холодный шов при бетонировании что это такое
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.
Что это такое?
В строительстве стен и колонн допускается формирование только горизонтальных швов в бетоне
При возведении крупных объектов, конструкций, габаритных перекрытий, заливку бетона невозможно провести за один раз. Работа растягивается на несколько дней либо в течение рабочего дня делаются перерывы. Если заливка опалубка проводится в несколько приемов, смесь застывает по мере ее добавления и между слоями раствора появляются границы — холодные швы.
Стыки в бетоне считаются слабым местом возводимого объекта. Чтобы предупредить дальнейшее разрушение, эти границы подвергают специальной обработке. При заливке раствора нужно брать во внимание архитектурную специфику здания. Выделяют следующие виды стыков:
Причины возникновения
Формирование бетонных стыков происходит под воздействием следующих факторов:
Опалубку можно заполнить раствором постепенно. Новый слой наносят на уже затвердевший бетон, что снижает сцепление разных уровней. Такая конструкция отличается меньшей прочностью, чем монолиты без швов. Снижается устойчивость к влаге и морозу, ухудшается внешний вид сооружения. Это объясняется тем, что между границей и уровнями раствора преобразуется усадочное сжимающее напряжение. Во время засыхания смесь сжимается. В это время бетон подвержен негативному воздействию со стороны на растяжение и изгиб. Резкое ослабление сил растяжения провоцирует образование мелких трещин. Так шов становится менее прочным, чем остальная часть ЖБК.
Где можно бетонировать со швами?
При появлении холодных стыков следует расшить соединения между слоями бетона по всей площади конструкции. Для заделки сформированных каналов используют гидроизоляцию и заливку герметиком.
Швы во время бетонирования допускаются после точного расчета. Важно учесть безопасность возводимого объекта. Рабочие стыки можно делать в тех местах, от которых не зависит прочность конструкции. К таким элементам относят:
Лучшее расположение шва
Оптимальное устройство шва требует, чтобы его размещение совпало с расположением наименьшей поперечной силы в объекте. Эту область нельзя определить приблизительно. Ее вычисляют, определяется эпюра поперечных сил. При ручном расчете находится место, в котором эпюра пересекает горизонтальную плоскость. Это лучшее место для швов, так как здесь поперечные силы близки к нулю. Программные расчеты подразумевают использование наглядных схем для анализа.
На чертежах строящихся объектов заранее вычисленные холодные швы указываются пунктирными линиями. Для пояснения используют сноску «рабочий шов бетонирования». Изменять место стыков, пренебрегая чертежами и просчитанными схемами, запрещено. Соблюдение требований, прописанных в СНиПе 3.03.01—87, гарантирует получение крепкого и долговечного объекта.
Недостатки швов
К негативным сторонам холодных стыков бетонного раствора относят:
При отсутствии необходимости оформлять рабочие швы нужно их избегать. Монолиты без стыков, плиты, стены, фундамент выдерживают большие нагрузки при усадке и в течение всего периода эксплуатации. Если проводится масштабная работа, прибегают к ступенчатой технике заливки бетона. Особенность в наложении нового слоя до того, как успеет схватиться предыдущий.
Холодный шов при бетонировании стен: характеристика и технология выполнения
Монолитное бетонирование — важный этап работы при строительстве несущих стен зданий и возведении фундамента. Эти конструкции больше всего подвержены действию влажного воздуха и требуют качественного выполнения. Однако при бетонировании стен методом холодного шва имеется немало нюансов.
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.
В каких случаях при бетонировании стен без холодного шва не обойтись
Рабочий шов — слабое место в строительной конструкции. Однако, если соблюдать все строительные нормативы и правила, не нарушать технологию кладки, то его свойства не отразятся на прочности, целостности, сроке эксплуатации объекта. Особенность в том, что качество работ по заливке бетона требует его однородности, в ситуации, где необходимо разбивать большие сооружения на сектора обратного действия. Поскольку холодный стык — слабое место в строительстве сооружений, он должен образовываться только в местах, не влияющих на прочность конструкции. Стыки допускается делать в объектах с учетом их безопасности в будущем. Поскольку, монолитные работы по бетонированию стен не всегда рациональны, на помощь приходит холодное бетонирование. Причин может быть несколько:
Срочные холодные стыки получаются при неправильной организации работы:
Организовывать рабочие места и весь технологический процесс следует раньше, чем начинать строительство.
