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:

  1. Усадочные соединительные границы делаются в бетонных полах. Цель — компенсация неравномерности высыхания залитой стяжки путем принудительного деления площади на отдельные зоны. Причина в том, что толстый бетонный слой пола высыхает неравномерно по толщине. В результате поверхность деформируется.
  2. Компенсационные стыки применяются в монолитных конструкциях разного назначения с целью деления бетона на несколько независимых монолитов. Это позволяет компенсировать тепловое расширение и другие воздействия, приводящие к растрескиванию поверхности. Такой технологический надрез рассекает камень, включая армирующий слой балки или любого другого элемента.

Причины появления

Образование рабочих границ происходит по ряду причин:

  1. Организационные моменты. Например, остановка рабочего процесса из-за пересменки, ремонта техники, нехватки стройматериалов, несовершенство технологической цепочки, технические особенности спецтехники и применяемых механизмов.
  2. Технологические вопросы. Проблемы, вызванные условиями монтажа арматуры, опалубки, перекрытий, пола. Часто возникают при необходимости ограничения давления на конструкцию.
  3. Конструктивные моменты, вызванные необходимостью создания направленных деформаций на отдельных элементах сооружения.

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:

  1. Снижение эксплуатационных качеств бетона.
  2. Уменьшение степени гидроизоляции.
  3. Большая влагопроницаемость на соединительной границе.
  4. Ухудшение дизайнерских и эстетических качеств.
  5. Сильные растягивающие напряжения, которые неприемлемы для бетона.
  6. Нарушение конструктивных характеристик бетонного камня.
  7. Интенсивное увлажнение подземных полов и заглубленных фундаментов.
  8. Возможность химического разрушения сооружения.
  9. Неустойчивость к появлению коррозии армирующего слоя в бетоне.
  10. Риск вымывание материала.
  11. Разрушение бетона при механическом воздействии.
  12. Сокращение устойчивости к резким перепадам температур с циклами замерзания-оттаивания внутренней влаги.

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:

  • облегчение процесса бетонирования;
  • уменьшение объемов;
  • улучшение оборачиваемости опалубки;
  • создание оптимальных условий уплотнения цементной смеси.

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:

  1. Механическая обработка. Для этого применяется ручной инструмент или автоматическое фрезерование.
  2. Очистка струей воды или воздуха под давлением.
  3. Гидропескоструйная продувка.
  4. Кислотная очистка.

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:

  1. Закладка. Деления на заливочные секции осуществляется с помощью досок, реек, пластиковой вагонки или стеклянными отрезами. После схватывания бетонной поверхности разделители удаляются. А оставшиеся прорехи следует заполнить гидроизоляцией и герметиком. Разделители также можно оставлять. Такая технология приемлема при сооружении полов.
  2. Резка. Устройство для деления должно оснащаться абразивной насадкой или алмазным кругом. Прорези делаются определенной глубины.

Заключение

Следовательно, для получения максимального эффекта в обеспечении высоких эксплуатационных характеристик бетонного камня с рабочими швами, нужно придерживаться правил:

  • опалубки для колонн заполняются на несколько сантиметров ниже уровня ее соединительного шва с поперечной балкой;
  • рабочие швы в плитах перекрытия, в полу и на балках размещаются в зонах наименьшего перерезывающего усилия, например, в центре пролета или на расстоянии 2/3 от основания;
  • холодные швы размещаются в середине перекрытия, плиты или балки и перпендикулярно основному направлению, если изделие вытянуто в одну сторону и имеет малый шаг;
  • при размещении шва на границе плиты и балки следует провести его укрепление с целью улучшения восприятия перерезывающего усилия.