Холодные швы при бетонировании фундамента

Холодный шов при бетонировании: что это такое, устройство рабочих швов, СНиП

Холодный шов при бетонировании выполняют довольно часто при наличии определенных условий и необходимости. Так, в ходе реализации монолитных работ с использованием бетонного раствора заливку производят горизонтально слоями одинаковой толщины. Обычно укладку бетона осуществляют непрерывно, перекрывая слои до схватывания.

Когда же объемы работ слишком большие и бетонируют с перерывами, перекрытие уложенного раньше слоя следующим делают лишь после набора монолитом нужной прочности. В таком случае актуально выполнение холодных швов в зонах соприкосновения уложенных в разное время слоев. Этот шов еще называют рабочим и при условии соблюдения технологии его создания, а также при наличии прямой необходимости такой вариант позволяет сохранить прочность бетона и основные характеристики конструкции.

Рабочий шов бетонирования чаще всего делают там, где сложно или невозможно осуществлять заливку непрерывно: обычно это большие площади, требующие временных и трудозатрат на монтаж опалубки и арматурного каркаса. Продолжительность укладки бетона всегда ограничивается временем начала схватывания смеси в уложенном ранее слое.

Оптимальное время перекрытия слоев определяют в условиях строительной лаборатории, точный показатель зависит от погодных условий, специфики цемента, температуры и влажности окружающей среды. Если строительная смесь укладывается с перерывами, возобновлять работы можно лишь при наборе слоем прочности более 1.5 МПа с выполнением рабочих швов при бетонировании. Данная технология актуальна как в частном, так и в промышленном строительстве.

По своей сути рабочий шов – это всегда ослабленное место, но если сделать все правильно и в соответствии с требованиями СНиП, то такое решение поможет избежать проблем с нарушением целостности конструкции и понижением прочности из-за неодновременной заливки.

Благодаря устройству рабочего шва удается добиться максимальных характеристик бетона, снизить деформационные нагрузки, правильно уменьшить площади заливаемых участков. Технология заливки бетона не предполагает возможности заливки смеси слоями без проведения дополнительных мероприятий для обеспечения прочности и надежности.

Причины возникновения

Технология заливки монолита предполагает использование двух методов – непрерывной заливки раствора и укладки картами в виде отдельных блоков. Предпочтительный вариант – использование первого способа, обеспечивающего лучшие условия схватывания и твердения бетона.

• Ограниченное время рабочих смен, наличие перерывов в работе техники, спецтранспорта.
• Временные затраты на монтаж арматурных каркасов, лесов, сборку опалубки.
• Ограничение нагрузок на поверхность, которая еще не набрала достаточную прочность.
• Бетонирование закладных деталей, вводов коммуникаций.
• Обеспечение направленных деформаций изделий и элементов при нагружении.
• Создание первым этапом горизонтальной части конструкции, вторым – вертикальной.

• Большие перерывы в работе после схватывания раствора.
• Нехватка опалубки, технологического оборудования, лесов.
• Недостаточный объем бетона для заливки в один цикл.
• Недоукомплектованность бригады работников.
• Малая мощность техники, недостаточная квалификация кадров.

В случаях, когда избежать этого невозможно, швы бетонирования и места их расположения продумывают заранее. Желательно избегать возможности появления спонтанных швов, а заранее согласовывать их с проектировщиком, делать в соответствии с технологическими перерывами, соблюдать технологию. Запрещено выполнение таких стыков в конструкциях, где есть растягивающие усилия.

В чертежах холодный шов бетонирования обозначается выноской с его названием и указанием точных размеров от осей конструкции, здания. Кроме технологических, часто в конструкции делают деформационные швы, основная задача которых – компенсировать усадочные и температурные перемещения монолита бетона.

В получившийся зазор монтируют изоляционные полосы, специальные рейки либо шнуры. Эти стыки также обязательно выносятся на проектный чертеж с обозначением.

