Для большинства составных, сборных и даже монолитных сооружений создание температурного шва является необходимым условием для сохранения целостности конструкции. Если этого не сделать, строения, возведенные в зимний период, могут разрушиться летом, даже при незначительном изменении температуры воздуха.
Краткое содержание статьи
Определение температурного шва
Все элементы, вне зависимости от их материала и размеров, подвергаются расширению или сокращению при колебаниях температуры. Хотя изменение линейных параметров может составлять лишь доли миллиметра на каждый метр длины, игнорировать тепловое расширение не следует. Случайно возникающие при этом напряжения могут достигать колоссальных значений.
Температурный шов в железобетонных изделиях — это зазор между различными частями, который позволяет компенсировать тепловое расширение. Например, для моста из железобетона длиной 100 м ширина температурного шва должна составлять не менее 10 см. Рядом с этим явлением можно заметить зазоры на стыках рельсов или постоянно выпадающий шов между панелями многоэтажек.
Различия между температурным швом и деформационным
Различие между ними очевидно. Деформационный шов представляет собой линию соединения нескольких элементов или разделение конструкций для предотвращения деформации, возникающей под воздействием нагрузки. На появление нагрузки могут влиять различные факторы, включая температуру.
Температурный шов схож с деформационным, но создается исключительно для компенсации температурного расширения элементов, объединенных в одну структуру.
Главное различие заключается в том, что классический деформационный шов начинает работать (выбирается или компенсируется) полностью или частично лишь после появления нагрузки. Например, деформационный зазор в цокольной части стены сжимается под весом стены и долго остается в таком положении. В отсутствии деформационного шва в стене могут образоваться трещины из-за остаточных деформаций.
Температурный шов можно увидеть в зазоре между внешними кирпичными стенами печи и её внутренней футеровкой. Эти два элемента скреплены между собой. При нагреве пространство между ними сокращается, а при охлаждении — увеличивается. В отличие от деформационного, температурный зазор изменяется под циклическим воздействием, что требует более строгих стандартов для его устройства.
Когда применяется температурный шов?
Создание температурного шва является обязательным для всех строительных объектов, функционирующих в условиях постоянного нагрева и охлаждения. Обычно это связано с тепловыми потоками от солнечного света и теплых ветров.
Что касается зазоров (швов) для учета изменений размеров при охлаждении, их практически не используют, так как твердые предметы уменьшаются в объёме при низких температурах и не влияют друг на друга.
Типы температурных швов
Расчет и выбор места для температурного шва проводится по специальным методикам, учитывающим несколько факторов, влияющих на поведение строительных деталей при нагревании:
- Основное направление расширения. Температурный шов должен быть расположен перпендикулярно плоскости наибольшего диаметра детали или конструкции.
- Размер температурного шва определяется по максимально возможной температуре в данном месте при самых сложных условиях.
- Выбирается способ закрепления температурного шва.
Зазор нельзя заполнять произвольно выбранным материалом; он должен быть достаточно эластичным и упругим, чтобы компенсировать циклические изменения ширины шва.
По расположению
Швы могут быть как вертикальными, так и горизонтальными. Это деление условно, так как конструкции могут быть расположены либо параллельно, либо перпендикулярно грунту.
Также важен материал. Температурный зазор делают для:
- крупных и тяжелых монолитных конструкций из бетонных или каменных материалов;
- массивных объектов, собранных на основе клея или кладочного раствора из множества элементов меньшего размера;
- плоских керамических или каменных изделий, закрепленных на несущей плоскости.
То есть температурный шов устанавливается, когда объект (конструкция) фиксирован жестко. Материал, из которого он изготовлен, должен быть прочным с минимальными остаточными деформациями. При этом, конструкция должна подвергаться неравномерному нагреву.
При таких обстоятельствах в результате возникают значительные температурные напряжения. Правильно выполненный зазор позволяет более нагретым участкам расширяться относительно холодных, что помогает избежать появления трещин.
