictví.

Systém se skládá z následujících komponent:

• spirálové kotvy,
• instalační složení, které zajišťuje jejich provoz ve zdivu.

Spirálová kotva (obr. 5) je šroubová výztuž vyrobená válcováním kulaté tyče z nerezové oceli za studena. Během tohoto procesu se v první fázi vytvoří centrální jádro a přilehlá „křídla“ a ve druhé fázi se vytvoří šroubovicová linie. Povrch válcovaných „křídel“ se stává extrémně tvrdým, zatímco jádro zůstává relativně pružné. Následné kroucení propůjčuje „křídlům“ předběžné napětí, zatímco jádro díky své odlišné struktuře tomuto vlivu nepodléhá, díky čemuž se pevnost v tahu zvyšuje více než dvojnásobně. Spirálové kotvy se vyrábějí v 10 m dlouhých úsecích ve třech průměrech: Ø 6 mm, Ø 8 mm a Ø 10 mm. Osazují se do spár zdiva, rovnoběžně s polem zdiva, kolmo k trhlině, na speciální montážní hmotu.

Obr. 5. Spirálová kotva

Hlavní oblasti použití spirálové kotvy:

• opravy trhlin a zesilování všech typů historických i moderních, nosných i vnitřních zdí ze zdiva (včetně budov z plných i dutých cihel, skořápkového kamene a vápence, pórobetonu a betonu, obnova kontinuity zdiva z různých materiálů). Řešení, která nabízíme, jsou obzvláště ideální pro všechny typy bytových domů, protože instalace spirálových kotev a spirálové výztuže je skrytá a většina operací pro opravu trhlin a zesilování zdiva navrhovaným systémem se provádí z vnější strany budov.
• Oprava trhlin a zesílení obvodových konstrukcí v budovách s vícevrstvými fasádami (oprava trhlin v lícové vrstvě zdiva, oprava a vytvoření nových dilatačních spár, upevnění opravené lícové vrstvy zdiva ke stávající nosné cihlové, betonové zdi nebo zdi z pórobetonu, upevnění nové části zdiva, kde bylo poškozené zdivo odstraněno a obnoveno, ke stávající nosné zdi).

Princip

Strategie použití spirálového kotevního systému je založena na skutečnosti, že po odstranění příčiny deformace základů, jejich zpevnění se provádí oprava trhlin v cihlových zdech. V našem případě smršťovací jevy v budově skončily a trhliny se již netvoří.

Díky speciální konstrukci spirálových kotev a vlastnostem montážní směsi systém stabilizuje a spolehlivě spojuje zdicí prvky, zajišťuje pružnost a schopnost vnímat a přenášet přirozené (zejména teplotní) deformace. Použití spirálových kotev zabraňuje přílišnému otevírání trhlin při ochlazování konstrukce (v zimě má trhlina maximální otevření) a „stáhnutí“ konstrukce zpět při stoupání teploty. Při otevření trhliny se spirálové kotvy natahují podobně jako ocelové pružiny a působí na ně tahová napětí. Dokud jsou tahová napětí menší než mez kluzu oceli, systém pracuje v oblasti elastických deformací.

Spirálové kotvy se používají k obnovení schopnosti stávající trhliny a opraveného zdiva odolávat tahovým silám. Pružné upevnění okrajů trhliny spirálovými kotvami pomáhá při odlehčení trhlinu zcela uzavřít. To znamená, že při odlehčení (v tomto případě při opětovném ohřevu) se trhlina v důsledku tepelné roztažnosti zdiva a napjatosti kotev zcela uzavře (obr. 6).

Obr. 6. Model pružinové kotvy

Hlavní výhody

Použití tohoto systému při opravách nosných a cihlových stěn budov má řadu výhod:

• Spirálová kotva je vyrobena z nerezové oceli AISI 304 a nepodléhá korozi (vápencové zdivo, mořská voda atd.). Její životnost v konstrukci je prakticky neomezená.
• Umožňuje opravu zdiva na fasádách s velkým množstvím dekorativních prvků.
• Je lehký a nezatěžuje konstrukci.
• Spirálovou kotvu lze na místě řezat a tvarovat do libovolného tvaru, aby přesně kopírovala obrysy a úhly budovy.
• Jednoduchá instalační technologie nevyžaduje speciální dovednosti.
• Velká plocha v kombinaci s malým průměrem zajišťuje vysokou přilnavost k montážní hmotě a tím i ke zdivu.

Montážní hmota pro spirálové kotvy

Při provádění prací se spirálovými kotvami výrobci doporučují montážní složení na bázi vysoce kvalitního cementu, mikroplniva, frakčního písku a aktivních modifikačních přísad.

Hlavní nevýhodou tohoto složení je nemožnost jeho použití během zimních prací. Instalační složení funguje efektivně při teplotách od +5 °C.

Specialisté společnosti Gazprom Dobycha Yamburg LLC navrhli náhradu za montážní složení doporučené výrobcem. Na staveništi bylo použito složení na bázi zimní chemické kotvy. Zimní chemické kotvy jsou složení a směsi používané k upevnění konstrukčních prvků v zimě při teplotách podkladového materiálu až do -20 °C. Jsou vyvinuty na bázi vícesložkových syntetických pryskyřic, mají schopnost dodatečně zvýšit únosnost a pevnost podkladu, a proto je lze použít i při složitých a kritických stavebních pracích.

Toto technické řešení bylo poprvé použito k opravě zdiva v podmínkách Dálného severu. Navrhované řešení tvořilo základ pracovní dokumentace, podle které byly opravy provedeny.

Složení poskytuje ideální rovnováhu mezi mechanickými vlastnostmi spirálové kotvy, potřebnou přilnavostí k povrchu spirálové kotvy a přilnavostí k povrchu podkladu. Má také zvýšenou pevnost v tahu, pevnost v ohybu, odolnost proti vodě a chemickou odolnost, inhibici šíření mikrotrhlin, má vlastnosti smršťování, rychlého tuhnutí a tixotropie (tabulka 1).

Dvojice – spirálová kotva a montážní složka – byla vybrána na základě pružinového principu fungování systému ve zdivu.

Tabulka 1

Charakteristika složení montáže

Teplota pryskyřice (°C)