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:

1. ошибки на этапе проектирования конструкции (неверный расчет нагрузок, недостаточная толщина элементов конструкции, неправильно расположенное либо недостаточное армирование, отсутствие учета особенностей местности и грунта при проектировании фундамента);
2. ошибки на этапе бетонирования (неправильно выбранная бетонная смесь, некачественный замес, недостаточное уплотнение, нарушение технологии укладки);
3. ошибки после укладки бетона (отсутствие ухода, ненадлежащий температурно-влажностный режим, повреждения, возникшие при демонтаже опалубки).

Основные типы трещин в бетоне в зависимости от причин их возникновения:

1. Технологические трещины. Бетонная смесь во время отвердевания не просто высыхает; в ней протекает целый комплекс реакций с образованием новых соединений и выделением тепла. Реакции протекают с разной скоростью в толще бетона и в его наружных слоях, в результате чего возникают напряжения в бетоне, что может стать причиной трещинообразования.
2. Сквозные. Появляются в результате воздействия осевых растягивающих сил.
3. Силовые трещины — следствие действия поперечной силы (направлены под углом к арматурным стержням).
4. Трещины при осадке здания (параллельные арматуре).

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:

1. не оказывающие влияния;
2. уменьшающие прочность (если она уменьшается на 5–50%);
3. разрушающие (при уменьшении прочности более чем на 50%).

Согласно ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния», техническое состояние здания может быть оценено в рамках следующих категорий:

1. Нормативное. Соответствует по всем параметрам значениям, установленным в проектной документации (с учетом пределов их изменений).
2. Работоспособное. Часть параметров не соответствует требованиям норм, но это не приводит к нарушению работоспособности конструкции и ее несущей способности.
3. Ограниченно-работоспособное. В связи с возникновением дефектов и повреждений, несущая способность снижена, но опасность внезапного разрушения или опрокидывания отсутствует. Эксплуатация конструкции может продолжаться при регулярном контроле технического состояния либо после проведения мероприятий по усилению (восстановлению) конструкции.
4. Аварийное. Несущая способность исчерпана, и существует вероятность обрушения конструкции.

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.

Важно!

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:

1. повышение подвижности бетонной смеси (с П1 возможно повышение до П4, это самоукладывающая смесь);
2. повышение прочности бетона (ранней — на 10–25%, марочной — на 10–20%);
3. экономия цемента (до 15%) без снижения прочности;
4. снижение водопотребности;
5. активизация даже лежалого цемента;
6. увеличение живучести смеси;
7. предупреждение расслоения смеси;
8. предотвращение трещинообразования;
9. повышение долговечности бетона.

Важно!

Суперпластификатор CemPlast совместим с любыми типами отечественных цементов, со всеми добавками CEMMIX (например, гидрофобизаторами, противоморозными добавками). Благодаря жидкой форме, его удобно добавлять в бетонные смеси непосредственно во время замешивания. В зависимости от используемых материалов, а также требуемого уровня подвижности смеси, расход добавки может составлять от 0,5 до 2 л на 100 кг цемента. Учитывая возможность экономии цемента, добавка не удорожает бетонную смесь, а, наоборот, позволяет экономить.

Каталог продукции CEMMIX

CemFrio 5л

Противоморозная высокоэффективная комплексная добавка для бетонных и растворных смесей

Каталог продукции CEMMIX

CemAquaStop 5л

Комплексное влагоотталкивающее средство для обработки поверхностей.

Каталог продукции CEMMIX

CemThermo 5л

Специализированная 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:

1. снижение усадочных явлений;
2. уменьшение трещинообразования;
3. повышение долговечности и прочности бетона;
4. снижение истираемости бетона.

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 5л

Суперпластификатор для бетона

Каталог продукции CEMMIX

CemFibra 150гр.

Универсальное полипропиленовое армирующее волокно для добавки в раствор.

Каталог продукции CEMMIX

Фибра базальтовая CemFibra R, пакет 1000г.

Базальтовая фибра (из ровинга),  предназначена для объёмного армирования бетонов, строительных растворов и композиционных материалов.

Чтобы получить бетон класса В30 плотностью 2410 кг/м³, который применяют для возведения специальных конструкций (банковские хранилища, бассейны), потребуется портландцемент высокой прочности ЦЕМ I 32,5Н ГОСТ 31108-2016 – ЦЕМ I 42,5Н ГОСТ 31108-2016 (старое обозначение М400–М500).

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:

1. подвижность П3–П4;
2. морозостойкость F300;
3. водостойкость W10.

