Деформаційні шви в монолітних залізобетонних конструкціях

 

У будь-яких будівлях виникають деформації через різні фактори: осідання будівель після будівництва в процесі експлуатації, вплив температури і сейсмічні події, а також неоднорідності ґрунтів в основі. При проектуванні та будівництві необхідно враховувати ці фактори, щоб зробити конструкцію максимально безпечною та зменшити ризик пошкоджень та потреб у частих ремонтах. У зв’язку з тим, що сучасні споруди стають все більш масивними та великими — чи то житловими, комерційними чи промисловими об’єктами — використання деформаційних швів у конструктивних елементах стає необхідністю.

 

Визначення та призначення деформаційних швів

 

Для зниження напруг у конструкціях, викликаних деформацією та усадкою елементів будівель, мостів, доріг та інших споруд, у них застосовуються деформаційні шви. Ці елементи поділяють всю конструкцію окремі блоки, дозволяючи їм вільно переміщатися у певних напрямах. Такий підхід суттєво знижує ризик пошкодження конструкцій у місцях потенційної деформації. Ділянки, розділені деформаційними швами, рівномірно осідають усередині свого об’єму, не порушуючи цілісність сусідніх блоків.

 

 

Відстань між температурно-збіжними швами

 

У процесі зведення монолітних будівель виникають значні деформації. Навіщо у такому разі потрібні деформаційні шви? При будівництві будівель, особливо при значних температурних навантаженнях, таких як твердіння бетону і коливання температури повітря, відбуваються деформації. У цей момент відбувається скорочення бетону. Деформаційні шви в залізобетонних конструкціях здатні знизити зайві навантаження і запобігти подальшим деформаціям, які можуть призвести до серйозних пошкоджень. Будинки поділяються на окремі блоки з метою забезпечення високоякісної роботи кожного блоку та запобігання виникненню напружень між сусідніми елементами.

Існують два основні типи деформаційних швів: температурні та осадові. Їх застосовують у більшості будівельних проектів для пом’якшення деформацій у конструкціях, спричинених змінами температури навколо них. В основному це стосується навісних структур будівель, оскільки шви проходять від фундаменту до покрівлі, мінімізуючи вплив на основні конструкції. Цей тип швів поділяє споруду на блоки, забезпечуючи можливість лінійних переміщень без негативних наслідків.

Деформаційні шви можуть використовуватись і між будинками. Їх вибір залежить від багатьох факторів, таких як тип системи, місце розташування (стіни, підлоги, покрівля) та умови експлуатації (всередині або зовні будівлі, у відкритому просторі). Існує багато способів класифікації деформаційних швів, що враховують їх різні характеристики, такі як теплові, грунтові, термозбіжні, сейсмічні, ізоляційні. Залежно від конкретних умов та вимог вибираються найбільш підходящі типи деформаційних швів.

 

Види деформаційних швів

 

Існує безліч типів деформаційних швів, які класифікуються за різними характеристиками:

  1. Осадкові: Ці деформації виникають через нерівномірне ущільнення ґрунтів під різними частинами будівлі. Вони можуть бути викликані нерівномірним розподілом ваги чи різнорідністю ґрунтів під різними частинами споруди. Деформаційні шви осадового типу встановлюються вертикально по всій висоті будівлі від фундаменту для компенсації різниці в осаді окремих конструктивних блоків.
  2. Усадкові: Ці деформації пов’язані зі зменшенням об’єму конструкцій та елементів через втрату вологи під час застигання бетону. Для запобігання тріщинам і ламкам конструкція ділиться на певні частини.
  3. Температурні: Цей тип деформації особливо важливий у місцевостях із мінливим кліматом. Конструкції зовнішніх частин піддаються впливу температур, що може призвести до внутрішньої напруги та деформації. Температурні шви влаштовуються для компенсації цих змін.
  4. Сейсмічні: Ці навантаження виникають у районах із частими землетрусами. Будинки поділяються на окремі блоки, розділені сейсмічними деформаційними швами, щоб зберегти їхню цілісність при сейсмічній активності.

Крім того, деформаційні шви класифікуються за місцем розташування в конструкції:

  • у стінах;
  • у фундаментах;
  • в бетонних підлогах;
  • у монолітних плитах.

