Деформационный шов в бетоне: виды, назначение и герметизация
Деформационный шов в бетоне — это конструктивный разрыв, который делит сооружение на независимо перемещающиеся блоки и компенсирует температурные, осадочные и сейсмические деформации. От качества герметизации шва напрямую зависит водонепроницаемость заглублённых и подземных конструкций. Ниже — классификация швов, требования нормативов и практика устройства гидроизоляции с применением гидрошпонок.
Что такое деформационный шов и зачем он нужен
Деформационный шов — это предусмотренный проектом разрыв в конструкции, разделяющий её на отдельные блоки. Каждый блок воспринимает нагрузки и перемещается независимо от соседнего. Без таких швов в монолитной конструкции возникают непроектные усилия: температурные напряжения, неравномерные осадки основания, сейсмические воздействия, — которые приводят к трещинам и разрушению.
С точки зрения эксплуатации деформационный шов — это всегда ослабленное сечение, через которое в подземное сооружение проникает вода под давлением. Поэтому шов одновременно решает две задачи: обеспечивает свободу перемещений и остаётся герметичным на весь срок службы конструкции. Вторая задача решается заложенной в шов гидроизоляцией — как правило, гидрошпонкой.
Виды деформационных швов
Классификация швов определяется характером перемещений, которые они компенсируют. Различают три основных вида и их сочетания.
| Вид шва | Причина устройства | Характер перемещений |
|---|---|---|
| Температурный | Сезонные и суточные колебания температуры, усадка бетона | Сжатие и растяжение вдоль оси конструкции |
| Осадочный | Неравномерная осадка основания под разными частями сооружения | Вертикальные и продольные смещения блоков |
| Антисейсмический | Сейсмические воздействия в районах с повышенной сейсмичностью | Знакопеременные перемещения, в том числе поперечный сдвиг |
На практике швы часто совмещают функции: температурно-осадочный шов компенсирует и температурные деформации, и неравномерную осадку. В этом случае при подборе гидроизоляции расчёт ведут по наибольшей амплитуде перемещений из всех учитываемых воздействий.
По расположению в конструкции различают внутренние и наружные швы. Внутренняя гидроизоляция (например, профиль деформационный внутренний) закладывается в тело бетона по оси шва и работает на восприятие гидростатического давления изнутри конструкции. Для наружной герметизации применяются профильные уплотнения и компенсаторы. Подобрать профиль под конкретный вид шва и амплитуду перемещений можно в разделе деформационные профиля для швов.
Деформационный шов и технологический шов бетонирования: в чём разница
Это ключевое различие, от которого зависит и выбор материала, и технология монтажа.
- Деформационный шов — проектный разрыв, допускающий взаимные перемещения сопрягаемых элементов: сжатие, растяжение, поперечный сдвиг, продольный сдвиг. Гидроизоляция шва обязана сохранять герметичность при этих перемещениях.
- Технологический шов бетонирования — шов в месте контакта бетона разного возраста, обусловленный технологией производства бетонных работ. Перемещения в нём не предполагаются; задача гидроизоляции — обеспечить водонепроницаемость стыка «старого» и «нового» бетона.
Для деформационных швов применяются профили, рассчитанные на заданную амплитуду перемещений (серии ДВ и аналоги). Для технологических швов бетонирования — гидрошпонки, работающие на неподвижный стык. Смешивать эти решения нельзя: профиль, рассчитанный на перемещения, и профиль для неподвижного стыка имеют разную геометрию рабочих элементов. Каталог гидроизоляционных шпонок для неподвижных стыков представлен в разделе гидрошпонки.
При строительстве заглублённой парковки монолитную плиту фундамента делят температурно-осадочными швами на карты. В швы между картами закладывается профиль деформационный внутренний, рассчитанный на сжатие и растяжение. Внутри каждой карты остаются только рабочие швы бетонирования, которые герметизируются гидрошпонкой для неподвижного стыка. Проектировщик указывает тип профиля для каждого шва отдельно.
Нормативные требования к швам и гидроизоляции
Проектирование бетонных и железобетонных конструкций, включая назначение деформационных швов, ведётся по СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции». Защита заглублённых и подземных сооружений от подземных вод регламентируется СП 250.1325800.2016 «Здания и сооружения. Защита от подземных вод». Именно эти документы задают требования к водонепроницаемости конструкции и к герметизации швов.
