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.

• Также используют специальные шнуры (например, бентонит-каучуковые), которые в случае наличия воды набухают, тем самым создавая защитный барьер и обеспечивая хорошую герметизацию швов.