Швы в промышленных бетонных полах.

Устройство промышленных бетонных полов производится при строительстве производственных площадей в различных отраслях промышленности, складских  и логистических терминалах, на автостоянках и парковках в жилых и административных зданиях и других объектах со значительными нагрузками на полы.  

Однако при устройстве промышленных бетонных полов необходим комплексный подход к выбору материала, типу армирования, виду финишного покрытия, что позволит добиться требуемых эксплуатационных характеристик при оптимальных финансовых затратах. Одним из важных элементов промышленного бетонного пола, на который необходимо обратить должное внимание является деформационные швы.

Промышленные бетонные полы можно условно разделить на два важных элемента, основу и покрытие. Основой промышленного бетонного пола является бетонная стяжка с различными типами армирования, а покрытием является финишный относительно тонкий слой придающего промышленному полу, нужные эксплуатационные характеристики.

Основным материалом для бетонной стяжки в промышленных бетонных полах является бетон марки не ниже В 25. Бетон по своим свойствам является не пластичным материалом, не способный к большим деформациям. При воздействии нагрузки большей прочности на изгиб бетонные полы не деформируется, а трескаются в местах наименьшего сопротивления. Появление трещин происходит также под действием внутренних напряжений в бетоне, вызванных усадочными деформациями при гидратации бетона и перемены температуры. Для обеспечения контроля процесса трещинообразования в промышленных бетонных полах, производится ряд мер. В данной статье мы рассмотрим три типа деформационных швов в промышленных бетонных полах: изоляционные, усадочные и конструкционные.

Изоляционные швы

Конструкции любого здания в процессе эксплуатации подвергаются колебаниям и деформациям. С внешней среды на здание воздействует температура, ветровая нагрузка, снежный покров, различного рода вибрационных нагрузок, подвижка грунтов основания, работа внутреннего оборудования и многие другие нагрузки. Название изоляционные швы говорит о том, что мы изолируем бетонные полы от конструкции здания, чтобы отсечь передачу деформаций от стен и фундаментов в местах соприкосновения бетонного пола с другими конструкциями здания. К местам соприкосновения относится все вертикальные части здания, например стены, ростверки, колонны, фундаменты под оборудование, технологические ниши под коммуникации. При устройстве изоляционных швов необходимо руководствоваться тем, чтобы они позволяли бетонному полу изменять свой объем, иметь относительную свободу в перемещении в вертикальной и горизонтальной плоскости   относительно и не зависимо от других элементов здания.  Изоляционные швы, решают несколько задач в процессе набора прочности бетонного пола и в процессе эксплуатации здания. В процессе набора прочности бетонного пола бетон дает усадку, и изоляционные швы позволяют бетонному полу компенсировать изменившейся объем. Если бетонные полы будут жестко связаны с неподвижными элементами здания, то вероятнее всего полы треснут. В процессе эксплуатации под влиянием различных нагрузок, которые мы рассмотрели выше, бетонные полы должны иметь возможность подвижки по горизонтальной плоскости, по вертикальной плоскости, теплового расширения при повышении температуры и теплового сжатия при понижении температуры.  

Верхняя часть шва в промышленных бетонных полах заполняют эластичным материалом. Материал, которым заполняются швы, должен обладать достаточной эластичностью для подвижки бетонных полов в горизонтальной и вертикальной плоскости, и жесткостью для восприятия нагрузки при эксплуатации. Средняя толщина шва обычно составляет 10 мм и рассчитывается с учетом коэффициента линейного расширения бетонной стяжки. Изоляционный материал по периметру заливки бетонного пола выставляется до приемки бетона на всю толщину стяжки. После набора прочности бетона изоляционный материал удаляется на глубину равной толщине изоляционного шва и заполняется эластичным материалом.

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 швы слегка открываются, и трещины образуются не хаотично, а в заданных местах.

Усадочные швы в бетонных полах делаются путем нарезки 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.

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.

 В статье использованы материалы журнала "Склад и техника".