No Image

Устройство температурно усадочных швов

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
11 марта 2020

Сделать качественный пол непросто. Надо знать немало. Например, при заливке стяжки требуются делать швы. О том, как и зачем делать деформационные швы в бетонных полах — пойдет речь дальше.

Что такое деформационный шов и для чего он нужен

Как известно, стяжка и любой бетон не способен переносить деформации. При возникновении любого напряжения он трескается. В результате имеем потрескавшуюся стяжку. Трещины в стяжке появляются по разным причинам:

  • Из-за внутреннего напряжения, которое возникает при высыхании. Каждый метр стяжки становится «короче» на 1 мм. Не так много, но если это 5 метров, то уже 5 мм, если 10 метров, то 1 см. Для нейтрализации этого типа напряжений делают усадочные швы.
  • Температурное расширение имеют все материалы, и бетон тоже. Трещины часто возникают над теплым полом, или если стяжка проходит как над подогреваемыми участками, так и над «холодными». Также наличие температурных швов обязательно в неотапливаемых помещениях. Старт отопления или замерзание — все это приводит к возникновению напряжения в бетоне. Швы для компенсации таких изменений, называют температурными или температурно-влажностными.

Если говорить про квартиры, то деформационные швы в бетонных полах — это уложенная по периметру помещения и в дверном проходе перед заливкой стяжки лента

  • Из-за усадки зданий. Вообще, стяжку не рекомендуют заливать в новостройках. Желательно дождаться осадки дома и только потом делать бетонный пол.
  • При заливке стяжки в несколько этапов, на стыке старого и нового бетона также возникает напряжение. Тут тоже должен быть шов, который называют конструкционным.
  • Любая из перечисленных выше причин приводит к появлению трещин в стяжке. Появляются они хаотично, хотя некоторые места можно предсказать. Произвольно расползающиеся трещины особенно опасны и неприятны в стяжке над полами с подогревом. Трещина может порвать тубу, греющий мат или пленку. Чтобы бетон не трескался произвольно, делают деформационные швы в бетонных полах. Нужны они для того, чтобы бетон трескался в строго определенных местах. В запланированных местах, перед заливом бетона, устанавливают эластичный материал. Это может быть специальная лента, шнур, деревянная планка, планка из пенопласта требуемой толщины.

    Для отмостки вокруг дома или для террасы, деформационный шов — это планки (деревянные или специальные), уложенные в ключевых точках

    Если швы в стяжке были сделаны для компенсации изменения размеров при высыхании бетона, заполняющий швы материал извлекается. Образовавшиеся пустоты заполняются ремонтным или эластичным составом. Эластичность потребуется на теплом полу или в помещениях с постоянно меняющимися условиями. Тут обязательно нужны компенсационные швы. Особенно если сверху уложить жесткое и жесткозакрепленное покрытие. Например, плитку или керамогранит.

    Деформационные швы в бетонных полах в квартире и доме

    При заливке стяжки в доме или квартире, необязательно делать деформационные швы как на производстве. Площади не такие большие, следовательно и напряжение будет невелико. Обычно хватает уложить по периметру помещения — вдоль стен — демпферную ленту. Она даст зазор в несколько миллиметров, которого, обычно, достаточно.

    После того как стяжка высохнет, излишки демпферной ленты обрезают вровень со стяжкой. Если на стяжку кладут плитку, ленту обрезают после укладки плитки. Она снизит вероятность появления трещин на плитке. В помещениях небольшой площади, можно вообще обойтись малой кровью — завести на стены пленку, которую используют как гидроизоляцию. Зазор получится небольшой, но его будет достаточно.

    Чтобы избежать появления трещин в бетоне — нужны швы при бетонировании

    Демпферная лента, кстати, выполняет еще одну функцию — улучшает звукоизоляцию. Если еще под стяжку уложен тепло/звукоизоляционный материал, эффект будет значительным.

    Если стяжка заливается во всей квартире одновременно, или в нескольких помещениях, делать деформационные швы в бетонных полах надо еще и в дверных проемах. Даже если будет просто проход, арка. Нужен шов и в месте, где оканчивается/начинается подогреваемая зона. Тут точно будут присутствовать деформации, и лучше их направить и компенсировать сделав деформационные швы в бетонных полах.

    Если заливается большая площадь, то швы нарезаются по всей площади с определенным шагом. Участки, формируемые швами, должны по форме быть близки к квадрату. При разработке схемы швов, стоит избегать Т-образных пересечений и треугольников. С высокой вероятностью появится трещина на перекладине буквы Т или в вершине острого угла.

