Co je dilatační spára v betonu?

Praskliny na stěnách budovy nejen kazí její vzhled, ale také ji činí neobyvatelnou. Důvodem takové deformace může být absence dilatační spáry, jejíž instalace je podle normy SNIP povinná.

Co je to dilatační spára

Jedná se o speciální mezeru mezi jednotlivými částmi velkých a středně velkých stavebních konstrukcí. Spoj je řez ve struktuře budovy, který ji rozděluje na jednotlivé bloky a uvolňuje napětí na povrchu. Pro zajištění utěsnění jsou spáry vyplněny plastovým polymerním materiálem. Kompenzační teplotní řez je umístěn na všech prvcích po obvodu budovy, ale nezasahuje až k základům.

Proč to musíte udělat?

Jakákoli monolitická budova mění své původní geometrické tvary při náhlých změnách teploty. To vede ke vzniku trhlin ve stěnách a základech, což výrazně snižuje pevnost rámu. Stěna domu z keramických cihel vysokých až 25 metrů se tak při teplotě -45°C smrští o 20 mm.

Účinným způsobem, jak této situaci předejít, je vytvoření dilatační spáry. Účelem kompenzačních opatření je snížit celkové namáhání konstrukčních prvků a dodat konstrukci určitou plasticitu. Po instalaci tepelného švu se mohou jednotlivé části konstrukce volně roztahovat, prodlužovat a pohybovat se vůči sobě navzájem.

Co se o tom píše v SNIP

Konstrukce teplotního (dilatačního) švu je upravena články 6.78. — 6.82 SNiP II-22-81. Podle těchto požadavků musí instalace proběhnout bez potíží na snadno dostupném místě, pro případ nenadálých oprav. Thermoshov je vždy namontován svisle, ale není přiveden k základně. To se provádí, aby se zabránilo praskání základů a deformaci stěny v případě smršťování budovy.

Šířka a rozteč tepelného svaru se vypočítá s ohledem na:

• klimatické podmínky stavebního regionu;
• způsob výstavby budovy (monolitické nebo prefabrikované);
• stavební materiál (beton, cihla atd.);
• vnitřní režim (vyhřívaný/netopený);
• dané parametry budovy (délka obvodu).

Spoj je instalován po celé výšce budovy až do úrovně střechy, s výjimkou bezpečnostní kapsy nad základem.

Konstrukce dilatačních spár

Různé typy konstrukcí mají individuální technické vlastnosti a vyžadují instalaci tepelného švu pomocí speciální technologie.

V betonu

Tepelné spoje zde vznikají především na stěnách monolitických konstrukcí pomocí příklepové vrtačky. Vrták provádí speciální řezy do zdi podle vzoru vypočítaného zkušeným inženýrem. Je vhodné utěsnit takový šev střešním papírem nebo koudelí. Jako dekorativní tmel se používá směs slámy, hlíny, písku a vody.

V potěru

Izolační spáry v podlahovém potěru jsou instalovány podél všech stěn místnosti a kolem objemných nosných sloupů budovy. Jejich úkolem je zastavit přenos deformačního zatížení z rámu budovy na samonivelační nátěr.

Uspořádání v různých fázích výstavby je přípustné:

1. Síť je vytvořena pomocí diamantových nebo brusných kotoučů na tvrdnoucí betonové desce a poté vyplněna tmelem. Výpočet kroku uspořádání se provádí podle vzorce: výška potěru X 24.
2. Síťovina se tvoří fragmentárně ve fázi nalévání směsi. K tomu je celková plocha rozdělena dřevěným trámem nebo plastovým obložením, které se po vytvrdnutí potěru odstraní.

Na slepé ploše

Instalace tepelného spoje se provádí před zahájením betonářských prací. Kompenzace je rozdělena podél čáry spojující stěnu a slepou oblast jednoduchým způsobem:

1. Po obvodu budovy je vykopán příkop o hloubce 15 cm. Příkop by měl vyčnívat 10 cm za střechu.
2. Na dně příkopu je umístěn polštář z drceného kamene a pokrytý střešní lepenkou.
3. Vyztužení a montáž rámu se provádí v krocích po 1,5 m po obvodu.
4. K uspořádání drážek použijte desku, která se po vytvrzení odstraní.
5. Trhliny jsou chráněny tmelem.

Na dlaždicích

Doporučený krok pro instalaci tepelné spáry na dlaždici je každých 3-3,5 m, v závislosti na typu a velikosti keramických prvků. Při pokládání porcelánové kameniny na podlahu je také obvyklé pokládat ji. Dlaždice se pokládají na lepidlo s vysokým stupněm elasticity, jako je litoelastické. Švy na betonovém potěru a mezi dlaždicemi se musí shodovat. Pro vytvoření drážek se doporučuje použít větší kříže. Prostor mezi dlaždicemi v místě trhlin je utěsněn polymerovým tmelem.

Šev na dlaždicích se provádí po šířce místnosti, aby nepřesahoval od vchodu.

Při obkladu cihlou

Dobrá volba pro vytvoření tepelné spáry na zdivu je při výstavbě budovy a ne po mnoha letech provozu. Doporučená šířka je 20-30 mm, přípustný krok je 15-17 m po obvodu budovy. Pokládá se při pokládce cihel se současným uložením tepelně izolační šňůry a po vyschnutí zdiva se utěsňuje. Pokud není tepelná spára položena zpočátku, je povoleno řezání podél hotového zdiva s následným utěsněním.

U domu vyzděného z cihel není dilatační spára potřeba v následujících případech:

• montáž prefabrikovaných podlah;
• uspořádání podélných stěn v krocích 1-2 m;
• nedostatek pevné výztuže v konstrukci.

Při obkladu cihlou

Na střeše

Dilatační spára na střeše odlehčuje celkové namáhání střechy při provozu objektu při deformaci podkladu. Jeho struktura je určena obecnou geometrií budovy.

Jsou položeny:

• podél dilatačních spár konstrukce;
• na křižovatce podlahových desek;
• v oblasti změny směru rámu konstrukce;
• na monolitické střeše nad křižovatkou několika budov.

Aby se zabránilo zatékání taveniny a dešťové vody do švů, vytvořte sklon směrem od konstrukce. Na střeše podlah jsou vyplněny minerální vlnou, překryty plastovou hmotou a provedena tepelná izolace.

V místech, kde jsou instalovány dilatační spáry, se doporučuje roztrhnout střešní koberec bez ohledu na typ povrchové úpravy.

Čím je vyplněna dilatační spára?

V každém případě musí být výplňový materiál pružný, elastický a po natažení nebo stlačení snadno obnoví svůj původní tvar.

Nejrozšířenější jsou:

• tlumicí páska (šířka 25-250 mm, tloušťka 3-35 mm);
• plná nebo dutá těsnící šňůra (průměr 6-120 mm);
• polyuretanový, akrylový, silikonový tmel;
• bitumen nebo bitumen-polymerový tmel;
• kompenzační profily speciální konstrukce.

Nejspolehlivější metodou těsnění je kombinovaná technika pokládání tmelu na tlumicí materiál.

Maximální pevnost stavby je zajištěna mimořádně kvalitní montáží dilatační spáry za použití certifikovaných materiálů. Následně je nutné jej minimálně jednou ročně zkontrolovat a v případě potřeby opravit porušení.

Monolitické železobetonové desky by měly být řezány s trvalými a dočasnými tepelně smrštitelnými spoji, jejichž vzdálenosti jsou určeny v závislosti na klimatických podmínkách, konstrukčních vlastnostech konstrukce, sledu prací atd. (viz bod 10.2.3 SP63.13330.2012 Betonové a železobetonové konstrukce.

Vzdálenost mezi teplotně smršťovacími spoji by měla být brána podle tabulky (viz Tabulka 3. Příručka pro navrhování betonových a železobetonových konstrukcí z těžkého a lehkého betonu bez předpínací výztuže (podle SNiP 2.03.01-84)

Nejdelší vzdálenosti, m,

mezi teplotně smršťovacími švy, povoleno

bez výpočtu, pro stavby umístěné

Pokud nelze základy rozdělit na úseky kratší než 40 m, je nutné zajistit dočasné smršťovací spáry o šířce 0,7 až 1,2 m – betonování pracovní spáry. V těchto případech je nutné uvolnit pracovní výztuž ze základové hmoty na obou stranách provizorní spáry (v úrovni základny a horní plochy základu), kterou je nutné 3-4 týdny po betonáži základů spojit svařováním nadzemními tyčemi a šev musí být vyplněn betonem stejného typu (viz odstavec 6.17 Pokyny pro navrhování deskových základů rámových budov a konstrukcí věžového typu).

Pracovní šev betonování.dwg

Pracovní šev betonování.dwg

Povrch pracovních švů, uspořádané při pokládce betonové směsi přerušovaně, musí být kolmé k ose betonovaných sloupů a nosníků, povrchu desek a stěn. Betonáž lze obnovit, jakmile beton dosáhne pevnosti alespoň 1,5 MPa (viz čl. 5.3.12 SP70.13330.2012 Nosné a obvodové konstrukce).

Pracovní šev nazývaná spárová rovina mezi ztvrdlým a novým (čerstvě položeným) betonem, vzniklá v důsledku přerušení betonáže. Pracovní spára vzniká při pokládání dalších vrstev betonové směsi na zcela zatvrdlé předchozí vrstvy. Obvykle se to stane, když je přestávka v betonáži 5-7 hodin a více.

Množství adheze mezi novým betonem a starým betonem je mnohem nižší než u monolitu. Pracovní spára se proto od monolitického betonu liší nejen pevností, ale i dalšími vlastnostmi: je méně mrazuvzdorná, vodopropustná atd. Pro snížení negativního vlivu pracovních spár na konstrukci je nutné: za prvé, umístit je na místa, která jsou nejméně nebezpečná pro pevnost konstrukcí, a aby nezhoršovaly vzhled konstrukce, za druhé jsou povoleny pouze konstrukčně navržené pracovní švy, za třetí, takové švy před pokládkou čerstvého betonu; je třeba podle toho zpracovat. Provedení pracovních švů závisí na typu konstrukce, její velikosti a vyztužení. Pro vytvoření švů v deskách se instalují desky, ploché panely nebo panely s římsou. Římsa je vyrobena tak, aby prodlužovala příčnou linii švu, což zvyšuje jeho pevnost a voděodolnost.

Před pokládkou čerstvého betonu jsou uvolněné vrstvy betonu a cementové kůry odstraněny z povrchu spáry a očištěny od nečistot a úlomků. Pokud je povrch zatvrdlé betonové spáry hladký, seká se dláty, škrabkou nebo sbíječkou, následuje omytí a ofukování stlačeným vzduchem. Bezprostředně před pokládkou nového betonu je třeba povrch spáry navlhčit a na stejný cement jako podkladový beton položit vrstvu spárovací hmoty. To vše pomáhá zajistit vysokou pevnost a vodotěsnost švu.

Studený šev při betonáži
Monolitický beton a železobeton jsou zpravidla hospodárnější než prefabrikáty v podzemních částech budov a staveb, v základech pro technologická zařízení, v masivních stěnových konstrukcích, v silničním a vodním stavitelství. Široké spektrum účinných aplikací nachází také v prefabrikovaných monolitických konstrukcích.
Monolitický beton a železobeton má ve srovnání s prefabrikovaným způsobem výstavby nepopiratelné výhody, které poskytují efektivní odvod vibrační energie v konstrukcích při zatížení větrem a seismickým zatížením, vysoký moment odolnosti proti statickému a dynamickému zatížení a nízkou deformovatelnost.
SNiP 3.03.01-87 „Nosné a uzavírací konstrukce“ pro monolitické betonování umožňuje pokládání betonových směsí dvěma zásadně odlišnými způsoby:
-pokládka bez přerušení betonáže před začátkem tuhnutí předchozí vrstvy betonu, to znamená bez vytvoření pracovní spáry;
– pokládka přerušovaně poté, co dříve položená betonová vrstva ztuhne do pracovní spáry.
Upřednostňuje se kontinuální betonování, protože tato metoda zajišťuje nejvyšší kvalitu monolitických konstrukcí, ale z technologických a organizačních důvodů to není vždy možné, proto návrh zpravidla zajišťuje pracovní švy.
Konstrukční spáry se také nazývají stavební spáry, betonářské spáry nebo „studené spoje“. Tvorba pracovních švů je způsobena zastávkami při betonování a je určena řadou důvodů:
-organizační: konec pracovní směny, oprava zařízení, nedostatek materiálu, nedokonalá celková organizace práce, technické možnosti používaných strojů a mechanismů;
-technologické: montáž nadzemní výztuže, lešení a bednění a omezení zatížení konstrukcí;
-konstrukční: zajištění směrových deformací jednotlivých úseků konstrukcí a konstrukcí jako celku.
Postavené monolitické betonové a železobetonové konstrukce se zpravidla betonují v samostatných propojených sekcích – betonových blocích (kartách).
Betonová pracovní spára vzniká při pokládání každé další vrstvy betonové směsi na ztvrdlou (ztuhlou) předchozí vrstvu betonu. Charakteristickým rysem pracovního švu je, že přilnavost nového betonu k již ztvrdlému betonu je výrazně nižší než pevnost monolitického betonu bez pracovního švu, v důsledku čehož se snižuje mrazuvzdornost a odolnost proti vodě a zhoršuje se vzhled konstrukcí. . To je vysvětleno skutečností, že „studené švy“ jsou hranicí, na které dochází k transformaci tlakových smršťovacích napětí na tahová napětí, a proto se oblast svaru stává předpjatou. Jak je známo, beton funguje dobře v tlaku, je méně odolný vůči zatížení ohybem a je mnohem méně odolný vůči namáhání v tahu. V důsledku uvolnění tahových napětí, realizovaného ve formě mikrotrhlin, má spojová zóna nižší hustotu a pevnost ve srovnání s monolitickým betonem a při stejných tahových napětích se trhliny otevírají primárně podél švů.
V souladu s SNiP 3.03.01-87 musí být povrchy pracovních spár před betonáží očištěny od nečistot, oleje, sněhu, ledu a cementového filmu. Povrch pracovních spár je očištěn od cementového filmu, aby se eliminovala možnost tvorby „studených spojů“.
Roční objem výroby monolitického betonu a železobetonu v Rusku je 25-30 milionů m³. Za předpokladu, že polovina konstrukcí je vyráběna metodou vrstva po vrstvě s tloušťkou vrstvy přibližně 50 cm na jeden průchod, je celková plocha pracovních spár vyžadujících přípravu povrchu 12-15 milionů m²/rok.
Cementová fólie
Hlavním zdrojem tvorby cementového filmu je vodný roztok hydroxidu vápenatého Ca(OH)2, který se dostává na povrch betonu, reaguje s atmosférickým oxidem uhličitým CO2 a vytváří ve vodě nerozpustný film uhličitanu vápenatého CaCO3 (dle na jeho chemické složení, vápenec). Dalším zdrojem jsou soli alkalických kovů přítomné v cementu ve volné formě; zeolitové tufy a popílek (mikrokuličky popela) přidávané do cementu z tepelných elektráren, které uvolňují alkálie; písek, drcený kámen a štěrk obsahující halogenové sloučeniny; urychlovače tuhnutí, nemrznoucí přísady, změkčovadla a další přísady. Když se cement smíchá s vodou, ve vodě rozpustné alkálie tvoří roztoky a chemicky se vážou se silikáty a hlinitany cementu. Poté, při kontaktu s oxidem uhličitým ve vzduchu, jsou alkálie karbonizovány za vzniku hustého cementového filmu nerozpustného ve vodě.
Dalším zdrojem solí je záměsová voda, pokud její složení nečistot nesplňuje požadavky GOST 23732.
Chemicky lze cementový film reprezentovat jako směs vodorozpustných a nerozpustných uhličitanů, síranů, dusičnanů a chloridů.
V povrchové vrstvě vody vytlačené z betonové směsi se i přes úplnou přeměnu veškerého pojiva na krystalizující hydrát nevytváří hustá a odolná krystalická struktura.
Fyzicky není cementový film, na rozdíl od tělesa cementového kamene, silnou krystalickou strukturou, ale volnou, křehkou kondenzační strukturou, která vyplňuje pórový prostor betonu do určité hloubky.
Při vrstvené pokládce betonové směsi na pracovní spáru s cementovým filmem na povrchu vznikne místo monolitické předpokládané v návrhu třívrstvá struktura: „beton – cementová fólie – beton“.
Pokud jde o pevnost, v tomto provedení je slabým místem cementový film. Je zřejmé, že při prahovém napětí, jehož hodnota je výrazně nižší než vypočtená hodnota, dojde právě podél tohoto rozhraní k destrukci betonové konstrukce. Z teorie pevnosti je známo, že pro co nejúčinnější přerozdělení napětí a nejúplnější rozptýlení energie při zatížení větrem nebo seismickým zatížením musí být konstrukce pokud možno zcela monolitická. V případě „třívrstvé“ konstrukce lze stavbu považovat nikoli za monolitickou konstrukci, ale za prefabrikovanou konstrukci skládající se z „podlah“, z nichž každá samostatně vnímá mechanické zatížení a pracuje nezávisle na ostatních.
Tradiční metody čištění pracovních spár
SNiP 3.03.01-87 definuje metody čištění a stanovuje požadavky na pevnost povrchu betonu při čištění od cementového filmu: mechanické ošetření kovovým kartáčem – nejméně 1,5 MPa; mechanické frézování – ne méně než 5 MPa; vodní pískování – minimálně 5 MPa; mytí vodou a sušení stlačeným vzduchem – ne méně než 0,3 MPa. Doporučení o přípustném časovém intervalu pro překrytí betonových vrstev před vytvořením pracovního švu jsou rozporuplná a pohybují se v rozmezí 2-4,5 hodiny Ve všech případech je nutné povrch dříve položeného betonu očistit od prachu, nečistot, olej a stavební suť. Aby se zabránilo dehydrataci položené směsi, betonový základ se navlhčí. Při přestávce v betonáži dochází v průběhu času ke zhoršení kvality horní (kontaktní) vrstvy betonu v důsledku odlučování vody, ke kterému dochází nejintenzivněji v prvních 1-1,5 hodinách. která vydrží až 5 nebo i více hodin, výrazně vyšší než pevnost spoje s plně zatvrdlým betonem i při pečlivé přípravě jeho povrchu. Při přestávkách v práci lze další pokládku směsi provádět až poté, co dříve kladený beton dosáhne pevnosti minimálně 1,5 MPa, což zaručuje, že nedojde k poškození jeho struktury. Zvažme výhody a nevýhody stávajících metod čištění a přípravy povrchu pracovních švů:
1. Mechanické frézování a mechanické čištění povrchu betonu od cementového filmu se provádí kovovými kartáči nebo smetáky s drátěnými štětinami. Suché mechanické čištění povrchu ztvrdlého betonu je možné až po dosažení určité pevnosti, aby nedošlo k poškození podkladových vrstev. Jak však beton nabývá na pevnosti, čištění povrchu pracovních spár se stává obtížnější.
Použití poháněných kovových kartáčů a strojního frézování je oprávněné pouze tehdy, když beton získá pevnost nejvýše 2-3 MPa. S větší pevností betonu klesá účinnost zpracování v důsledku výrazného prodloužení doby čištění a zvýšeného opotřebení kartáčů. Výhodou metod mechanického čištění je jejich použití tam, kde nelze použít prašné, mokré a drahé procesy pískování a hydropískování. Povrchové vrubování je velmi efektivní, zvyšuje oblast přenosu napětí. Použití rázových nástrojů (perforátorů, sbíječek) k odstranění fólie a následnému vrubování je však třeba vyloučit, z důvodu možného poškození vrchní vrstvy betonu spojované plochy. Nevýhody mechanických metod přípravy betonového povrchu zahrnují následující:
– možnost čištění až po dosažení pevnosti betonu 1,5 MPa vede k dlouhým technologickým přerušením;
– odstraní se pouze horní vrstva cementového filmu a póry betonu se neotevřou;
-možný vznik a relaxace vnitřních pnutí ve formě mikrotrhlin;
– tvorba prachu vyžaduje čištění průmyslovým vysavačem;
-vysoké náklady na vybavení a pracovní náročnost;
– složitost organizace kontroly kvality práce.
2. Při hydropískování se odstraní cementový film a až v povrchové vrstvě se otevřou póry betonu. Proces má následující nevýhody:
– nemožnost provádět čištění, dokud beton nedosáhne pevnosti 5 MPa a nutnost dlouhých technologických přestávek, aby beton získal požadovanou pevnost;
-vznik vnitřních pnutí v důsledku dopadu pracovního paprsku a jejich relaxace vedoucí k mikrotrhlinám;
-vysoké náklady na vysokotlaké a ultravysokotlaké kompresory, systémy abrazivního tryskání a filtrační a klimatizační jednotky;
– omezení použití při interní práci a při stávající výrobě.
3. Cementový film z povrchu pracovní spáry nejsnáze odstraníme vodním nebo vodním vzduchem pod tlakem 0,5-0,7 MPa.
Výhodou tohoto způsobu je, že čištění lze provést prakticky ihned po položení vrstvy při pevnosti betonu 0,3 MPa, tedy v době, kdy je již vytvořena dostatečně pevná betonová konstrukce a nehrozí porušení adheze hrubého kameniva. do maltové části. S takovou silou můžete chodit po betonovém povrchu, i když stopy po botách zůstávají a povrch lze protlačit určitou silou prstem. Doba dosažení této pevnosti závisí na vlastnostech betonové směsi, vlhkosti a okolní teplotě a pohybuje se od 4 do 18 hodin.
Nevýhody čištění proudem vody nebo vody a vzduchu zahrnují:
– v praxi nelze použít tento způsob čištění pracovních švů při záporných okolních teplotách a na svislých spojovacích plochách dlouhodobě zakrytých bedněním;
-na povrchu zůstává ve vodě nerozpustný cementový film;
– kompresorový olej obsažený ve stlačeném vzduchu vytváří na povrchu antiadhezivní film.
4. Chemický proces čištění kyselinou chlorovodíkovou je neúčinný a technicky neopodstatněný.
V mineralogii je kvalitativní reakcí na rozdíl mezi kalcitem (uhličitanem vápenatým) a jinými horninotvornými minerály rychlý rozklad ve studené kyselině chlorovodíkové. Návrh odstraňování cementových filmů obsahujících uhličitany pomocí kyseliny chlorovodíkové by neměl být doporučován kvůli riziku snížení trvanlivosti betonu.
To vysvětluje silný negativní účinek jeho použití:
-je pozorováno rozpouštění povrchu a destrukce nejen cementového filmu, ale také cementového kamene, což způsobuje zničení švu mezi starým a novým betonem během provozu;
– adhezní pevnost se mírně zvyšuje ve srovnání s neošetřeným povrchem;
– je nutná další operace k neutralizaci kyseliny alkálií (louh sodný) s promytím vodou;
-ztráta povrchové pevnosti vede k prášení betonu a vyžaduje dodatečné povinné odstranění prachu před aplikací maltové směsi.
5. Pro prodloužení časového intervalu mezi pokládkou betonové směsi a odstraněním cementového filmu a povrchové vrstvy betonu, jakož i pro usnadnění procesu čištění pracovní spáry se používají zpomalovače tuhnutí, např. plastifikátor betonové směsi – sulfitovo-kvasnicová kaše (SYB). Na povrch položeného betonu se nanáší rozprašovačem barvy SDB roztok o koncentraci 15-20%. Odstranění oslabené povrchové vrstvy lze provádět buď hnacími kartáči nebo pod tlakem proudu vody, dokud se nevytvrzená vrstva zcela oddělí a žluté skvrny z SDB se neodstraní.
Nevýhody této metody zahrnují:
-úprava povrchu může začít nejdříve jeden den po položení betonu; horní hranice doby zpracování závisí na teplotě vzduchu a pohybuje se od dvou do čtyř dnů;
– je nutné dávat velký pozor, aby nedošlo ke snížení pevnosti podkladního betonu;
– použití retardérů tuhnutí je nepřípustné při provádění betonáže nejen v zimě, ale i na jaře a na podzim.