 

 

Кожен тип деформаційного шва має свою структуру та враховує особливості змін форми та навантажень для відповідної ділянки та напряму. Також існують компенсуючі шви між будинками, щоб уникнути впливу змін однієї будівлі на іншу.

 

 

 

Температурні та усадкові шви

 

Коли справа стосується деформаційних швів, що належать до категорії температурних, їх пристрій стає актуальним у регіонах із мінливим кліматом. Тут зміни температури можуть сильно впливати на якість будівництва, особливо в умовах спеки чи суворого холоду.

Під час створення температурних швів весь об’єкт поділяється на квадратні відсіки, розміри яких розраховуються індивідуально кожному за випадку. Проведення цих розрахунків зручно виконувати на плиті, що забезпечує точніші результати. Також враховуються сейсмічні умови та географічне положення, а також параметри будівництва та глибина промерзання ґрунту.

Хоча усадкові деформаційні шви рідко застосовуються на фундаменті, багато експертів рекомендують їх використовувати, особливо при великих обсягах бетону. Це особливо актуально при використанні великих обсягів бетону для фундаментів та будівель.

Такі вимоги легко зрозумілі: з часом бетон втрачає вологу і зменшується в обсязі, що може призвести до серйозних деформацій та тріщин на стінах та фундаменті. У зв’язку з цим пристрій усадкових швів є обов’язковим при використанні великих обсягів бетону.

Часто фахівці рекомендують комбінувати усадкові та температурні шви для досягнення найкращих результатів, що просто в реалізації та широко застосовується при будівництві будівель різної поверховості та типів фундаментів.

 

Матеріали, що використовуються для облаштування демпферних, компенсаційних швів

 

Матеріали для облаштування швів повинні відповідати певним вимогам, незалежно від їхнього вигляду та розмірів. Вони повинні мати пружність, еластичність, легко стискатися і швидко відновлювати форму після стиснення.

Для заповнення деформаційних зазорів широко використовується шнур із спіненого поліетилену. Він представлений у двох різновидах: суцільний шнур ущільнювача з діаметром від 6 до 80 мм і у вигляді трубки з діаметром від 30 до 120 мм. Діаметр шнура повинен перевищувати ширину шва на ¼ до ½. Шнур встановлюють у паз у стислому стані та заповнюють ⅔ до ¾ вільного обсягу.

Для закладення швів також використовують різні герметики: поліуретанові, акрилові, силіконові. Вони можуть бути як однокомпонентними, і двокомпонентними. Мастики, такі як бітумні, бітумно-полімерні склади на основі сирої гуми або епоксидні з добавками для надання еластичності, застосовуються в основному для герметизації зовнішніх деформаційних зазорів.

Матеріали, призначені для використання у деформаційних швах, повинні відповідати певним вимогам, незалежно від їх типу та розміру. Вони повинні мати пружність, еластичність, бути легко стисливими і швидко відновлювати свою форму після стиснення.

Один з найбільш поширених матеріалів для заповнення деформаційних зазорів – це шнур зі спіненого поліетилену. трохи більше ширини шва на ¼ до ½. стислому стані та заповнюють ⅔ до ¾ вільного обсягу.

Для заповнення швів також використовують різні герметики: поліуретанові, акрилові, силіконові. Вони можуть бути однокомпонентними або двокомпонентними. .

 

Профілі для демпферного шва

 

Спеціальні профілі, що використовуються для закладення температурних швів в бетоні, є ефективним рішенням в сучасному будівництві. гума, чи їх комбінації. Деякі моделі профілів встановлюються у процесі заливання бетонного розчину, тоді як інші можна встановлювати в паз вже після повного затвердіння основи. Розробники (як закордонні, так і вітчизняні) запропонували широкий асортимент таких профілів, призначених для зовнішнього та внутрішнього використання.

 

 

Депферний, компенсаційний шов у фундаменті

 

Деформаційні шви у фундаментах відіграють ключову роль у будівництві, оскільки фундамент є однією з найбільш важливих і відповідальних частин будь-якої будівлі. Від його надійності залежить безпека всієї споруди. нерівномірне осідання різних частин будівлі. Зовнішній периметр фундаменту також може піддаватися температурним. Змінам. Деформаційні шви в фундаментах повинні компенсувати ці навантаження, забезпечуючи пружність і рухливість конструкції.

