Температурный шов – это деформационный шов в бетонной конструкции или основании. Наружный температурный шов-разрез разделяет дом на расчетные секции, в целях защиты материала стен, фундаментов и т.д. от деформаций в результате изменений температур бетона. Температурные швы обычно выполняют комбинированно с усадочными и компенсирующими сдвиги отдельных участков постройки в результате подвижек грунтового основания (сезонные осадки-пучения грунтов, как известно, ни предсказуемыми, ни равномерными быть не могут). Другие комбинации деформационных швов, к которым относятся и температурные, делают в целях разгрузки монтажных стыков между отдельными сборными элементами дома. Стыки должны сопротивляться не только поперечным и продольным напряжениям, но самым опасным – скручивающим, поэтому узлы стыков разрабатывают с деформационными швами. Расположены деформационные швы монтажных стыков на участках примыканий: бетонный пол с колоннами, маршами лестниц, пандусами и бордюрными камнями. А также и на любых участках конструкции, где есть излом плоскости или «ступенька» - например, перепад высот стяжки или плиты.
Температурные швы являются компенсационными, относятся к условно-эластичным и не имеют никакого отношения к усадочным швам и рабочим (технологическим или холодным) швам бетонирования. Совмещение температурного и усадочного шва всегда индивидуально и выполняется различно для массивного монолита, плит и стяжек.
Чтобы не запутаться в обширной терминологии: для упрощения классификации швов нужно подразделять их по нагрузкам и воздействиям на конструкцию, которые эти швы должны компенсировать.
Температурно-усадочные швы
Температурно-усадочные швы – это совмещение деформационных швов различного назначения в один, когда это возможно. Все температурно-усадочные швы обязательно герметизируют.
Усадочный шов
Усадочный шов фрагментирует конструкцию (плиту), при этом разрез никогда не доводят до нижней грани плиты. Усадочные напряжения в бетоне велики, и если не разгрузить плиту, то бетон не просто растрескается, а может стать непригодным к дальнейшей эксплуатации (или потребуется сложный дорогостоящий ремонт, установка пакеров и инъекции) из-за ряда глубоких сквозных трещин в напряженных зонах. Усадочный разрез делают по расчету – на часть высоты плиты, тем самым ослабляя рабочее сечение. «Где тонко, там и рвется»: усадочная трещина пойдет предсказуемо в глубину реза и не выйдет на загерметизированную поверхность конструкции. Усадочные швы часто совмещают с другими швами, в этих случаях может не быть ни трещин, ни разломов. Усадочные швы – это компенсаторы деформаций в массивах ж/б конструкций. Благодаря усадочным швам происходит компенсация деформаций усадок. Например, когда бетонная стяжка схватывается, она в силу физических факторов не может твердеть и терять влагу совершенно равномерно. Стяжку режут на карты – квадраты расчетной площади (в самых простых случаях для армированных стяжек это карты 6*6 м, если размер стяжки меньше – шов не нужен), и предусмотренные разрезы исключают появление непредусмотренных трещин.
Усадка бетона
Усадка бетона, или изменение объема забетонированных конструкций, начинается сразу же после завершения укладки бетонной смеси, продолжается в течение схватывания и твердения бетона и не всегда заканчивается после набора прочности - до нескольких месяцев и даже дольше. Потеря в объеме в результате усадки обычно находится в пределах 1-1,5%, это незаметно на глаз, но тем не менее может привести к растрескиванию бетона, отслаиванию поверхностного слоя и резкому снижению долговечности постройки - если не приняты меры по компенсации усадочных деформаций. Особенно опасны усадки бетона для несущих конструкций фундаментов, стен, перекрытий и т.д. Нормы допускают процент усадки, равный 3% для тяжелого бетона, или 0,4 мм/метр линейной конструкции. Уменьшение объема массивных конструкций вследствие усадки обязательно следует учитывать при бетонировании.
Величина усадки бетона зависит от многих факторов:
- От количества цемента – прямая зависимость;
- От вида цемента: высокоактивный и глиноземистый цемент даст большую усадку по сравнению с портланцементом;
- От водоцементного отношения – чем больше воды в бетонной смеси, тем сильнее будет усадка;
- От вида заполнителя: чем пластичнее заполнитель, тем меньше усадка;
- От удельного веса и крупности заполнителя: чем плотнее и крупнее заполнитель – тем меньше усадка. Бетон с пористым крупным заполнителем и песком мелкой фракции даст большую усадку.
- От качества уплотнения бетонной смеси при заливке. Вибро-уплотнение дает плотную упаковку зерен мелкого и крупного заполнителя и минимизирует пустоты, вследствие этого и усадка бетона намного меньше. Укладка с некачественным уплотнением приводит к усадочным трещинам в конструкции.
