Швы в бетонных полах
Промышленные бетонные полы укладывают на складах, логистических терминалах, заводах, вокзалах и других объектах со значительными нагрузками на полы, и в этой связи к ним предъявляют требования по долговечности, стойкости к динамическим нагрузкам и истиранию, герметичности, по отсутствию пыления, простоте в эксплуатации и уборке. Однако при их устройстве возникает и другая проблема – недолговечность. Применяемые сегодня технологии и комплексный подход позволяют успешно решить проблемы, возникающие при выполнении и эксплуатации полов и добиться требуемых характеристик при разумных финансовых затратах.
Стандартный пол, как правило, состоит из основания – бетонной стяжки и покрытия – материала, придающего поверхности основные потребительские свойства. Бетон в стяжке, как и любой цементобетон, по своей структуре очень хрупкий материал, не способный к пластическим деформациям. При приложении к бетону нагрузки, превышающей его прочностные характеристики, он не деформируется без разрушения, как бывает в случае с пластмассой или другим пластичным материалом, а растрескивается подобно стеклу. Появление трещин происходит также под действием внутренних напряжений в бетоне, вызванных усадочными деформациями при твердении и перепадами температур. Чтобы ограничить эти негативные процессы и обеспечить контроль мест появления трещин в бетонной стяжке, необходимо нарезать деформационные швы. Существуют три основных типа деформационных швов в стяжке: изоляционные, усадочные и конструкционные.
Изоляционные швы
В процессе эксплуатации здания его конструкции подвергаются различным деформациям. Причин этих деформаций очень много: это и воздействие внешней среды, подвижка грунтов основания и температурные воздействия, и работа внутрицехового оборудования, если это производство, и др. Чтобы избежать передачи деформаций от стен и фундаментов на бетонные полы, в местах соприкосновения бетонной стяжки пола с другими конструкциями здания – стенами, колоннами, фундаментом под оборудование и т. п. делают изоляционные швы, которые позволяют полу работать независимо от других конструктивных элементов здания. Кроме того, в процессе твердения бетон дает усадку, т. е. уменьшается в объеме. Если стяжка будет иметь жесткое сцепление с фиксированным объектом, например, с фундаментом здания, то она с большой долей вероятности треснет, так как усадка не может быть компенсирована.
Изоляционный шов делают вдоль стен и вокруг всех колонн. Если стяжка граничит с другим основанием, например, с фундаментом под оборудование, то шов выполняют вокруг всего фундамента. Изоляционные швы вокруг колонн могут быть квадратными или круглыми. Квадратный шов должен быть развернут на 45° относительно сечения колонны и выполняться напротив ее угла прямым. Если этого не сделать, то в стяжке, вероятнее всего, появятся трещины. Если через изоляционный шов, не предназначенный для мест с высокой нагрузкой (въезды), будет передвигаться техника, то здесь стяжку можно сделать толще на 25% и, выполнив ее клином, вернуть к исходной толщине с уклоном не более 1:10.
Швы в бетонном полу заполняют изоляционным материалом. Изоляционные швы должны позволять стяжке перемещаться вертикально и горизонтально относительно стен, колонн и фундамента. Изоляционный материал, которым заполняют шов, должен воспринимать эластичные деформации без разрушения, т. е. сжиматься. Толщину шва рассчитывают с учетом коэффициента линейного расширения стяжки: обычно она составляет 13 мм. В регионах с частым переходом температуры через 0 °С для повышения срока службы швов может потребоваться их проконопатить. Изоляционные швы обычно заполняют подготовленным волокном и герметиком или подобными материалами, при этом важно, чтобы изоляционный материал не выступал на поверхность стяжки. Нельзя допускать контакта бетона стяжки с бетоном других конструкций здания, так как в этом случае изоляционный шов не будет работать, а в месте контакта произойдет растрескивание стяжки. Изоляционный материал должен быть уложен до укладки бетона.
У колонн изоляционные швы делают следующим образом. Вокруг них при заливке стяжки устанавливают опалубку по линии шва. После того как бетон схватится, опалубку убирают и на ее место укладывают изоляционный материал требуемой толщины. Оставшийся между швом и колонной промежуток заливают бетоном и заглаживают. Изоляционные швы вокруг колонн можно делать и в затвердевшем бетоне, при этом шов режут на всю глубину стяжки и заполняют изоляционным материалом.
Усадочные швы
Усадка бетона по мере его высыхания обычно составляет 0,32 см на 30 см погонной длины. Бетонная стяжка сохнет сверху вниз неравномерно. Верхняя ее часть высыхает быстрей и усаживается сильнее, чем нижняя, поэтому стяжка стремится завернуться, а края становятся выше, чем центр. В результате в бетоне возникают внутренние напряжения, приводящие к образованию трещин. Во избежание хаотичного трещинообразования в бетоне стяжки нарезают усадочные швы, которые позволяют создать в стяжке прямые плоскости слабины. По мере высыхания и стремления к заворачиванию швы слегка открываются, и трещины образуются не хаотично, а в заданных местах.
Усадочные швы могут быть сделаны путем вставки специальных швоформирующих реек, пока бетон еще пластичен, или путем нарезки швов после финишной обработки бетона. Швы следует нарезать по осям колонн и стыковать с углами швов, идущими по периметру колонн. Расстояние от колонны до шва по периметру должно равняться двух-трехкратной толщине стяжки. Карты пола, образуемые усадочными швами, следует выполнять по возможности квадратными, а вытянутых по длине Г-образных карт необходимо избегать. Длина карты не должна превышать ширины более чем в 1,5 раза. Усадочные швы должны быть прямыми и, если возможно, без ответвлений. В проходах и проездах усадочные швы следует располагать на расстоянии, равном ширине стяжки. Дорожки шире 360 см должны иметь продольный шов в центре.
Во дворах зданий расстояние между швами не должно превышать 3 м во всех направлениях. Общее правило – чем меньше карта, тем меньше вероятность хаотичного растрескивания. Усадочные швы должны быть сделаны также на наружных углах, иначе от углов могут пойти трещины. Участок стяжки с очень острым углом с большой долей вероятности растрескается, таких случаев по возможности надо избегать. В тех же случаях, если это невозможно, следует убедиться, что подоснова хорошо утрамбована, и нарезать швы в местах, где наиболее вероятно образование трещин. Иногда, чтобы прочно закрыть трещины на острых или наружных углах, стяжку в этих местах дополнительно армируют стальной арматурой.
Конструкционные швы
В практике устройства бетонных полов очень редко бывает так, чтобы заливка стяжки велась без длительных перерывов (более 1 дня). Это возможно только в помещениях небольшой площади и при условии бесперебойной подачи бетонной смеси. Обычно заливку ведут с технологическими перерывами, за это время уложенный бетон успевает набрать определенную прочность. В местах соприкосновения бетонов с разными сроками укладки целесообразно нарезать конструкционные швы. Конструкционные швы нарезают там, где была закончена дневная работа по укладке бетона.
По возможности их выполняют на расстоянии не менее 1,5 м от любых других видов швов, расположенных параллельно им. Форма края стяжки для конструкционного шва обычно делается по принципу «шип в паз». Если боковые выступы делают из дерева, конуса 30° бывает достаточно для стяжки толщиной 12...20 см (конусы 45° не допускаются). Применяют также металлические конусы. Их следует устанавливать согласно инструкции производителя. Конусные швы работают, как усадочные: они допускают небольшие горизонтальные, но не вертикальные подвижки.
Металлические конусы не рекомендуются для полов с интенсивным колесным движением: в таких случаях лучше применять «шпилечный» шов. Если конструкционный шов оказывается там, где ни усадочный, ни изоляционный шов нежелательны, можно использовать шпалы (рейки), положенные поперек шва. Последние следует устанавливать в середине глубины стяжки под правильными углами ко шву. Не надо путать эти рейки с гладкими стальными «шпилечными» рейками, описанными ниже, которые обеспечивают горизонтальные подвижки шва.
Шпилечные швы обычно применяют в местах пешеходного движения, а также в полах с высокой нагрузкой от колесного транспорта. Назначение шпильки – удерживать два края шва на одинаковом уровне в момент прохождения через шов колеса. Чтобы обеспечить горизонтальную подвижку шва, шпильки должны быть вмонтированы в бетон хотя бы с одной стороны шва. Для правильной работы шпильки должны располагаться на одном уровне и быть параллельны друг другу. Шов должен проходить по центру шпильки. Чтобы соответствовать всем указанным требованиям, шпильки часто поставляют в «корзинах», которые можно устанавливать прямо на бетон.
Технология нарезки швов
Нарезанные швы должны быть прямыми и чистыми. Рабочий, выполняющий эту операцию, должен знать, когда и как глубоко их нарезать, какой шов должен быть следующим и как предотвратить слишком быстрый износ лезвия при использовании в бетоне очень твердого заполнителя. Швы следует делать, как только бетон наберет достаточную прочность, чтобы его не повредило лезвием, но до того, как в бетоне могут возникнуть произвольные трещины. Нарезку швов обычным шворезчиком надо начинать не ранее чем через 24 ч и не позднее чем через 72 ч после окончания финишной обработки бетона.
При влажной нарезке (имеется в виду нарезка по мягкому бетону специальным шворезчиком Soft Cat) такие условия обычно возникают через 4...12 ч после окончания финишной обработки бетона. Впрочем, нарезка швов через 24 ч при определенных условиях также возможна. Для этого рабочий должен сделать пробный шов спустя несколько часов после начала твердения бетона. Если при нарезке пробного шва частицы заполнителя вываливаются из бетона, то начинать ее еще рано. Начинать операцию следует тогда, когда лезвие вместе с бетоном разрезает зерна заполнителя. Расположение каждого шва чаще всего намечают мелом по натянутой веревке. В качестве ориентира для нарезки используют линейку, например, доску шириной не менее 4 см.
При нарезке швов всегда должно быть в наличии запасное оборудование на тот случай, если основное выйдет из строя. В жаркую погоду или в случае, если существует опасность растрескивания, необходимо нарезать каждый третий или четвертый шов перед нарезкой промежуточных швов. Обычно швы выполняют в той же последовательности, в какой укладывали бетон. Глубина шва должна равняться 1/3 толщины стяжки. Это создает в стяжке зону слабины, и бетон при усадке дает трещину именно в этой зоне, т. е. растрескивается направленно, а не хаотично. При этом края образовавшейся трещины имеют определенную шероховатость, что исключает вертикальные смещения краев до тех пор, пока трещина не станет слишком широкой. Технология нарезки швов, описанная выше, требует выдержки свежеуложенного бетона 4 ч и более и нарезки на 1/3 глубины стяжки для получения хорошего деформационного шва.
Не так давно был изобретен способ сухой легкой нарезки швов, ее выполняют сразу после финишной обработки бетона. Рабочий, используя длинную ручку, может нарезать до 10 м шва без передвижения по бетону. Для нарезки более длинных швов рабочий, обутый в специальные сапоги с гладкой подошвой, может ходить по стяжке и использовать 2-метровую ручку. Этот тип швов нарезают только на глубину 2...3 см.
Герметизация швов
Чтобы облегчить уборку и поддержать края шва при транспортных нагрузках, нарезанные швы необходимо загерметизировать. Герметизация позволяет защитить их от проникновения воды и агрессивных сред, а также от засорения. Тип герметика зависит от нагрузок и условий эксплуатации. Например, на пищевых предприятиях требуется, чтобы полы можно было легко мыть и они выдерживали бы движение тяжелых грузовиков. Герметики для таких полов должны быть достаточно твердыми, чтобы предотвращать скалывание краев шва, и достаточно эластичными, чтобы выдержать усадочные и температурные колебания шва.
В промышленных полах с высокой транспортной нагрузкой швы должны быть заполнены соответствующим материалом, который обеспечит поддержку шва и выдержит высокие нагрузки. Материал наносят не менее чем через 28 суток после укладки стяжки. Эластомерные (гибкие) герметики применяют лишь там, где шов не будет подвергаться нагрузкам от колес техники.
Они наносятся быстро и могут выдерживать большие подвижки при открытии-закрытии шва. Перед герметизацией шов следует очистить от пыли и мусора, продувая его сжатым воздухом, очищая механической щеткой или пескоструйным аппаратом. Применяя для этого компрессор, надо убедиться, что он не оставляет масляную пленку в шве.
По нашему мнению, большинство складских и производственных помещений, логистических комплексов, паркингов, автосервисов, торговых центров и т. д. являются объектами, где полы подвержены нагрузкам умеренной интенсивности. Тем не менее и там бетонные полы постепенно разрушаются. Чтобы получить прочный бетонный пол, устойчивый к транспортным, пешеходным и другим нагрузкам, перепадам температуры, коррозии и другим воздействиям, необходимо применять материалы соответствующего качества, четко выполнять все технологические операции при устройстве полов, правильно нарезать деформационные
https://www.lobanov-logist.ru/library/all_articles/55272/