Недостатки рабочих швов

Избежать основных минусов обустройства холодных швов можно в случае учета их в проекте и правильного выполнения. Когда же устройство швов не предполагалось, но они получились спонтанно, могут появляться существенные проблемы.

• В зоне стыка появляется ослабленный участок, что представляет опасность для ответственных и нагруженных конструкций, так как снижается несущая способность.
• В микротрещины может попадать вода, провоцируя протечки и корродирование арматуры, самого бетона. Зимой вода замерзает и разрушает монолит.
• Понижение водонепроницаемости, морозостойкости, механической прочности камня.
• Значительное уменьшение срока эксплуатации конструкции/здания.
• Наличие заметных дефектов на поверхности монолита.

В зоне стыка на поверхности бетона появляется точка внутренних напряжений с преобладанием растягивающих усилий. Бетон прекрасно работает на сжатие, а вот другие виды нагрузок выдерживает не так легко. Область шва деформируется постепенно, повышая риски разрушения всего здания или конструкции.

Ситуация становится еще более серьезной, если в холодные швы попадает вода. Она вымывает компоненты камня, ускоряет разрушение материала. Особенно это опасно в случаях, когда фундаментный монолит заглублен в почву, также есть риски для резервуаров, гидротехнических сооружений. Агрессивные вещества из грунта провоцируют химическую коррозию бетона.

Расположение швов по СНиП

Нормы и правила выполнения холодных швов бетонирования прописываются в соответствующих документах. Основное требование такое: независимо от условий, шов не должен стать зоной концентрации напряжения. Расположение стыка должно быть выполнено перпендикулярно оси колонн, балок, любой плиты, других бетонируемых элементов/конструкций.

• Для отдельных балок с выполнением шва в границах средней трети пролета.
• Для монолитно объединенных с плитами балок крупных габаритов (стык делают на отметке 20-30 миллиметров ниже поверхности плиты).
• Для колонн при условии, что стык находится на отметке низа капителей, прогонов, подкрановых балок либо верха фундамента.
• Для массивов, сводов, арок, резервуаров, сложных конструкций, сооружений, где швы располагают в предусмотренных проектом зонах.
• Для плоских плит, где шов можно обустроить в любом месте, но исключительно параллельно меньшей стороне плиты.

Идеальный вариант – это когда холодный шов совпадает с положением минимальной (нулевой) поперечной силы в конструкции монолита. Такое место находят при выполнении специальных расчетов (в эпюре сил поперечного типа).

На всех схемах и чертежах стык слоев бетона обозначают пунктиром. Чтобы более четко определить, делают выноску с названием «рабочий шов бетонирования». Схемы, указанные в чертежах, должны быть четко выполнены, изменять положение стыков запрещено. Все рекомендации и нормы указаны в СНиП 3.03.01-87.

Технология устройства

Холодный шов должен быть выполнен так, чтобы обеспечивать максимально плотное прилегание и качественное сцепление слоев бетона. В качестве препятствия могут выступать разные загрязнения, вода, которые обязательно удаляются. Но в данном случае недостаточно просто очистить поверхность – цементную пленку, которая ухудшает адгезию между слоями, разрушают.

Дополнительно на поверхности шва могут наносить насечки, покрывать клеевыми, битумными, полимерными мастиками, повышающими сцепление между уже схватившимся и последующим слоями в разы. На зону соединения укладывается арматурная упрочняющая сетка с мелкими ячейками, хорошо показало себя применение оцинкованных шпонок с 2 рабочими поверхностями.