    В домах обычно нет колонн, но мало ли… Деформационные швы в бетонных полах в этом случае располагают особым образом

    Температурно-усадочные швы в полах делают на определенном расстоянии. Шаг нарезки зависит от многих факторов, но, в среднем, в 24-36 раз больше толщины стяжки. Например, при толщине стяжки 6 см, шаг нарезки швов может быть 144-216 см.

    Глубина шва в пределах от 1/4 до 1/3 толщины стяжки. При закладке перед заливкой, укладывать можно на всю глубину. Ширина шва, снова-таки рассчитывается, но для обычных квартир и домов составляет 5-8 мм. При заливке больших площадей, требуется профессиональный расчет. Если есть в плитах перекрытия деформационные швы любого типа, в выравнивающей стяжке над ними также должен быть зазор.

    Что делать, если деформационные швы не сделали

    Не все уверены в необходимости использования демпферной ленты и в том, нужны ли вообще эти компенсационные/демпферные/температурные швы. Раньше делали без этих «выкрутасов», разве что на улице закладывали деревяшки. А в квартирах и домах ничего подобного не делали. Действительно, не делали, но требования к отделке были другие, другие материалы использовались. О подогреве пола вообще речи не шло. Какие полы были? Деревянные по лагам, линолеум жуткого качества, да паркет в больших городах. Все. Их клали на плохое основание — сейчас такое в качестве черновой основы не все захотят принимать. Так что, да, раньше несколько трещин в полу — это норма, сегодня мало кто с этим согласится. А чтобы стяжка была ровной и без трещин, нужны деформационные швы в бетонных полах.

    Что делать, если стяжку залили, а швы не заложили, не предусмотрели. Можно нарезать швы при помощи болгарки, после того как бетон «станет». Когда по нему можно будет ходить, но когда он еще не начал сохнуть. При нормальной температуре (+17°C и выше), это 1,5-2 суток (36-48 часов). Пропил делается алмазным диском по намеченным линиям. Вдоль стен, на переходах из комнаты в комнату, на наружных углах, если такие есть.

    Если стяжка уже залита, а про температурные и усадочные швы в бетоне забыли, можно по периметру и в дверях их нарезать при помощи болгарки и алмазного диска

    Есть, конечно, специальные машины для нарезания швов, но для бытового применения они нерентабельны. Хотя, контролировать глубину при работе болгаркой тяжело. В обычных выравнивающих стяжках это не так страшно, а вот если внизу трубы или греющий кабель…

    Устройство деформационных швов в бетонных полах

    Рассмотрим как и из чего сделать швы при заливке стяжки в квартире или доме. Как уже сказали выше, если заливается пол только в одной комнате, то вдоль стен укладывается эластичный материал. Это может быть:

    • Специальная демпферная лента. Продается в строительных магазинах, имеет толщину от 8 до 10 мм. Такого зазора достаточно для любого помещения с размерами менее 8*8 м. То есть, практически для любой комнаты.

    При устройстве теплого пола, укладка демпферной ленты вдоль стен обязательна. Не лишней она будет и при обычной выравнивающей стяжке — меньше трещин, да и звукоизоляции это поможет. Правда, если под стяжкой будут звукоизоляционные плиты

  • Деревянная планка. Этот тип используется в основном на улице — при заливе бетонных дорожек или отмостки, но может быть использован и в помещении.
  • Пенопласт/пенополистирол толщиной 1 см, нарезанный на полосы.
  • Из всего перечисленного выше, демпферная лента для домов и квартир является более предпочтительной. Ее не надо вынимать, просто обрезать в уровень со стяжкой или в уровень с плиткой. Зазор закроется плинтусами, а если их нет, его можно закрыть затиркой для швов. В дальнейшем, демпферная лента служит для улучшения звукоизоляционных характеристик.

    Не такая уж большая стоимость… хотя, если делать по всем комнатам, будет ощутимо

    Те же материалы укладываются в тех местах, где вы посчитаете нужным. Например, в дверях, и там, где начинается и заканчивается зона подогрева пола.

    Глубина закладки — не меньше 1/3 от толщины стяжки. Если стяжка армированная, арматуру стоит разрывать только в том случае, если имеется шов в плите. В остальных случаях арматура не режется.

    Заполнение швов

    Если шов при заливке стяжки сделали из материала, который требуется удалить, образовавшийся после удаления зазор заполняется. В старых домах, где подвижки маловероятны и после высыхания стяжки ей ничего не грозит, можно швы залить все тем же бетоном, заполнить плиточным клеем, если таковой имеется. Можно купить ремонтный состав для бетона.

    Читайте также:  Цветы из бисера мастер классы

    Для заполнения швов применяют герметик

    В помещениях с теплым полом или там, где велика вероятность усадок/деформаций, лучше заполнять зазор эластичными составами. Обычно это один из герметиков, который после высыхания остается эластичным.