Вертикальные температурные швы
Хорошим примером является процесс строительства новой кирпичной пристройки к каменному дому. В этом случае необходимо создать вертикальный температурный шов.
Это позволяет пристройке пройти все этапы усадки стен и цоколя. Кроме этого, оба строения могут иметь разную температуру, так как дом с отоплением нагревается больше, чем пристройка. Вертикальные швы позволяют компенсировать это изменение размеров.
Обратите внимание! Вертикальные температурные швы всегда должны быть выполнены вертикально и, согласно нормам СНиП 11-22-81, не должны доходить до фундамента, завершаясь на цокольной части стен.
Поперечный температурный шов
Этот тип шва применяется на стяжках, плитах перекрытия, отмостках фундамента и бетонных полах. Поперечный шов нарезается перпендикулярно направлению наибольшего расширения бетона. Таким образом, поперечный шов делит длинный элемент (например, стяжку) на несколько более коротких участков.
По типу
Температурные швы не следует размещать произвольно. Участок для их создания выбирается с учетом прочности конструкции и доступности для ремонта или замены материала, используемого для заполнения шва.
В панельных зданиях
Панельные дома собираются из армированных бетонных плит. Отдельные панели монтируются с достаточно большими зазорами между ними, которые и являются температурными швами.
Эти швы компенсируют тепловое расширение и деформацию каждой панели, предотвращая образование трещин в стенах. Однако, из-за постоянного суточного колебания температуры, заделочный материал может высыпаться из швов. Поэтому необходимо задувать стыки мастикой или монтажной пеной. Благодаря температурным швам здание сохраняет свою форму и стабильность.
В плитах перекрытий
В промышленном строительстве крыша зданий часто формируется из пустотных бетонных плит. Даже при наличии теплоизоляции и гидроизоляции крыша может нагреваться до 45 °C.
Поэтому плиты всегда устанавливаются с температурными швами или делают скользящие стыки. В противном случае, нагревающийся бетон мог бы привести к разрушению верхней части стен, что вызвало бы трещины в конструкции.
В бетонных полах
В большинстве зданий бетонный пол устанавливается на песчаную или гравийную подушку, расположенную на грунте. Температура, при которой заливается пол, как правило, ниже, чем в помещении после завершения стройки.
Температурные швы необходимы, так как после завершения строительства температура в помещении поднимется, что приведет к расширению бетона. На каждые 100 м длины увеличение может достигать 50 мм. При отсутствии швов возникают трещины, и может произойти повреждение внутренних колонн, поддерживающих перекрытие.
На наружном бетоне
Бетонированные площадки или конструкции с большой площадью подвергаются интенсивному нагреву солнечными лучами и теплыми потоками воздуха. Зимой на бетоне могут находиться остатки снега и льда, что создает неблагоприятные условия, вызывая сильные температурные напряжения из-за неравномерного нагрева. Без швов цикл нагрева и охлаждения приводит к образованию трещин.
В монолитных структурах
Толщина заливок значительно влияет на уровень температурных напряжений в монолитных бетонных массах. Особенно большие внутренние температурные деформации проявляются в процессе затвердевания массивных конструкций.
Внутренние слои нагреваются, в то время как внешние остывают быстрее. Это создает температурные напряжения, которые можно минимизировать, если не использовать монолитную заливку, а производить работы послойно или добавить тепловые зазоры для компенсации внутренних расширений бетона.
В железобетонных конструкциях
Наличие армирующего слоя из стальной арматуры значительно повышает прочность плит и панелей, но не устраняет причину появления температурных напряжений. Более того, высокая теплопроводность стали может привести к большему промерзанию бетона.
Таким образом, требования по созданию температурных швов для железобетонных конструкций ещё более строгие. Если для бетонных стен температурный шов устанавливается каждые 70-80 м, то для железобетона — каждые 25-40 м (для отапливаемых зданий).
В цементно-песчаных стяжках
Цементно-песчаные стяжки считаются более устойчивыми к образованию трещин из-за температурных напряжений. Однако с увеличением толщины стяжки, а также по мере старения и укрепления материала, риск образования трещин возрастает.
