Температурные швы: конструкция, типы, функции и инструкция по монтажу

Создание температурных швов является необходимым элементом для сохранения целостности различных конструкций, как сборных, так и монолитных. Без их установки сооружения, возведенные в морозные месяцы, могут разрушиться при летних температурах, даже если разница составляет всего несколько десятков градусов.

Определение температурного шва

Все элементы, вне зависимости от их размеров или материала, подвержены расширению или сокращению при изменении температуры. Хотя изменения линейных размеров могут составлять всего несколько десятых миллиметров на каждый метр длины, пренебрежение тепловыми деформациями недопустимо, так как возникающее напряжение может быть значительным.

Температурный шов в железобетонных конструкциях представляет собой зазор между отдельными частями, который позволяет компенсировать их термическое расширение. Например, для моста длиной 100 метров зазор должен составлять как минимум 10 см. Этим объясняется наличие зазоров на стыках рельсов или регулярное выпадение материала из швов межблочной расшивки стен панельных зданий.

Различия между температурным и деформационным швами

Принципиальное различие заключается в том, что деформационный шов служит для разделения нескольких элементов или конструкций, чтобы предотвратить деформацию, вызванную нагрузками, в том числе и температурными.

Температурный шов предназначен исключительно для компенсации изменений размеров из-за температурных колебаний между элементами, объединенными в одну конструкцию.

Основная разница в том, что деформационный шов функционирует (выбирается или компенсируется) при возникновении нагрузки. Например, при нагрузке на цокольный шов его ширина уменьшается и может оставаться в таком положении в течение длительного времени. В случае отсутствия шва в стене могли бы возникнуть трещины из-за остатков деформаций.

Температурный шов можно проиллюстрировать зазором между внешними кирпичными стенами печи и её внутренней футеровкой. Эти два элемента связаны между собой, и при нагреве их взаимное пространство изменяется. В отличие от деформационного, температурный зазор изменяется под воздействием циклической нагрузки, что налагает более строгие требования к его конструкции.

Сфера применения

Создание температурного шва является необходимым для всех сооружений, подвергающихся периодическому нагреву и охлаждению. Обычно это вызвано теплообменом с окружающей средой, например, солнечным светом или теплыми ветрами.

Швы, предназначенные для учета изменений размеров при охлаждении, практически не укладываются, так как при низких температурах твердые материалы могут уменьшаться в размерах без взаимного влияния.

Типы температурных швов

Выбор места для формировании зазоров осуществляется с использованием различных методик с учетом ряда факторов, влияющих на поведение конструкций при нагреве:

1. Направление расширения. Температурный шов следует располагать perpendicular к плоскости наибольшего размера конструкции.
2. Размер шва определяется исходя из предельно возможной температуры в данной области в неблагоприятных условиях.
3. Необходимо заранее определить способ заполнения температурного шва.

Важно помнить, что зазор не следует заполнять любым материалом, так как он должен обладать необходимой пластичностью и эластичностью, чтобы компенсировать изменения ширины.

По расположению

Швы бывают вертикальными и горизонтальными. Это деление условно, так как швы могут быть расположены как параллельно, так и перпендикулярно поверхности земли.

Также важен и материал. Температурные швы создаются для:

• крупных и тяжелых монолитных построек из бетона или камня;
• массивных конструкций, собранных на основе клеевого или раствора из множества мелких элементов;
• плоских керамических или каменных элементов, закрепленных на несущей поверхности.

Таким образом, температурные швы монтируются в тех случаях, когда объект жестко зафиксирован и изготовлен из высокопрочных материалов с минимальными остаточными деформациями. При этом конструкция должна подвергаться неравномерному нагреву, что приводит к образованию значительных температурных напряжений. Правильно выполненные зазоры позволяют нагретым частям расширяться относительно более холодных, что предотвращает появление трещин.

Вертикальные температурно-усадочные швы

Примером может служить прицеп к кирпичному дому, где обязательно необходимо оставлять вертикальные температурно-усадочные швы.

