Строительные швы в бетоне
Строительные швы в бетоне бывают нескольких видов: технологические, деформационные (сейсмические, температурные), усадочные. В зависимости от типа шва, его устройство может производиться разными способами.
Устройство любого типа шва производится с использованием разных материалов в зависимости от того, где эти работы производятся — в середине шва (при заливке), при отделке (после заливки и возведения основной части здания), при гидроизоляции внешнего контура здания.
Технологические бетонные швы
Технологические или холодные швы бетонирования необходимы в тех случаях, когда непрерывная заливка конструкции невозможна и залитие бетона происходит в несколько этапов.
Грамотное устройство технологических бетонных швов необходимо в случае контакта двух слоев бетона, укладываемых в разное время, оба эти слоя имеют разные физико-механические характеристики и из-за разной прочности схватывания бетона, а также разных прочностных характеристик самого бетона.
При непрерывной заливке бетона, либо с перерывами не превышающими 2-5 часов (в зависимости от температуры окружающей среды и влажности воздуха) обустройство технологических швов не нужно. Такой тип проведения монолитных работ наиболее предпочтителен, так как позволяет добиться более долговечной и качественной строительной конструкции.
Обустройство холодных технологических швов в процессе последовательного бетонирования необходимо в следующих случаях:
- Ограничение нагрузок на уже залитый бетон, необходимость в наборе прочности нижних слоев
- Большие трудозатраты на бетонирование закладных, коммуникационных инженерных вводов
- Необходимость в устройстве направленных деформаций в технологических швах
- В случае с большими проектами, необходимость в первоначальной заливке горизонтальный фундаментной плиты и во вторую очередь вертикальной части
В случае, если в проекте не предусмотрено устройство холодного шва бетонирования, но непредвиденные обстоятельства вынудили сделать перерыв в этапах заливки бетона более чем на 2-5 часов, либо возникли проблемы с поставками опалубочных материалов оборудования, поломки техники и так далее, также необходимо спроектировать технологический шов бетонирования, в противном случае образуется спонтанный шов, что выразиться в:
- Образовании микротрещин
- Нарушении контура гидроизоляции
- Коррозии арматуры
- Уменьшения адгезии между пластами бетона
- Снижение прочностных характеристик бетонного строения
- Уменьшении срока службы строения
- Возникновении рисков вымывания строительного материала из технологического шва при нарушении гидроизоляции
- Увеличении хрупкости бетона, возникшей в результате преобразования напряжений в области холодного шва.
Технология работ по устройству холодного шва
После заливки цементно-песчаной смеси до проектируемого уровня, осуществляется трамбовка слоя с использованием строительного вибратора с глубиной погружения последнего от 50 до 100 мм. Выравнивание. После набора бетоном необходимой прочности, производится очистка поверхности, с использованием механических средств, водной или воздушной струи высокого давления. Наилучший эффект достигается в результате очистки поверхности прогнозируемого технологического шва под высоким давлением.
В соответствии со СНиП 3.03.01-87, дальнейшая заливка возможна только в случае набора нижним слоем прочности в 1.5 МПа. При этом, в процессе набора прочности, необходимо защитить поверхность от попадания влаги, а также от её избыточной потери бетоном. Обычно шов накрывается полиэтиленовой технической плёнкой толщиной 200 мкм.
Увеличение адгезии между слоями бетона
Для увеличения адгезии двух слоев бетона, применяются различные средства: обработка бетона специальными грунтовки типа Бетонконтакт, или полимерными битумными мастиками. Также могут использоваться специальные адгезионные добавки со сложным химическим составом, таких производителей как Mapei, Sika.
В случае, если работы возобновляются после длительного простоя, составляющего более одного месяца, актуально нанесение с помощью строительного инструмента глубоких насечек по всей площади прогнозируемого технологического шва.
Гидроизоляция технологических швов бетонирования
Важным этапом по устройству технологических швов бетонирования является гидроизоляция между двумя слоями бетона. В качестве гидроизоляционного материала для технологического шва в основном выступают: бентонитовые шнуры и набухающие резиновые профиля, но также могут использоваться гидроизоляционные шпонки, герметики, полиуретановые мастики и прочие материалы.
Изоляция технологического шва бентонитовым шнуром
Для гидроизоляции технологических швов бетонирования, как правило, применяется бентонитовый шнур. Бентонитовый шнур укладывается на основание, фиксируется простым механическим крепежом: дюбелями, саморезами или строительным пистолетом. В случае невозможности использования механического крепежа, возможно применение клеевых смесей типа клея КТ-88 или аналогичного. Ряд производителей рекомендуют также применять специальную крепежную металлическую сетку.