 

 

Для влаштування деформаційного шва у фундаментах застосовуються методи, орієнтовані на всю висоту стін від підошви основи. Відстань між швами визначається інженерними розрахунками та залежить від факторів, таких як навантаження, тип ґрунту, матеріал стін та функціональне використання приміщень. Для цегляних будівель відстань зазвичай становить від 15 до 30 м, а для дерев’яних – до 70 м. Також необхідні компенсуючі розриви на межах різних частин будівлі через високу напругу в цих місцях.

Деформаційний шов у плиті фундаменту є зазором, який поділяє її на окремі блоки. Цей зазор заповнюють спеціальною смолою, щоб забезпечити стабільність конструкції.

Вимощення, одна зі складових фундаменту, також потребує компенсуючих розривів. Нерівне осідання або рух ґрунту може призвести до пошкодження вимощення та проникнення вологи у стіни фундаменту. Шви влаштовуються з інтервалом до 2 метрів, після чого заповнюються матеріалом, що забезпечує гідроізоляцію, наприклад гарячим бітумом або полімером.

Місце стику вимощення та фундаментної стіни повинно мати рухомий шов. Зазвичай, цю функцію виконує гідроізоляційне покриття зовнішньої стіни фундаменту.

 

Депферний шов у стяжці

 

Міцність бетону збільшується з часом. Найбільш інтенсивне зміцнення відбувається протягом 28 днів, після чого уповільнюється, але при оптимальних показниках вологості та температури може тривати ще кілька років.

 

 

 

Проте незважаючи на свою високу міцність, бетон схильний до впливу різних факторів, які можуть викликати його руйнування. Компенсаційні шви призначені для запобігання цим проблемам.

Однією з основних причин застосування компенсаційних швів є неоднорідне дозрівання бетону, що призводить до нерівномірного стиснення та утворення тріщин. Поверхневі шари бетону висихають швидше, ніж глибокі, що створює різні об’ємні зміни та внутрішню напругу. У таких умовах шви дозволяють бетону вільно розширюватися та стискатися, запобігаючи появі тріщин та руйнуванню моноліту.

 

 

 

Іншим важливим аспектом є можливість бетону розширюватися при нагріванні (наприклад, при використанні теплої підлоги в стяжці). У цьому випадку компенсаційні шви дозволяють бетону вільно розширюватися, запобігаючи його деформації та пошкодженню. Особливо важливо передбачити такі шви при використанні нагрівальних елементів, наприклад, для опалення підлоги, щоб уникнути негативного впливу коливань температури.

 

 

При проектуванні бетонної підлоги кількість та розміри компенсаційних швів визначаються не лише площею приміщення, але й його експлуатаційними умовами. У промислових приміщеннях шви зазвичай влаштовуються частіше, ніж у житлових зонах, щоб забезпечити стабільність конструкції за умов високого навантаження.

Таким чином, компенсаційні шви в бетонних підлогах відіграють важливу роль у забезпеченні його міцності та довговічності. Вони запобігають появі тріщин та руйнування моноліту, забезпечуючи надійний захист від внутрішніх напруг.

 

  • Важливо відзначити, що необхідність створення компенсаційних зазорів усередині монолітної плити, а не лише вздовж периметра, більшою мірою пов’язана з промисловими підлогами. Будівельні норми визначають мінімальні відстані між швами для неармованої стяжки 20 метрів, а для армованої – 30 метрів. Однак у житлових приміщеннях такі великі площі підлоги рідко трапляються, за винятком, можливо, приміщень студійного типу. Зазвичай у кімнатах достатньо наявності пристінних зазорів.

 

Конструкційні особливості зазорів демпферних швів у бетонній підлозі

 

Процес формування шва може бути реалізований або шляхом спеціальної конфігурації опалубки, або шляхом нарізки його у стяжці, що вже заливається, в залежності від поставленого завдання.
Першим варіантом є поділ периметрів примикання підлоги до вертикальних конструкцій, таких як стіни, колони та перегородки. Ці шви, відомі як ізоляційні, призначені для компенсації усадки бетонної суміші і мають мінімальну ширину 10 мм. Вони заповнюються пружною стрічкою задля забезпечення герметичності.