Это позволяет новым стенам пройти стадии усадки, а также избежать разницы температур между основным зданием и пристройкой, которые обогреваются по-разному зимой. Вертикальные швы компенсируют изменения размеров.

Важно! Данный вид температурно-усадочных швов оформляется в вертикальном положении и не должен достигать фундамента, останавливаясь на уровне цоколя.

Поперечный температурный шов

Такой шов используется на стяжках, перекрытиях, отмостках фундамента и бетонных полах. Температурный паз вырезается перпендикулярно направлению наибольшего расширения материала, разделяя длинные элементы на несколько более коротких участков.

По типу

Как видно, температурные зазоры не могут быть созданы без серьезного обоснования. Локация для их формирования выбирается таким образом, чтобы не повлиять на прочность всей конструкции и быть открытой для возможного ремонта или замены наполнителя.

В панельных домах

Панельные здания состоят из сборных бетонных (армированных) плит. Каждая панель устанавливается в аспекте достаточных зазоров между ними, что и является температурным швом.

Эти швы компенсируют расширение и деформацию каждой панели, не допуская образования трещин в стенах. Однако при постоянном суточном расширении и сокращении шовный материал может высыпаться, что требует его периодического заполнения мастикой или монтажной пеной. Тем не менее, благодаря температурным швам здание сохраняет свою стабильность и форму.

В плитах перекрытий

В промышленном строительстве крыши зданий часто формируются из пустотных бетонных плит. Даже с учетом утепляющего материала и гидроизоляции, такая конструкция в летний период может достигать температуры 45 °C.

Поэтому плиты монтируют либо с температурным зазором, либо используют скользящие стыки. В противном случае от нагревания бетон может привести к разрушению верхних краев стен и образованию трещин по всему зданию.

В бетонных полах

В большинстве случаев бетонные полы заливаются на песчано-гравийной подушке. Температура, при которой заливается пол, значительно ниже, чем в помещении после его завершения.

Монтаж температурных швов необходим, так как с повышением внутренней температуры после завершения строительных работ бетон будет расширяться. На каждые 100 метров длины шов может увеличиваться до 50 мм. Без таких зазоров могут возникать трещины, а также повреждения внутренних колонн, поддерживающих перекрытие.

В уличном бетоне

Бетонированные площадки или отлитые конструкции с большой площадью подвергаются тепловому воздействию от солнечного света и тёплого воздуха. Зимой на поверхности может оставаться снег и лед, что усугубляет ситуацию. В результате неравномерного прогрева происходит образование сильных температурных напряжений. Отсутствие швов приводит к трещинам на поверхности в цикле нагрева и охлаждения.

В монолитных конструкциях

Чем толще бетонный слой, тем выше вероятные температурные напряжения в монолитных бетонных элементах вследствие неравномерного нагрева. Особенно это актуально во время затвердевания массивной монолитной заливки.

Внутренние слои прогреваются значительно сильнее, тогда как верхние остывают быстрее. Это создает температурные напряжения, которые можно устранить только при использовании послойного заливания или путем создания тепловых зазоров для компенсации внутренних расширений бетона.

В железобетонных конструкциях

Применение армирующих стальных прутков или сеток повышает прочность панелей, но не исключает причины возникновения температурных напряжений. Кроме того, высокая теплопроводность стали может привести к быстрому промерзанию бетона.

Поэтому правила относительно температурных швов в железобетонных конструкциях более строгие. Для бетонных стен швы ставят каждые 70-80 метров, а для железобетонных конструкций — каждые 25-40 метров (для отапливаемых помещений).

В цементно-песчаных стяжках

Стяжка из цементно-песчаного раствора считается более гибкой и менее склонной к образованию трещин из-за тепловых напряжений. Однако с увеличением толщины стяжки и с возрастом материала риск трещинообразования возрастает.

