Деформационные швы: для чего они нужны и как используются

Деформационные швы устраиваются между инженерными конструкциями, частями и блоками протяженных по длине заданий, отдельными элементами горизонтальных площадок из монолитных бетонов. Их назначение — снимать напряжения в местах их вероятной концентрации для устранения появления разрушающих дефектов, способных привести к аварийным ситуациям. В общем случае, разделительные деформационные швы — это разрезы между отдельными элементами, строительными конструкциями, деталями, изделиями, служащие для придания им возможности перемещаться относительно друг друга с минимальным взаимовлиянием.

Назначение деформационных швов

В старых протяженных зданиях, построенных более 100 лет назад, когда разделительные деформационные швы еще мало значили для тогдашних архитекторов и проектировщиков, часто можно увидеть вертикальные трещины самой произвольной конфигурации и ширины раскрытия (до 10 сантиметров), тянущиеся по фасаду от цокольной до карнизной части. Отчасти они могут маскироваться дверными или оконными проемами, через которые обычно и проходят, увеличивая зазор (щели) между коробками заполнений и стеной. Такие трещины — это и есть самый настоящий естественные разделительные деформационные швы, благодаря которым снимаются избыточные напряжения в стенах и перекрытиях зданий. То, что они остаются неорганизованными, открытыми и незащищенным, часто сквозными, часто способствует тому, что через них в дом проникают уличные насекомые и мелкие животные, пыль, грязь. Эти швы-трещины служат мостиками холода при потерях тепла в зимний период и иногда значительно увеличивают расходы на отопление. Из-за них часто портится и покрывается трещинами внутренняя облицовка, рвутся и отслаиваются обои. Из щелей, образующихся на потолке просыпается внутрь помещений зола и шлак, ранее использующиеся в качестве насыпного утеплителя и шумозащиты. Неорганизованные трещины портят внешний вид фасадов старых зданий. Их косметическое замазывание оказывается неэффективным и следы ремонта почти сразу же исчезают при сезонных зимне-летних колебаниях их ширины раскрытия.

Наблюдение за произвольно возникшими неорганизованными деформационными швами, устранение их вредного влияния

Ещё один момент, на который не часто обращают внимание эксплуатационные службы — нужно организовать систематическое наблюдение за местами, где возникают или образовываются разделительные естественные деформационные швы. Если вертикальные трещины шириной до 10 см появляются в стенах, на которые опираются несущие конструкции перекрытий, они менее опасны чем трещины в стенах, располагающихся вдоль несущих конструкций, так как трещина, например, шириной 7 сантиметров тянет за собой перпендикулярную ей стену и практически вдвое с 15 см, снижает опорную площадку несущей конструкции перекрытия — балки, плиты. Когда материал опорной стены недостаточно прочен, может произойти скол и аварийное обрушение которое приведет к значительному материальному ущербу.

Для того, чтобы уменьшить ширину раскрытия такой трещины или вообще устранить ее влияние, обычно выполняют усиление — увеличивают глубину опорной площадки до величины, рекомендованной СНиП или ГОСТ (почти всегда это — не менее 15 сантиметров), либо устраивают вдоль фасада предварительно напряженные тяжи из стального проката — кругляка или уголка, располагая их снаружи здания подобно обручу, стягивающим деревянные бочки. И еще полбеды, если это здание производственное или с простым фасадом, выполненным в, так называемой, конструктивистском стиле. Хуже, если это исторический памятник, обильно украшенный лепниной и прочими элементами архитектурно-лепного декора.

От чего защищают деформационные швы и их классификация

Напряжения и усилия, от которых полностью защищают разделительные деформационные швы, могут иметь следующую природу:

• температурные — возникают:
  • в материалах и конструкциях с большим разделительные линейного расширения при нагревании или, наоборот, охлаждении. В большей степени это свойственно металлическим конструкциям, находящимся на открытых пространствах при прямом воздействии отрицательных температур или солнечного ультрафиолета. Заранее предусмотренные температурные швы полностью препятствуют короблению и искривлению таких конструкций, сохранению в удовлетворительном состоянии мест сварных, болтовых, а ранее — заклепочных соединений. Рекомендуется устанавливать эти деформационные швы в зданиях с большим количеством несущих стальных конструкций. Еще они свойственны устройству в металлических мостах, эстакадах, железнодорожных (рельсовых) магистралях, путепроводах, галереях, наружных лестницах, перекрытиях со стальными стропильными конструкциями — балками, прогонами, ригелями, фермами, арками, благодаря им на долгие годы продлевается срок надежной эксплуатации таких сооружений:
  • при строительстве на грунтах, подверженных пучнистому морозному расширению, когда на фундамент в зависимости от сезонного колебания свойств грунтовых оснований воздействуют вертикальные и горизонтальные (боковые) нагрузки. При этом в фундаменте образуются случайные трещины, снижающие их прочность и несущую способность.
• сейсмические — в районах, где существует опасность землетрясений, других природных и техногенных явлений, сопровождающихся высокочастотными и низкочастотными динамическими воздействиями, передающимися через грунт (вулканическая деятельность, соседство с полигонами, на которых испытывается современное оружие массового поражения);
• осадочные, когда грунтовое основание протяженного сооружения имеет неодинаковые свойства и неравномерное влияние на фундамент, а также может изменять свои физические характеристики вследствие техногенных аварий инженерных систем, например, при случайном замачивании, что свойственно, так называемым, просадочным грунтам в основании. Иногда бывает так, что даже при относительно ровной поверхности земли, так называемый, материковый грунт располагается на различной глубине, поэтому часть фундамента, подошва которого располагается на одной отметке заложения, опирается на один грунтовое основание с одними свойствами, а другая на насыпную или наносную его часть. Для того, чтобы такое сооружение не «сползало» по плоскости материкового грунта или в нем не получился бы разлом по линии, уравновешивающей его составные части, в этой зоне также обязательно устраиваются разделительные осадочные деформационные швы. То же справедливо и для домов, строящихся на косогорах с первым или цокольным этажом, заглубленным в холм, а другой частью, выходящей на поверхность;
• усадочные — возникающие в постройках вследствие начального этапа эксплуатации. В наибольшей степени это проявляется:
  • в домах, целиком построенных из древесины, имеющей тенденцию к усушке (потере влажности) и изменению геометрических сечений и размеров отдельных элементов строения;
  • постройках из монолитного железобетона, а также отдельных деталях, отливаемых непосредственно на площадке без использования предварительного напряжения арматуры. Особенно, если это сопровождается перерасходом воды и нарушением водоцементного соотношения в монолитном бетоне (якобы для улучшения удобоукладываемость), что ведет к появлению усадочных трещин. Усадочные швы до некоторой степени могут нивелировать возникающие при усадке напряжения и делать их менее опасными;
• изоляционные швы, требуются вследствие того, что иногда собственные фундаменты отдельно расположенных элементов каркаса или технологического оборудования для предотвращения вредных воздействий отсекаются от основных элементов сооружения;
• конструкционные — горизонтальные разделенные швы в монолитных бетонных заливках площадок большой площади (стоянок автомобилей, контейнерных хранилищ, складов, полов большой площади из монолитного мозаичного и обычного бетона, наливных полов, разрезаемых при помощи латунных полос или обрезков стекла на декоративные фрагменты с целью недопущения бессистемного растрескивания поверхности от неравномерных деформаций подстилающей основы;
• компенсационный шов в отмостке устраивают для предотвращения ее отделения от стены с образованием трещины, через которую под подошву фундамента с внешней стороны будет просачиваться атмосферная вода в виде дождя и талого снега, нанося ущерб его несущей способности из-за образования трещин. Компенсационные разделительные швы горизонтально располагают в отмостке перпендикулярно стене здания, в зоне пересечения с вертикальным швом, предпринимая все необходимые меры по его герметизации и гидроизоляции,

Часто разделительные швы делают комбинированными, полностью объединяющими одно, два или более назначений, например, температурно-усадочными, осадочно-сейсмическими и другими аналогичными.

Герметизация деформационных швов

Деформационные швы бывают простыми и сложными. Простой (холодный) шов имеет вид разреза, например, между отдельными блоками сооружения, представляющими по сути отдельные строения, построенные с зазором в торцах до 10 см. Для герметичности применяют герметик для деформационных швов в бетоне. Обычно это выполняют с наружной стороны. Такие швы заполняется безусадочными эластичными герметизирующими вставками для предотвращения попадания в межшовное пространство наносной пыли, грязи, органических засорений (опавших листьев), проникновения и размножения мелких и крупных насекомых, в том числе опасных для жизнедеятельности человека, а также использования в качестве гнезд птицами, грызунами, различными видами пресмыкающихся.

С наружной стороны эти швы заделываются эластичными или расширяющимися при взаимодействии с влагой, содержащейся в атмосфере, герметиками — полиуретановыми, силиконовыми, на основе бутадиен-стирольных искусственных каучуков, а также зачеканиваются различными шнурами — джутовым, капроновым, бентонитовым, круглом или прямоугольном, (саморасширяющимся в объеме при соприкосновении с атмосферной влагой). Для их установки и фиксации обычно используют в качестве клея битум в расплавленном или разбавленной в растворителе в виде праймера какой-либо из битумно-полимерных мастик.

Защитно-герметизирующие профили, которые устанавливаются в деформационные швы

Сейчас для герметизации разделительных швов, практически, любой ширины, которые при этом становятся закрытыми, производители рекомендуют использовать различные инвентарные патентованные приспособления (профили) для защиты и герметизации, выпускаемые многочисленными зарубежными и отечественными компаниями под разными названиями и брендами, имеющими патентованные различия в конструкции, способах крепления и установки, в соответствии с тем или иным разработанным для этой цели ГОСТ:

• цельнометаллические профили, с рабочей частью, выполненной в виде гармошки, и боковыми с отверстиями, служащими для крепления.
• резиноподобные на материалах из искусственных синтетических каучуков, без разрушения растягивающихся до 100% от первоначальной площади поверхности;
• комбинированные профили, содержащими как резиновые, тянущиеся части, так и гофрированный металл.

По способу и различиях в установке их различают на:

• изоляционные;
• накладные;
• подкладные;
• гидроизолирующие;
• термо или влаго расширяющиеся.

Фиксация таких инвентарных изделий-профилей заводского изготовления на деформационные швы к их боковым сторонам может быть осуществлена на обычных цементно-песчаных растворах, при помощи дюбелей, проволоки, других видов закладных деталей.

Помимо изделий и профилей для разделительных швов, стороны которых расположены в одной плоскости, выпускаются защитные приспособления для угловых сопряжений вне зависимости от того, изготовлены конструкции из одного материала или из разных, например, бетон-дерево, дерево-кирпич, металл-пластик.

В настоящее время существует много способов эффективной защиты деформационных швов, которые можно использовать не только во вновь построенных сооружениях, но и пригодных для строений, подвергаемых ремонту, реконструкции, другим видам переустройства.