Недостатки холодных швов
Стыки, образованные в результате нарушений строительных норм, могут привести к тому, что на этом месте образуется зона повышенного риска. Если это происходит с несущими стенами, балками, перекрытиями, то снижается их целостность. Нарушаются все качественные характеристики: морозоустойчивость, износостойкость, прочность, водонепроницаемость. Наличие воды в микротрещинах окисляет металлическую арматуру, которая ржавеет и оставляет бурые пятна на поверхности балок и перекрытий. Образовавшиеся трещины в бетонных соединениях нарушают монолитность объекта, растягивают и разрушают его. Он не устойчив к растяжению, поэтому существует угроза для всего здания. Очень плохо, если в забетонированных стыках есть влага — она вымывает связующие компоненты и ускоряет процесс разрушения. Это представляет большую опасность для заглубленных фундаментов, резервуаров, гидротехнических сооружений. Если стыковочные соединения выполнены с нарушениями, то при резких перепадах температуры, физико-химическое состояние воды будет меняться. Процесс попеременного расширения и сужения материала приведет к разрушению шва и всего объекта.
Холодный шов при бетонировании
При изготовлении массивных бетонных конструкций (фундаментов, стяжек полов, плит перекрытий) неизбежно появление швов и трещин различной природы.
Для того чтобы обеспечить качественное выполнение строительных работ любого объема и сложности, разработаны специальные технологические решения.
Причины появления трещин в бетоне. Типы трещин
Процесс бетонирования заключается в замешивании бетонной смеси, ее укладке в опалубку, уплотнении и уходе на этапе отвердевания. На каждом из этих этапов могут возникнуть предпосылки появления трещин по целому ряду причин, которые могут присутствовать по одной либо в различных комбинациях:
Основные типы трещин в бетоне в зависимости от причин их возникновения:
По ширине выделяют трещины волосяные (до 1 мм), средние (до 10 мм), массированные (более 10 мм). По глубине различают глубокие, неглубокие и сквозные трещины. По расположению трещины могут быть сплошными, локальными, а также расположенными только по углам или по краям изделия.
Также, в зависимости от того, когда трещины образовались, их подразделяют на первичные (образовались в процессе отвердевания бетона в ходе усадочных процессов) и вторичные, которые появляются в процессе эксплуатации.
Трещины могут по-разному влиять на прочность конструкции, в зависимости от этого выделяют три типа:
Согласно ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния», техническое состояние здания может быть оценено в рамках следующих категорий:
Методы борьбы с трещинами
Появление мелких (волосяных) трещин вследствие усадочных явлений практически неизбежно. Поскольку они не оказывают влияния на прочность изделия, их считают допустимыми.
Снизить вероятность трещинообразования позволяет правильно подобранный состав бетона.
Прежде всего, важно выбрать бетонную смесь с соответствующими назначению изделия характеристиками. При замешивании бетонной смеси необходимо применять свежий, не лежалый цемент, чистые, не содержащие примесей заполнители.
С целью получения качественного плотного бетона, применяют заполнители нескольких фракций. Чем больше фракций применяется, тем плотнее будет бетон.
Большое значение имеет и применение современных химических добавок.
В плане снижения образования трещин наиболее важными являются пластификаторы и фибра.
Пластифицирующие добавки для бетона служат, прежде всего, для повышения подвижности и удобоукладываемости бетонной смеси без добавления дополнительной воды, которая негативно влияет на прочность готового бетона. Высокоподвижные смеси меньше зависят от последующей обработки или вовсе не требуют ее, растекаясь под собственным весом. В результате смесь укладывается более плотно, уменьшается количество и диаметр пор и капилляров, что благоприятно влияет на такие характеристики бетона, как плотность, прочность, водонепроницаемость, морозостойкость.
Суперпластификатор CemPlast производства CEMMIX обеспечивает следующие эффекты:
Каталог продукции CEMMIX
CemFrio
Универсальная комплексная противоморозная добавка для бетона.