Таким образом, любые стяжки, расположенные на грунте или песчаной основе, необходимо производить одновременно с установкой профиля или заливкой закладных рейок. После того как материал затвердеет, рейки убираются, что позволяет получить аккуратный и ровный паз постоянного профиля.

В отмостках

Бетонное ограждение, которое окружает нижнюю часть стен и фундамент, всегда формируется в виде секций, имеющих квадратную или прямоугольную форму, с использованием опалубки. Важно закладывать компенсационные швы в углах отмосток и в тех местах, где нагрузка на фундамент наиболее велика.

В фундаменте

При создании фундамента здания вопрос о тепловых напряжениях решается путём утепления той части конструкции, которая находится в грунте. Частично эту задачу выполняет гидроизоляционный слой, который располагается на вертикальных и горизонтальных плоскостях.

На фасаде

Несмотря на направление здания относительно движения солнца, некоторые его участки будут получать хороший солнечный свет и чрезмерно нагреваться, в то время как другие останутся в тени и будут холодными.

К примеру, в кирпичном пятиэтажном здании высотой 18-20 м разница температур на противоположных стенах зимой может достигать 30 °С, а относительное расширение — 10-15 мм. В отсутствие температурного шва одна из стен фасада или тыльная сторона обязательно треснет.

На плитке

Плиточные покрытия, как правило, укладываются на бетонные основания, реже — на незамысловатые кирпичные стены. Материал всегда фиксируется с созданием температурных зазоров.

Внутри помещений швы нужны для защиты облицовочного материала, так как плитка подвергается более сильному нагреву и расширению, чем стена.

На внешних стенах плитка больше подвержена воздействию температурной деформации кирпичной кладки или бетонной панели, так как нагрев происходит преимущественно из внутренней стороны здания.

На кровле

Температурные зазоры образуются между плитами перекрытия и в местах их соединения с парапетом или стенами. Кроме того, обязательны зазоры на верхнем защитном слое ЦПС, особенно если кровля устроена с уклоном для отведения дождевой воды.

Бетонированная поверхность делится на сектора, границы которых служат линиями температурных швов. Отдельно также укладываются компенсационные зазоры по периметру кровли. В итоге получается плоская бетонная крыша, состоящая из множества секций разных размеров, как с наклоном, так и без него. Она достаточно устойчива и гибка, чтобы выдержать нагрев от солнечного света без появления трещин и деформаций.

Заполнение температурного шва

Зазоры между плитами из жесткого и твердого материала должны быть заделаны специальными составами, которые отличаются достаточной пластичностью, упругостью и стойкостью к тепловому и механическому воздействию, а также влаге и холодным температурам.

В зависимости от расположения шва, его заполняют:

• мастиками и силиконовыми составами, которые отвердевают на воздухе;
• готовыми шнурами, лентами или профилями из отвержденного силиконового каучука;
• расширяющимися материалами, включая полиуретановые пены.

Материалы, используемые для заполнения, должны обладать демпфирующими свойствами с низкой остаточной деформацией. Проще говоря, при сжатии и возвращении в исходное состояние они не должны пружинить. Это критично для создания швов на бетонных полах и перекрытиях, иначе материал быстро разрушится.

Демпферная лента

Данная лента изготавливается из вспененного полимера, чаще всего полистирола. Её ширина варьируется от 50 до 150 мм в зависимости от расстояния между краями. Применяется для герметизации температурных зазоров между железобетонными блоками, плитами и балками.

Укладывается вручную или при помощи устройства с барабанным накопителем.

Уплотнительный шнур

Представляет собой трубчатый или сплошной шнур, изготовленный из вспененного полиэтилена высокого давления — вилатерма. Трубочки используются для заполнения пазов шириной до 60 мм и обязательно укладываются вместе с гидроизоляционной пленкой.

Небольшие зазоры (до 20 мм) заполняют сплошными шнурами, которые в основном применяются на полах и вертикальных поверхностях из бетона.

