Для чего нужны компенсационные швы в бетоне?

Что такое компенсационный шов в бетоне и как его сделать?

Чтобы предотвратить появление трещин в наливных монолитных поверхностях, необходимо выполнить компенсационные швы в бетоне. Эти деформационные разрезы послужат препятствием от образования деформаций на долговечном, прочном, надежном, но капризном материале для возведения конструкций. Если не сделать операцию по обустройству защитных элементов, то последующие процессы могут привести к разрушению объекта.

Что это и зачем нужны?

Определение

Компенсационный шов — это особым образом выполненное углубление на определенном участке бетонного изделия, которое предохраняет конструкцию от негативного влияния температурных колебаний окружающей среды и подвижек грунта. Это устройство приобрело популярность в регионах с высокой сейсмической активностью, а также его используют для защиты ленточного фундамента.

Внутреннее напряжение бетона — причина появления деформаций в монолитных конструкциях.

Как работают?

Элементы готового сооружения находятся в тесной взаимосвязи между собой. При этом постройки постоянно изменяют свою геометрию под влиянием температурных перепадов, изменения влажности окружающей среды, усадочных процессов стенных конструкций и вызревающих бетонных монолитов. Это приводит к возникновению внутреннего напряжения в основных элементах сооружения, хотя эти изменения сначала визуально обнаружить невозможно. Созданные особым образом швы способствуют равномерному перераспределению нагрузок, которые появляются во время эксплуатации сооружений. Это достигается путем компенсации изменения геометрических параметров материала (расширение, сжатие, скручивание, сгибание, сдвигание), которое возникает из-за причин, действующих на монолит или его внутреннюю структуру.

Такие силы воздействуют на бетонные конструкции постоянно, но если не выполнить деформационные швы, нагрузки приведут к следующему:

• ухудшению эксплуатационных характеристик несущей основы строения;
• появлению трещин на монолитных поверхностях по всей глубине заливки;
• проявлению деформаций изделий;
• увеличению внутренних сил.

Отсутствие такого элемента в конструкции может привести к ее массивному растрескиванию.

Такие факторы способствуют сокращению сроков полезного использования строений из бетона. При этом наблюдается закономерность — большегабаритным конструкция соответствуют большие внутренние силы. Вызванное нагрузками образование трещин передается через жесткий арматурный каркас внутренним конструкциям строения. Несущественное изменение положения несущей стены в центре появления деформационных сил вызывает разрушительные процессы по всему сооружению. Кроме этого, не нужно забывать о сезонных пучениях и постоянной подвижке земли.

Разновидности швов

В строительной практике, основываясь на стандартах проектирования полов, данных в СНиП 2.03.13—88, применяются такие виды защитных углублений:

Изолирующий тип стыка целесообразно делать вокруг колонн.

• Изолирующие. Основная функция шва — предотвращение передачи деформирующих нагрузок от капитальных конструкций к стяжке пола. Технологический процесс обустройства компенсирующего элемента состоит в прокладывании специального материала вдоль конструкции, которая будет заливаться бетоном. Исходя из этого, такой тип углублений размещают следующим образом:
  • по периметру стен;
  • вокруг колонн;
  • вдоль фундаментной основы.
• Усадочные швы. Процесс схватывания бетонного раствора происходит неравномерно — в поверхностных слоях он протекает быстрее, чем во внутренних. Это является причиной появления глубинного напряжения, которое приводит к растрескиванию стяжки. Чтобы предотвратить это явление, используя специальное оборудование или закладывая при заливки особые рейки, формируется усадочный шов. Он нарезается по осевым линиям колон, соединяясь с угловыми элементами, расположенными по периметру сооружений. Шов выполняют глубиной до 1/3 мощности бетонной заливки.
• Деформационный шов конструкционного типа. Применяется при порционной заливке бетона в месте, где приостановились укладочные работы. В качестве материала для обустройства шва используют деревянную рейку, стеклянную полоску или слоя размягченного битума. Эта прокладка одновременно выполняет сглаживание горизонтального перемещения элементов монолитного сооружения.

Наружные компенсационные швы и защитные углубления, выполненные в местах повышенной влажности, обязательно герметизируются.

Правильное обустройство

Инструменты и материалы

Перед началом работ по обустройству компенсационных углублений готовят такой инструментарий:

Для обустройства такого стыка понадобится специальный профиль.

• Инструмент для нарезания швов. Ручная шлифмашинка со специальными насадками.
• Компенсационная лента. Демпферный элемент применяется для распределения нагрузок от поверхности стен и высыхающих монолитных полов. Существующий ассортимент такого вида изделий позволяет создать защиту для стяжек.
• Шнур для уплотнения. Популярный и удобный материал из вспененного полиэтиленового вещества. Существуют две разновидности средства:
  • цельный шнур;
  • трубчатый материал.
• Мастики, герметизирующие средства. Используются отдельно и в комплексе с полиэтиленовыми шнурами. Мастичный материал на битумной основе применяют для обработки компенсационных швов, выполненных снаружи помещений.
• Профили для заделки защитных швов. Представленные на рынке строительных материалов эти средства имеют различную конфигурацию, изготовлены из разных веществ. Некоторые разновидности устанавливаются перед заливкой бетонной конструкции в место, предназначенное для формирования защитного углубления. Другие монтируются после созревания монолитной поверхности.

