Температурный шов: конструкция, виды, назначение и пошаговая инструкция по установке

В большинстве стандартных, сборных и даже монолитных сооружений создание температурного шва является необходимым требованием для сохранения структуры. В противном случае зимние постройки могут легко разрушиться в летнюю жару, даже если разница температур составляет всего несколько десятков градусов.

Что такое температурный шов?

Все компоненты, независимо от используемого материала и их размеров, подвергаются изменению в объеме при колебаниях температуры. Хотя изменение линейных размеров может составлять лишь небольшие доли миллиметра на каждый метр длины, игнорировать тепловое расширение невозможно. Возникающее в результате этого напряжение может быть весьма значительным.

Температурный шов в железобетонных конструкциях представляет собой промежуток между отдельными элементами, который способствует компенсации теплового расширения. Например, для железобетонного моста длиной в 100 м ширина температурного шва должна составлять не менее 10 см. Ясным примером служат зазоры в стыках рельсов или постоянно выпадающий шов между углами панелей многоэтажных зданий.

Разница между температурным и деформационным швом

Различия несложны. Деформационный шов создается для стыка нескольких элементов или границы между конструкциями, чтобы избежать деформации, возникающей под нагрузкой. Такие нагрузки могут быть вызваны различными факторами, в том числе температурными.

Температурный шов по своей сути похож на деформационный, но предназначен исключительно для компенсации температурного расширения элементов, объединенных в одну конструкцию.

Ключевое различие заключается в том, что классический деформационный шов функционирует (извлекается или компенсируется) полностью или частично только при возникновении нагрузки. Например, деформационный зазор в цокольной части墙а может уменьшаться под действием ее собственного веса и оставаться в этом состоянии длительное время. В случае его отсутствия в стене могут образоваться трещины из-за остаточных деформаций.

Примером температурного шва может служить промежуток между внешними кирпичными стенами печи и ее внутренней облицовкой. Эти два элемента соединены, и при нагреве свободное пространство сокращается, а при охлаждении — увеличивается. В отличие от деформационного, температурный зазор изменяется под циклической нагрузкой, что накладывает более строгие требования к его проектированию.

Когда необходим температурный шов?

Создание температурного шва является обязательным для всех конструкций, которые подвергаются периодическому нагреванию и охлаждению. Обычно его необходимость обоснована тепловыми потоками от солнечных лучей и теплым ветром.

Разделки для учета изменений размеров при охлаждении практически не применяются, поскольку твердые объекты при низких температурах уменьшаются в размерах, и взаимное влияние отсутствует.

Типы температурных швов

Место для создания промежутка между двумя элементами выбирается с помощью специализированных методик. Необходимо учесть ряд факторов, влияющих на поведение строительной детали при температурных изменениях:

1. Основное направление расширения. Температурный шов следует делать перпендикулярно плоскости наибольшей длины детали или конструкции.
2. Размер температурного шва рассчитывается исходя из максимальной температуры в данном месте при наихудших условиях.
3. Выбор способа заделки температурного шва крайне важен.

Важно отметить, что зазор нельзя заполнять произвольным материалом. Он должен быть гибким и одновременно упругим, чтобы компенсировать циклические изменения ширины зазора.

По расположению

Швы могут быть как вертикальными, так и горизонтальными. Эти деления условные, так как речь идет о строительных конструкциях, располагающихся либо параллельно поверхности земли, либо перпендикулярно ей.

Кроме того, важно учитывать материал. Температурный зазор создается для:

• крупных и тяжёлых монолитных конструкций из бетона или камня;
• массивных объектов, собранных из множества мелких деталей на клеевой основе или кладочном растворе;
• плоских керамических или каменных конструкций, прикреплённых к несущей поверхности.

Таким образом, температурный шов создаётся в тех случаях, когда объект (конструкция) жестко зафиксирован. Материал, из которого он выполнен, должен отличаться высокой прочностью с минимальными остаточными деформациями. Также конструкция должна подвергаться неравномерному нагреву.

В таких условиях возникают значительные температурные нагрузки. Правильное устройство зазора позволяет нагретым частям расширяться относительно холодных, предотвращая тем самым образование трещин.