    Но тут надо быть аккуратными. Эластичность сохраняется только при небольшом слое. Точное значение зависит от состава, но обычно толщина слоя не должна быть больше его ширины. То есть, если шов у вас 8 мм, в глубину заполнять его герметиком можно не больше чем на 8 мм.

    Если шов глубже, снизу укладывают эластичный заполнитель, но не герметик. Есть штатное решение — шнур из вспененного полиэтилена. Его укладывают вниз, если оставшаяся глубина шва подходит под требования, сверху наносится герметик. Если глубина все еще велика, укладывают два слоя шнура.

    Закрывается деформационный шов в полах по определенным правилам

    В глубокие деформационные швы в бетоне, вместо шнура из вспененного полиэтилена, можно уложить разрезанный на полосы пенопласт повышенной плотности. Над ним желательно-таки уложить шнур, так как его округлая поверхность способствует тому, что эластичность уложенного сверху герметика сохраняется и проявляется в большей степени.

    Герметик для деформационных швов

    Еще раз повторим, что для сохранения эластичных свойств, слой герметика не должен быть больше ширины шва. В принципе, для использования в доме и квартире подходит любой состав, который после высыхания не теряет эластичность. Наиболее доступные по цене — силиконовые и полиуретановые. Вторые дороже, но и характеристики у них получше. Чтобы надолго забыть о швах, выбирайте именно их. Силиконовые тоже выполняют свои функции, но необходимо искать нейтральные (некислотные) составы. Их плюс в том, что они могут быть окрашенными. Что позволит подобрать близкую окраску при заполнении швов в плитке. Неплохие составы:

    • Ultracolor Plus;
    • Sikaflex-11FC (i-Cure);
    • Loctite;
    • Tytan Industry PU40;

    Сначала закладывается шнур (серый хвост, который торчит), затем сверху наносится герметик

  • Рабберфлекс ПРО ПУ 40 SL (стоек к маслам, может использоваться в гараже);
  • ISOFLEX P40 ИЗОФЛЕКС;
  • Ceresit (есть универсальный силиконовый и универсальный полиуретановый);
  • MasterTeks ProfiMaster;
  • ТЕХНОНИКОЛЬ MASTER Премиум;
  • Tytan Professional Neutral PRO.
  • При выборе герметика для заполнения деформационных швов на улице, к требованиям необходимо добавить еще переносимость минусовых температур и ультрафиолета. И помните, что удалять закладной материал и заполнять деформационные швы в бетонных полах надо не ранее, чем бетон вызреет. ТО есть, не ранее, чем через 28 дней.

    Как класть плитку на стяжку с деформационным швом

    Если сверху стяжки с компенсационными швами укладывается напольная плитка или керамогранит, надо обеспечить возможность подвижки и для этого материала. Другие покрытия могут самостоятельно компенсировать возникающие небольшие деформации. Плитка же, в силу жесткости, может треснуть. При планировании раскладки, старайтесь сделать так, чтобы швы плитки/керамогранита находились там, где проходят деформационные швы в бетонных полах. Максимальное смещение — 2 см.

    Готовые решения для укладки плитки и керамогранита на теплый пол

    Для того, чтобы покрытие из плитки и керамогранита могло в какой-то мере компенсировать тепловлажностные и другие деформации, класть плитку надо на эластичный клей. Один из рекомендуемых — Ceresit СМ 16 Flex. Он может быть использован для полов с подогревом, для нестабильных оснований. Пригоден для наружных и внутренних работ. Затирка для швов тоже есть эластичная. Есть также вариант — Keracolor Flex + Fugalastic, который дает такие же результаты. Еще швы можно заполнять теми же полиуретановыми герметиками. Они есть в нескольких цветах.

    Также для плитки и керамогранита можно использовать специальные профили и накладки. Для помещений более приемлемы алюминиевые с прослойкой из термопластичной резины. Они могут устанавливаться в швы напольной плитки, керамогранита, мрамора. Пригодны для шлифовки, резина сохраняет пластичность, но не дает грязи попадать в шов. Есть варианты с разной шириной компенсатора, под разную высоту плитки/керамогранита. Есть также компенсаторы деформационного шва из алюминия, которые состоят из двух подвижно соединенных профилей. Такая конструкция позволяет плитке двигаться в пределах нескольких миллиметров.

    Всякий конструктивный элемент строения в процессе своей работы в конструкции несёт определённую силовую нагрузку. Причём она не всегда связана с сейсмическими колебаниями или весом здания как такового. Сама проблема строительной физики уже длительное время представляет собой неравномерное расширение разных материалов при нагревании и их же сужение при остывании.