Устройство шва

Компенсирующее углубление выполняется двумя способами. Первый метод проводится в процессе заливания раствора путем установки в рассчитанные места демпферных материалов, которые останутся или демонтируются из углубления. При втором способе нарезается в бетонной поверхности компенсационный шов, который обрабатывается специальными средствами или оставляется в незаполненном состоянии.

Компенсационные швы в бетоне

Бетонные основания являются наиболее долговечными, надежными и прочными. Однако бетон — капризный материал при формировании конструкций, поверхностей и их эксплуатации. Нагрузки, действующие на материал и в материале, которые имеют разные причины, приводят к растрескиванию монолитной поверхности. Так происходит, если вовремя не принять меры по созданию компенсационных разрезов, которые препятствуют подобным явлениям.

Что такое компенсационный шов?

Это целенаправленное фрагментирование бетонного основания (пол, стена, кровля и пр.), которое ослабляет действие внешних и внутренних сил (напряжений), ведущих к неконтролируемому деформированию и разрушению монолита бетона на всю его глубину. Подобные деформации могут стать причиной снижения показателей характеристик зданий. Компенсационный разрез реагирует и демпфирует изменения геометрии бетонной плиты, состоящей из нескольких независимых фрагментов. Такие швы являются серьезным фактором обеспечения надежности и долговечности сооружений.

Необходимость устройства

Конструкционные элементы построек связаны и постоянно взаимодействуют между собой на фоне того, что здания изменяют геометрические размеры под воздействием перемен в температурно-влажностном режиме эксплуатации, усадки каркаса, осадки твердеющих бетонных монолитов. Все это вызывает напряжения в узлах единой конструкции сооружения, хотя часто подобные изменения геометрии элементов визуально незаметны. Создание разрезов способствует равномерному распределению дополнительно возникающих нагрузок (сил, напряжений) путем компенсации изменений геометрических размеров (расширения, сжатия, скручивания, сдвигания, сгибания и пр.) материала, возникших из-за факторов, действующих на бетон (или в бетоне).

Нагрузки влияют на сооружения всегда, но без сформированных компенсационных швов они влекут за собой ухудшение характеристик фундаментов, возникновение трещин, проявления деформаций конструкций, увеличение внутренних напряжений, сокращение длительности эксплуатации и пр. К примеру, нагрев/охлаждение стен приводит к незначительному изменению их размеров, что в свою очередь создает в материале напряжения. Больше габариты стен — больше и напряжения.

Они вызывают трещинообразование (в стяжках бетона, внутренней отделке), передаются через жестко связанный каркас перекрытиям, балкам, лестницам, фундаменту и пр. Минимальный сдвиг положения стены в очаге напряжения немедленно создаст угрозу целостности жесткой конструкции постройки. Длительность воздействий, их величины могут даже стать причиной разрушения каркаса сооружения. Подвижки и сезонные пучения грунтов также проявляются как фактор разрушения отмосток, если в них не предусмотрены температурные разрезы.

Какими бывают компенсационные швы?

Характер нагрузок, которые должны компенсировать разрезы — основной признак их классификации. Они подразделяются на неподвижные (условно) — технологические и усадочные, а также на осадочные, изоляционные и температурные, деформационные. Перерывы в работах с бетоном сопровождаются формированием технологических разрывов, когда подушка материала, отлитая ранее, примыкает к грани нового участка монолита.

Усадочные разрезы путем фрагментирования плиты ослабляют напряжения растягивания в твердеющем материале, что способствует проходу трещин ниже разреза без выхода на ее поверхность либо проходу разлома по шву. Они компенсируют деформацию и усадку при неравномерной потере влаги разными участками стяжки. Наружными температурными разрезами здания разделяются на секции, что защищает от деформаций, вызванных изменением температуры бетона.

Часто их комплексируют со швами, задача которых — компенсация вертикальных сдвигов в отдельных частях сооружений из-за неравномерности осадки грунтов под постройкой. Деформационные швы разгружают монтажные стыки конструкционных элементов от деформаций скручивания, поперечных и продольных напряжений. Их формируют в местах примыканий пола к колоннам, лестничным маршам, пандусам, бордюрному камню, на изломах плоскостей материала, участках ступенчатого перепада высоты стяжек и пр.