Каталог продукции CEMMIX
CemAquaStop
Комплексное влагоотталкивающее средство для обработки поверхностей.
Каталог продукции CEMMIX
CemThermo
Cпециализированная высокоэффективная пластифицирующая и упрочняющая добавка для заливки теплых полов.
Полипропиленовая и базальтовая фибра CEMMIX представляют собой отрезки волокна, которые при добавлении в бетонную смесь равномерно распределяются в ней, обеспечивая объемное армирование бетона. В результате повышается ударная вязкость бетона, он становится более устойчивым к ударным нагрузкам, также обеспечиваются следующие преимущества:
Фибра экономична, а также не увеличивает вес бетона, ведь на куб бетонной смеси применяется от 900 г до 3 кг добавки.
Каталог продукции CEMMIX
CemPlast
Универсальная суперпластифицирующая и суперводоредуцирующая добавка для бетонов.
Каталог продукции CEMMIX
Фибра полипропиленовая
Универсальное полипропиленовое армирующее волокно для добавки в раствор.
Каталог продукции CEMMIX
Фибра базальтовая
Базальтовая фибра (из ровинга), предназначена для объёмного армирования бетонов, строительных растворов и композиционных материалов.
На кубометр смеси используется от 470 кг цемента, 700 кг песка средней фракции, 1000 кг гранитного щебня и 165 л воды. Также потребуется 1–2 л добавки CemPlast и 1–3 кг фибры CEMMIX.
Бетон имеет следующие характеристики:
Что такое швы в бетоне. Типы швов
При бетонировании габаритных объектов применяется такой технологический прием, как устройство швов.
Швы могут иметь различные функции, в зависимости от которых они классифицируются следующим образом:
Холодные швы. Что это, и в каких случаях они устраиваются
Монолитная бетонная конструкция — это оптимальный вариант крупных по габаритам сооружений. Она имеет одинаковую прочность во всем объеме конструкций.
Однако иногда объемы бетонных работ могут быть настолько большими, что нет возможности выполнить их за один прием.
В случае, когда непрерывная укладка бетона невозможна, применяют укладку бетона картами (или захватками). Места расположения швов должны быть при этом распланированы заранее и совпадать с другими типами швов.
При укладке бетона картами возможны два варианта развития событий:
После укладки бетона начинаются процессы его отвердевания, причем, наиболее высокая скорость у них сразу после укладки, а затем она постоянно снижается. Скорость, с которой бетон твердеет, зависит от многих факторов:
В среднем, считается, что заливать следующую карту бетона без дополнительных мероприятий можно не позже, чем через 2–4,5 часа после предыдущей. В этом случае смежные слои бетонной смеси укладываются без образования рабочего шва. Однако более точное время устанавливается строительной лабораторией.
Рабочие швы запрещается устраивать в конструкциях, где действуют растягивающие усилия.
Проблемы холодных швов
Поскольку на месте стыка образуется участок внутренних напряжений с преобладающими растягивающими усилиями, к которым бетон неустойчив, эта зона постепенно разрушается. При наличии высокой влажности процессы деструкции бетона протекают с еще более высокой скоростью.
Поэтому очень важно правильно выполнить холодные швы при бетонировании.
Технология устройства холодного шва
Правильное расположение холодных швов определяется на стадии проектирования. На плане его обозначают специальной линией, и отклонения от проекта не допускаются. Расположение холодных швов регулируется СП 70.13330.2011 «Несущие и ограждающие конструкции» (СНиП 3.03.01-87):
Швы не располагают в ответственных местах. Швы должны располагаться перпендикулярно оси бетонируемого элемента. Угловые швы не допускаются.
Последовательность работ при устройстве холодных швов
Основная проблема холодного шва — это наличие ослабленного слоя, который возникает на поверхности бетона. Когда на этот слой заливают новую порцию бетонной смеси, монолитность изделия нарушается, адгезия в месте стыка также недостаточна.
Поэтому необходимо удалить этот слой, прежде чем заливать новую карту бетона:
Меры по увеличению адгезии:
Желательно применять одновременно несколько способов.