Принцип действия бентонитового шнура в технологическом шве бетонирования состоит в следующем: при проникновении влаги сквозь технологический шов, бентонитовый шнур расширяется в размерах, а также выделяет кольматирующий гель, проникающий в трещины и поры бетона. Также шов уплотняется за счёт увеличения самого шнура, которое может составлять до 500% при длительном и плотном контакте с водой в течение 2 суток.
Бентонитовый шнур производится на основе двух компонентов: бутилового синтетического каучука и натриево бентонитовой глины. Бутилкаучук выполняет функцию основы, придающей шнуру эластичность, пластичность, а также возможность упругой деформации в ограниченном количестве циклов. Бентонитовая глина, объем которой в составе шнура составляет в среднем около 30%, выполняет функцию набухания, также выделения кальматирующего геля. Процесс набухания бентонитовой глины и выделения кал матирующего геля отдельно гидратация, данный процесс бентонитовая глина способна выполнять неограниченное количество раз.
Гидроизоляция технологического шва бетонирования гидрошпонкой
В ряде случаев для герметизации холодного шва по периметру устанавливается гидроизоляционная шпонка. Маркировка типов гидрошпонки, предназначенных для герметизации технологического шва встречается нескольких видов:
- ХВ (холодная внутренняя)
- ХВН (холодная внутренняя набухающая)
- ХВИ (холодная внутренняя инъекционная)
- ХВС (старое название “ХВН”)
- ХОМ (холодная опалубочная мембранная)
- ХВ — классическая гидрошпонка, применяемая в большинстве случаев, представляет собой гидроизоляционную ленту из ПВХ, в редких случаях — EPDM. Гидрошпонка ПВХ подходит для большинства случаев, но в случае с прогнозируемым высоким давлением воды и агрессивной химической средой, применяются шпонки из EPDM резины.
- Гидрошпонки ХВН имеют два специальных канала по краям профиля, в данные каналы в заводских условиях укладывается бентонитовый шнур сечением 4 или 6мм. Шнур может быть как с одной так и с двух сторон, в зависимости от модификации.
- Гидрошпонки типа ХВИ оснащаются дополнительными профилями с уложенными в них заводских условиями инъекционными каналами.
- Гидрошпонки ХОМ применяются в технологическом холодном шве в случае контакта гидроизоляционной ПВХ мембраной.
Примеры узлов с гидрошпонками
Герметики для рабочего шва
Кроме бентонитовых шнуров и гидрошпонок, для герметизации холодного шва бетонирования также могут применяться подвижные полиуретановые герметики типа Sikaflex, полимерно-битумные мастики и герметики. Однако, в общемировой строительной практике, решение по изоляции технологических швов бетонирования гидрошпонкой или бентонитовыми шнурами, было признано наиболее эффективным и применяется наиболее часто.
Сейсмические швы
Сейсмические деформационные швы проектируется в строительных конструкциях, находящихся в активных сейсмических зонах и предотвращают разрушение здания в результате землетрясений.
Вертикаль сейсмического шва, в зависимости от проектного решения, может изолироваться различными уплотнителями с высокими показателями сжатия и растяжения, также способными на бесконечное количество циклов упругой деформации.
Лицевая (верхняя) часть устраивается алюминиевым дилатационным устройством, представляющим собой два алюминиевых профиля, находящихся по разные стороны шва. Соединены эти два профиля снизу плотным резиновым компенсатором, который может выполнять также функцию гидроизоляции, полоса между двумя профилями представляет собой металлическую ванночку, заполняемую финишным слоем пола.
Усадочные швы
Усадочные деформационные швы обустраивается в бетонных полах для предотвращения разрушения бетонной стяжки в результате набора прочности бетоном и изменением его объемов с течением времени.
Усадочные швы фундаментной плите, либо бетонных полах, могут быть устроены с использованием ПВХ уплотнителей типа “Елочка” или аналогичных, комбинированными способами с использованием жгута ”Вилатерм”, а также полиуретанового герметика со стороны финишного слоя. В случае высоких нагрузок, действующих на усадочный шов, а также повышенным требованиям к гидроизоляции усадочного шва, вместо Вилатерма и полиуретанового герметика, применяется резиновый шнур “Гернит” в сочетании с двухкомпонентной тиоколовая мастикой.