Изоляционные швы обязательно создаются на стыке пола со стенами, лестницами, колоннами и пр. Их задача — пресечение передачи деформаций (температурных, усадочных и пр.) от каркаса сооружения на стяжку пола. Такое разъединение препятствует прохождению ударных звуковых волн внутрь помещений через стяжку и обратно. Температурные швы формируются для компенсации движения грунтов и зданий относительно отмостки. Ее фрагментирование и эластичная привязка к фундаменту обеспечивают демпфирование нагрузок.

Как выполняются?

Используется два метода формирования швов с использованием алмазных или абразивных кругов:

• монтажный — когда на стадии заливки бетон разделяется на фрагменты с использованием закладываемых на всю глубину плиты демпфирующих материалов (стекло, брус, полимерные ленты, пластиковая вагонка и пр.), которые могут удаляться из шва или оставаться в нем;
• разрезание — когда твердеющая бетонная плита прорезается на фиксированную глубину, а сформированные швы заделываются полимерными герметиками, мастиками, закрываются специальными конструкциями или оставляются незаполненными. Шаг (ширина полосы) нарезки определяется следующим образом: высота стяжки (в см) умножается на коэффициент «24». Результат — шаг обустройства швов (в см).

Они делаются идеально прямыми, допускается их пересечение только под прямым углом. Вместе с тем стыки рассечений не должны в плане формировать букву «Т». Когда невозможно исключить в плане пересечение швов в виде треугольника, фигуру делают равносторонней. Минимальная ширина швов 0,6 см, которая зависит от высоты слоя искусственного камня. По влажному бетону резка может проводиться уже через 12 — 72 часа после укладки (зависит от температуры воздуха), однако следует исключать ситуацию, когда бетон окончательно высох, и прорезанный край материала осыпается.

Глубина сечений составляет 1/4 — 1/2 высоты плиты. Площадь пола внутри помещений считается неделимой (до 30 м2), когда соотношение сторон такого «прямоугольника» не больше 1:1,5. Большие площадки разделяются усадочными швами на подобные или меньшие по площади участки. Когда монолит имеет длину от 25 м и более, его обязательно пересекают швами. Если дорожки твердеющего материала имеют ширину 3 метра и больше, делаются продольные швы.

На открытых для осадков плитах прорезы делаются с шагом 3 м, а максимальная площадь цельного куска не более 9 м2. Монолиты дорожек (коридоров) рассекаются поперечными швами с шагом до 6 м (обычный шаг — удвоенная ширина укладки материала), а Г-образные повороты фрагментируются на прямоугольники (квадраты). Также прорези разделяют напольные покрытия из различных материалов, основания в помещениях по дверным проемам, места перепада высоты стяжек.

Подобные швы, как и те, что оказываются под паркетной доской, не заполняются, а на открытом воздухе герметизируются. Разрезы плит пола, опоясывающие колонны, должны быть в плане квадратами, углы которых располагаются против плоских граней колонн (квадрат, образованный швами, поворачивается на 45 град. относительно граней колонны). Конструкционная целостность рассеченных оснований обеспечивается специальными системами, помещаемыми в швы или накладываемыми на них. Это профили из металла и уплотнители.

В отмостках пристеночные швы заполняются рубероидом, битумом или герметиком. Отмостка подразделяется на участки по 2 – 2,5 метра, которые пересекаются швами (перпендикулярными стене) на всю глубину заливки бетона. Такой разделитель формируется доской (несъемная опалубка), укладываемой на ребро так, чтобы верхний ее край совпадал с поверхностью опалубки. Доски (толщина до 3 см) обрабатываются горячим битумом, септиком. Также используются специальные ленты из винила толщиной до 15 мм. Затем опалубка бетонируется.

Компенсационный шов в стяжке

Рисунок разрезов, которыми разделяется стяжка, зависит от площади и конфигурации помещения. Пристенные швы имеют глубину на всю высоту стяжки. Их заполняют эластичными прокладками толщиной до 10 мм, силиконом. Также плиты заливки перерезаются на уровне дверных проемов и коридоров, но не на всю высоту материала. Аналогичным образом ее необходимо отделять от лестничного марша.

Если площадь помещения больше 30 м2 или если в нем есть Г-образные участки, она фрагментируется на прямоугольные (квадратные) составляющие со стороной не длиннее 6-ти метров. Установленные в помещении колонны также обособляются разрезами (в форме квадрата) у их основания. Когда стяжка содержит армирование, прорезание делается по границам листов арматурного каркаса.

В середине монолита рассечения обычно привязываются, например, к габаритам плитки, укладываемой на пол (шов должен проходить между ними). В теплых полах стяжка разрезается по границам полей тепловыделяющих элементов. Глубина прорезания определяется ее высотой, а также она зависит от наличия греющих труб в полу. В таких случаях массив бетона рассекается на 1/3 — 1/2 его толщины.

Заключение

Компенсационные швы являются необходимой составляющей формирования каркасов сооружений из бетона и обязательно обустраиваются при создании стяжек. Правильное применение швов — гарантия длительной и надежной эксплуатации зданий, сохранения эстетичности внутреннего декора.