Холодные швы. Гидроизоляция
Для гидроизоляции холодных швов применяют следующие методы:
Современные методы предотвращения трещинообразования включают применение специальных добавок, таких, как пластификаторы, базальтовая и полипропиленовая фибра CEMMIX. Приобрести необходимые добавки для бетонных смесей можно оптом от производителя, в розничных магазинах и в интернет-магазинах. По всем вопросам приобретения и применения добавок для бетона и фибры обращайтесь к нам.
Устройство холодных (рабочих) швов при бетонировании
При проведении монолитных работ в подготовленную опалубку заливают бетон. Объемы могут быть настолько большими, что смесь укладывают круглосуточно. Но даже при оптимальном графике строительства возникает необходимость устройства холодного шва при бетонировании. Это обусловлено технологическими, организационными и конструктивными требованиями.
Чтобы предотвратить появление усадочных и температурных деформаций, разбить объем работ на удобные участки, стыки организовывают в проектных местах и правильно их формируют.
Причины возникновения
Технология изготовления монолита предполагает две схемы:
Оптимально производить работы первым способом, при котором достигаются лучшие условия твердения бетона. При такой укладке нижний слой должен оставаться пластичным, чтобы обеспечить наибольшее сцепление с верхним пластом. Тогда схватывание и набор прочности происходят равномерно.
Часто изготовить монолит непрерывным способом невозможно из-за организационных, конструктивных и технологических причин:
Спонтанные холодные швы при бетонировании возникают в результате неправильно организованных работ:
Поскольку избежать рабочих швов при бетонировании невозможно, места расположения организуют заранее. Они соответствуют технологическим перерывам и согласовываются с проектировщиком.
Внимание! В сечениях конструкций, где действуют растягивающие усилия, стыки делать запрещено.
В чертежах эту линию обозначают выноской «Рабочий шов бетонирования» с указанием точных размеров от осей здания.
Помимо технологических в конструкциях предусматривают деформационные швы. Их функция — компенсация температурных и усадочных перемещений массива бетона. В зазор укладывают эластичные изоляционные полосы, шнуры или специальные рейки. Стыки также выносят на проектный чертеж и обозначают.
Недостатки рабочих швов
Если холодный шов образовался в результате человеческой халатности и непредусмотрительности, это приведет к ухудшению качества монолита:
На месте стыка в бетонной конструкции образуется зона внутренних напряжений, среди которых преобладают растягивающие усилия. Бетон хорошо работает на сжатие, но неустойчив к другим видам нагрузок. Область шва постепенно разрушается, что представляет угрозу для всего здания.
Ситуация усугубляется, если в месте холодного стыка присутствует вода. Вымывая компоненты связующего, она ускоряет деструкцию материала. Особенно опасно это для заглубленных фундаментов, гидротехнических сооружений, резервуаров. Наличие агрессивных веществ в почвенной влаге вызывает химическую коррозию бетона.
Если не выполнить правильно швы бетонирования, попеременное замораживание и оттаивание попавшей в стык воды приведет к механическому повреждению материала. Это станет причиной технической непригодности конструкции или всего сооружения.
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:
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:
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.
Рекомендации
Эффективную гидроизоляцию холодных швов выполняют:
Инъектированием цементно-песчаными растворами и смесями на основе силоксанов или силикатов. Рабочий шов заполняют смесью под давлением через специальные пакеры. Компоненты проникают в поры бетона, создают водонепроницаемую мембрану. Способ применяют на влажных поверхностях. Гидрофобизирующие добавки предотвращают всасывание влаги капиллярами.
Пенетрирующими смесями проникающего действия. Шов бетонирования заполняют гидропробкой, сверху затирают пастообразным гидроизолирующим материалом. Такой способ эффективен для ремонта трещин на фундаментах, в стенах подвалов. Не рекомендуется использовать в деформационных швах конструкций, подвергающихся динамическим нагрузкам.
Организованный в правильном месте и грамотно забетонированный шов не снижает технические характеристики бетона, не образует мостиков холода, не служит причиной протечек.
