Холодный шов при бетонировании фундаментов что это
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.
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.
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 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.
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.
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.
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.
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.
Как выполняются холодные швы при бетонировании
Монолитное бетонирование может быть осуществлено двумя способами:
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:
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:
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:
Важно! В процессе трамбовки недопустимо опирать вибрационное устройство на какие-либо элементы опалубочной конструкции.
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).
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
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:
