Что такое холодный шов в бетоне и где допустимо его расположение

Что такое холодный шов в бетоне и где допустимо его расположение?

Во время объемного строительства, когда работы длятся несколько дней, возникают рабочие швы бетонирования. В этом понятии заключаются технологические особенности работы с бетоном. Швы в бетонных полах, в балках и стенах негативно сказываются на долговечности здания или конструкции, становятся причиной нарушения герметичности. Во избежание разрушения готового объекта важно правильное выполнение стыков.

  1. Что это такое?
  2. Причины возникновения
  3. Где можно бетонировать со швами?
  4. Лучшее расположение шва
  5. Недостатки швов

Что представляет собой холодный (рабочий) шов

При строительстве зданий, сооружений и архитектурных комплексов лучший метод бетонирования — непрерывная заливка бетона по всему объему опалубки. Это хорошо, если строящееся здание небольшое. Но, чаще всего, в строительстве полы, стены, перекрытия бетонируются слоями. Чтобы конструкция была долговечной и прочной, бетонировать ее необходимо в определенном рабочем ритме, пауза в работе не должна превышать 5-7 часов. Каждый последующий слой нужно заливать пока не застыл предыдущий. Граница между бетоном, уложенным на уже затвердевший слой и называется холодный шов. Нарушение норм кладки отрицательно влияет на технические характеристики бетона.

Причины появления

Образование рабочих границ происходит по ряду причин:

  1. Организационные моменты. Например, остановка рабочего процесса из-за пересменки, ремонта техники, нехватки стройматериалов, несовершенство технологической цепочки, технические особенности спецтехники и применяемых механизмов.
  2. Технологические вопросы. Проблемы, вызванные условиями монтажа арматуры, опалубки, перекрытий, пола. Часто возникают при необходимости ограничения давления на конструкцию.
  3. Конструктивные моменты, вызванные необходимостью создания направленных деформаций на отдельных элементах сооружения.

Бетон укладывается слоями. Свежий жидкий слой цемента заливается на уже затвердевший. В результате сцепление между пластами уменьшается. Прочность материала становится меньше, чему у монолитного блока без рабочего стыка. По этой причине снижается морозостойкость, влагонепроницаемость и ухудшается внешний вид балки, плиты или монолитной стены.

Ухудшение эксплуатационных характеристик связано с тем, что между рабочим стыком и слоями бетона происходит преобразование усадочных сжимающих усилий в нагрузку растягивания. Следовательно, образуется избыточное напряжение в зоне шва. При затвердении бетон сжимается. В этот период он наименее стоек к действиям усилия на изгиб и растягивание. При резком ослаблении сил растяжения образуются микротрещины, из-за чего на стыке бетон проявляет меньшие прочностные характеристики из-за малой плотности.

Следовательно, даже при одинаковых напряжениях на растяжение в рабочем шве будут образовываться трещины. Этого не бывает в монолитном изделии.

Технология устройства

Холодный шов должен обеспечить плотное прилегание и сцепление слоев бетона. Препятствовать этому могут поверхностные загрязнения — мусор, снег или лед. Поэтому их удаляют.

Легкой поверхностной чистки недостаточно. Нужно разрушить цементную пленку, ухудшающую адгезию застывшего материала со свежим.

Для этого используют различные способы удаления поверхностного слоя на рабочих швах бетонирования:

  • механический с помощью ручных или электрических инструментов;
  • химический с промывкой кислотой.

Механическую обработку для обеспечения большего сцепления слоев проводят металлическими щетками с проволочной щетиной, фрезеровальной установкой, пескоструйным пистолетом, воздушным компрессором или струей воды.

При травлении кислотой действующим веществом выступают соляная, уксусная или ортофосфорная кислота. Они растворяют цементную пленку, открывают поры бетона. После обработки участок промывают водой.

Дополнительно по поверхности стыка наносят насечки или покрывают битумными, клеевыми или полимерными мастиками. Они повышают адгезию между схватившимся и следующим новым слоем бетона в несколько раз.

На место соединения укладывают усиливающую сетку из арматуры с мелкими ячейками. Эффективно применение оцинкованных шпонок с двумя рабочими сторонами.

Устройство холодного шва проводят по схеме:

  1. Выбор места стыка согласно СП 70.13330.2012, где четко указаны возможные границы для колонн, плоских и ребристых плит, балок. Для полов, отмосток и других покрытий участок определяют исходя из технологии и объема бетона.
  2. При бетонировании формируют ровный край с помощью опалубки. Смесь должна набрать прочность не менее 1,5 МПа. Ориентировочно это займет 1-3 дня.
  3. Подготавливают стык вышеуказанными способами. Комбинированная обработка дает лучший результат.
  4. Заливают участок бетоном, смесь уплотняют и выравнивают.

