Армирование системы “теплый пол”

Те, кто решают строить новый дом или реконструировать старый, часто планируют монтаж системы “теплый пол”. Чем можно объяснить такой повсеместный интерес? Мы привыкли к традиционным видам отопления, но если к ним добавить обогрев полов, получим дополнительный комфорт. Не зря система так и называется “комфортный пол”, если она работает вместе с традиционным обогревом (паровое, печное). Ее назначение только поддерживать температуру в прохладное время. Система отопления называется “теплый пол”, если дом обогревается только ею.

Уютное тепло для ног по достоинству оценивают все больше новых застройщиков, а кто-то начинает капитальный ремонт, чтобы полы сделать теплыми. Больше других заинтересованы в такой системе жители первых этажей и частных домов, особенно в районах с очень холодными зимами.

Еще одна причина того, что застройщики без сомнений устанавливают “ТП” это совершенствование технологии монтажа и появление хороших материалов.

Схема установки

Схема монтажа частей “ТП” не зависит от носителя тепла (водяной, электрический).

• Черновая стяжка.
• Пленка гидроизоляции толщиной 0,35–0,5 мм.
• Демпферная лента.
• Теплоизоляционные плиты.
• Трубы с шагом 15 см, возле наружных стен шаг 10 см.
• Армирование.
• Стяжка цементная или из мелкофракционного бетона.

Почему стяжку “теплого пола” армируют 

Стяжка по толщине составит 6-7 см. Она наберет марочную прочность после схватывания и будет хорошо выдерживать равномерные вертикальные сжимающие нагрузки. Но сравнительно тонкой цементной стяжке не хватит упругости, если нагрузки будут неравномерными и появится изгибающий момент силы. Как только начнут влиять изгибающие нагрузки, пойдут трещины. Когда возникают нагрузки с изгибающими моментами? Это неравномерная усадка дома, установка в углу комнаты тяжелого тренажера, или массивной мебели. Надо понимать, что трещит не только верхний слой стяжки, но напряжение переходит на трубы теплоносителя.

Изгибающие силы увеличит вид основания, на котором лежит стяжка. Это теплоизоляционные плиты 5-10 см, они станут упругим основанием для стяжки. Такое сочетание будет усиливать изгибающие нагрузки, провоцируя трещины.

Чтобы цементная стяжка или из мелкофракционного бетона выдерживала нагрузки с любым вектором приложения, ее укрепляют сварными арматурными сетками. Металлические арматурные сетки снабдят бетон упругостью, чтобы он воспринимал изгибающие нагрузки.

У сварной арматурной сетки продольные и поперечные стержни будут работать в бетоне как рабочие и одновременно распределяющие нагрузки. Поэтому армирование сохранит бетонный слой целым, не допустит трещин при его схватывании.

Еще одно условие в пользу армирования это то, что бетонный слой, который больше 5 см, нужно усиливать. А общая толщина “теплого пола” выйдет 6-7 см.

Аналогично “ТП” нужно армировать, если он лежит на ж/б плите. Во-первых, его толщина более 5 см, а во-вторых между ним и ж/б плитой лежит теплоизоляция, поэтому предварительно напряженная арматура плиты не компенсирует нагрузки на верхнюю часть стяжки “ТП”.

Какими сетками армировать стяжку “теплого пола”

Рассмотрим работу сеток: сварных металлических, стеклокомпозитных, а также фиброволокна.

Сварные металлические

Для арматурного усиления стяжки берут дорожные сетки. Их сваривают из арматурной проволоки Вр 1 с периодическим сечением, В 1 с гладким сечением. Диаметр проволоки 2,5-3,8 мм. Размер стороны квадратных ячеек 100 мм.

Сетчатые полотна сваривают в плоские прямоугольные карты. У карт разные параметры, их можно комплектовать так, чтобы покрыть площадь комнаты без отходов. Ширина карт от 80, 100, 120 мм и так постепенно увеличиваясь, достигает 12 метров. Длина плоских карт 2-6 м.