    К примеру:
    Коэффициенты температурного расширения металла и дерева отличаются в несколько раз. Этим обосновывается механическое разрушение деревянных балок, находящихся в холодном подкровельном пространстве, которые закреплены с помощью обычных шпилек и арматуры без терморазрыва. Для решения такой и некоторых иных задач в общестроительной практике применяется устройство деформационных швов.
    Ниже приведём полный список проблем, когда этот элемент «работает» и помогает сохранить конструктивную целостность всего здания:

    • сейсмическая активность земной коры;
    • осадка грунта, подъём грунтовых вод;
    • силовые деформации;
    • резкое изменение температуры окружающего воздуха.

    В зависимости от характера решаемой задачи все деформационные швы подразделяются на температурные, усадочные, сейсмические и осадочные.

    Температурный деформационный шов

    Конструктивно деформационный шов представляет собой разрез, который разделяет все строение на секции. Размер секций и направление деления – вертикальное или горизонтальное – определяется проектным решением и силовым расчётом статических и динамических нагрузок.
    Для герметизации разрезов и снижения уровня теплопотерь через деформационные швы они заполняются упругим теплоизолятором, чаще всего это специальные прорезиненные материалы. Благодаря такому разделению конструктивная упругость всего здания возрастает и температурное расширение отдельных его элементов не оказывает разрушительного воздействия на остальные материалы.

    Как правило, температурный деформационный шов проходит от кровли до самого фундамента дома, разделяя его на секции. Сам фундамент делить не имеет смысла, поскольку он находится ниже глубины промерзания грунта и не испытывает на себе такого негативного воздействия, как остальное здание. На шаг деформационных температурных швов будут влиять тип применённых строительных материалов и географические положение объекта, определяющее среднюю зимнюю температуру.

    В статически неопределимых системах железобетонных зданий и сооружений кроме усилий от внешних нагрузок возникают дополнительные усилия в результате изменений температуры и усадки бетона. С целью ограничения величины этих усилий устраивают температурно-усадочные швы, расстояния между которыми определяют расчётом.
    Расчёт допускается не делать для конструкций 3-й категории трещиностойкости при расчётных низких температурах наружного воздуха выше минус 40° С, если расстояния между деформационными швами не превышают нужных величин, приведенных в таблице СНиП. В любом случае расстояния между швами обязаны быть не больше:

    150 м для отапливаемых зданий из сборных конструкций;
    90 м — для отапливаемых зданий из сборно-монолитных и монолитных конструкций.

    Для неотапливаемых строений и сооружений указанные значения необходимо уменьшать как минимум на 20 %. Для предотвращения происхождения дополнительных усилий при неравномерных осадках основания (разновысокие секции, сложные грунтовые условия и т.п.) предусматривается устройство осадочных швов.
    Следует обратить внимание на то, что осадочные швы прорезают сооружение до основания, а температурно-усадочные швы — только до верха фундаментов. Осадочные швы в то же время исполняют роль и температурно-усадочных швов.

    Схемы деформационных швов

    Ширина температурно-усадочного шва обычно 2…3 см, она уточняется расчётом в зависимости от длины температурного блока и температурного перепада.

    Основные моменты в проблеме температурного расчета

    Мнение эксперта.
    Неопределенность с жесткостными характеристиками основания в горизонтальном направлении — к примеру, учитывая скорость приложения температурной нагрузки, может иметь место изрядная реология. Трение о грунт будет разным на различных участках фундамента в зависимости от давления на грунт на этих участках. Локальные повреждения гидроизоляции — могут ли быть и стоит ли их учитывать? А локальные зоны пластики в грунтах? Ну и плюс, упомянутая мною обратная засыпка. Варьирование жесткостных характеристик основания в горизонтальном направлении может неоднократно изменять усилия от температурных нагрузок. Со сваями все еще труднее.

    Нелинейность железобетона, его достаточно "длительные" жесткостные характеристики — какое будет изменение диаграммы деформирования железобетона при скорости нагружения, отличительной для температурных нагрузок? Я уже молчу про все остальные тонкости моделирования нелинейных свойств железобетона — как минимум нужно солидами моделировать, чтобы учесть снижение в том числе сдвиговой жесткости всех элементов, особенно массивных, которые являются концентраторами.