Температурные деформационные швы
Температурные деформационные швы — наиболее распространённый тип швов в строительстве, данные швы обустраиваются в любых зданиях и сооружениях для предотвращения разрушения монолитных конструкций в результате естественной усадки зданий, а также колебаний грунта, перепадов температур и прочих внешних воздействий.
В настоящее время существует множество вариантов по герметизации деформационных швов в строительных конструкциях:
Гидрошпонки для температурных швов
Гидрошпонки — наиболее популярный метод для изоляции температурных деформационных швов. На сегодняшний день, существуют следующие виды гидрошпонки для деформационных швов:
- Гидрошпонки “ДВН” — классические внутренние гидрошпонки для деформационного шва шириной от 20 до 50 мм. Укладываются горизонтально, деформационный шов сверху и снизу гидрошпонки заполняется экструдированным пенополистиролом или пенопластом.
- Гидрошпонки ДВИ — гидроизоляционные ленты, укладывающиеся на горизонтальную поверхность, поверх которой должен располагаться деформационный шов. Ширина гидрошпонки — 50мм. Особенность данной гидрошпонки состоит в применении её совместно с опалубочными конструкциями, а также в том что, по краям профиля присутствует специальные инъекционные каналы с встроенным инъекционным шнуром в заводских условиях.
- Гидрошпонки “ДВН” — внутренние деформационные гидрошпонки с дополнительными набухающими шнурами, ширина гидроизолируемого деформационного шва составляет 50 мм.
- Гидрошпонки “ДВС” для герметизации деформационного шва, при этом с одной стороны шпонка крепится механическим способом к основанию, с другой стороны — заливается бетоном. В середине присутствует рабочая часть, соответствующая ширине деформационного шва, ширина гидроизолируемого деформационного шва — от 20 до 50 мм.
- Деформационная опалубочная гидрошпонка серия “ДОС” с шириной изолированного деформационного шва от 25 до 50 мм и шириной самой шпонки до 500 мм применяется для герметизации деформационных швов совместно с опалубочными конструкциями. Укладывается шпонка на горизонтальную поверхность, деформационный шов сверху гидрошпонки заполняется экструдированным пенополистиролом и заливается бетоном.
- Гидрошпонки для ремонта деформационного шва серии “ДР” монтируются простым накладным способом поверх деформационного шва шириной до 150 мм. Для монтажа также понадобится прижимной профиль, лента “Герлен” и механические анкера
- Гидрошпонки серии “ДЗ” (защитные) для деформационных швов. Устанавливаются шпонки поверх листа экструдированного пенополистирола, такие шпонки применяются для изоляции швов шириной от 20 до 100 мм. Особенности шпонки — высокая стойкость к гидростатическому давлению, составляющему до 20 АТМ. Выпускаются в вариантах из ПВХ и EPDM резины.
- Гидрошпонки серии “ДЗС” отличаются от от классической серии “ДЗ” отсутствием анкеров с одной из сторон. Сторона с отсутствующими анкерами крепится к стене механическим способом с механических анкеров, прижимного профиля.
- Угловые гидрошпонки. Для устройства деформационного шва, находящегося на стыке конструкции “стена-пол” используются угловые гидроизоляционные шпонки, монтаж которых может осуществляться разнообразными способами: гидрошпонки могут заливаться бетоном, либо крепится одной из сторон механическим способом с использованием высокопрочных анкеров. Существует множество различных серий и конфигураций угловых гидрошпонок для изоляции деформационных швов шириной от 20 до 75 мм.
- Деформационные опалубочные мембранные (ДОМ) гидрошпонки применяются в опалубочных конструкциях при сопряжении гидроизоляционного контура с неармированными ПВХ мембранами. В местах сопряжения они свариваются горячим воздухом, на стыках образуя надежное гомогенное гидроизоляционное покрытие.
- Ремонтные угловые гидроизоляционные шпонки (ДР-УГЛ) монтируются поверх деформационного шва, находящегося на стыке конструкции стены и пола. Монтируется шпонка простым механическим способом с использованием прижимного стального профиля, бутилкаучуковой ленты “Герлен” и механических высокопрочных анкеров.