Поэтому стяжки, которые создаются на грунте или песчаном основании, следует изготавливать одновременно с установкой профиля или закладных рейков. После того как конструкция затвердеет, рейки убираются, в результате чего образуется качественный и равномерный паз для постоянного профиля.
В отмостках
Бетонная лента, обрамляющая цокольные стены и фундамент, обычно формируется в опалубке, выполненной секциями квадратной или прямоугольной формы. Необходимо предусмотреть компенсационные швы в угловых зонах отмостки и в местах, подверженных наибольшим нагрузкам на фундамент здания.
В фундаменте
При создании основания здания проблему термических напряжений в фундаменте решают путем утепления той части конструкции, которая находится в контакте с грунтом. Частично термические функции шва берет на себя гидроизоляционный слой, укладываемый на вертикальные и горизонтальные поверхности.
На фасаде
Независимо от ориентации здания относительно пути движения Солнца, определенная часть конструкции будет постоянно получать солнечное освещение и нагреваться, в то время как другая половина останется в тени и будет холодной.
Например, для кирпичного пятиэтажного здания высотой 18-20 м в зимнее время разница температур между противоположными стенами может достигать 30 °C, а относительное расширение — 10-15 мм. Если не предусмотреть температурный шов, фасад или задняя стена обязательно даст трещину.
На плитке
Облицовка плиткой чаще всего применяется на бетонных поверхностях, реже — на кирпичных. Материал всегда укладывается с учетом устройства температурного зазора.
Внутри помещений шов необходим для защиты облицовки, поскольку плитка подвержена более значительному нагреву и расширению по сравнению со стеной.
На наружных стенах плиточный материал в большей степени подвержен температурному расширению от кирпичной или бетонной основы, так как основной нагрев происходит изнутри здания.
На кровле
Температурные швы создаются между плитами перекрытия и в местах примыкания к парапету или стенам. Также обязательно оставляются зазоры на верхнем защитном слое ЦПС, особенно если планировка кровли предполагает уклоны для стока дождевой воды.
Бетонная поверхность разбивается на сектора, границы которых определяют линии температурных швов. Дополнительно формируются компенсирующие зазоры по всему периметру крыши. В результате получается крыша, состоящая из множества секций различной площади, как с наклонами, так и без них. Она достаточно прочная и гибкая, чтобы выдержать солнечное тепло без трещин и деформаций.
Чем заполняется температурный шов
Зазоры между плитами из жестких материалов должны быть заполнены специальным составом, обладающим высокой пластичностью, упругостью и стойкостью к воздействию температуры, влаги, низких температур и механических нагрузок со стороны льда.
В зависимости от расположения шва, его заполняют:
- мастиками и силиконовыми композитами, которые затвердевают на воздухе;
- готовыми шнурами, лентами и профилями из отвержденного силиконового каучука;
- расширяющимися материалами, включая пены на основе полиуретана.
В填ение должно обладать демпфирующими свойствами с низкой остаточной деформацией. Проще говоря, когда материал сжимается и затем расширяется, он должен вернуться к исходным размерам, но не пружинить. Это имеет большое значение для швов на бетонных полах и перекрытиях, иначе заполняющий состав быстро разрушится в пазу.
Демпферная лента
Изготавливается из вспененного полимера, обычно полистирола. Ширина варьируется от 50 мм до 150 мм, в зависимости от расстояния между краями. Используется для упаковки температурных зазоров между железобетонными блоками, плитами и балками.
Укладывается вручную или с использованием специального устройства с барабанным накопителем.
Уплотнительный шнур
Представляет собой трубку или сплошной шнур из вспененного полиэтилена высокого давления — вилатерма. С его помощью заполняются пазы шириной до 60 мм, причем вилатерм всегда укладывается вместе с гидроизоляционной пленкой.
Небольшие зазоры (до 20 мм) запечатываются сплошными шнурками. Обычно они применяются на полах и вертикальных бетонных поверхностях.
Герметики и мастики
Пластичные однокомпонентные и двухкомпонентные мастики используются для герметизации на крышах, перекрытиях, а также в местах стыков и зазоров стен панельных зданий. С ними работаем сложно, так как одновременно с мастикой внутрь шва укладывается шнур или лента.
Герметики изготавливаются на основе акриловых или силиконовых полимеров. Они стоят недешево, легко в применении, но обеспечивают более высокую устойчивость в сравнении с мастичными материалами.
Специальные профили
Используются для заполнения температурных швов на горизонтальных поверхностях, чаще всего на полах и стяжках. Профиль может быть резино-металлическим или силиконовым. Пластиковые редко применяются.
Как выполняются — пошаговая инструкция
Расположение температурных швов на бетонной площадке или стене определяется на этапе проектирования. В отдельном смете рассчитываются температурные нагрузки на поверхность, уровень расширения и необходимые зазоры для компенсации возможных деформаций.
В каких-то случаях температурные швы создаются на основе осмотра бетонных конструкций. Например, если в полу появилась трещина, необходимо оставить зазор, чтобы компенсировать тепловое расширение бетона.
Ширина температурных швов в ж/б конструкциях
Для определения параметров используется обширное количество показателей. Основными являются:
- марка бетона;
- толщина плиты или стяжки;
- наибольшая длина (расстояние между краями) изделия;
- температурный диапазон.
Расчет оказывается достаточно сложным, поэтому на практике часто применяются рекомендации СНиП и СП. Для частного здания ширину между краями можно определить по таблицам из СП63.13330.2012.
Технология работ с монолитом
Создать температурный зазор возможно в процессе заливки плиты, стяжки или отмостки. Это достаточно простой и эффективный способ, не предполагающий использования специализированного оборудования с высокими ценами на аренду.
Суть метода состоит в формировании зазора с помощью закладных элементов. Например, перед заливкой бетона в опалубке ставится внутрь короба деревянная доска на ребро шириной не менее 20 см. Толщина доски должна соответствовать расстоянию между краями соседних областей. Доску необходимо предварительно обернуть полиэтиленовой пленкой, иначе потом ее будет невозможно извлечь из бетона.
После застывания монолита зазор очищается от остатков пленки, внутрь помещается гидроизоляционная пленка, после чего укладывается шнур и запечатывается мастикой.
Паз также можно нарезать при помощи специализированной машины — пазореза. Однако этот метод обычно применяется для бетонных полов большой площади.
Ремонт температурного шва
Циклические нагрузки приводят к разрушению краев, и заполняющее вещество просто выпадает из шва. Сначала необходимо удалить остатки шнура и зачистить паз до бетона.
Процесс ремонта выглядит следующим образом:
- Разрушенные края следует обработать грунтовкой глубокого проникновения.
- Внутрь зазора вставляют металлическую полосу по всей длине шва.
- На края наносят ремонтный состав, как правило, на основе цемента и акрилового клея.
- После высыхания отремонтированных областей паз прорезается болгаркой или ручным пазорезом, и удаляется грязь и пыль.
Остается лишь заполнить новый вилотерм в зазор и закрыть полиуретановым или силиконовым герметиком. Отремонтированный температурный шов в гараже с бетонными полами обычно служит 3-4 года. Если в гараже паркуются грузовики или тяжелая техника, срок службы составляет максимум год. В складских помещениях температурный зазор может сохранить свою целостность до 7 лет.
Итоги
Правильные расчеты температурного шва могут быть весьма сложными, но существуют упрощенные методы, позволяющие примерно определить размер и конфигурацию зазора. Вы можете опираться на уже существующее решение. Создание такого шва крайне необходимо.
Поделитесь своим опытом создания термических зазоров. На какие моменты стоит обращать особое внимание прежде всего? Также не забывайте делиться данной статьей в социальных сетях и сохранять ее в закладки.