    Читайте также:  Чистая вода фильтры для воды под мойку

    Неопределенность с самими температурными нагрузками. В железобетоне и без этих нагрузок будут раскрыты многочисленные трещины, а уж с учетом температуры — тем более. И понижаться будет не только жесткость каркаса, но и сами нагрузки, т.к. убавляется сама площадь элементов (в связи с образованием трещин), что знаменитыми мне методиками никак не учитывается.
    Таким образом, считаю, что полноценный температурный расчет ЖБ каркасов в настоящее время — это гадание, и единственное, чему нужно верить — это опыт проектирования, отраженный в частности в рекомендуемых расстояниях между температурными блоками.

    Осадочный деформационный шов

    Второй важной областью применения деформационных швов является компенсация неравномерного давления на грунт при строительстве зданий переменной этажности. В этом случае более высокая часть здания (и соответственно, более тяжёлая) будет давить на грунт с большей силой, чем низкая часть. В результате могут образовываться трещины в стенах и фундаменте здания. Схожей проблемой может стать и осадка грунта в пределах площади под фундаментом здания.
    Для предотвращения растрескивания стен в этих случаях используются осадочные деформационные швы, которые, в отличие от предыдущего типа, делят не только само здание, но и его фундамент. Нередко в одном и том же здании возникает необходимость применения швов различных типов. Совмещённые деформационные швы называются температурно-осадочными.

    Антисейсмические деформационные швы

    Как следует из их названия, такие швы применяются в зданиях, находящихся в сейсмоопасных зонах Земли. Суть этих швов в делении всего здания на «кубы» – отсеки, представляющие сами по себе устойчивые ёмкости. Такой «куб» должен быть ограничен деформационными швами со всех сторон, по всем граням. Только в этом случае антисейсмический шов будет работать.
    Вдоль антисейсмических швов устраиваются двойные стены или сдвоенные ряды опорных колонн, которые являются основой несущей конструкции каждого отдельно взятого отсека.

    Усадочный деформационный шов

    Усадочные деформационные швы применяются в монолитно-бетонных каркасах, поскольку бетон при затвердевании имеет свойство несколько уменьшаться в объёме из-за испарения воды. Усадочный шов не допускает возникновения трещин, которые нарушают несущую способность монолитного каркаса.

    Смысл такого шва в том, чтобы он расширялся всё больше, параллельно твердению монолитного каркаса. После того как твердение закончится, образовавшийся деформационный шов полностью зачеканивают. Для придания герметической стойкости усадочным и любым другим деформационным швам применяют специальные герметики и гидрошпонки.

    В монолитных железобетонных плитах следует предусматривать их разрезку постоянными и временными температурно-усадочными швами, расстояния между которыми назначают в зависимости от климатических условий, конструктивных особенностей сооружения, последовательности производства работ и т.п. (см. п. 10.2.3 СП63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции.

    Расстояние между температурно-усадочными швами следует принимать по таблице (см.таб.3 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01-84)

    Наибольшие расстояния, м,

    между температурно-усадочными швами, допускаемые

    без расчета, для конструкций, находящихся

    Если фундаменты не могут быть разделены на участки длиной менее 40 м, то необходимо предусматривать временные усадочные швы шириной от 0,7 до 1,2 м — рабочий шов бетонирования. В этих случаях из массива фундаментов с обеих сторон временного шва (в уровне подошвы и верхней поверхности фундамента) должна быть выпущена рабочая арматура, которую, спустя 3-4 недели после бетонирования фундаментов, необходимо соединить сваркой с накладными стержнями, а шов заполнить бетоном той же марки (см. п.6.17 Руководство по проектированию плитных фундаментов каркасныхзданий и сооружений башенного типа).

    Поверхность рабочих швов, устраиваемых при укладке бетонной смеси с перерывами, должна быть перпендикулярна оси бетонируемых колонн и балок, поверхности плит и стен. Возобновление бетонирования допускается производить по достижении бетоном прочности не менее 1,5 МПа (см. п.5.3.12 СП70.13330.2012 Несущие и ограждающие конструкции).

    Рабочим швом называют плоскость стыка между затвердевшим и новым (свежеуложенным) бетоном, образованнуюиз-заперерыва в бетонировании. Рабочий шов образуется в том случае, когда последующие слои бетонной смеси укладывают на полностью затвердевшие предыдущие слои. Обычно это происходит тогда, когда перерыв в бетонировании составляет5—7ч и более.

    Величина сцепления нового бетона со старым значительно ниже, чем монолита. Поэтому рабочий шов отличается от монолитного бетона не только по прочности, но и по другим характеристикам: он менее морозостоек, водопроницаем и т. д. Для уменьшения отрицательного влияния рабочих швов на конструкцию необходимо: во-первых,размещать их в местах, наименее опасных для прочности конструкций, и так, чтобы они не ухудшали внешний вид сооружения;во-вторых,допускаются только конструктивно оформленные рабочие швы;в-третьих,такие швы перед укладкой свежего бетона нужно соответствующим образом обработать. Конструктивное оформление рабочих швов зависит от вида конструкций, их размеров и армирования. Для образования швов в плитах устанавливают доски, плоские щиты или щиты с уступом. Уступ делают для удлинения поперечной линии шва, что увеличивает его прочность и водонепроницаемость.

    Перед укладкой свежего бетона с поверхности шва удаляют рыхлые слои бетона и цементную корку, очищают его от грязи и мусора. Если поверхность затвердевшего бетона шва гладкая, ее насекают зубилами, скарпелью или с помощью отбойного молотка с последующей промывкой и продувкой сжатым воздухом. Непосредственно перед укладкой нового бетона поверхность шва следует увлажнить, а также уложить слой жирного раствора на том же цементе, что и основной бетон. Все это способствует обеспечению высокой прочности и водонепроницаемости шва.

    Холодный шов при бетонировании
    Монолитный бетон и железобетон, как правило, экономичнее сборного в подземных частях зданий и сооружений, в фундаментах под технологическое оборудование, в конструкциях массивных стен, в дорожном и гидротехническом строительстве. Широкую сферу эффективного применения он находит также в сборно-монолитных конструкциях.
    Монолитный бетон и железобетон, по сравнению со сборным способом строительства, обладает неоспоримыми преимуществами, обеспечивая в конструкциях эффективную диссипацию колебательной энергии при ветровых и сейсмических нагрузках, высокий момент сопротивления статическим и динамическим нагрузкам и низкую деформативность.
    В СНиП 3.03.01-87 ”Несущие и ограждающие конструкции” при монолитном бетонировании предусматривается укладка бетонных смесей двумя принципиально различными способами:
    -укладка без перерывов в бетонировании до начала схватывания предыдущего слоя бетона, то есть без образования рабочего шва;
    -укладка с перерывами после схватывания уложенного ранее слоя бетона с образованием рабочего шва.
    Непрерывное бетонирование предпочтительнее, так как этот способ обеспечивает наивысшее качество монолитных конструкций, однако по технологическим и организационным причинам это не всегда возможно, поэтому, как правило, проектом предусматриваются рабочие швы.
    Рабочие швы также называют строительными швами, швами бетонирования или ”холодными швами”. Образование рабочих швов вызвано остановками бетонирования и определяется рядом причин:
    -организационных: окончание рабочей смены, ремонт оборудования, нехватка материалов, несовершенную общую организацию работ, технические возможности используемых машин и механизмов;
    -технологических: монтаж вышележащих арматуры, лесов и опалубки и ограничение нагрузок на конструкции;
    -конструктивных: обеспечение направленных деформаций отдельных участков конструкций и сооружений в целом.
    Как правило, возводимые монолитные бетонные и железобетонные конструкции бетонируются отдельными сопрягаемыми между собой участками — блоками (картами) бетонирования.
    Рабочий шов бетона образуется, когда каждый последующий слой бетонной смеси укладывают на затвердевший (схватившийся) предыдущий слой бетона. Отличительной особенностью рабочего шва является то, что сцепление нового бетона с уже затвердевшим бетоном значительно ниже, чем прочность монолитного бетона без рабочего шва, вследствие чего снижаются морозостойкость, водонепроницаемость и ухудшается внешний вид конструкций. Это объясняется тем, что ”холодные швы” являются границей, на которой происходит превращение усадочных напряжений сжатия в напряжения растяжения, и поэтому зона шва становится предварительно напряженной. Как известно, бетон хорошо работает на сжатие, менее стоек к изгибающим нагрузкам и значительно хуже противостоит напряжениям растяжения. В результате релаксации напряжений растяжения, реализующихся в виде микротрещин, зона стыка имеет меньшую плотность и прочность, по сравнению с монолитным бетоном и при равных растягивающих напряжениях, трещины прежде всего открываются именно по швам.
    В соответствии с СНиП 3.03.01-87 перед бетонированием поверхности рабочих швов должны быть очищены от грязи, масел, снега, льда и цементной пленки. Очистка поверхности рабочих швов от цементной пленки проводится для устранения возможности образования ”холодных швов”.
    Годовой объем производства монолитного бетона и железобетона в России составляет 25-30 млн. м³. При допущении, что половина конструкций изготавливается способом послойной укладки с толщиной слоя ориентировочно 50 см за проход, общая площадь рабочих швов требующих подготовки поверхности составляет 12-15 млн. м²/год.
    Цементная пленка
    Основным источником образования цементной пленки является водный раствор гидроксида кальция Са(ОН)2, который выходит на поверхность бетона, реагирует с углекислотой воздуха СО2 и образует нерастворимую в воде пленку карбоната кальция СаСО3 (по химсоставу – известняком). Другим источником являются соли щелочных металлов, присутствующие в цементе в свободном виде; добавляемые в цемент цеолитовые туфы и зола-унос (зольные микросферы) тепловых электростанций, выделяющие щелочи; песок, щебень и гравий, содержащие галоидные соединения; ускорители твердения, противоморозные добавки, пластификаторы и другие добавки. При затворении цемента водой водорастворимые щелочи образуют растворы и химически связываются с силикатами и алюминатами цемента. Затем, при контакте с углекислотой воздуха щелочи карбонизируются с образованием нерастворимой в воде плотной цементной пленки.