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:

1. Температурные. Согласно законам физики, все тела расширяются при нагревании и уменьшаются при охлаждении. Если объект очень крупный, колебания его линейных размеров могут быть существенными, в результате чего могут появиться трещины. Для компенсации изменений размеров, вызванных колебаниями температур, на конструкции предусматриваются температурные швы (при бетонировании устанавливают в нужных местах ПВХ-профиль), которые впоследствии заполняют эластичным материалом.
2. Усадочные. В процессе отверждения большой массы бетона при бетонировании стяжек, на его поверхности процессы идут быстрее, чем в глубине, из-за чего возникает напряжение, которое приводит к образованию хаотичных трещин. Для компенсации напряжений на свежеуложенном бетоне нарезают усадочные швы. Бетон прорезают не на всю глубину, а на 1/3 толщины плиты, чтобы задать направление будущей запланированной трещины. Эти швы нарезают в соответствии с правилами, например, они обязательно совпадают с осями колонн, сходятся в углах изоляционных швов по периметру колонн, также швы располагаются перпендикулярно друг другу, образуя карты с соотношением сторон не более, чем 1:1,5, а размеры карт определяются технической документацией.
3. Изоляционные. Их устраивают на стяжках по периметрам всех вертикальных опор (колонн, стен, фундаментов под оборудование), для чего в нужных местах укладывают изолирующий материал. В процессе набора прочности бетонная плита будет уменьшаться в линейных размерах, и если она при этом прикреплена к вертикальным опорам, неизбежно возникнут трещины. Изоляционные швы предотвращают их появление. После отвердения бетона их заполняют эластичными материалами.
4. Конструкционные. Это запланированные швы, которые устраиваются при невозможности залить всю конструкцию за один прием. Обычно их расположение должно совпадать с другими швами, чтобы они несли сразу несколько функций, а количество швов в конструкции было минимальным.

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:

1. Перерывы в работе небольшие, предыдущая порция бетона не успела схватиться.
2. Предыдущий бетон уже успел схватиться. В этом случае устраивается холодный шов.

Важно!

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:

1. состава бетонной смеси;
2. наличия тех или иных добавок;
3. температуры и влажности воздуха.

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.

Важно!

Рабочие швы запрещается устраивать в конструкциях, где действуют растягивающие усилия.

Проблемы холодных швов

Спонтанные холодные швы, которые не были запроектированы, а возникли в результате нарушения технологии бетонирования, снижают прочностные расчетные характеристики конструкции, поскольку нарушают его монолитность. Бетон в этом случае похож на слоеный пирог: в месте стыка слоев возникает ослабленный участок, который уменьшает несущую способность конструкции, имеет сниженную водонепроницаемость и морозостойкость, может допускать протечки, да и просто является эстетическим дефектом. Слои разных участков заливки, как правило, разделяются цементной пленкой, которая имеет сниженную прочность, поэтому такой бетон можно рассматривать только как сборную конструкцию, разные участки которой воспринимают нагрузку по-разному.

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):

1. на плоских плитах холодные швы располагают параллельно меньшей стороне изделия;
2. на балках, представляющих монолит с плитами, холодные швы обустраивают на расстоянии 2–3 см от поверхности плиты;
3. на ребристых плитах — параллельно балкам второстепенного значения;
4. на колоннах — на уровне верха фундамента, низа капителей и прогонов;
5. на сложных участках (арки, своды) расположение холодных швов определяется индивидуально главным инженером проекта.

Важно!

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:

1. После укладки предыдущей карты, если нет возможности залить следующую карту без образования рабочего шва, выжидают 1–3 суток, чтобы бетон набрал необходимую прочность (более 1,5 МПа, в соответствии с СП 70.13330.2011 «Несущие и ограждающие конструкции» (СНиП 3.03.01-87, п. 2,13)). Это правило касается гражданского, промышленного, а также частного строительства.
2. Поверхность затвердевшего бетона очищают от цементной пленки. Для этого применяют обработку водной или воздушной струей, фрезой либо, если прошло не более 6–7 суток, допустимо применение металлической щетки.
3. Очищенную поверхность промывают водой и высушивают.
4. Проводят мероприятия для увеличения адгезии.
5. Через 2–3 часа заливают следующую карту.

Меры по увеличению адгезии:

1. обработка поверхности полимерными мастиками либо грунтовками глубокого проникновения;
2. нанесение глубоких насечек при помощи перфоратора, болгарки, зубила (при длительных перерывах в строительстве);
3. армирование мелкоячеистой стальной сеткой.

Важно!

Желательно применять одновременно несколько способов.

Холодные швы. Гидроизоляция

Для гидроизоляции холодных швов применяют следующие методы:

1. обмазка гидроизолирующими материалами и составами глубокого проникновения;
2. нанесение гидрозащитных смесей;
3. закладка внутрь шва ленты из ПВХ или резины;
4. закладка набухающих шнуров;
5. инъектирование полиуретановыми, силикатными или силоксановыми смолами.

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.