• Правильный выбор места стыка на основе СП 70.13330.2012 (тут четко указаны допустимые границы для плоских/ребристых плит, колонн, балок). Для отмосток, полов, иных покрытий зоны выбирают в соответствии с объемами бетона и использующейся технологией.
• Создание ровного края в процессе бетонирования, ожидание момента набора смесью минимум 1.5 МПа (обычно время выжидания составляет 1-3 суток).
• Подготовка стыка с использованием механического или химического метода очистки. Но мастера советуют комбинировать оба способа.
• Заливка участка стыка бетоном, уплотнение и выравнивание смеси.
• В случае отсутствия предварительной подготовки места шва бетон прорезают вдоль стыка специальной машиной с соответствующим алмазным диском.

В случае обустройства изоляционных, температурных, конструкционных, усадочных швов герметизации стыков уделяют особое внимание. Для этого применяют гернитовые, бентонитовые шнуры, набухающие профили, способные компенсировать подвижки бетонных монолитов и исключить возможность попадания влаги.

Надежность и целостность конструкции в процессе бетонирования с выполнением швов напрямую зависит от правильности выбора места расположения стыков, качества адгезии слоев. Часто для повышения сцепления предыдущий слой делают неровным, обрабатывают определенным образом затвердевший монолит.

Рекомендации

Холодный шов обустраивается с обязательными мероприятиями по гидроизоляции. Правильно выполненная защита позволит исключить возможность попадания в шов воды, улучшит свойства монолита. Для качественной гидроизоляции применяют инъектирование, специальные смеси, набухающие шнуры и гидрошпонки.

Сначала твердый бетонный монолит шлифуют алмазными дисками, качественно очищают, потом закладывают вовнутрь шнур или заполняют мастикой. Основная задача в таком случае – качественная защита краев от попадания влаги.

Хорошо себя показали гигроскопичные материалы – неопрен, каучук, пористая резина и любые вещества, способные тянуться. Современный рынок предлагает большой выбор герметиков, подходящих для реализации задачи.

1. Инъектирование цементно-песчаного раствора, силикатными и силоксановыми смесями. Шов заполняют раствором через специальные пакеты под давлением. Компоненты оказываются в структуре бетона, создают непроницаемую для воды мембрану. Актуально для влажных поверхностей.
2. Использование пенетрирующих смесей, которые проникают вовнутрь. Шов заполняют гидропробкой, затирают пастой гидроизолирующей. Таким образом обычно ремонтируют стены подвалов, трещины на фундаменте, но не используют метод для испытывающих динамические нагрузки конструкций.
3. Прокладка шнура на основе бетонита и каучука, который впитает влагу и защитит стык.
4. Использование инъекционного шланга – набухающие неопреновые вставки обеспечат максимальную герметизацию стыка.
5. Гермитовый профиль – специальная прокладка из пористой резины, которая уплотняет и не дает проникать вовнутрь влаге.

• Большую адгезию можно обеспечить, обработав затвердевший уже бетон клеевыми, битумными, грунтовочными составами.
• В условиях высотного домостроения швы делают со специальным армированием – применяются 1 и больше сеток разного типа, двухсторонние шпонки, сделанные из оцинкованной стали.
• При спонтанном появлении холодных стыков соединения между слоями желательно расшить по периметру и залить герметиком.

Чтобы обеспечить прочность и долговечность конструкции или здания, необходимо соблюдать технологию заливки. И при больших объемах, наличии перерывов в работе обустройство холодных швов нужно внести в проект и выполнить правильно, что обеспечит наилучшие технические характеристики готового монолита.

Источник

Как выполняются холодные швы при бетонировании

Монолитное бетонирование может быть осуществлено двумя способами:

• С перерывами. Это значит, что каждый последующий песчано-цементный слой укладывают после полного затвердевания предыдущего. В результате в месте соприкосновения уже уложенного, набравшего необходимую прочность бетона и только что обустроенного образуется холодный (то есть, рабочий или строительный) шов (ХШ).
• Без перерывов (их продолжительность не должна превышать 2÷4,5 часа в технологическом процессе укладки бетонной смеси). Это значит, что каждый последующий песчано-цементный слой укладывают до начала затвердевания предыдущего. Этот процесс отличается отсутствием ХШ.

Естественно, второй способ предпочтительней, так как, применяя его, можно добиться очень высокого качества всей сооружаемой конструкции в целом. Но, не всегда применение этого метода возможно в силу причин технологического, организационного или конструктивного характера.

Если при возведении строения используют первый способ бетонирования, то необходимо провести правильное обустройство холодных швов: именно через них происходит проникновение влаги и все вытекающие из этого негативные последствия. Если работы по обустройству ХШ будут проведены правильно, то риск деформации всего сооружения в целом будет минимальным.

Особенность холодных швов

Особенность ХШ заключается в том, что между «старым» и «новым» бетонным слоем образуется некая плотная субстанция, которую именуют цементной пленкой. Ее источником является не только гидроксид кальция (имеется в виду его водный раствор, который выходит на поверхность бетона), вступающий в реакцию с углекислым газом; но и соли щелочных металлов, щебень, песок, вода, пластификаторы и многие другие составляющие цементных растворов. То есть, можно сказать, что в химическом отношении цементная пленка представляет собой смесь сульфатов, карбонатов, хлоридов и нитратов (некоторые из них растворяются в воде, а некоторые нет).

Что же происходит при послойном бетонировании, которое осуществляют со значительными перерывами? Наблюдается «пирог, состоящий из трех слоев»: бетон, цементная пленка и опять бетон. Средняя составляющая этой конструкции является самым «слабым звеном» при возведении любого объекта. Если холодный шов не обработать должным образом, то нельзя будет рассматривать все здание как монолитную конструкцию. Оно будет представлять собой исключительно сборное сооружение, каждая часть которого самостоятельным образом воспринимает механические нагрузки. При полном же соблюдении строительных правил и норм по обустройству ХШ можно гарантировать высокие прочностные характеристики сооружаемой конструкции, и ее долгий эксплуатационный срок.

На заметку! Если есть возможность обустройства бетонирования без образования ХШ, то ее стоит использовать. В этом случае конструкция сможет выдерживать еще большие нагрузки.

Правильное расположение холодных швов

Согласно строительным нормам и правилам места обустройства ХШ определяют еще на стадии проектирования и обозначают специальной линией на плане (отклонения от проекта недопустимы). В соответствии с п.2.13 СНиПа 3.03.01-87 (он введен в действие седьмого января 1988 года) при бетонировании:

• Плоских плит холодные швы обустраивают параллельно меньшей стороне изделия.
• Балок значительных размеров (они вместе с плитами представляют монолит) ХШ располагают в зоне, отступив на 2÷3 сантиметра от уровня нижней поверхности плиты.
• Ребристых плит – в направлении, которое параллельно балкам второстепенного значения.
• Других прогонов – на участке, который определен, как средняя часть трети пролета балки.
• Колонн – на отметке верха фундамента, а также низа капителей и прогонов.

• Что же касается сводов, арок, массивов и разнообразных бункеров, то обустройство в них ХШ производят в местах, которые определены непосредственно главным инженером проекта.

На заметку! Строительные швы разрешено обустраивать исключительно в местах, которые не занимают главенствующее место в плане обеспечения прочности конструкции в целом. Это значит, что ХШ не обустраивают на участках, которые подвержены максимальной перерезывающей силе (она равна алгебраической сумме всех сил, приложенных к балке). Также строительный шов располагают перпендикулярно оси поверхности бетонируемого элемента. И еще один момент: не следует допускать образования угловых ХШ.

Негативные последствия от образования холодных швов

В результате образования цементной пленки между уложенным (уже затвердевшим) бетонным слоем и только что обустроенным наблюдается:

• Образование микротрещин, через которые проникает вода. В результате этого может возникать коррозия армирующей составляющей бетона.
• Меньшая адгезия между пластами бетона.
• Невысокие показатели водонепроницаемости и морозостойкости монолитной конструкции.
• Снижение прочностных характеристик бетона и, как следствие, его эксплуатационного срока.
• Ухудшение внешнего вида плиты (стены или балки).
• Высокий риск вымывания строительного материала из зоны ХШ. Это представляет огромную угрозу для всего сооружения в целом.
• Существенная хрупкость бетона, который быстро разрушается при каких-либо воздействиях механического характера. Возникает это из-за того, что в области ХШ происходит преобразование напряжений, а, именно, сжатия на растяжение.

Всего этого можно избежать, если принять своевременные меры по правильной (в соответствии со строительными нормами и правилами) обработке уже затвердевшего бетонного слоя.

Последовательность работ при обустройстве холодных швов

Методика работ следующая:

• В соответствии с проектной документацией определяют местоположение будущего ХШ.
• Производят заливку цементно-песчаной смеси до определенного уровня.
• Осуществляют трамбовку бетонного слоя с помощью вибрационного устройства (глубина погружения составляет порядка 50÷100 мм) с последующим его выравниванием.

Важно! В процессе трамбовки недопустимо опирать вибрационное устройство на какие-либо элементы опалубочной конструкции.

• Через 1÷3 дня, когда бетон наберет необходимую прочность, с помощью либо водной струи (она может быть и воздушной), либо фрезы (электрической или пневматической), либо механической щетки, выполненной из металла, производят очистку его поверхности. Самое чистое и качественное покрытие получают в случае осуществления обработки под давлением. Использование металлической щетки значительно удешевляет технологию, но этот способ применим только в том случае, если бетон «свежий» (то есть, с момента его обустройства прошло дней 6÷7, не больше).

Важно! Каждый последующий слой можно обустраивать только после того, как прочность предыдущего превысила 1,5 МПа (СНиП 3.03.01-87, пункт 2,13). Это касается и промышленного, и гражданского, и частного строительства. Причем в период, когда начинается затвердение бетона, его надо защищать от слишком быстрой потери влаги и атмосферных осадков. Впоследствии же поддерживать определенный режим (это касается не только определенной температуры, но и влажности).

• Перед заливкой следующего песчано-цементного слоя уже подготовленную поверхность промывают водой и просушивают струей воздуха.
• Производят мероприятия по увеличению адгезии бетонной поверхности. Это необходимо делать, чтобы ХШ смог выдержать в будущем значительные нагрузки. Существует много методов, чтобы усилить сцепление между бетоном, уже набравшим прочность, и только что обустроенным (более подробно о них будет рассказано ниже).
• Сначала поверх шва укладывают тонкий песчано-цементный слой (около 20÷З0 мм), который быстрее вступит в «тесный контакт» с уже затвердевшим бетоном.
• Через 2÷3 часа укладывают весь приготовленный объем бетонного раствора.

Важно! Заливку бетона производят горизонтальными пластами (все они должны быть одной высоты) без каких-либо разрывов. Причем направление укладки цементно-песчаной смеси осуществляют во всех слоях в одну и ту же сторону. Расстояние между верхним слоем уложенного бетонного раствора и опалубкой должно составлять 5÷7 сантиметров.

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.

Гидроизоляция холодных швов

От того, насколько качественно осуществлена герметизация холодных стыков, зависит надежность, прочность и долговечность всей монолитной конструкции. Основные способы гидроизоляции:

• Самый доступный и простой – это обмазывание любым изолирующим материалом (например, полиуретановой смолой, акрилатным гелем или жидким гидроизоляционным составом глубокого проникновения).
• Чаще всего применяют специальные гидрозащитные смеси, в состав которых входит цемент, песок и силикаты (или силоксаны). Проникая в поры бетона, состав образуют своеобразную мембрану, отличающуюся водонепроницаемостью.

• Прокладка гидрошпонки, представляющей собой ленту из поливинилхлорида (иногда из резины). Ее закладывают непосредственно внутрь шва.

Источник