    Еще одним источником солей является вода затворения, если она по составу примесей не отвечает требованиям ГОСТ 23732.
    Химически цементную пленку можно представить как смесь растворимых и нерастворимых в воде карбонатов, сульфатов, нитратов и хлоридов.
    В поверхностном слое вытесненной из бетонной смеси воды, несмотря на полное превращение всего вяжущего в кристаллизующийся гидрат, не происходит образования плотной и прочной кристаллической структуры.
    Физически цементная пленка, в отличие от тела цементного камня, представляет собой не прочную кристаллическую структуру, а рыхлую непрочную конденсационную структуру, заполняющую поровое пространство бетона на некоторую глубину.
    При послойной укладке бетонной смеси на рабочий шов имеющий на поверхности цементную пленку, вместо ожидаемой по проекту монолитной, образуется трехслойная конструкция: ”бетон – цементная пленка – бетон”.
    В этой конструкции с точки зрения прочности слабым местом является именно цементная пленка. Очевидно, что при пороговом напряжении, значение которого значительно ниже расчетного, разрушение бетонной конструкции произойдет именно по этой границе раздела. Из теории прочности известно, что для наиболее эффективного перераспределения напряжений и наиболее полной диссипации энергии при ветровых или сейсмических нагрузках конструкция должна обладать возможно полной монолитностью. В случае ”трехслойной” конструкции здание возможно рассматривать не как монолитную конструкцию, а как сборную, состоящую из ”этажей”, каждый из которых самостоятельно воспринимает механическую нагрузку и работает независимо от других.
    Традиционные способы очистки рабочих швов
    СНиП 3.03.01-87 определены способы очистки и установлены требования по прочности поверхности бетона при очистке от цементной пленки: механическая обработка металлической щеткой — не менее 1,5 МПа; механическое фрезерование — не менее 5 МПа; гидропескоструйная обработка — не менее 5 МПа; промывка водой и сушка сжатым воздухом — не менее 0,3 МПа. Рекомендации по величине допустимого временного интервала перекрытия слоев бетона до образования рабочего шва противоречивы и находятся в диапазоне 2-4,5 ч. Во всех случаях обязательной являтся очистка поверхности ранее уложенного бетона от пыли, грязи, масла и строительного мусора. Для предотвращения обезвоживания укладываемой смеси бетонное основание увлажняют. При перерыве в бетонировании качество верхнего (контактного) слоя бетона ухудшается во времени из-за водоотделения, наиболее интенсивно протекающего в первые 1-1,5 ч. И все же, прочность стыка при перерывах в бетонировании, составляющем до 5 и даже более часов, существенно выше, чем прочность стыка с полностью затвердевшим бетоном даже при тщательной подготовке его поверхности. При перерывах в работе дальнейшая укладка смеси может проводиться только после набора ранее уложенным бетоном прочности не менее 1,5 МПа, что гарантирует отсутствие нарушения его структуры. Рассмотрим достоинства и недостатки существующих способов очистки и подготовки поверхности рабочих швов:
    1. Механическое фрезерование и механическая очистка поверхности бетона от цементной пленки производится металлическими щетками или метлами с проволочной щетиной. Сухая механическая очистка поверхности затвердевшего бетона возможна только после набора им определенной прочности, во избежании повреждения низлежащих слоев. Однако с набором бетоном прочности очистка поверхности рабочих швов затрудняется.
    Применение приводных металлических щеток и машинного фрезерования оправдано только при наборе бетоном прочности не более 2-3 МПа. При большей прочности бетона эффективность обработки снижается из-за значительного увеличения продолжительности очистки и повышенного износа щеток. Достоинством механических способов очистки является применение их там, где невозможно использование пыльных и мокрых и дорогостоящих процессов пескоструйной и гидропескоструйной обработки. Очень эффектина насечка поверхности, увеличивающая площадь передачи напряжений. Однако, применение для снятия пленки и последующей насечки инструментов ударного действия (перфораторов, отбойных молотков) должно быть исключено, ввиду возможного повреждения верхнего слоя бетона стыкуемой поверхности. К недостаткам механических способов подготовки поверхности бетона можно отнести следующие:
    -возможность очистки только после набора бетоном прочности 1,5 МПа приводит к длительным технологическим перерывам;
    -удаляется только верхний слой цементной пленки и не открываются поры бетона;
    -возможно возникновение и релаксация внутренних напряжений в виде микротрещин;
    -пылеобразование требует очистки промышленным пылесосом;
    -высокая стоимость оборудования и трудоемкость;
    -сложность организации контроля качества работ.
    2. При гидропескоструйной обработке удаляется цементная пленка и только в поверхностном слое открываются поры бетона. Процесс обладает следующими недостатками:
    -отсутствие возможности проведения очистки до набора бетоном прочности 5 МПа и необходимость в длительных технологических перерывах для набора бетоном необходимой прочности;
    -возникновение внутренних напряжений в результате ударного воздействия рабочей струи и их релаксация приводящая к микротрещинам;
    -высокая стоимость компрессоров высокого и сверхвысокого давления, абразивоструйных комплексов и установок фильтрации и кондиционирования воздуха;
    -ограничения в применении при внутренних работах и при действующем производстве.
    3. Наиболее просто производить удаление цементной пленки с поверхности рабочего шва водяной или водовоздушной струей под давлением 0,5-0,7 МПа.
    Достоинством этого способа является то, что очистку можно производить почти сразу же после укладки слоя при прочности бетона 0,3 МПа, то есть когда уже образовалась достаточно прочная структура бетона и нет опасности нарушения сцепления крупного заполнителя с растворной частью. При такой прочности по поверхности бетона можно ходить, хотя остаются следы от обуви и поверхность поддается продавливанию при нажиме пальцем с некоторым усилием. Время достижения этой прочности в зависимости от свойств бетонной смеси, влажности и температуры окружающего воздуха и находится в пределах от 4 до 18 ч.
    К недостаткам очистки водяной или водовоздушной струей относятся:
    -на практике невозможно применение этого способа очистки рабочих швов при отрицательных температурах окружающего воздуха и на вертикальных стыкуемых поверхностей, длительное время закрытых опалубкой;
    -на поверхности остается нерастворимая в воде цементная пленка;
    -содержащееся в сжатом воздухе компрессорное масло образует на поверхности антиадгезионную пленку.
    4. Процесс химической очистки соляной кислотой является не эффективным и технически неоправданным.
    В минералогии качественной реакцией на отличие кальцита (карбоната кальция) от других породообразующих минералов является бурное разложение в холодной соляной кислоте. Предложение по снятию цементной пленки, содержащей карбонаты, с помощью соляной кислоты не следует рекомендовать из-за опасности снижения долговечности бетона.
    Именно этим объясняется мощный отрицательный эффект от ее применения:
    -наблюдается поверхностное растворение и разрушение не только цементной пленки, но и цементного камня, что служит причиной разрушения шва между старым и новым бетоном в процессе эксплуатации;
    -незначительно увеличивается прочность сцепления, по сравнению с необработанной поверхностью;
    -требуется дополнительная операция нейтрализации кислоты щелочью (едким натром) с промывкой водой;
    -потеря поверхностной прочности приводит к пылению бетона и требует дополнительного обязательного обеспыливания перед нанесением растворной смеси.
    5. Для увеличения временного интервала между укладкой бетонной смеси и удалением цементной пленки и поверхностного слоя бетона, а также облегчения процесса очистки рабочего шва используют замедлители твердения, например, пластификатор бетонной смеси – сульфитно-дрожжевую бражку (СДБ). Раствор СДБ 15-20%-ной концентрации наносится на поверхность уложенного бетона краскораспылителем. Удаление ослабленного поверхностного слоя может проводиться как приводными щетками, так и под напором струи воды до полного отделения незатвердевшего слоя и удаления желтых пятен от СДБ.
    К недостаткам этого способа можно отнести:
    -обработку поверхности можно начинать не раньше, чем через сутки после укладки бетона; верхний предел времени обработки зависит от температуры воздуха и колеблется от двух до четырех суток;
    -необходимо очень внимательно следить за тем, чтобы не снизить прочность основного бетона;
    -применение замедлителей твердения недопустимо при проведении бетонирования не только в зимний, но даже в весенне-осенний период.

    Комментировать
    0 просмотров
    Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

    Это интересно
    No Image Строительство
    0 комментариев
    No Image Строительство
    0 комментариев
    No Image Строительство
    0 комментариев
    No Image Строительство
    0 комментариев
    Adblock detector