Примеры узлов:
Заделка бетонного шва на поверхности готового сооружения
В результате образования прогнозируемых холодных швов и проявления их на поверхности, а также возникновения трещин на поверхности бетона в результате прочих процессов, могут применяться, в зависимости от условий и конкретных целей, следующие виды материалов:
Герметики для заделки швов
Для заделки небольших трещин в сечении до 20 мм, как правило, применяются подвижные, эластичные и способные к упругой деформации в застывшем виде герметизирующие материалы, такие как:
Полиуретановые герметики
В случае образования небольшого шва, размеры которого незначительно увеличиваются со временем, обычно применяются подвижные полиуретановые однокомпонентные герметики типа Sikaflex или аналогичные. Данный вид герметиков стоек к ультрафиолету, обладает хорошей адгезией к бетону и стойкостью к атмосферным осадкам. Полиуретановые герметики, кроме этого, стойки к отрицательным температурам, имеют практически неограниченное количество циклов морозостойкости, устойчивы к воздействию агрессивных сред и и не вступают в химическую реакцию с фасадными красками.
Двухкомпонентные герметики на основе полиуретана применяется в строительстве для заделки швов в случае, если шов со временем расползается, увеличивается в размерах его сечение. Двухкомпонентные материалы имеют большую адгезию и подвижность, чем однокомпонентные.
Битумная, битумно-каучуковая, битумно-полимерная и бутилкаучуковая мастика или герметик
Вышеперечисленное герметизирующие материалы по свойствам имеют определенную схожесть, все они имеют хорошую адгезию к бетону, в случае применения в горячем виде также хорошую заполняемость трещин и пор деформационного шва, однако имеют ряд существенных недостатков, главным из которых является ограниченный срок службы, протяженность которого редко, на практике, составляет более 5 лет.
Ремонтные составы
Ремонтные составы для гидроизоляции трещин поверхности бетона, проникающая гидроизоляция используются в случае обработки больших площадей, и массивных повреждений бетона.
Инъектирование
В основном, инъектирование применяются в местах прохода инженерных коммуникаций, водопроводных и канализационных труб, а также для гидроизоляции уже существующего холодного шва бетонирования. Преимущество метода инъектирования заключается в отсутствии необходимости фрагментарной замены бетонного покрытия.
Метод инъектирования состоит в закачке инъекционного гидроизоляционного состава под давлением в тело бетона, — инъекционный состав проникает в трещины и поры, восстанавливая гидроизоляцию.
Для метода инъектирования необходимо специальное оборудование, в том числе специальные инъекционные насосы, дорогостоящие инъекционные смеси, пакеры, шланги… Также для проведения работ по ремонту гидроизоляции трещин в бетоне методом инъектирования, необходим компетентный и квалифицированный подрядчик.
Заделка бетонного шва финишным покрытием
На этапе отделочных работ, швы в бетонных полах или промышленных полах с уже нанесенным финишным покрытием, устраиваются с использованием специальных дилатационных устройств.
Дилатационное устройство представляет собой два алюминиевых профиля, укладывающихся по разные стороны шва в бетонных полах. Соединяются два алюминиевых профиля компенсатором, предназначение которого в сжатии, расширении и передвижении в процессе естественного передвижения деформационного шва.
Гидроизоляция деформационного шва дилатационным устройством
В основном, дилатационные устройства, не выполняют функцию гидроизоляции, однако встречаются модели с гидроизоляционными компенсаторами, которые предотвращают попадание воды в деформационный шов, при этом сохраняя подвижные свойства.
Компенсаторы на дилатационных устройствах встречаются нескольких видов: из ПВХ, EPDM, ТЭП, а также алюминиевые и стальные.
Более распространены дилатационные устройства с компенсаторами из ПВХ, такие материалы удовлетворяют большинству строительных требований. Однако, в случаях, когда предполагаются интенсивные динамические нагрузки, а также воздействия агрессивных химических сред, используется компенсаторы из EPDM резины. Алюминиевые и стальные компенсаторы используются в дилатационных устройствах, Предназначенные для устройства деформационных швов в условиях эксплуатации легковым и грузовым автотранспортом: на подземных парковках, дорогах.
Ширина на деформационного шва, изолированного дилатационными устройствами может варьироваться от 5 до 250мм, в зависимости от типа.
Монтаж дилатационных устройств осуществляется простым механическим способом: алюминиевые профиля по обе стороны деформационного шва монтируются к основанию механическими анкерами, в некоторых случаях необходимо также применение ленты “Герлен” в качестве дополнительной герметизирующей прокладки между бетонным основанием и алюминиевым профилем.
Дилатационные устройства по методу монтажа также делятся на закладные и накладные. Закладные алюминиевые профиля монтируются на этапе устройства стяжки, до этапа устройства финишного покрытия, которое может из себя представлять промышленный наливной пол, плитку. Накладные дилатационные устройства монтируется поверх финишного покрытия с использованием простых механических анкеров .