Как выбрать гидрошпонку: подбор по типу шва и давлению воды
Гидрошпонка — это не «резиновая лента в шве», а расчётный элемент гидроизоляционной системы, от корректного подбора которого зависит водонепроницаемость заглубленных конструкций на весь срок эксплуатации. Ошибка в типе профиля или классе по давлению воды не компенсируется качеством бетона и приводит к протечкам, устранение которых требует вскрытия конструкции. Ниже — методика подбора гидрошпонки по типу шва и гидростатическому давлению с опорой на ТУ 5775-002-46603100-03 и ТР 186-07.
Тип шва — первый критерий выбора
Подбор начинается не с каталога, а с классификации шва в проекте. Гидрошпонки применяются либо для деформационных швов, либо для технологических швов бетонирования. Это принципиальное разделение: профиль, рассчитанный на независимые перемещения сопрягаемых частей конструкции, и профиль для герметизации контакта бетона разного возраста решают разные задачи и не взаимозаменяемы.
- Деформационный шов — температурный, осадочный, антисейсмический шов, а также их сочетания. Сопрягаемые элементы конструкции перемещаются друг относительно друга.
- Технологический шов бетонирования — шов в месте контакта бетона разного возраста, обусловленный технологией производства бетонных работ (захватки, ярусы, блоки бетонирования).
Если в проекте одновременно присутствуют деформационные швы разных типов и рабочие швы бетонирования, подбор ведётся раздельно по каждому узлу. Каталог гидрошпонок построен именно по этому принципу — по назначению профиля, а не по типоразмеру.
Внутреннее и наружное заложение профиля
По типу заложения гидрошпонки делятся на внутренние и наружные. Внутренняя шпонка закладывается в тело бетона по обе стороны шва и работает как диафрагма, перекрывающая путь фильтрации внутри конструкции. Наружная монтируется на внешней поверхности и защищает шов со стороны водонапора или грунта.
Серия ДВ — деформационная внутренняя. Область применения: герметизация деформационных швов при строительстве заглубленных и подземных сооружений. Профиль устанавливается симметрично оси шва. В горизонтальных конструкциях монтаж выполняется с прогибом под углом около 10° — это компенсирует усадку бетона и исключает образование воздушных полостей под профилем.
Для наружных узлов и открытых деформационных швов, где требуется компенсация перемещений по поверхности конструкции, применяются профильные решения из группы деформационных профилей для швов — в том числе компенсаторы деформационных швов ДШН и ДШК. Выбор между внутренним и наружным заложением определяется конструктивным решением узла и доступностью поверхности шва на момент монтажа.
Как определить расчётное давление воды
Класс шпонки по давлению воды подбирается по расчётному гидростатическому давлению в уровне рассматриваемого шва. Исходные данные — отметка шва относительно расчётного уровня подземных вод и плотность воды. Расчёт ведётся по максимальному уровню, включая сезонный подъём и верховодку, а не по фактическому уровню на момент изысканий.
Общие требования к защите подземных конструкций от подземных вод устанавливает СП 250.1325800.2016; требования к защите конструкций от коррозии, включая агрессивность среды, — СП 28.13330.2017. Расчётные характеристики железобетонных конструкций, в которые закладывается шпонка, принимаются по СП 63.13330.2018.
Шов плиты фундамента расположен на 4,5 м ниже расчётного уровня подземных вод. Гидростатическое давление в уровне шва — порядка 0,045 МПа. При выборе профиля это значение сопоставляется с паспортным давлением воды конкретной серии с обязательным запасом: рабочее давление профиля должно превышать расчётное.
Сопоставление давления воды с характеристиками профиля
Каждая серия гидрошпонки имеет паспортные значения допустимых перемещений (сжатие, растяжение, поперечный и продольный сдвиг) и предельного давления воды. Подбор ведётся одновременно по двум условиям: перемещения шва не должны превышать допустимые для профиля, а расчётное давление воды — не превышать паспортное.
| Серия | Материал | Сжатие, мм | Растяжение, мм | Сдвиг поперечный, мм | Сдвиг продольный, мм | Давление воды, МПа | Упаковка |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ДВ-170/12 | резина | 7 | 12 | 7 | 3 | 0,47 | бухты по 30 м |
| ДВ-220/25 | резина | 15 | 25 | 15 | 10 | 0,58 | бухты по 30 м |
| ДВ-270/25 | резина | 15 | 25 | — | — | — | — |
Из таблицы видно, что переход от ДВ-170/12 к ДВ-220/25 увеличивает допустимые перемещения более чем вдвое и повышает предельное давление воды с 0,47 до 0,58 МПа. Для швов с интенсивными осадочными деформациями и высоким напором выбор в пользу старшей серии обоснован, тогда как для швов с ограниченными перемещениями и умеренным напором младшая серия достаточна и экономически целесообразнее.
Материал шпонки: EPDM, ПВХ-П или ПЭВД
Материал профиля определяет диапазон рабочих температур, химическую стойкость и физико-механические характеристики. Гидрошпонки выпускаются по ТУ 5775-002-46603100-03 из резин на основе этиленпропиленового каучука (EPDM), пластифицированных композиций на основе поливинилхлорида (ПВХ-П) и полиэтилена высокого давления (ПЭВД).
| Показатель | EPDM (резина) | 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 | — |
| Остаточная деформация, % | не более 50 | — | — |
| Температурный предел хрупкости, °C | −50 | −40 | — |
| Сопротивление раздиру | не менее 20 кгс/см | не менее 39,2 Н/мм | — |
EPDM применяется для гидроизоляционных шпонок, профильных уплотнений СВГ и компенсаторов деформационных швов ДШН и ДШК. Ключевые преимущества — широкий диапазон рабочих температур, гибкость и эластичность при отрицательных температурах, высокая химическая стойкость, долговечность, простота монтажа, надёжное крепление в бетоне, экологическая безопасность. Материал допущен к применению в контакте с питьевой водой.
ПВХ-П применяется для гидрошпонок и профильных уплотнений СВГ и ЕЛОЧКА. Отличается более высокой прочностью при разрыве (не менее 11,7 МПа) и удлинением (не менее 300 %), но уступает EPDM по нижней границе рабочих температур (−40 °C против −50 °C). ПЭВД используется в исполнении профилей ДОМ и ХОМ.
Допустимые перемещения и класс шва
Перемещения — допустимые перемещения сопрягаемых элементов конструкции: сжатие, растяжение, поперечный сдвиг, продольный сдвиг. Для деформационных швов расчёт перемещений выполняется по СП 63.13330.2018 с учётом температурных, осадочных и сейсмических воздействий. Для технологических швов бетонирования перемещения, как правило, ограничены усадкой и температурными деформациями на период твердения.
Профиль подбирается так, чтобы каждое из расчётных перемещений не превышало соответствующего паспортного значения. Обратите внимание: у серии ДВ-170/12 допуски по продольному сдвигу (3 мм) существенно ниже, чем по поперечному (7 мм). Если проектом предусмотрен значительный продольный сдвиг, младшая серия не подойдёт даже при умеренном давлении воды.
Требования к монтажу, влияющие на выбор
Монтаж гидрошпонок выполняется по технологическому регламенту ТР 186-07 (НИИМосстрой). Регламент определяет установку профиля симметрично оси шва, крепление вязальной проволокой к арматурным стержням с шагом около 250 мм, а в горизонтальных конструкциях — укладку с прогибом под углом около 10°.
Эти требования влияют на выбор ещё на стадии проектирования:
- Шаг крепления 250 мм требует достаточной жёсткости профиля и наличия арматурной сетки в зоне шва для фиксации.
- Прогиб под углом 10° в горизонтальных конструкциях означает, что профиль должен сохранять эластичность при укладке — это аргумент в пользу EPDM при отрицательных температурах монтажа.
- Симметричная установка относительно оси шва диктует геометрию узла: ширина профиля должна соответствовать проектному раскрытию шва с учётом защитного слоя бетона.
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. Нарушение условий хранения (в том числе УФ-облучение резиновых профилей) снижает эластичность и может потребовать пересмотра выбранной серии в сторону более морозостойкого материала.
Алгоритм подбора: пошаговая последовательность
Сводная последовательность действий при подборе гидрошпонки:
- Классифицировать шов: деформационный (температурный, осадочный, антисейсмический или их сочетание) либо технологический шов бетонирования.
- Определить тип заложения — внутреннее или наружное — по конструктивному решению узла.
- Рассчитать расчётное гидростатическое давление воды в уровне шва по максимальному уровню подземных вод.
- Рассчитать допустимые перемещения сопрягаемых элементов (сжатие, растяжение, поперечный и продольный сдвиг).
- Выбрать материал профиля по температурному режиму эксплуатации и требованиям к контакту с питьевой водой.
- Подобрать серию профиля, у которой паспортные перемещения и давление воды превышают расчётные значения.
- Проверить совместимость геометрии профиля с узлом: ширина, симметричность установки, шаг крепления 250 мм, прогиб 10° в горизонтальных конструкциях.
- Убедиться, что монтаж выполним по ТР 186-07 в данных условиях (температура, доступность арматуры, последовательность бетонирования).
Для узлов с открытыми деформационными швами и компенсацией перемещений по поверхности дополнительно подбираются решения из раздела деформационных профилей для швов. Полный сортамент профилей с паспортными характеристиками приведён в каталоге гидрошпонок.
Осадочный шов между секциями заглублённой парковки. Расчётное давление воды — 0,5 МПа, расчётные перемещения: сжатие 12 мм, растяжение 20 мм, поперечный сдвиг 12 мм, продольный сдвиг 8 мм. Серия ДВ-170/12 не проходит по всем перемещениям (растяжение 12 мм < 20 мм, сжатие 7 мм < 12 мм) и по давлению (0,47 МПа < 0,5 МПа). Серия ДВ-220/25 проходит по перемещениям (15/25/15/10 мм) и по давлению (0,58 МПа > 0,5 МПа). Выбор — ДВ-220/25 в резиновом исполнении.
Часто задаваемые вопросы
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 допускается только в случаях, прямо оговорённых в технической документации на конкретный профиль. Для деформационных швов предназначена серия ДВ (деформационная внутренняя).
По какому давлению подбирается гидрошпонка — фактическому или расчётному?
По расчётному, определённому по максимальному уровню подземных вод в уровне шва, включая сезонный подъём и верховодку. Фактический уровень на момент изысканий занижен и не отражает эксплуатационные нагрузки. Паспортное давление воды профиля должно превышать расчётное.
Какой материал выбрать для шва в условиях отрицательных температур?
EPDM (резины на основе этиленпропиленового каучука) — диапазон рабочих температур от −50 до +80 °C, температурный предел хрупкости −50 °C. ПВХ-П имеет предел хрупкости −40 °C и диапазон от −40 до +70 °C. Для эксплуатации ниже −40 °C выбор EPDM обоснован.
Что делать, если расчётные перемещения шва превышают паспортные для всех серий?
Необходимо пересмотреть конструктивное решение узла: изменить раскрытие шва, применить компенсатор деформационного шва (ДШН, ДШК) из группы деформационных профилей, либо перераспределить перемещения между несколькими швами. Подбор профиля «с запасом» за счёт увеличения типоразмера без пересчёта узла недопустим.
Влияет ли шаг крепления на выбор профиля?
Да, косвенно. ТР 186-07 предписывает крепление вязальной проволокой к арматурным стержням с шагом около 250 мм. Для этого в зоне шва должна быть арматура, а профиль — обладать достаточной жёсткостью для фиксации без деформации. При отсутствии арматуры в проектном положении узел требует переработки.
Допускается ли контакт гидрошпонки с питьевой водой?
Профили из EPDM допущены к применению в контакте с питьевой водой. Для конструкций систем питьевого водоснабжения это является обязательным требованием при выборе материала.
Использованные нормативные документы
- ТУ 5775-002-46603100-03 «Шпонки гидроизоляционные. Технические условия» (с изм. 1, 2).
- ТР 186-07 «Технологический регламент на установку гидроизоляционных шпонок» (НИИМосстрой).
- СП 250.1325800.2016 «Здания и сооружения. Защита от подземных вод».
- СП 28.13330.2017 «Защита строительных конструкций от коррозии».
- СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции».
- ГОСТ 15150 «Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов».
- ГОСТ 13015-2012 «Изделия бетонные и железобетонные для строительства».
- ГОСТ 19177-81 «Прокладки резиновые пористые уплотняющие. Технические условия».
