Гипсовые маяки под запретом?

Гипсовые маяки. Требования и условия использования

Гипсовые маяки для наблюдения за трещинами ранее были наиболее популярным инструментом контроля. В связи с распространением более эффективных средств мониторинга повреждений и деформаций строительных конструкций гипсовые маяки утратили былое значение и все реже применяются. Тем не менее, есть немало приверженцев их использования, а трещин, на которых они присутствуют, все еще достаточное количество, что бы желающие могли ознакомиться лично с данным приспособлением. Сегодня мы разберем основные требования и условия использования гипсовых маяков при наблюдениях за трещинами в строительных конструкциях зданий и сооружений и постараемся найти ответ на вопрос: «Пришло ли время запретить использование гипсовых маяков?»

Маяки обсуждаемого сегодня типа могут изготавливаться из строительного гипса (алебастра), из цементно-песчаного, либо любого другого строительного раствора, из различных сухих строительных смесей, либо из готовых гипсовых пластин. Несмотря на разнообразие материалов, объединяет их главное — механизм использования для наблюдений за трещинами в строительных конструкциях зданий. Сигналом для специалиста является так называемое «срабатывание» маяка — появление трещины в самом маяке. Именно по этой причине мы объединили под общим наиболее распространенным названием «гипсовые маяки» любые конструкции для наблюдения за трещинами, работающие по вышеуказанному принципу (за исключением стеклянных, которые работают по тому же принципу, но существенно отличаются материалом изготовления). Подавляющее большинство специалистов видели гипсовые маяки, установленные на конструкциях. Очень многие имеют опыт их «изготовления». Но когда речь заходит о их недостатках, ограничениях и принципах использования, далеко не каждый понимает особенности данного вида наблюдений и причины его вытеснения более совершенными инструментами. Давайте начнем изучение вопроса с методической литературы и рекомендаций по использованию гипсовых маяков.

Методическая литература

Литература, описывающая требования и методики использования гипсовых (алебастровых / цементных) маяков, относится к разным областям. Соответствующие описания есть в документах, предназначенных для:

• служб эксплуатации зданий и сооружений различного назначения
• специалистов по технадзору и контролю процессов строительства
• экспертов и специалистов по техническому обследованию
• специалистов, выполняющих геотехнический мониторинг и наблюдение за деформациями оснований, фундаментов зданий и сооружений
• и др.

Мы сделали выборку из текстов этих источников и ниже размещаем цитаты только из некоторых документов, в наибольшей степени раскрывающих особенности маяков данного типа. Так получилось, что отобранные документы в основном предназначена для специалистов по техническому обследованию и мониторингу зданий и сооружений.

В приведенных цитатах достаточно много необходимой нам информации по вопросам использования гипсовых маяков, но все же картина будет неполной, если не учитывать практику использования гипсовых маяков. Соответственно, анализировать эти и другие документы мы будем с учетом существующей практики применения гипсовых маяков и на основании такого анализа сформулируем основные требования, предъявляемые к данным устройствам.

Основные требования к гипсовым маякам

Размеры гипсовых маяков

Обобщив сведения из источников, можно сказать, что допустимыми являются следующие размеры:

• длина — 150-250 мм
• ширина — 40-70 мм
• толщина — 6-15 мм

При этом конфигурация в плане может быть в виде прямоугольной пластинки, восьмерки, либо промежуточных между этими двумя фигур. Габаритные размеры должны иметь соотношение сторон примерно от 1:3 до 1:5. Толщина может колебаться в диапазоне от 6 до 15 мм, но указывается, что толщина в месте прохождения трещины под маяком должна быть наименьшей.

Почему же в источниках приводится такой разброс размеров гипсовых маяков и могут ли их размеры отличаться от указанных на практике? Для ответа на данный вопрос следует обратиться к условиям использования маяков и особенностям конструкций, на которых они устанавливаются. Во-первых, значение имеет величина раскрытия трещины — чем шире трещина, тем длиннее маяк. Но при большом раскрытии трещины поперечное сечение маяка также должно быть достаточно большим, т.к. в месте прохождения маяка над трещиной, как мы помним, его толщина принимается минимальной. Соответственно, наибольшие размеры маяков используются при большой величине раскрытия трещины. Обычно такую картину можно наблюдать в кирпичных зданиях, имеющих повреждения в виде протяженных единичных трещин от неравномерных осадок фундаментов и грунтов основания. Напротив, в железобетонных конструкциях трещины чаще всего имею незначительное раскрытия и маяки для них изготавливаются меньших размеров. Хотя, для железобетонных конструкций использование гипсовых маяков не рекомендуется. В любом случае от ширины и длинны маяка зависит и площадь соединения маяка с поверхностью конструкции. Для оценки необходимых геометрических параметров гипсового маяка в каждом конкретном случае следует помнить главное правило:

Т.е. при раскрытии трещины, маяк должен разорваться над трещиной, а не оторваться от поверхности конструкции. И в то же время, при стабильности трещины, маяк должен оставаться целым. Слишком большое поперечное сечение гипсового маяка (обычно это бывает при его толщине, превышающей 15 мм) приводит к отрыву маяка от конструкции с одной из сторон от трещины, при этом сам маяк остается целым. Такую же картину можно наблюдать и в случаях, когда при установке маяка не было обеспечено его качественное крепление к конструкции. Это может происходить из-за малых размеров площади соприкосновения маяка с конструкцией, либо плохой подготовкой поверхности конструкции перед установкой маяка. Т.е. при определении необходимых размеров маяка важна и поверхность конструкции — насколько она гладкая, пыльная, впитывающая и т.п. Чем хуже сцепление с поверхностью — тем больше должна быть площадь соприкосновения маяка с конструкцией.

Говоря о геометрии гипсовых маяков, нельзя не сказать о недопустимости малой толщины маяка. При толщине маяка менее 5 мм, даже незначительные температурные и вибрационные влияния приводят к образованию трещины. Т.е. фактически, маяк «срабатывает» без значимых изменений ширины раскрытия трещины.

Материал для гипсовых маяков

Чаще всего маяки изготавливаются из строительного гипса (алебастра). Этот материал восприимчив к влаге, в связи с чем, не рекомендуется его использование для изготовления маяков во влажных помещениях и на улице (особенно в цокольной зоне зданий). Более устойчивыми в таких местах являются растворные маяки — они изготавливаются из цементно-песчаного раствора. К их недостаткам можно отнести слабое сцепление с поверхностью конструкций. В настоящее время распространение получили более подходящие материалы — сухие строительные смеси. Предпочтительнее использовать гипсовые и цементные штукатурные, а также клеевые смеси. Кроме того, встречаются маяки в виде установленных на клей гипсовых пластин, заготовленных заранее. Такие заготовки могут изготавливаться из гипса в формах, либо нарезаться из листовых гипсовых материалов. Важно при использовании готовых гипсовых маяков обеспечить их надежное клеевое крепление к поверхности конструкций. К преимуществам гипсовых заготовок для маяков следует отнести возможность выполнения маяков любой формы и стабильность размеров.

Особенности использования гипсовых маяков

Температурные влияния

При значительной протяженности, трещина, расположенная например, в ограждающей стене, работает как температурный шов, изменяя ширину раскрытия в зависимости от перепадов температуры. Если на такой трещине установлен гипсовый маяк, то он всегда «срабатывает», вне зависимости от того, есть или нет другие причины, кроме температурных воздействий. Возможность судить по такому маяку о тенденциях развития деформаций отсутствует практически полностью. Кроме того, в большинстве методик наблюдения присутствует требование о том, что рядом со «сработавшим» маяком необходимо установить новый. Для описанной выше ситуации это означает установку нового маяка при каждом осмотре, т.е. в общем случае 1 раз в месяц. Основываясь на данных фактах, следует исключить использование гипсовых маяков в ситуациях, когда трещина имеет значительную протяженность и возможны существенные перепады температуры конструкций. Также не имеет смысла устанавливать маяки на трещинах, природа происхождения которых связана с температурными деформациями конструкций, — так называемые температурные трещины. Протяженность трещины, на которой возможна установка маяка в указанных условиях, определяется исходя из конструктивных особенностей здания и места расположения трещины. Основываясь на практическом опыте, можно сказать, что с учетом описанных особенностей, область применения гипсовых маяков в ограждающих конструкциях зданий крайне ограничена и следует полностью отказаться от их использования за пределами отапливаемых помещений.

Возможность измерений

Как было сказано выше, цель гипсового маяка — подать сигнал о происходящем увеличении ширины раскрытия трещины. А можно ли проводить измерения величины изменения ширины раскрытия трещины, используя гипсовый маяк? Если трещина закрывается, то гипсовый маяк совсем не работает — в большинстве случаев он оторвется, либо получит повреждения, превышающие величину изменения ширины раскрытия трещины. В любом случае измерить величину закрытия трещины при помощи гипсового маяка не представляется возможным. Вроде как остается возможность, используя гипсовый маяк, выполнять измерения величины изменения ширины раскрытия трещины при ее увеличении. Но на самом деле, это также совершенно не оправдано. При наблюдениях за трещинами в зданиях и сооружениях рекомендуется выполнять измерения ширины раскрытия трещины с точностью, близкой к 0,1 мм. Попробуйте измерить трещину штангенциркулем с такой точностью в одном месте, а затем отступите от него на несколько сантиметров и повторите измерение. В большинстве случаев вы получите результаты, различающиеся более чем на 0,1 мм. Именно по этой причине в большинстве методик рекомендуется помечать места измерений ширины трещины штрихом, проведенным поперек трещины. Такая пометка позволяет проводить измерения каждый раз в одном и том же месте, но даже такой способ недостаточно точен. Вспомните геодезические наблюдения за осадками зданий и конструкцию используемых там осадочных марок. Они устроены таким образом, чтобы создать возможность установки геодезической рейки только одним единственным правильным образом. Для этого используются закругленные поверхности, что дает точечную опору для рейки, т.е. рейку можно установить только в одной конкретной точке. Именно таким образом и необходимо организовывать наблюдения за трещинами — обеспечить возможность измерения ширины раскрытия только в одном единственном правильном месте — между двумя точками. В наиболее простом варианте — это могут быть два дюбеля, забитые по разным сторонам от трещины. В продвинутом варианте — это реперные точки, предусмотренные в конструкции пластинчатого маяка. Гипсовый маяк абсолютно ничего не дает для возможностей измерения величины изменения ширины раскрытия трещин. Т.е. его конструкция не несет в себе никаких полезных функций, кроме одной, для которой он и предназначен, — сигнальной.

Практические ошибки

Наиболее распространенной критической ошибкой, при устройстве гипсовых маяков на трещинах, является несоблюдение рекомендуемых размеров. Чаще всего отступают  от требований по толщине — либо это просто мазок шпателем / кистью намоченной в жидком гипсовом растворе, либо наоборот нашлепка, у которой толщина близка к ширине. В случае с тонким маяком в нем в первые же дни-недели образуется волосяная трещина, и если он совсем тонок, то трещина в нем продолжает увеличиваться, в дальнейшем принимая форму и размеры трещины самой конструкции. А в случае с толстым маяком обычно происходит отрыв маяка от основания. Этот же эффект мы видим и в случаях, когда габаритные размеры маяк слишком малы и площадь крепления к поверхности конструкции недостаточна. Аналогично ситуация развивается при совершении второй главной ошибки — неправильно подготовленная поверхность конструкции под установку маяка. Если не удален окрасочный или штукатурный слои, и маяк устанавливается на них непосредственно, то держаться он там не будет. Отрыв маяка от поверхности конструкции — это наиболее частая причина выхода его из строя.

Следующая распространенная ошибка — это вдавливание материала маяка в трещину во время изготовления. Такое происходит, когда трещина не маленькая, а маяк делают без закрытия трещины под маяком временной заслонкой. В этом случае гипс или раствор попадают в трещину, частично ее заполняя в месте установки маяка. Возможность нормальной работы маяка в этом случае крайне проблематична, так как над трещиной маяк должен иметь наименьшую величину поперечного сечения, чтобы сигнальная трещина в нем образовывалась именно в этом месте. В противном случае бывает крайне трудно идентифицировать и анализировать хаотично растрескавшийся кусок гипса вперемешку с остатками штукатурки и кусками стены вокруг трещины.

Гипсовый маяк на трещине в углу здания обычно получается хорошо только на картинках в технической литературе. На практике изготовление гипсового маяка в углу крайне проблематично и всегда нецелесообразно. Тем не менее, приверженцы гипса пытаются и в таких местах его использовать, что в подавляющем большинстве случаев не приносит хороших результатов.

Еще к ошибкам можно отнести тот факт, что зачастую после разрыва (срабатывания) маяка рядом с ним не устанавливается новый. Все же следует относиться к гипсовым маякам именно как к одноразовым сигнальным устройствам — после появления в них трещины трудно получить от них какую-либо достоверную дополнительную информацию.

Преимущества и недостатки гипсовых маяков

Преимущества

К основному преимуществу гипсового маяка следует отнести низкую стоимость материалов для его изготовления и высокую их доступность. Пару горстей строительно гипса (алебастра), гипсовой штукатурки или цементного раствора не составляет проблем найти. При необходимости все это можно купить за небольшие деньги в строительных магазинах, причем в удобной мелкой расфасовке. Правда, при определении цены маяка, следует прибавить к цене материалов величину зарплаты специалиста, пропорционально потраченному на установку гипсового маяка времени. А времени на вылепливание этого «чуда» требуется немало, правда скорость установки возрастает с опытом.

Некоторые относят к преимуществам гипсовых маяков их эстетичность. И действительно, если к процессу установки гипсового маяка приложит руку настоящий скульптор, можно долго наслаждаться видом этого творения. Однако, в большинстве случаев гипсовые маяки изготавливаются обычными людьми и выглядят они не слишком презентабельно. Так что эту особенность преимуществом можно назвать лишь условно.

Низкая стоимость материалов и их доступность похоже остаются главными и единственными преимуществами гипсовых маяков.

Недостатки

Правильно говорят, что все познается в сравнении. Любой маяк на трещине лучше, чем его отсутствие (за исключением «бумажных» и подобных им «маяков», использование которых может только навредить). Однако если сравнивать гипсовые маяки с альтернативными вариантами, то список может оказаться достаточно длинным. Например, бессмысленно сравнивать гипсовые маяки с электронными системами мониторинга, т.к. в большинстве случаев электроника проиграет гипсу из-за высокой стоимости, неоправданной для преследуемых в этих случаях целей. Хотя «электронные маяки» и дают очень много полезной информации, их применение в повседневной работе достаточно ограничено. Исходя из большинства наиболее распространенных на практике задач, следует выделить главные недостатки гипсовых маяков. Эту задачу легко решить путем сравнения свойств гипсовых маяков с их ближайшими по стоимости и решаемым задачам конкурентами — пластинчатыми маяками. Во-первых, кроме функции подачи сигнала, в большинстве моделей пластинчатых маяков присутствует возможность определения направления происходящих изменений, причем не только «влево-вправо», но и «вверх-вниз», а отдельные модели позволяют отследить движение «из плоскости». В профессиональных моделях пластинчатых маяков присутствуют репеные точки для точных измерений величины изменения ширины раскрытия трещины. Время, затрачиваемое на установку пластинчатого маяка в разы, а то и на порядок меньше, чем в случае с гипсовым собратом. Пластинчатые маяки готовы к монтажу при любой погоде, в любое время года и при различных негативных воздействиях, будь то агрессивная среда или высокая влажность. С гипсовыми маяками надо быть более щепетильным и точно понимать какие условия эксплуатации они смогут выдержать.

Если собрать все недостатки гипсовых маяков и учесть фактическое отсутствие каких-либо серьезных преимуществ, то возникает резонный вопрос: «Почему же гипсовые маяки до сих пор используют?». Маловероятно, что в сегодняшнем законодательстве есть место для официального запрета на использование гипсовых маяков. А как говорится: «Разрешено все, что не запрещено». Но повысить эффективность наблюдения за трещинами можно и не прибегая к запретам. Этого можно достичь, более подробно излагая в методической литературе особенности и условия использования тех или иных инструментов контроля. Кроме того, организации могут самостоятельно разрабатывать стандарты предприятий, т.н. СТО, в которых определять порядок и методы мониторинга, наблюдения за трещинами, включая допустимые для использования конструкции маяков. Есть целый ряд таких регламентов, требующих небольшой корректировки, способной существенно повысить уровень эффективности работы специалистов за счет использования ими современных средств наблюдения. Каждый специалист и каждая организация вправе установить собственный запрет использования гипсовых маяков на подконтрольных им объектах, устранив этот анахронизм из профессиональной среды.