Герметики и мастики

Эластичные однокомпонентные и двухкомпонентные мастики используются для заделки швов на крышах, перекрытиях, а также в местах стыков и зазоров стен панельных зданий. Работа с ними может быть затруднительной, так как вместе с мастикой в шов закладывается шнур или лента.

Герметики производятся на основе акриловых или силиконовых полимеров. Они имеют более высокую стоимость, проще в использовании и обладают большей стойкостью по сравнению с мастичными материалами.

Специальные профили

Они используются для герметизации температурных швов на горизонтальных плоскостях, чаще всего в полах и стяжках. Профили могут быть выполнены из резино-металлических или силиконовых материалов. Пластиковые профили почти не применяются.

Пошаговая инструкция выполнения работ

Определение местоположения температурных швов на бетонной площадке или стене осуществляется на этапе проектирования. Сметой рассчитываются температурные нагрузки, расширение и необходимые зазоры для учета возможных деформаций.

Иногда создание температурных швов становится необходимым после осмотра бетонных конструкций. Например, если на полу появились трещины, необходимо сформировать зазор для компенсации теплового расширения бетона.

Ширина температурных швов в железобетонных конструкциях

Для определения параметров используются множество факторов. Основные из них:

• марка бетона;
• толщина плиты или стяжки;
• максимальная длина (расстояние между краями) изделия;
• диапазон температур.

Расчет получается довольно сложным, поэтому на практике чаще всего применяются рекомендации СНиП и СП. Для частного дома размер расстояния между краями можно определить по таблице из СП63.13330.2012.

Технология работы с монолитом

Температурные зазоры можно организовать в процессе заливки плиты, стяжки или отмостки. Это довольно простой и эффективный метод, не требующий дорогостоящего специализированного оборудования.

Суть метода в том, чтобы создать зазор с помощью закладных элементов. Например, перед заливкой бетона в опалубку плиты можно установить доску на ребро, шириной не менее 20 см. Толщина должна соответствовать расстоянию между смежными краями. Доска предварительно обматывается полиэтиленом, чтобы её потом можно было извлечь из бетона.

После затвердевания монолита, оставшийся зазор очищается от пленки, в его внутрь укладывается гидроизоляция, затем шнур и всё это заклеивается мастикой.

Также зазоры можно вырезать с помощью специализированного оборудования — пазореза, но такой метод чаще применяется для больших бетонных площадей.

Ремонт температурного шва

Постоянные циклические нагрузки приводят к разрушению краёв, а заполняющий материал может вытягиваться из шва. В первую очередь необходимо удалить остатки шнура и очистить паз до бетона.

Процесс ремонта выглядит следующим образом:

1. Разрушенные края подлежат обработке грунтовкой глубокого проникновения.
2. Внутри паза устанавливается металлическая полоса на всю длину шва.
3. На края наносится ремонтный состав, обычно на основе цемента и акрилового клея.
4. После затвердения отремонтированных участков шов нужно прорезать болгаркой или ручным пазорезом, тщательно удаляя грязь и пыль.

После этого в шов укладывается новый вилатерм, а снаружи всё заклеивается полиуретановым или силиконовым герметиком. Отремонтированные температурные швы в гараже с бетонными полами обычно служат 3-4 года. Если по ним ездят грузовики или тяжелая техника, максимальный срок службы составляет около года. В складах температурные зазоры могут функционировать до 7 лет.

Заключение

Правильный расчёт температурного шва — задача довольно сложная, однако существуют упрощённые методики, позволяющие определить примерные размеры и схемы зазоров. Их также можно заимствовать из уже существующих решений. Наличие таких швов является обязательным.

Поделитесь своим опытом создания температурных зазоров. На что, по вашему мнению, стоит обратить особое внимание? Расскажите о статье в социальных сетях и сохраните её в закладках.

Видео:

Шов ОБМЕТОЧНЫЙ. Оверлочная строчка вручную