Вертикальные температурные швы

В качестве примера можно привести строительство новой кирпичной пристройки к каменному дому. Между ними обязательно нужно установить вертикальный температурный шов.

Это даст возможность пристройке пройти весь цикл усадки для стен и цоколя. Кроме того, оба здания могут нагреваться зимой до разных температур. Основной дом, благодаря системе отопления, нагревается сильнее, в то время как пристройка — в меньшей степени, и вертикальные швы компенсируют изменения в размерах.

Важно! Данный тип температурных швов всегда устанавливается вертикально и, согласно требованиям СНиП 11-22-81, не должен доходить до фундамента, останавливаясь на уровне цоколя стен.

Поперечный температурный шов

Используется для стяжек, перекрытий, отмостки фундамента и бетонных полов. Температурный паз создаётся перпендикулярно направлению наибольшего расширения бетона, то есть поперечный шов разделяет длинный элемент (например, стяжку или отмостку) на несколько коротких участков.

По типу

Очевидно, что температурные зазоры не следует делать произвольно. Место для нарезки компенсационного зазора выбирается так, чтобы не снижать прочность конструкции и обеспечивать доступ к ремонту или замене материала, которым заполняется шов.

В панельных домах

Здания панельного типа собираются из бетонных (армированных) плит, которые устанавливаются с достаточно большими промежутками друг от друга. Это и есть температурные швы.

Они компенсируют расширение и деформацию каждой отдельной ячейки, избегая образования трещин в стенах. Однако в результате постоянного температурного расширения и сжатия заделочный материал может высыпаться из швов, что заставляет задувать стыки мастикой и монтажной пеной. В целом, благодаря температурным швам здание сохраняет свою форму и стабильность.

В плитах перекрытий

В промышленном строительстве крыша здания формируется из пустотных бетонных плит. Даже при наличии компенсационного слоя утеплителя и гидроизоляции, в жаркую погоду вся конструкция крыши может нагреваться до 45 °C.

Поэтому плиты всегда устанавливаются с температурным зазором или используют скользящие стыки, иначе расширяющийся от нагрева бетон может повредить верхнюю часть стен и привести к трещинам во всей конструкции.

В бетонных полах

Для большинства зданий бетонный пол укладывается на песчано-гравийную подушку, уложенную на грунт. Это означает, что температура, при которой осуществляется заливка, будет значительно ниже, чем та, что установится внутри помещения после завершения строительства.

Установка температурных швов обязательна, поскольку после ввода помещения в эксплуатацию температура будет повышаться, и бетон начнет расширяться. На каждые 100 м длины увеличение размеров может достигать 50 мм. Без температурных швов в результате расширения могут возникать трещины, а также возможны повреждения внутренних колонн, поддерживающих перекрытие.

На наружном бетоне

Бетонированные площадки или конструкции с большой площадью поверхности подвергаются нагреву под воздействием солнечных лучей и теплых воздушных потоков. Зимой на бетонной поверхности могут оставаться остатки льда и снега. Эта ситуация особенно плохая, так как из-за неравномерного нагрева возникают сильные температурные напряжения. Без температурных швов циклы нагрева и охлаждения могут приводить к появлению трещин.

В монолитных конструкциях

Чем больше толщина отливки, тем выше температурные напряжения в массивных бетонных структурах из-за неравномерного нагрева. Внутренние температурные деформации в бетоне проявляются наиболее сильно во время отверждения крупной монолитной отливки.

Внутренние слои в процессе застывания сильно нагреваются, тогда как внешние быстрее остывают. Это приводит к образованию температурных напряжений, которые можно убрать только либо отказываясь от монолитной структуры и используя послойную заливку, либо создавая температурные зазоры, компенсирующие внутренние расширения бетона.

В железобетонных конструкциях

Наличие армирующих элементов из стальных прутков или сетки значительно увеличивает прочность плит и панелей, однако это не решает проблему температурных напряжений. К тому же высокая теплопроводность стали приводит к большему промерзанию бетона.

Таким образом, требования к устройству температурных швов для железобетонных конструкций ещё строже. Если для бетонных стен зазор необходимо делать каждые 70-80 м, то для железобетона — каждые 25 или 40 м (для отапливаемых помещений).

В цементно-песчаных стяжках

Цементно-песчаная стяжка считается более гибкой и, следовательно, менее подверженной образованию трещин из-за тепловых напряжений. Тем не менее, по мере увеличения толщины стяжки и в процессе старения и самоупрочнения материала риск возникновения трещин лишь возрастает.

Таким образом, любые стяжки, выполненные на грунте или песчаном основании, необходимо заливать одновременно с креплениями или закладными компонентами. После того, как материал высохнет, рейки убираются, оставаясь с качественным и ровным желобом фиксированного профиля.

В области отмосток

Бетонная лента, которая охватывает цокольные стены и фундамент, всегда отливается в виде секций квадратной или прямоугольной формы, используя опалубку. Важно предусматривать компенсирующие швы в угловых участках и полях с повышенной нагрузкой на фундамент здания.

В конструкции фундамента

При создании фундамента здания решение проблемы теплового расширения достигается путем утепления той части конструкции, которая находится под землей. Частично функции температурного зазора может выполнять слой гидроизоляции, укладываемый на вертикальные и горизонтальные поверхности.

На фасадной части

Как бы ни была ориентирована постройка относительно движения Солнца по небу, часть здания непременно будет получать достаточное освещение и сильно нагреваться, в то время как другая половина останется в тени и будет холодной.

К примеру, для кирпичного пятиэтажного дома, высотой 18-20 метров, зимой разница температур на противоположных фасадах может достигать 30 °C, а относительное расширение — 10-15 миллиметров. В отсутствие температурных швов фасад или задняя стена обязательно получит трещину.

На плиточном покрытии

Плиточные облицовки чаще всего монтируются на бетонных поверхностях, реже — на кирпичных стенах. При этом материал всегда устанавливается с соблюдением температурных зазоров.

Внутри помещений швы необходимы для обеспечения долговечности облицовки, поскольку плитка способна намного больше расширяться при нагреве по сравнению с самой стеной.

На наружных стенах плитка в большей степени зависит от температурного расширения, характерного для кирпичной кладки или бетонных панелей, так как нагрев в основном идет изнутри помещения.

На крыше

Температурные швы создаются между плитами перекрытия и на участках, прилегающих к парапетам или стенам. Кроме того, необходимо оставлять зазоры на верхнем защитном слое ЦПС, особенно если крыша имеет уклон для отвода дождевой воды.

Бетонная плоскость делится на сектора, где границы служат линиями для температурных швов. Периферия крыши также требует создания компенсирующих зазоров. В итоге получается бетонная плоская крыша, как бы собранная из множества секций разного размера, с уклонами и без. Она достаточно прочная и гибкая, способная противостоять нагреву от солнечных лучей, не образуя трещин и деформаций.

Что используется для заполнения температурных швов

Зазор между двумя плитами из жесткого материала необходимо закрывать специальным, достаточно пластичным и упругим материалом, который устойчив к воздействию тепла, влаги, низких температур и давления льда.

В зависимости от расположения шва, его заполняют:

• мастиками и силиконовыми композитами, которые затвердевают на воздухе;
• готовыми шнурами, лентами или профилями из отвержденного силиконового каучука;
• расширяющимися материалами, включая пены на основе полиуретана.

Заполняющий материал должен обладать демпфирующими свойствами с минимальной остаточной деформацией. Проще говоря, при сжатии и восстановлении он должен полностью возвращаться к своим размерам, но не пружинить. Это важно для швов на бетонных полах и перекрытиях, иначе материал быстро утратит свою функциональность внутри зазора.

Демпферные ленты

Изготавливаются из вспененного полимера, чаще всего полистирола. Ширина составляет от 50 до 150 мм в зависимости от расстояния между краями. Используется для уплотнения температурных швов между железобетонными блоками, плитами или балками.

Укладываются вручную или с использованием устройств с барабанным накопителем.

Уплотнительные шнуры

Представляют собой гибкую трубку или сплошной канат, сделанный из вспененного полиэтилена высокого давления — вилатерма. Трубочками заполняют швы шириной до 60 мм, причем вилатерм обязательно укладывается вместе с гидроизоляционной пленкой.

Малые зазоры (до 20 мм) запечатываются сплошными шнурами. Они применяются в полах и на вертикальных бетонных поверхностях.

Герметики и мастики

Пластичные мастики, одно- и двухкомпонентные, используются для заделки швов на крышах, перекрытиях и в местах стыков стен панельных зданий. Работа с ними может быть сложной, так как вместе с материалом внутрь шва закладывается шнур или лента.

Герметики изготавливаются на основе акриловых или силиконовых полимеров. Они стоят недешево, проще в применении и обладают большей стойкостью, чем мастики.

Специальные профили

Эти профили предназначены для заделки температурных швов на горизонтальных поверхностях, чаще — на полах и стяжках. Профили могут быть резино-металлическими или силиконовыми. Пластиковые практически не применяются.

Пошаговое выполнение работ

Местоположение температурных швов на бетонной площадке или стене намечается на этапе проектирования. Отдельно по смете рассчитываются температурные нагрузки на поверхность, расширения и необходимые зазоры для компенсации возможных деформаций.

Иногда необходимость в создании температурных швов проявляется в результате осмотра бетона. Если на полу образовалась линейная трещина, необходимо сделать зазор, пока есть возможность компенсировать тепловое расширение бетона.

Ширина температурных швов в железобетонных конструкциях

Для определения параметров используется множество показателей. Определяющими являются:

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

Расчет может быть довольно сложным, поэтому на практике часто придерживаются рекомендаций СНиП и СП. Для частного дома расстояние между краями можно определить по данным из таблицы СП63.13330.2012.

Технология работы с монолитными конструкциями

Создать температурный зазор можно в процессе заливки плиты, стяжки или отмостки. Это довольно простой и эффективный метод, не требующий специального оборудования с высокими затратами на аренду.

Суть его заключается в формировании зазора с помощью закладных частей. Например, перед заливкой бетона в опалубку нужно установить внутрь короба доску шириной не менее 20 см, стоящую на ребре. Толщина доски должна соответствовать расстоянию между смежными краями. Её следует предварительно обернуть полиэтиленовой пленкой, иначе впоследствии убрать из бетона будет невозможно.

После того как монолитный элемент застынет, зазор очищается от остатков пленки, укладывается пленочная гидроизоляция, затем устанавливается шнур и закрывается мастикой.

Зазор можно нарезать специальным инструментом — пазорезом, но этот подход применяют обычно на больших бетонных полах.

Ремонт температурного шва

Цикличные нагрузки приводят к разрушению краёв, а материал, заполняющий шов, выпадает. Предварительно нужно будет снять остатки шнура, а также зачистить паз до бетона.

Процедура ремонта выглядит следующим образом:

1. Разрушенные края требуется обработать грунтовкой глубокого проникновения.
2. Внутрь шва вставляют металлический профиль по всей длине.
3. Наносят ремонтную смесь на края. Обычно она основана на цементе и акриловом клее.
4. После высыхания отремонтированных участков зазор прорезается болгаркой или специальной машинкой для нарезки швов, тщательно удаляя грязь и пыль.

Остаётся лишь заполнить шов новым вилатерма и обработать герметиком на полиуретановой или силиконовой основе. Как правило, отремонтированный температурный шов в гараже с бетонными полами служит не более 3-4 лет. Если на нём паркуются грузовики или тяжёлая техника, то срок эксплуатации сокращается до года. В складских помещениях тепловой зазор может выдерживать до 7 лет.

Выводы

Правильный расчёт температурного шва является непростой задачей, но существуют упрощённые методики, с помощью которых можно выбрать примерный размер и схему зазора. Можно опираться на готовые решения. Создать такие швы необходимо.

Поделитесь вашим опытом в организации тепловых зазоров. На какие нюансы стоит обращать внимание в первую очередь? Кроме того, не забудьте делиться статьёй в социальных сетях и сохранять её в закладки.