Технология установки гидроизоляционных шпонок в швы железобетонных конструкций детально изложена в ТР 186-07 «Технологический регламент на установку гидроизоляционных шпонок». Регламент описывает подготовку поверхности шва, схему установки профиля, крепление к арматурному каркасу и требования к бетонированию. Для рулонных гидроизоляционных материалов, применяемых в составе системы защиты шва, действует ГОСТ 30547-97 «Материалы рулонные кровельные и гидроизоляционные». Резиновые пористые уплотняющие прокладки нормируются ГОСТ 19177-81 «Прокладки резиновые пористые уплотняющие».
Способы герметизации: от традиционных до гидрошпонок
Исторически швы герметизировали битумными мастиками, гидроизоляционными рулонными материалами и уплотняющими прокладками. Эти решения работают на неподвижных стыках, но при перемещениях блока теряют герметичность: мастика отрывается от бетона, рулонный ковёр рвётся по шву.
Современное решение для деформационных швов — закладная гидрошпонка. Профиль закладывается в тело бетона при бетонировании, его анкерные элементы надёжно закрепляются в бетоне, а рабочий элемент (полая камера или мембрана) свободно деформируется вместе с швом, сохраняя водонепроницаемость. Такой подход применим при гидростатическом давлении воды и обеспечивает независимое перемещение сопрягаемых частей конструкции.
| Способ | Работа при перемещениях | Область применения |
|---|---|---|
| Битумная мастика | Не работает | Неподвижные стыки, вспомогательная герметизация |
| Рулонная гидроизоляция | Ограниченно, риск разрыва по шву | Сплошные поверхности, неподвижные примыкания |
| Уплотняющая прокладка | Ограниченно | Неподвижные стыки, деформационные швы малой амплитуды |
| Закладная гидрошпонка | Работает на сжатие, растяжение, сдвиг | Деформационные и технологические швы заглублённых сооружений |
Материалы гидрошпонок: EPDM, ПВХ-П, ПЭВД
Материал профиля определяет диапазон рабочих температур, химическую стойкость и упругие свойства. Гидрошпонки выпускаются из трёх типов полимерных композиций по ТУ 5775-002-46603100-03.
| Показатель | Резина EPDM | ПВХ-П | ПЭВД |
|---|---|---|---|
| Диапазон рабочих температур, °C | от −50 до +80 | от −40 до +70 | от −50 до +70 |
| Твёрдость по Шор А | 70 ± 5 | 70 ± 5 | — |
| Прочность при растяжении/разрыве, МПа | не менее 7,5 | не менее 11,7 | — |
| Удлинение при разрыве, % | не менее 200 | не менее 300 | — |
| Температурный предел хрупкости, °C | −50 | −40 | — |
Резины на основе этиленпропиленового каучука (EPDM) применяются для гидроизоляционных шпонок, профильных уплотнений СВГ и компенсаторов деформационных швов ДШН и ДШК. Их преимущества: широкий диапазон рабочих температур, гибкость и эластичность при отрицательных температурах, высокая химическая стойкость, долговечность и надёжное крепление в бетоне. Материал допущен к применению в контакте с питьевой водой.
Пластифицированные композиции на основе поливинилхлорида (ПВХ-П) применяются для гидроизоляционных шпонок и профильных уплотнений СВГ и ЕЛОЧКА. Они отличаются высокой прочностью при разрыве и большим удлинением, химической стойкостью и простотой монтажа. Полиэтилен высокого давления (ПЭВД) используется в исполнении профилей ДОМ и ХОМ, диапазон рабочих температур — от −50 до +70 °C.
Типовые решения и подбор профиля по перемещениям
Профиль деформационный внутренний (серия ДВ, расшифровка — «деформационная внутренняя») предназначен для герметизации деформационных швов при строительстве заглублённых и подземных сооружений. Профиль устанавливается симметрично оси шва; в горизонтальных конструкциях — с прогибом под углом около 10°. Крепление выполняется вязальной проволокой к арматурным стержням с шагом около 250 мм.