Если место шва заранее не было подготовлено, прорезают бетон вдоль стыка с помощью специальной машины с алмазным диском.

При устройстве температурных, изоляционных, усадочных и конструкционных швов особое внимание уделяют герметизации стыков. Применяют гидрошпонки, бентонитовые и гернитовые шнуры, набухающие профили. Они компенсируют подвижки бетонных массивов и одновременно препятствуют проникновению влаги.

Идеальное положение шва

В наиболее предпочтительном варианте расположение шва точно совпадает с положением нулевой (минимальной) поперечной силы в монолитной конструкции. Такое место можно обнаружить посредством выполнения специализированных расчетов (в эпюре поперечных сил). Если расчеты проводятся вручную, то определяется место, где эпюра пересекает горизонталь (оптимальное место для шва, поскольку в этом месте поперечная сила стремится к нулю). При расчетах с помощью специализированных программ проводится анализ эпюры поперечных сил или их цветных схем, что более наглядно.

На чертежах стык между слоями бетона традиционно изображается пунктиром. Для более точного определения используется соответствующая выноска — «рабочий шов бетонирования». Стоит отметить, что изменение положения швов не допускается в обход выполненных на чертежах схемах, а соблюдение достаточно понятных рекомендаций, обозначенных в СНиП 3.03.01-87, позволит получить прочное и долговечное сооружение.

Способы увеличения адгезии бетонной поверхности

  • Обработка поверхности бетона грунтовкой глубокого проникновения или битумными и полимерными мастиками. Метод довольно действенный, хотя и дорогостоящий.
  • Нанесение с помощью болгарки, зубила, молотка или перфоратора по всей площади бетона глубоких насечек. Способ актуален в случае наличия давно затвердевших поверхностей, то есть, когда строительные работы возобновляют после длительного простоя.
  • Армирование строительного стыка стальной сеткой, имеющей довольно мелкие ячейки.

На заметку! Практика показывает, что лучших результатов по увеличению адгезии бетонной поверхности удается достичь при использовании нескольких способов обработки одновременно.

Общая информация

Бетонирование методом монолитного строительства получило довольно широкое распространение в сфере постройки зданий. Основным его назначением является применение для сооружения объектов разнообразного применения и целевого назначения, и функциональности.

Подобная технология характеризуется большим количеством положительных моментов, в сравнении с процессом строительства методом сборки.

Строительство монолитным способом имеет такие преимущества:

  • наиболее важным преимуществом является уменьшение времени, необходимого для полноценного возведения постройки;
  • снижение уровня расходов на строительство;
  • возможность достижения более высоких и прочных параметров, и продление срока эксплуатации построенного здания.

Основные методы гидрозащиты холодных швов

Все способы гидроизоляции холодного шва предполагают его предварительное штробление по всему периметру и полную очистку полученной штробы от всех инородных элементов. После этого штроба заполняется специальным гидроизолирующим раствором. Для обустройства герметизации холодного шва можно применять только самые качественные и надежные материалы от поставщиков, имеющих необходимые лицензии и сертификаты.

Далее кратко опишем несколько основных методов гидроизоляции таких швов:

Проникающая гидроизоляция

Проникающим гидрозащитным воздействием обладает группа материалов, представляющих собой сухие смеси на основе определенных марок цемента, в которые добавлены вещества, обеспечивающие повышенную адгезию к бетону, сохранение (или увеличение) первоначального объема при застывании, а также высокие показатели герметичности и прочности после затвердевания. Они весьма удобны в работе.

Читайте также  Программа для строительства дома

Гидропломба

Эта сухая смесь очень быстро затвердевает. Широко используется для ликвидации протечек в конструкциях из бетона, также в профилактических целях, в том числе и для защиты холодных швов.

Инъекционный метод гидроизоляции шва

Применяется для ликвидации протечек бетонных конструкций, вызванных различными причинами. Метод состоит в заполнении щели быстротвердеющим изолирующим материалом путем его подачи под высоким давлением при помощи специальных пакеров для инъектирования бетона.

Гидроизолирующие шпонки

Это профилированные ленты, которые производятся из различных полимеров: резины ПВХ и т.д. Такие лены могут закладываться в зону любых швов, в том числе и холодных, для предотвращения от попадания влаги внутрь.

Герметизирующие (уплотнительные) шнуры

Эти шнуры изготавливаются из материала, который разбухает при контакте с водой. При этом его объем может втрое превысить первоначальный. Заложенные в зону шва шнур после разбухания заполняет собой всё свободное пространство, препятствуя проникновению извне влаги. Для герметизации холодных швов обычно используются бентонитовые шнуры.