Другий варіант передбачає розмежування зон монолітної конструкції, які заливаються в різний час або з інших причин. Цей тип шва називається розмежувальним чи конструкційним. Після заливання двох плит проміжок між ними заповнюється герметиком.

 

 

Для зручності пристикування другої плити до першої можна використовувати зубчасті краї або горизонтальні випуски заставної арматури. Це дозволяє свіжому бетону добре зчепитися з затверділим. Також можуть застосовуватись спеціальні рейки на межі конструкційного шва. Важливо встановлювати такі шви не ближче ніж на метр від усадочного шва.

 

 

Усадковий шов у стяжці – третій варіант, призначений для полегшення процесу втрати об’єму бетону. Він нарізається після перетирання стяжки, коли матеріал ще має деяку пластичність, але досить міцний, щоб не зруйнуватися при обробці бетонорізачем. Зазвичай для компенсації усадки достатньо прорізати шов на глибину до 30 мм при товщині заливки 100 мм. Важливо дотримуватися прямокутної форми шва та правильного співвідношення товщини бетонного шару до відстані між швами, яка становить пропорцію 1:30. Наприклад, для стяжки товщиною 9 см прорізи слід робити кожні 2,7 метра.

Всі розрахунки та конфігурації швів визначаються за проектом будівлі та картами підлоги, на підставі яких проводиться влаштування підлоги будівельниками.

У маленьких приміщеннях також необхідно враховувати усадкові шви. У прямокутних приміщеннях зазвичай створюють два діагональні шви, особливо якщо довжина значно перевищує ширину. а також хрест-навхрест. Крім того, навколо колон відзначається квадрат, кути якого збігаються. з осьовими швами.

 

Заповнення порожнини, герметизація демпферного шва.

 

Ще одне важливе завдання, яке потрібно вирішити перед здаванням приміщення в експлуатацію, – це заповнення порожнини шва таким чином, щоб уникнути попадання вологи, агресивних рідин та сміття.

 

  • Закладення профілем. Виробники пропонують різноманітні вбудовувані та накладні профілі, які допомагають ефективно та стильно оформити деформаційний зазор. Демпфер і одночасно закриває шов. досить дорогими, тому їх використання виправдане лише у випадку, якщо товщина стяжки є значною.

 

 

  • Ущільнювальний джгут. Відмінним і більш доступним варіантом для заповнення шва є використання джгута зі спіненого поліуретану або іншого полімерного матеріалу. Залежно від глибини зазору, смужки ущільнювача можуть бути вкладені в один або два шари, а потім простір заповнюється рідким герметиком, який швидко твердне на повітрі.

 

 

Важливо, щоб при закладенні шва не залишалося порожнеч. Якщо виїмка має глибину більше 50 мм, її можна заповнити дрібним сипучим наповнювачем, таким як пісок. Потім слід укласти джгут і заповнити простір, що залишився мастикою. Процес правильного загортання шва наочно показаний на схемі нижче.

 


 

  • Гідророшпонка. Гідророшпонками позначають спеціальні профільовані стрічки з полімеру або гуми, які вбудовуються в масу моноліту ще в процесі заливання. Завдяки своїй еластичності та здатності змінювати об’єм, вони ефективно справляються з деформаціями, що виникають у структурі бетону, і зменшують їх негативний вплив.

 

 

 

  • Мастики для бетону. У сфері виробництва будівельних матеріалів представлений величезний асортимент мастик, призначених для герметизації швів у бетоні. Навіть після твердіння вони залишаються еластичними, забезпечуючи надійний захист. Ці мастичні склади відрізняються зручністю нанесення, готовністю до використання (хоча є двокомпонентні варіанти, що вимагають попереднього змішування) і доступною ціною. Головна перевага полягає в їхній здатності повністю герметизувати шов та ефективно виконувати функцію демпфера, навіть без додаткових вкладишів.

 

Грамотно виконана та якісно герметизована загортання шва забезпечить захист плити бетонної підлоги від передчасного руйнування.