Сварные сетки выпускают по ГОСТ 23273–12, они получаются жесткими (упругими) с высоким пределом прочности. Такими свойствами они будут оснащать цементную или бетонную стяжку “ТП”. 

Стеклокомпозитные

Для выпуска сеток из композитных материалов разработали ГОСТ Р 58964–20. Стеклокомпозитные (стеклопластиковые) сетки выпускают из стекловолоконного ровинга (расплавленных волокон стекла), скрепленного термореактивными полимерами. Это наиболее дешевый вид композитных материалов.

Отдельные стержни выпускают с периодическим или с гладким профилем. Поверхность стержней с гладким профилем покрыта песком для хорошей адгезии.

Плюсы

• Легкий вес, не нагружает перекрытие.
• Коэффициенты расширения стеклопластикового стержня и бетона почти равны, что много значит для “ТП”. При температурных изменениях оба материала будут реагировать одинаково, трещин не возникнет.
• Не переносит тепло, не корродирует.
• Прочные, заявленный ГОСТом предел прочности 800 МПа. 

Минусы

• Недостаточная жесткость. Модули упругости стеклокомпозита и бетона близкие по значению, поэтому стеклокомпозит не может добавить жесткость бетону. 

При этом упругость стеклокомпозита в 4 раза ниже, чем у стального стержня. Значит стеклокомпозитные стержни будут в 4 раза слабее напрягаться при приложении нагрузки, чем стальные. Поэтому их нужно заложить в 4 раза больше, чем стальных, чтобы получить аналогичные характеристики бетонных слоев.

• Теряет свойства при высоких температурах, максимум 150 градусов.
• При деформации нет площадки текучести, не пластичная, хрупкая.

При всех минусах в ГОСТе Р 58964–20 нет рекомендации об армировании стеклокомпозитными сетками стяжки “теплых полов”. 

Фиброволокно

Эта добавка состоит из полипропиленовых, базальтовых, стекольных или стальных отдельных волокон. Их длина 6-20 мм. Волокна добавляют в раствор и они армируют бетон в разных направлениях. Но для цементного пласта “ТП” толщиной до 7 см фиброволокно можно брать только как добавку для локального армирования. Чтобы пол был прочным, жестким, ему нужна рабочая арматура, потому что только она будет реагировать на нагрузки по всей площади. Для этого нужна стальная сетка, одной фибры не хватит.

Этапы строительства 

• Подготовить поверхность для “ТП”, ее делают ровной без выемок, пыли.
• Расстилают пленку гидроизоляции. Если на нижнем этаже отапливаемое сухое помещение, то пленку не стелят. Если внизу сквозной проход, сауна, подвал, санузел, то гидроизоляцию стелить надо.
• Укладывают плиты теплоизоляции. Для “ТП” берут экструдированный пенополистирол с плотностью 35-40 кг/м3. Для первых этажей толщину теплоизоляции закладывают 10 см. На верхних этажах слой меньше, 5см.
• По нижним краям стен комнат клеят демпферную ленту.
• По плитам теплоизоляции раскладывают трубы для теплоносителя и фиксируют их.
• Далее поверх труб монтируют сварные сетки. Диаметр проволоки 2,5 мм–3,8 мм, сторона квадратной ячейки 100 мм. Их устанавливают на подставки с таким расчетом, чтобы после заливки они остались в средней части стяжки. Под трубой ее толщина 1,6 см, а над трубой 4,5-5 см. Так армирование окажется посередине в бетонном слое над трубой. Плоские сетчатые карты раскладывают по всей площади с нахлестом 10-15 см. В местах нахлеста их связывают вязальной проволокой.
• Монолитная заливка цементно-песчаным раствором. Если заливать мелкофракционным бетоном, то сетку берут с более крупными ячейками 150–200 мм.