Подбор профиля ведут по расчётным перемещениям шва и рабочему давлению воды. Ниже — характеристики серий ДВ.
| Марка | Сжатие, мм | Растяжение, мм | Сдвиг поперечный, мм | Сдвиг продольный, мм | Давление воды, МПа | Упаковка |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ДВ-170/12 | 7 | 12 | 7 | 3 | 0,47 | бухты по 30 м |
| ДВ-220/25 | 15 | 25 | 15 | 10 | 0,58 | бухты по 30 м |
| ДВ-270/25 | 15 | 25 | — | — | — | — |
Для деформационного шва заглублённого резервуара с расчётным растяжением 20 мм, поперечным сдвигом 12 мм и гидростатическим давлением 0,5 МПа профиль ДВ-170/12 не подходит: его растяжение ограничено 12 мм, сдвиг — 7 мм, давление — 0,47 МПа. По всем трём параметрам проходит ДВ-220/25: растяжение 25 мм, поперечный сдвиг 15 мм, давление 0,58 МПа.
Для технологических швов бетонирования подбираются гидрошпонки соответствующего типа из раздела гидрошпонки. Для деформационных швов с иными условиями — профили и компенсаторы из раздела деформационные профиля для швов.
Монтаж: технология и типовые ошибки
Установка гидрошпонок выполняется по ТР 186-07. Основные этапы:
- Подготовка шва: очистка поверхности бетона, удаление наплывов и рыхлого бетона, обеспечение проектного положения оси шва.
- Установка профиля: симметрично оси шва; в горизонтальных конструкциях — с прогибом под углом около 10°, что компенсирует усадку бетона и предотвращает образование раковин под профилем.
- Крепление: вязальной проволокой к арматурным стержням с шагом около 250 мм. Крепление должно исключать смещение профиля при укладке и вибрировании бетона.
- Бетонирование: аккуратное заполнение шва с обеих сторон профиля, уплотнение вибратором без прямого контакта наконечника с профилем.
Условия транспортирования и хранения профилей — по ГОСТ 15150 (транспортирование группа 8, хранение группа 3). Гарантийный срок хранения — 2 года со дня изготовления, срок эксплуатации — 5 лет. По вопросам подбора и монтажа можно обратиться к поставщику: тел. (495) 729-53-20, e-mail info@aquabarrier.ru, сайт www.aquabarrier.ru.
Часто задаваемые вопросы
Чем деформационный шов отличается от технологического шва бетонирования?
Деформационный шов — проектный разрыв, допускающий взаимные перемещения блоков (сжатие, растяжение, сдвиг). Технологический шов бетонирования — стык бетона разного возраста, обусловленный технологией работ; перемещения в нём не предполагаются. Для каждого типа применяется своя гидрошпонка.
Можно ли использовать одну гидрошпонку и для деформационного, и для технологического шва?
Нет. Гидрошпонки применяются либо для деформационных швов, либо для технологических швов бетонирования. Совмещение допустимо только в случае, если это отдельно оговорено в проекте.
Как подобрать марку профиля серии ДВ?
По трём параметрам: расчётное растяжение/сжатие шва, поперечный и продольный сдвиг, рабочее давление воды. Например, при растяжении 20 мм, поперечном сдвиге 12 мм и давлении 0,5 МПа подходит ДВ-220/25 (растяжение 25 мм, сдвиг 15 мм, давление 0,58 МПа).
Какой материал гидрошпонки выбрать для отрицательных температур?
Резину EPDM: температурный предел хрупкости −50 °C, диапазон рабочих температур от −50 до +80 °C. Профили из ПВХ-П имеют предел хрупкости −40 °C.
С каким шагом крепится профиль к арматуре?
Вязальной проволокой к арматурным стержням с шагом около 250 мм. В горизонтальных конструкциях профиль устанавливается с прогибом под углом около 10°.
Каким документом регламентируется установка гидрошпонок?
ТР 186-07 «Технологический регламент на установку гидроизоляционных шпонок». Проектирование швов и защита от подземных вод — по СП 63.13330.2018 и СП 250.1325800.2016.
Использованные нормативные документы
- СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции».
- СП 250.1325800.2016 «Здания и сооружения. Защита от подземных вод».
- ТР 186-07 «Технологический регламент на установку гидроизоляционных шпонок».
- ГОСТ 19177-81 «Прокладки резиновые пористые уплотняющие».
- ГОСТ 30547-97 «Материалы рулонные кровельные и гидроизоляционные».
- ТУ 5775-002-46603100-03 (с изм. 1, 2) — гидроизоляционные шпонки.