При создании бетонных элементов оптимальной является укладка смеси на полный объём установленной опалубки. Однако существует технология, которая позволяет производить укладку бетонной смеси послойно. При этом наполнение опалубочного ограждения наполняют следующим слоем до схватывания предыдущего. При таком рабочем режиме прочность бетонного монолита не снижается.

Внимание! Если бетонирование в объёме одной опалубочной формы ведётся с длительными перерывами, которые приводят к застыванию предыдущего слоя, то закладка следующего должна же вестись с соблюдением ряда особых технологических требований. Их цель – снизить отрицательное влияние рабочего шва, находящегося между старым твёрдым и новым жидким бетоном, на прочность бетонного элемента.

Причины образования рабочих швов

Рабочие швы иначе называются холодными, строительными или швами бетонирования. Получение качественных рабочих швов требует знания тонкостей технологии бетонирования и жёсткого её выполнения.

Существует несколько причин образования швов бетонирования – организационного, конструктивного и технологического характера. Способы их преодоления:

  • устранение простоев;
  • увеличение количества используемой техники;
  • повышение грузоподъёмности лесов.

Однако полностью избежать образования холодных швов очень сложно, особенно при строительстве конструктивно сложных сооружений, которые создаются по технологии отдельных связываемых блоков.

В каких случаях допускается устройство холодных швов

Швы бетонирования представляют собой ослабленное место в бетонной конструкции, поэтому их можно устраивать только на тех участках, где границы старого и нового бетона не оказывают отрицательного влияния на общую прочность конструкции.

Холодные швы можно устраивать при бетонировании:

  • Колонн. В данном случае стыки располагают на уровне низа прогонов, подкрановых консолей, балок, верха подкрановых балок, верха фундамента.
  • Балок значительных размеров, которые монолитно соединяют с плитами. Швы должны находиться на 20-30 мм ниже линии нижней поверхности плиты.
  • Плоских плит. Сочленение старого и нового бетона может располагаться на любом участке параллельно меньшему сечению плиты.
  • Ребристых перекрытий. Если бетонирование производят параллельно второстепенным балкам, то холодный шов допустим в средней трети балок. При бетонировании, которое производится параллельно главным балкам – на участке двух средних четвертей пролётов плит и балок.
  • Отдельных балок. В данном случае, если бетонирование проводят параллельно главным балкам и прогонам, швы могут находиться в средней части пролёта балок, в двух средних четвертях пролёта прогонов и плит.
  • Массивов, сводов, арок, мостов, бункеров и прочих сложных в исполнении инженерных конструкций. Швы устраивают на участках, оговоренных проектом.

Внимание! Рабочие швы бетонирования должны располагаться горизонтально, при этом выбор места их устройства должен производиться с учётом внешнего облика здания. Точное определение мест швов осуществляется с использованием проектной документации и СНиП.

Способы получения качественных рабочих швов бетонирования

Помимо регламентации мест расположения холодных швов существует ещё несколько правил, выполнение которых даёт возможность сохранить достаточную прочность конструкции со швами:

  • Если перерыв в бетонных работах составляет более двух часов, то возобновлять работы следует после того как предыдущий слой достигнет прочности 1,5 МПа.

Внимание! Данная мера предосторожности позволит сохранить структуру старого слоя.

  • При этом обязательно необходимо очистить механическим способом отвердевшие поверхности от цементных плёнок. Очистку производят металлической щёткой, фрезерованием, пескоструйной обработкой. После такой механообработки поверхность необходимо промыть воздушной струёй или водой под давлением.
  • Если необходимо увеличить период схватывания слоёв, то при производстве бетона применяют пластификаторы – замедлители затвердевания.

Совет! Применять в качестве замедлителя сульфитно-дрожжевую бражку допускается только в летний период года и не рекомендуется к использованию в остальные сезоны.

  • Достичь большего сцепления позволяет обработка затвердевшего бетона грунтовочными, клеевыми и битумными составами.
  • Для бетонных работ в высотном домостроении могут применяться технологические швы бетонирования с использованием специальных приёмов армирования. Они предусматривают применение одной или нескольких сеток различного типа или двухсторонних шпонок из оцинкованной стали.

Существуют также иные типы швов, предусматриваемые проектной документацией и предназначенные для предотвращения критических напряжений в бетонных элементах. Такие швы называются температурными или деформационными – расширения, сжатия, коробления. Температурные швы нарезают алмазным диском по затвердевшему бетону. После предварительной подготовки швы заполняют эластичными компенсационными составами на различных основах. Роль компенсаторов могут выполнять резиновые шнуры, полимеры, мастики. Основное качество всех этих материалов – способность к лёгкому деформированию.