Процесс усадки бетона делится на стадии:
Первая усадка – пластическая, начинается уже при заливке смеси в опалубку и продолжается, пока вода испаряется из растворной смеси. Если не принять мер ухода за бетоном, не увлажнять и не защищать поверхности конструкций от солнца, ветра и излишнего тепла, то можно получить критическую усадку уже через 6-12 часов – до 4-5 мм/м, что приведет к образованию крупных поверхностных трещин. Что касается влаги, уходящей из жидкого бетона через неизолированную деревянную опалубку, из не укрытых грузовых и приемных емкостей, при слишком долгой перевозке смеси в жару и так далее – все эти нарушения технологии бетонирования приводят к снижению итоговой прочности конструкции, а в частности - к увеличению усадки. Компенсировать потерю воды можно пластификацией, но не превышая дозу реагента согласно инструкции. Разбавлять бетон водой для возвращения ему пластичности - значит увеличить усадку и снизить прочность. Пластическую усадку несложно уменьшить, но вторая стадия усадки необратима.
Вторая усадка – аутогенная, проходит в бетоне во время твердения и набора прочности. В защищенном бетоне величина этой усадки невелика – до 1-2 мм/м, но для массивного фундамента или стяжки — это достаточно серьезно. Чтобы предотвратить образование микротрещин, выполняют усадочные швы. Кроме того, бетонирование массивов в жару – это риск «запарить» бетон, поскольку при гидратации идет сильная экзотермия, что в итоге (если не охлаждать массив) даст внутренние напряжения в бетоне и трещины в конструкции. Снизить усадку можно и нужно, оптимизируя процесс укладки и ухода за бетоном. Оптимально - совмещать рабочие и усадочные швы.
Усадкой «при высыхании» современных бетонных конструкций обычно можно пренебречь. Но старое правило – заливать фундаменты и давать им выстояться около года – вовсе не архаизм, многие частные строители так и делают: заливают ленту или плиту весной, зимой бетону уже не грозят деформации и следующей ранней весной удобно начинать кирпичную кладку. Снижает усадку и армирование, и точный подбор состава бетона, и грамотное введение пластификаторов одновременно с уменьшением количества воды в бетоне.
Несколько «усадочных» нюансов:
- Если в составе вяжущего много извести, то сильную поверхностную усадку может дать карбонизация.
- Тяжелые бетоны дают меньшую усадку, чем легкие и пористые.
- При зимнем бетонировании не обойтись без антиморозных добавок, и нельзя забывать, что они могут способствовать увеличению усадки. Бесконтрольно пластифицировать бетон тоже нельзя, любая присадка должна быть в нормативных пределах по технической характеристике.
- Укладка смеси с тщательным вибрированием или штыкованием смеси значительно уменьшает усадку бетона. Уплотнять бетон можно любым способом: вибратором или садовой лопатой – главное эффективно выгнать воздух из смеси. Уплотнять заканчивают не раньше, чем прекратится появление воздушных пузырьков и на поверхности не появится цементное молочко.
- Уход за бетоном: уложенный бетон должен быть влажным, оптимально 70-75% влажности, это снижает усадку.
- Чем больше массив конструкции, тем больше значение усадки. На малых формах усадка незаметна и практически безвредна.
- Усадка неармированных конструкций больше, чем усиленных армокаркасами.
- Вовремя (при замесе) введенная пластификация снижает усадку, добавка пластификатора при форс-мажоре, например, чтобы реанимировать бетон на четвертом часу его жизни в миксере – увеличивает усадку и снижает прочность итогового бетона.
Экстремальные условия работ, зимнее и летнее (в жару) бетонирование, пренебрежение технологией приготовления, укладки и уплотнения бетонной смеси приводят к увеличению усадки и снижению прочности бетона.
Конструкция температурного шва
Устройство и конструкция температурных швов имеют свои особенности, отличающие эти швы от деформационных швов других видов. Например, в здании температурный шов делит весь надземный объем, но «не трогает» фундаментную часть: в грунте сооружение защищено от резких температурных перепадов. В бетонных полах и стяжках температурный шов оптимально совмещать с усадочным, а если технология и процесс частной стройки на нужном уровне – то и с конструкционным (рабочим) швом бетонирования.
Расстояние между температурными швами
Шаг температурно-усадочных швов рассчитывают исходя из вида бетона, массивности и протяженности конструкций, климата и условий работы и еще многих факторов. Этот шаг может быть меньше 0,5 м в бетонной стяжке узкого коридора, и до десятков метров в сборной ж/б конструкции. Таблица 10.2.3 СП63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции, исключительно для примера:
Температурный шов в бетоне
Для того, чтоб компенсировать нагрузки от подвижек грунтового основания и постройки относительно отмостки, делают температурный шов. Например, разделение отмостки и ее гибкая привязка с фундаментом будут демпфировать нагрузки, и отмостка не будет подвергаться критическим деформациям и прослужит долго. Пример: классический температурно-усадочный шов в бетоне:
