Для большинства составных, наборных и даже монолитных конструкций обустройство температурный шов — обязательное условие сохранения целостности конструкции. В противном случае то, что было построено зимой, может легко развалиться в летнюю жару, несмотря на то, что температура воздуха меняется всего на пару десятков градусов.
Что такое температурный шов
Все детали, независимо от материала и размеров, расширяются или уменьшаются в размерах при изменении температуры. Несмотря на то, что изменение линейных размеров составляет десятые доли миллиметра на каждый метр длины, игнорировать тепловое расширения нельзя. Возникающее при этом усилие может достигать огромной величины.
Температурный шов в железобетонных конструкциях — это зазор между отдельными частями, благодаря которому удается компенсировать тепловое расширение. Например, для моста из железобетона длиной всего в 100 м температурный шов должен быть не менее 10 см. Наглядный пример — зазоры на стыках рельс или постоянно высыпающийся шов между на межблочной расшивке стен панельных многоэтажек.
Чем отличается температурный шов от деформационного шва
Все просто. Деформационный шов — это линия стыка нескольких деталей или размежевание нескольких конструкций для того, чтобы избежать деформации, возникающей под нагрузкой. Причинами появления нагрузки могут любые воздействия, в том числе тепловые.
Температурный шов очень похож на деформационный. Но он делается только для компенсации температурного расширения нескольких элементов, собранных в одну группу или конструкцию.
Главное отличие заключается в том, что классический деформационный шов срабатывает (выбирается или компенсируется) полностью или частично только после появления нагрузки. Например, деформационный зазор в цокольной части стены уменьшается под ее весом и остается в таком положении длительное время. Если бы его не было, то в стене появилась бы трещина из-за остаточных деформаций.
Примером температурного шва может быть зазор между наружными кирпичными стенками печки и внутренней ее футеровкой. Эти два элемента сцеплены между собой. При нагреве свободное пространство уменьшается, после остывания — увеличивается. В отличие от деформационного, температурный зазор меняется под циклической нагрузкой, поэтому требования к его обустройству несколько жестче.
В каких случаях используется?
Устройство температурного шва считается обязательным для всех строительных конструкций, работающих в условиях периодического нагрева и охлаждения. Обычно его наличие обусловлено тепловыми потоками от солнечного излучения, обдувом теплым ветром.
Разделку (швы) для учета изменений размеров при охлаждении практически не делают, так как твердые предметы при низких температурах уменьшаются в размерах и никакого взаимного влияния не происходит.
Виды температурных швов
Место под обустройство зазора между двумя деталями выбирается с помощью специальных методик. Нужно учесть несколько факторов, которые влияют на поведение строительной детали-конструкции при нагреве:
- Основное направление расширения. Температурный зазор должен быть сделан перпендикулярно плоскости наибольшего размера детали или конструкции.
- Величина температурного шва рассчитывается по максимальной температуре нагрева в данном конкретном месте при наиболее неблагоприятных обстоятельствах.
- Обязательно выбирается способ заделки температурного шва.
Дело в том, что зазор нельзя заполнять произвольно выбранным материалом. Материал должен быть достаточно пластичным и одновременно упругим, чтобы компенсировать циклическое изменение ширину зазора.
По расположению
Швы бывают вертикальные или горизонтальные. Деление условное, так как речь идет о строительных конструкциях, которые располагаются либо параллельно поверхности грунта, либо перпендикулярно ей.
Еще одно условие — материал. Тепловой паз делается для:
- больших и тяжелых монолитных конструкций из бетона или камня;
- массивных конструкцию, сложенных на клеевой основе или кладочном растворе из большого количества деталей меньшего размера;
- плоских керамических или каменных конструкций, закрепленных на несущей поверхности.
То есть температурный шов делается в случаях, когда объект (конструкция) жестко зафиксирован. Материал, из которого он изготовлен, должен быть высокой твердости, с минимальными остаточными деформациями. Кроме того, конструкция должна подвергаться неравномерному нагреву.
Вертикальные температурно-усадочные швы
Для примера можно использовать ситуацию возведения новой кирпичной пристройки к каменному дому. Между ними обязательно нужно сделать вертикальный температурно-усадочный шов.
Это дает возможность пристройке пройти весь цикл усадочных процессов для стен и цоколя. Кроме того, оба строения нагреваются зимой до разной температуры. Дом благодаря отоплению нагревается сильнее, пристройка — слабее, а вертикальные температурно-усадочные швы компенсируют взаимное изменение размеров.
Важно! Данный тип температурно-усадочных швов всегда делается вертикальным и, согласно требованиям СНиП 11-22-81, не должен доходить до фундамента, линия останавливается на цокольной части стен.
Поперечный температурный шов
Применяется на стяжках, плитах перекрытия, отмостке фундамента и бетонных полах. Нарезается температурный паз перпендикулярно направлению наибольшего расширения бетона. То есть поперечный паз будет делить длинный элемент (стяжку или отмостку) на несколько более коротких отрезков.
По типу
Понятно, что температурные зазоры нельзя делать произвольно. Место для нарезки компенсационного зазора подбирается так, чтобы не влиять на прочность конструкции и одновременно быть доступным для ремонта/замены набивочного материала, которым заполняется шов.
В панельных домах
Здания панельного типа собираются из литых бетонных (армированных) плит. Отдельные панели монтируются в коробку здания с достаточно большими зазорами между ними. Это и есть температурные швы.
Они компенсируют расширение и деформацию каждой отдельно взятой ячейки без образования трещин в стенах. Правда из-за постоянного суточного температурного расширения-сжатия заделочный материал высыпается из швов. Приходится задувать стыки мастикой и монтажной пеной. В целом, благодаря температурным швам здание сохраняет форму без потери устойчивости.
В плитах перекрытий
В промышленном строительстве основу крыши здания собирают из пустотных бетонных плит. Даже при наличии компенсирующего слоя утеплителя и гидроизоляции вся конструкция кровли летом нагревается до 45оС.
Поэтому плиты всегда монтируют с температурным зазором или делают стыки скользящими. Иначе расширяющийся от нагрева бетон разорвал бы верхнюю кромку стен и вся коробка здания получила бы трещины.
В бетонных полах
Для большинства зданий бетонный пол заливается по песчано-гравийной подушке, уложенной на грунт. То есть температура, при которой формируется отливка, гораздо ниже той, что будет в помещении при завершении строительства.
Температурные швы делаются обязательно, так как после сдачи помещения в эксплуатацию температура внутри повысится и произойдет расширение бетона. На каждые 100 м длины увеличение размера может достигать 50 мм. Без температурных швов образуются трещины, также могут быть повреждены внутренние колонны, удерживающие перекрытие.
В бетоне на улице
Бетонированная площадка или отлитая конструкция с большой площадью поверхности подвергается нагреву солнечным светом, теплыми потоками воздуха. Зимой на бетоне могут быть остатки льда и снега. Это худшая ситуация, так как и-за неравномерного нагрева возникают сильные температурные напряжения. Без обустройства швов цикл нагрева-охлаждение приводит к растрескиванию поверхности.
В монолитных конструкциях
Чем больше толщина отливки, тем выше температурные напряжения в монолитных бетонных массах из-за неравномерного нагрева. Особенно сильно внутренние температурные деформации в бетоне проявляются при затвердевании массивной монолитной отливки.
Внутренние слои в процессе твердения сильно нагреваются, тогда как наружные остывают намного быстрее. Возникают температурные напряжения, снять которые можно лишь если отказаться от монолитной структуры и заливать конструкцию послойно либо сделать тепловые зазоры, компенсирующие внутренние расширения бетона.
В железобетонных конструкциях
Наличие армирующего слоя из стального прутка или сетки существенно повышает прочность плит и панелей, но не устраняет причину появления температурных напряжений. Мало того большая теплопроводность стали приводит к более сильному промерзанию бетона.
Поэтому норма по обустройству температурных швов для ЖБ-конструкций еще более жесткая. Если на бетонных стенах температурный шов делается каждые 70-80 м, то для железобетона — каждые 25 м или 40 м (для отапливаемых зданий).
В цементно-песчаных стяжках
Отливка ЦПС считается более пластичной, то есть менее склонной к образованию трещин из-за тепловых напряжений. Но с увеличением толщины стяжки, а также по мере старения и самоупрочнения материала, риск растрескивания только увеличивается.
Поэтому любую стяжку на грунте или на песчаной подушке отливают вместе с профилем или закладными рейками. После затвердевания рейки снимают, получается качественный и равномерный паз постоянного профиля.
В отмостках
Бетонная лента, опоясывающая цокольную часть стен и фундамента, всегда отливается опалубку секциями примерно квадратной или прямоугольной формы. Обязательно делаются компенсирующие швы в отмостках для угловых зон и местах большей нагрузки на фундамент дома.
В фундаменте
При обустройстве основания здания проблему тепловых напряжений в фундаменте решают с помощью утепления части конструкции, погруженной в грунт. Частично функции температурного шва выполняет слой гидроизоляции, настилаемой на вертикальные и горизонтальные поверхности.
На фасаде
Как бы не была сориентирована постройка относительно движения Солнца по небосклону, все равно какая-то часть здания будет хорошо освещена и сильно прогреваться, но половина постройки останется в тени и будет холодной.
Например, для кирпичной пятиэтажки 18-20 м высотой, зимой разница температур на противоположных стенах может доходить до 30оС, относительное расширение достигать 10-15 мм. Без температурного шва фасад или тыльная стена обязательно получит трещину.
На плитке
Облицовка плиточным покрытием используется преимущественно на бетонных поверхностях, реже — на кирпичной кладке. Материал всегда наклеивается всегда с устройством температурного зазора.
Внутри помещений шов необходим именно для сохранения облицовки, так как плитка нагревается и расширяется гораздо сильнее чем сама стена.
На наружных стенах плиточный материал больше зависит от температурного расширения кирпичной кладки или бетонной панели, так как нагрев идет преимущественно изнутри здания.
На кровле
Температурные швы выполняются между плитами перекрытия и в зоне примыкания к парапету или части стен. Кроме того, зазоры обязательно делаются на верхней защитной стяжке ЦПС, особенно если поверхность кровли выполнена с уклонами для стока дождевой воды.
Бетонированная плоскость разбивается на сектора, границы которых служат линиями температурных швов. Отдельно делаются компенсирующие зазоры по периметру кровли. В результате получается бетонная плоская крыша, как бы склеенная из множества секций разной площади, с уклонами и без них. Достаточно прочная и гибкая, чтобы выдержать нагрев от солнечного света без трещин и деформаций.
Чем заполняется температурный шов
Зазор между двумя плитами из твердого и жесткого материала нужно закрывать, причем материалом специального назначения, достаточно пластичным, упругим и стойким к воздействию тепла, влаги, низких температур и механического давления от льда.
В зависимости от места, где расположен паз, его заполняют:
- мастиками и силиконовыми композитами, затвердевающими на воздухе;
- готовыми шнурами, лентами, профилями из отвержденного силиконового каучука;
- расширяющимися материалами, в том числе пенами на основе полиуретана.
Материал для заполнения должен обладать демпфирующими (поглощающими) свойствами с низкой остаточной деформацией. Проще говоря, при сжатии и отпускании материала рукой он должен полностью восстановиться в размерах, но не пружинить. Это важно для обустройства швов на бетонных полах и перекрытиях, иначе материал достаточно быстро разрушится внутри паза.
Демпферная лента
Изготавливается из вспененного полимера, обычно полистирола. Ширина — от 50 мм до 150 мм, в зависимости от расстояния между кромками. Используется для запаковки температурных зазоров между железобетонным блоками, плитами, балками.
Укладывается вручную или с помощью приспособления с барабанным накопителем.
Уплотнительный шнур
Представляет собой трубку или сплошной канат из вспененного полиэтилена высокого давления — вилатерма. Трубками закатывают пазы до 60 мм шириной, причем вилатерм обязательно укладывается в паре с гидроизоляционной пленкой.
Герметики и мастики
Пластичные одно- и двухкомпонентные мастики применяются для заделки на крышах, перекрытиях, на стыках и зазорах стен панельных домов. Работать с ними сложно, так как совместно с мастикой внутрь температурного шва закладывается шнур или лента.
Герметики изготавливают на основе акриловых или силиконовых полимеров. Стоят недешево, проще заделывать, но обладают более высокой стойкостью, чем мастичные виды материалы.
Специальные профили
Используют для заделки температурных швов на горизонтальных поверхностях, чаще всего полах и стяжках. Профиль может быть резино-металлическим или силиконовым. Пластиковые практически не используют.
Как выполняются — пошаговая инструкция
Расположение температурных швов на бетонной площадке или стене определяется на этапе проектирования. Отдельно по смете рассчитываются температурные нагрузки на поверхность, расширение и необходимые зазоры для компенсации возможных деформаций.
Иногда температурные швы приходится устраивать по результатам осмотра бетонных конструкций. Например если на полу появилась линейная трещина, нужно делать зазор, пока есть возможность компенсировать тепловое расширение бетона.
Ширина температурных швов в ж/б конструкциях
Для определение параметров используют достаточно большое количество параметров. Определяющими считаются:
- марка бетона;
- толщина плиты или стяжки;
- наибольшая длина (расстояние между краями) изделия;
- диапазон температур.
Расчет получается достаточно сложным, поэтому на практике обычно используют рекомендации СНиП и СП. Для частного дома величину расстояния между кромками можно выбрать по табличке из СП63.13330.2012.
Технология работ с монолитом
Сделать тепловой зазор можно в процессе заливки плиты, стяжки или отмостки. Это достаточно простой и эффективный способ, не требующий специального оборудования с запредельными расценками на аренду.
Суть его заключается в том, чтобы сформировать зазор с помощью закладных элементов. Например, перед заливкой бетона в опалубку плиты установить внутрь короба доску на ребро, шириной не менее 20 см. Толщина будет соответствовать расстоянию между смежными кромками. Доску предварительно оборачивают полиэтиленовой пленкой, иначе ее потом не вытащить из бетона.
После того как монолит застынет, зазор очищается от остатков пленки, внутрь закладывается пленочная гидроизоляция, затем шнур и заклеивается мастикой.
Паз можно нарезать специальной машиной — пазорезом. Но такой способ обычно применяют для бетонных полов большой площади.
Ремонт температурного шва
Циклический характер нагрузок приводит к тому, что кромки разрушаются, а заделочный материал просто выпадает из зазора. Предварительно нужно будет снять и удалить остатки шнура, зачистить паз до бетона.
Сам процесс ремонта выглядит следующим образом:
- Разрушенные кромки необходимо покрыть грунтовкой глубокого проникновения.
- Внутрь паза вставляют металлическую полосу по всей длине шва.
- На кромки наносят ремонтный состав. Обычно на основе цемента и акрилового клея.
- После застывания отремонтированных участков паз прорезают болгаркой или ручном машинкой-пазорезом (штроборезом), тщательно выдувают грязь и пыль.
Остается лишь заложить внутрь шва новый вилотерм и заклеить полиуретановым или силиконовым герметиком. Отремонтированного температурного шва в гараже с бетонными полами обычно хватает на 3-4 года. Если паркуются грузовики, тяжелая техника, то максимум на год. В складских помещениях тепловой зазор выдерживает до 7 лет.
Итоги
Правильно рассчитать температурный шов достаточно сложно, но есть упрощенные методики, по которым можно выбрать примерный размер и схему зазора. Можно скопировать с уже готового решения. Делать его нужно обязательно.
Расскажите о своем опыте обустройства тепловых зазоров. На какие нюансы нужно обращать в первую очередь? Также делитесь статьей в соцсетях и сохраняйте ее в закладки.