Рабочий (холодный) шов в бетоне
Кладка бетона, по возможности, должна производиться без образования холодных швов. Но бетонные и железобетонные изделия не могут создаваться в один цикл, поэтому зачастую сооружаются отдельные карты или секции бетонирования. Для получения монолита используют замедлители твердения, которые приостанавливают процесс схватывания смеси. В противном случае на стыке твердеющего и свежего бетона образуются холодные рабочие швы.
Что представляет собой рабочий шов?
Холодный шов бетонирования представляет собой стыковочную границу между заливаемым послойно раствором бетона. В таких случаях одна поверхность успевает схватиться, а вторая уже начинает твердеть. Образуются стыки по разным причинам, чаще из-за перерывов при заливке раствора.
Рабочие границы слоев являются самым слабым местом бетонного сооружения. Чтобы они не стали причиной разрушения изделия, важно провести их тщательную обработку. При заливке карт бетона важно учитывать конструкционные и архитектурные особенности сооружения. Это позволит избежать растрескивания и потерю монолитности цементной поверхности. Различают усадочные и компенсационные холодные стыки:
Причины появления
Образование рабочих границ происходит по ряду причин:
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.
Недостатки рабочих швов
Рабочему стыку свойственны недостатки:
Предотвратить возникновение вышеперечисленных отрицательных явлений можно, если принять меры по обустройству рабочих стыков.
Размещение рабочих стыков
Рабочую холодную стыковку делают в бетоне с учетом технических условий, производственных процессов, специфики эксплуатации, конструктивных характеристик изделия. Существует три схемы размещения стыковки цементных слоев.
Горизонтальными рабочими стыками железобетонное изделие разбивается по периметру на отдельные секции. При этом важно осуществлять непрерывную заливку каждого блока. Такое размещение соединительных частей позволяет повысить влагонепроницаемость конструкции. Это достигается за счет применения особой структуры стыковки, которая преграждает путь воде. Каждый последующий слой блоков, за счет своего веса, создает более плотную конструкцию. У горизонтального размещения рабочих стыков есть преимущества:
Вертикальное размещение стыковки предполагает разделение сооружения на отдельные секции, перпендикулярные основе. Заливка бетоном осуществляется непрерывно. Максимальная влагонепроницаемость обеспечивается структурой стыков. Комбинирование первых двух способов. Рабочие границы размещаются и горизонтально, и вертикально. Схема используется в массивных сооружениях больших размеров.
Создание холодных шовных стыков
Главным условием устройства холодных стыковочных границ при бетонировании является обеспечение максимальной адгезии слоев или блоков бетона на соединительной границе. Для этого с поверхности застывшего камня тщательно удаляются грязь, пыль, снег, вода, обледенение.
Рабочая поверхность должна быть очищена от цементного молочка, созданного растворимыми и нерастворимыми высолами в виде сульфатов, карбонатов, хлоридов, нитратов. Эти вещества образует пленку с непрочной и рыхлой структурой, которая ухудшает адгезию слоев при раздельном бетонировании. Для чистки поверхности холодных швов от продуктов распада компонентов цемента предлагается четыре метода:
Наряду с улучшением адгезионных свойств бетона, рабочие соединительные границы должны подвергаться гидроизоляционной обработке и герметичному уплотнению. Такие профилактические меры в комплексе предотвратят проникновение воды. От этого риск разрушение железобетона при его увлажнении станет минимальным. Также будут увеличены изоляционные параметры конструкций.
Для осуществления эффективной обработки холодных швов гидроизоляцией и герметиком предлагается большой выбор различных технологий и широкий ассортимент материалов. Часто применяются специальные цементные составы, инъекционная изоляция и т. п. Среди гидроизоляционных материалов особенно популярны и эффективны гидрошпонки и набухающие шнуры из бентонитового вещества. Реже применяются гернитовые шнуры и прочие модернизированные материалы.
Качественное устройство гидроизоляции и герметизация холодных стыков позволяет обеспечить должную надежность, прочность и увеличить срок службы железобетонных и бетонных сооружений. Существует два метода выполнения основных видов рабочих швов:
Заключение
Следовательно, для получения максимального эффекта в обеспечении высоких эксплуатационных характеристик бетонного камня с рабочими швами, нужно придерживаться правил: