Температурные швы в бетонных конструкциях: назначение и виды

Любые строительные конструкции, независимо от того из какого материала они изготовлены (кирпич, монолитный железобетон или строительные панели) при изменении температуры меняют свои геометрические размеры. При понижении температуры они сжимаются, а при повышении, естественно, расширяются. Это может привести к появлению трещин и значительно снизить прочность и долговечность как отдельных элементов (например, цементно-песчаных стяжек, отмосток фундаментов и так далее), так и всего здания в целом. Для предотвращения этих негативных явлений и служит температурный шов, который необходимо обустраивать в соответствующих местах (согласно нормативным строительным документам).

Вертикальные температурно-усадочные швы зданий

В зданиях большой протяженности, а также строениях с разным количеством этажей в отдельных секциях СНиП-ом предусмотрено обязательное обустройство вертикальных деформационных зазоров:

• Температурных – для предотвращения образования трещин из-за изменения геометрических размеров конструктивных элементов здания вследствие перепадов температур (среднесуточных и среднегодовых) и усадки бетона. Такие швы доводят до уровня фундамента.
• Осадочных швов, препятствующих образованию трещин, которые могут образовываться из-за неравномерной осадки фундамента, вызванной неодинаковыми нагрузками на его отдельные части. Эти швы полностью разделяют строение на отдельные секции, включая фундамент.

Конструкции обоих видов швов одинаковы. Для обустройства зазора возводят две спаренные поперечные стены, которые заполняют теплоизолирующим материалом, а затем гидроизолируют (для предотвращения попадания атмосферных осадков). Ширина шва должна строго соответствовать проекту здания (но быть не менее 20 мм).

Шаг температурно-усадочных швов для бескаркасных крупнопанельных зданий нормируется СНиП-ом и зависит от материалов, примененных при изготовлении панелей (класса прочности бетона на сжатие, марки раствора и диаметра продольной несущей арматуры), расстояния между поперечными стенами и годового перепада среднесуточных температур для конкретного региона. Например, для Петрозаводска (годовой перепад температур составляет 60°С) температурные зазоры необходимо располагать на расстоянии 75÷125 м.

В монолитных конструкциях и зданиях, построенных сборно-монолитным методом, шаг поперечных температурно-усадочных швов (согласно СНиП) варьируется в пределах от 40 до 80 м (в зависимости от конструкционных особенностей здания). Обустройство таких швов не только повышает надежность строительной конструкции, но и позволяет поэтапно отливать отдельные секции здания.

На заметку! При индивидуальном строительстве обустройство таких зазоров применяют крайне редко, так как длина стены частного дома обычно не превышает 40 м.

В кирпичных домах швы обустраивают аналогично панельным или монолитным постройкам.

Температурные швы перекрытий

В железобетонных конструкциях зданий размеры перекрытий, как и размеры остальных элементов, могут меняться в зависимости от температурных перепадов. Поэтому при их монтаже необходимо обустройство компенсационных швов.

Материалы для их изготовления, размеры, места и технология укладки заранее указывают в проектной документации на строительство здания.

Иногда такие швы конструктивно делают скользящими. Для обеспечения скольжения в тех местах, где плита перекрытия опирается на несущие конструкции, под нее укладывают два слоя оцинкованного кровельного железа.

Температурно-компенсационные швы в бетонных полах и цементно-песчаных стяжках

При заливке цементно-песчаной стяжки или обустройстве бетонного пола необходимо изолировать все строительные конструкции (стены, колонны, дверные проемы и так далее) от соприкосновения с заливаемым раствором по всей толщине. Этот зазор выполняет одновременно три функции:

• На этапе заливки и схватывания раствора работает как усадочный шов. Тяжелый мокрый раствор сжимает его, при постепенном высыхании бетонной смеси размеры залитого полотна уменьшаются, а материал заполнения зазора расширяется и компенсирует усадку смеси.
• Он препятствует передаче нагрузок от строительных конструкций бетонному покрытию и наоборот. Стяжка не давит на стены. Конструктивная прочность здания не изменяется. Сами конструкции не передают нагрузки на стяжку, и она не растрескается в процессе эксплуатации.
• При перепаде температур (а они обязательно происходят даже в отапливаемых помещениях) этот шов компенсирует изменения объема бетонной массы, что препятствует ее растрескиванию и увеличивает срок эксплуатации.

Для обустройства таких зазоров обычно используют специальную демпферную ленту, ширина которой несколько больше, чем высота стяжки. После отвердевания раствора ее излишки обрезают строительным ножом. Когда обустраивают в бетонных полах усадочные швы (в случае, если финишное напольное покрытие не предусмотрено), полипропиленовую ленту частично удаляют и производят гидроизоляцию паза при помощи специальных герметиков.

В помещениях значительной площади (либо когда длина одной из стен превышает 6 м) согласно СНиП необходимо производить нарезку продольных и поперечных температурно-усадочных швов глубиной ⅓ от толщины заливки. Температурный шов в бетоне производят с помощью специального оборудования (бензинового или электрического швонарезчика с алмазными дисками). Шаг таких швов не должен быть более 6 м.

Внимание! При заливке раствором элементов теплого пола усадочные швы обустраивают на всю глубину стяжки.

Температурные швы в отмостках фундаментов и бетонных дорожках

Отмостки фундаментов, предназначенные для защиты основания дома от вредоносного влияния атмосферных осадков, также подвержены разрушениям вследствие значительных перепад температур в течение года. Чтобы этого избежать обустраивают швы, компенсирующие расширение и сжатие бетона. Такие зазоры изготавливают на этапе строительства опалубки отмостки. В опалубке по всему периметру крепят поперечные доски (толщиной 20 мм) с шагом 1,5÷2,5 м. Когда раствор немного схватится, доски извлекают, а после окончательного высыхания отмостки пазы заполняют демпфирующим материалом и гидроизолируют.

Все вышеперечисленное относится и к обустройству бетонных дорожек на улице или парковочных мест возле собственного дома. Однако шаг деформационных зазоров можно увеличить до 3÷5 м.

Материалы для обустройства швов

К материалам, предназначенным для обустройства швов (независимо от вида и размеров), предъявляют одинаковые требования. Они должны быть упругими, эластичными, легко сжимаемыми и быстро восстанавливающими форму после сжатия.

Демпферная лента

Она предназначена для предотвращения растрескивания стяжки в процессе ее высыхания и компенсации нагрузок от строительных конструкций (стен, колонн и так далее). Широкий выбор размеров (толщиной: 3÷35 мм; шириной: 27÷250 мм) этого материала позволяет обустроить практически любые стяжки и бетонные полы.

Уплотнительный шнур

Популярным и удобным в применении материалом для заполнения деформационных зазоров является шнур из вспененного полиэтилена. На строительном рынке представлены его две разновидности:

• сплошной уплотнительный шнур Ø=6÷80 мм,
• в виде трубки Ø=30÷120 мм.

Диаметр шнура должен превышать ширину шва на ¼÷½. Шнур устанавливают в паз в сжатом состоянии и заполняют ⅔÷¾ свободного объема. Например, для заделки пазов шириной 4 мм, нарезанных в стяжке, подойдет шнур Ø=6 мм.

Герметики и мастики

Для заделки швов применяют различные герметики:

• полиуретановые;
• акриловые;
• силиконовые.

Они бывают как однокомпонентные (готовые к применению), так и двухкомпонентные (их готовят путем смешивания двух составных частей непосредственно перед применением). Если шов небольшой ширины, то достаточно заполнить его герметиком; если ширина зазора значительная, то этот материал наносят поверх уложенного шнура из вспененного полиэтилена (либо другого демпфирующего материала).

Разнообразные мастики (битумные, битумно-полимерные, составы на основе сырой резины или эпоксидные с добавками для придания эластичности) используют в основном для герметизации наружных деформационных зазоров. Их наносят поверх уложенного в паз демпфирующего материала.

Специальные профили

В современном строительстве температурные швы в бетоне с успехом заделывают, применяя специальные компенсационные профили. Эти изделия имеют самые различные конфигурации (в зависимости от области применения и ширины шва). Для их изготовления применяют металл, пластик, резину или комбинируют несколько материалов в одном устройстве. Некоторые модели данной категории необходимо устанавливать уже в процессе заливки раствора. Другие же можно устанавливать в паз уже после окончательного затвердевания основания. Производители (как иностранные, так и отечественные) разработали широкий модельный ряд таких приспособлений, как для наружного применения, так и для установки внутри помещений. Высокая цена профилей компенсируется тем, что такой метод заделки зазоров не требует их последующей гидроизоляции.

В заключении

Правильное обустройство температурных, компенсационных, деформационных и осадочных швов значительно повышает прочность и долговечность любого здания; парковочных мест или садовых дорожек с бетонным покрытием. При использовании высококачественных материалов для их изготовления они прослужат без ремонта долгие годы.

Устройство деформационных швов Пеноплэкс в зданиях

Многоэтажные и многосекционные здания, обладающие значительным весом и протяженностью, в течение срока эксплуатации могут подвергаться различным деформациям, которые возникают под воздействием ряда факторов: колебаний температуры воздуха, неравномерной осадки грунта или сейсмической активности (что особенно актуально для Кавказа, Крыма, южной части Сибири и Дальнего Востока России).

В результате деформаций снижается несущая способность здания и могут появиться трещины в стенах и других конструкциях. Для уменьшения нагрузок на элементы конструкций в местах возможных деформаций в современном монолитном домостроении активно применяется система деформационных швов.

Деформационные швы представляют собой своего рода разрез в конструкции здания, разделяющий сооружение на отдельные блоки и тем самым придающий ему некоторую степень упругости. В зависимости от специфики архитектурно-технического решения здания, природно-климатических условий и инженерно-геологических возможностей строительства объектов при работе с наружными стенами и остальными конструкциями здания выделяют деформационные швы следующих видов:

• температурные;
• усадочные;
• осадочные;
• антисейсмические.

Температурные швы делят здание на отсеки от уровня земли до кровли включительно, не затрагивая фундамента, который, находясь ниже уровня земли, испытывает температурные колебания в меньшей степени и, следовательно, не подвергается существенным деформациям. Расстояние между температурными швами определяется в зависимости от материала стен и расчетной зимней температуры региона строительства.

Усадочные швы делают в стенах, возводимых из монолитного бетона различного типа. Монолитные стены при затвердевании бетона уменьшаются в объеме. Усадочные швы препятствуют возникновению трещин, снижающих несущую способность стен. В процессе достижения необходимой прочности монолитных стен ширина усадочных швов увеличивается, а после завершения усадки стен швы тщательно заделывают.

Неравномерная деформация грунта может привести к появлению трещин в стенах и других конструкциях здания. Другой причиной неравномерной осадки грунтов основания сооружения могут быть различия в его составе и структуре в пределах площади застройки здания. Во избежание появления опасных деформаций в зданиях формируют осадочные швы. Эти швы, в отличие от температурных, разрезают здания по всей их высоте, включая фундаменты.

Антисейсмические швы применяются в зданиях, строящихся в районах, которые подвержены землетрясениям. Они разрезают здание на отсеки, конструктивно представляющие собой самостоятельные устойчивые «объемы». По линиям антисейсмических швов располагают двойные стены или двойные ряды несущих стоек, входящих в систему несущего остова соответствующего отсека.

С целью герметизации деформационные швы заполняются упругим изоляционным материалом. Идеальным заполнителем для систем деформационных швов является теплоизоляция ПЕНОПЛЭКС®, поскольку она обладает следующими техническими характеристиками:

• Высокая прочность на сжатие (не менее 0,20 Мпа). Прочность на сжатие у ПЕНОПЛЭКС® – не менее 20 тонн на кв. м, материал не крошится и не осыпается как в процессе монтажа, так и в течение всего срока службы.
• Низкое водопоглощение. За счет замкнутой ячеистой структуры теплоизоляция ПЕНОПЛЭКС® обладает практически нулевым водопоглощением.
• Биостойкость. Теплоизоляция ПЕНОПЛЭКС® обладает абсолютной биостойкостью и не подвержена биоразложению. По результатам тестирования образцов стройматериалов на биостойкость в присутствии влаги доказано, что ПЕНОПЛЭКС®, за счет минимального водопоглощения, не является матрицей для размножения разного вида микроорганизмов.
• Неизменно низкий коэффициент теплопроводности (λ (лямбда) = 0,034 Вт/м-К), что обеспечивает стабильные теплотехнические свойства, независимо от условий эксплуатации.
• Долговечность материала – более 50 лет. Еще в 2001 году компания «ПЕНОПЛЭКС» провела испытание теплоизоляционных плит в Научно-исследовательском институте строительной физики г. Москвы на предмет определения долговечности материала при реальных условиях эксплуатации. Результаты испытаний показали, что материал сохраняет свои свойства в течение как минимум 50 лет (НИИСФ, г. Москва, протокол испытаний № 132-1 от 29 октября 2001 года).

Принципиальные схемы устройства деформационных швов

Основные преимущества ПЕНОПЛЭКС® в системах деформационных швов:

• применение ПЕНОПЛЭКС® в деформационных и температурных швах позволяет конструкции выдерживать высокие нагрузки и значительные температурные колебания;
• ПЕНОПЛЭКС® способен компенсировать напряжения сопрягаемых элементов усадочных швов с большой амплитудой колебания;
• благодаря тому, что теплоизоляция ПЕНОПЛЭКС® обладает нулевым водопоглощением, влага не скапливается в толще утеплителя, не расширяется в объеме под воздействием сезонных и суточных температурных колебаний и не разрушает структуру материала на протяжении всего срока службы;
• широкая продуктовая линейка теплоизоляции ПЕНОПЛЭКС® дает возможность подобрать материал, отвечающий проектным, климатическим и сейсмическим условиям.

Система деформационных швов с ПЕНОПЛЭКС® в качестве наполнителя активно применяется в современном монолитном домостроении.

Например, с использованием данной технологии были возведены элитные жилые комплексы в Санкт-Петербурге: «Три ветра» и «Смольный проспект». Новые кварталы кардинально различаются своим внешним видом и месторасположением: «Три ветра» со зданиями в стиле «модерн» располагается на небольшом мысе в акватории Финского залива, а величественный классический «Смольный проспект» – в историческом центре Северной столицы. Объединяют их высокие стандарты строительства и активное применение современных материалов и технологий.

C применением системы деформационных швов также возводились знаковые объекты в Москве, среди которых проект комплексной реконструкции и приспособления под современное использование Центрального стадиона «Динамо» и прилегающей к нему территории – «ВТБ Арена парк», а также гостиничный комплекс на Софийской набережной, прямо напротив Кремля – «Царев сад».

ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко совместно с Техническим отделом ООО «ПЕНОПЛЭКС СПб» были разработаны «Рекомендации по применению плит ПЕНОПЛЭКС® в качестве эффективного заполнителя систем деформационных швов конструкций фундаментов и стен зданий и сооружений». Рекомендации разработаны в соответствии с требованиями актуальных СП: СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия», СП 15.13330.2012 «Каменные и армокаменные конструкции», СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений». Разработанный документ является готовым справочником в области проектирования деформационных швов различного типа и может представлять большой интерес для представителей строительных и проектных организаций.

Основные элементы конструкции деформационного шва

Высокотемпературные компенсаторы | Holz Rubber

Высокотемпературные компенсаторы: высокоэффективные продукты для суровых температурных сред предлагает долгосрочное решение

Наша приверженность исследованиям и разработкам привела к созданию самых эффективных продуктов, доступных для высокотемпературных сред. Наши высокотемпературные компенсаторы, разработанные для самых тяжелых условий эксплуатации, изготавливаются из самых передовых материалов, что обеспечивает долгий срок службы и предсказуемые характеристики. Holz Rubber предлагает полный спектр комплектных металлических рам, узлов и оборудования.

Преимущества тканевых компенсаторов:

• Устойчивость к коррозии
• Устраняет шум и вибрацию
• Выдерживает температуру свыше 2000°F
• Уменьшает количество деформационных швов благодаря перемещению в нескольких плоскостях
• Укорачивается по сравнению с металлом
• Снижает потребность в дорогостоящих пуговицах, подвесках, направляющих и т. д.
• Значительно сокращает время разработки

Резиновые химически стойкие компенсаторы (серия 300 LT)

• Предназначен для использования во влажной или сухой среде при температуре до 300°F и давлении 5 фунтов на кв. дюйм
• Изготовлены из нескольких эластомеров и предлагаются в ленточной или фланцевой конфигурации с одним или несколькими слоями ткани или плетеной проволоки
• Типичные области применения включают рукавные фильтры, вентиляторы FD, мокрые или сухие скрубберы и электрофильтры
• Предназначен для работы без флюгарки, за исключением случаев абразивного или высокоскоростного потока
• При желании можно использовать внешнюю изоляцию гибкого элемента

Витон, сертифицированный DuPont

^® Компенсаторы (серия 400LT)

• Предназначены для использования во влажных или сухих условиях при температуре до 400°F и 5 фунт/кв.
• Изготовлено из Viton®, сертифицированного компанией Dupont, и предлагается в ленточной или фланцевой конфигурации с армированием одним или несколькими слоями ткани или плетеной проволоки
• Дополнительный газонепроницаемый барьер из ФЭП или ПТФЭ для повышения химической стойкости в тех случаях, когда ожидается проскальзывание аммиака
• Обычно используется на выпускных отверстиях воздухонагревателей, рукавных фильтрах, пылеуловителях, вытяжных вентиляторах, мокрых или сухих скрубберах и каналах дымовых труб
• Могут возникать колебания температуры до 750°F в случае кратковременного отказа нагревателя воздуха

Компенсаторы из ПТФЭ, армированного стекловолокном (серия 500T)

• Предназначены для использования во влажных или сухих условиях при температуре до 575°F и давлении 5 фунтов на кв. дюйм
• Изготовлен из ПТФЭ, армированного стекловолокном, с газонепроницаемым барьером нулевой пористости различной толщины от 5 до 30 мил и механически приклеен к подложке
• Состоит из самого высокого в отрасли содержания смолы
• В основном используется для обеспечения внешнего покрытия и газового уплотнения для высокотемпературных композитов, но также может использоваться в экстремальных химических условиях в качестве основного гибкого элемента или внутреннего газового уплотнения
• Типичные области применения варьируются от растворов для обработки бумаги до мокрых скрубберов
• В большинстве случаев требуется прокладка потока, если используется однослойный раствор

Многослойные компенсаторы (серии 500HT – 1000HT)

• Предназначен для работы с воздухом и газом при высоких температурах до 1000°F
• Изготовлен из нескольких слоев в соответствии с расчетными требованиями к температуре с использованием таких компонентов, как газонепроницаемость, изоляция, тканая ткань и, возможно, трикотажная или тканая проволочная сетка
• Обычно изготавливается для выпусков экономайзеров, входов SCR, вторичного воздуха и других применений с горячими дымовыми газами
• Требуется обтекатель и не должна быть внешняя изоляция
• Внешняя крышка может быть изготовлена ​​из нескольких различных материалов, включая EPDM, витон, ПТФЭ или металлические сплавы в зависимости от проектных условий

Компенсаторы для экстремальных температур HTG (серия 1200)

• Специально разработаны для применения в газовых турбинах, где температура превышает 1000°F и ожидается интенсивное циклирование, радиальный рост и большие смещения
Муфты
• HTG предназначены для обеспечения длительного срока службы, простоты установки, низкой внешней температуры и снижения уровня шума.
• Соединения HTG находятся на выхлопных газах ГТ, впускных патрубках котлов-утилизаторов и других высокотемпературных устройствах
• Предназначен для воздуховодов и вентиляторов

Справочные листы данных по применению

Компенсаторы высокотемпературных трубопроводов

EXCELLENCE IN КОМПЕНСАТОР
ДЛЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИCASE STORY

E

X

C

E

L

L

E

N

C

E

I

N

E

X

P

A

N

С

И

О

N

J

O

I

N

T

S

F

O

R

P

O

W

E

R

P

L

A

N

T

S

ИСТОРИЯ ПРАКТИКИ

 

24 января 2022 г. Энергетика 0

История успеха

Электростанция

Южная Европа

EJMA

Компания Belman недавно обратилась к клиенту с просьбой разработать и изготовить компенсаторы для высокотемпературного трубопровода на южноевропейской электростанции.

 

Задача клиента

Задача этого проекта компенсатора, которую Belman попросили спроектировать для нашего клиента, заключалась в том, чтобы спроектировать превосходную конструкцию компенсатора, которая год за годом легко и плавно могла бы работать при температуре до 600 ° С (1112 ° F), поглощают большие перемещения, и в то же время значительные внешние силы.

 

Важные задачи для клиента
Другие очень важные задачи, особенно в этом случае, когда на компенсатор будут воздействовать внешние силы. Внешние силы возникают из-за комбинации собственного веса соединительной трубы между двумя шарнирными компенсаторами и ожидаемой ветровой нагрузки на систему.

 

Решение Belman

Инженерная работа с такими высокими требованиями требовала исключительных инженерных знаний во всем процессе от разработки и проектирования до производства и поставки. Выбирая Belman A/S, клиенту гарантируется, вероятно, лучшая в мире команда инженеров и сервисного обслуживания для проектирования, производства и поставки компенсаторов для его проекта. Результатом стала система из трех компенсаторов, изготовленных из 1CrMO9-10 (1.7380), состоящая из двух шарнирных компенсаторов и одного нефиксированного компенсатора. Преимущество этого хорошо продуманного решения заключается в том, что внешние силы, которым будет подвергаться компенсатор, будут поглощаться шарнирным компенсатором, в то время как свободный компенсатор не будет подвергаться внешним силам.

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Компенсаторы для высокотемпературного трубопровода имеют следующие конструктивные параметры:

Тип: УН1Ш • Размер: DN 1200 • Конструкция: температура: 1 600°C • Расчетное давление: – 0,025/+0,025 бар изб. • AN: +/-2°  • Сильфон: 1. 4828 (AISI 309) • Фланцы, концы труб: 909194 1.7380 Код дизайна: EJMA

Тип: УН1Ш • Размер: DN 1200 • Монтажная длина: 1297 мм • Расчетная температура: 600°C • Расчетное давление: – 5 GAX 0,025 : +0/-243 мм • AN: +0,12/-0°  • Сильфон: 1.4828 (AISI 309) • Фланцы, концы труб: 1.7380 (10CrMo910) • Код конструкции: E JMA

Тип: UN2SU  • Размер: DN 1200 • Встроенная длина: 1477 мм • Расчетная температура: 600°C • Расчетное давление: – 0,025/+0,025 бар изб. • AX: +0/-291 мм • LA: +42/-0 мм  • Сильфон: 1,4828 (AISI 309) • Концы труб, средняя труба: 1,7380 (10CRMO910) • Код проектирования: EJMA

Клиентские преимущества

• Корочего на срок. .
• Надежность компенсатора, рассчитанного на работу при рабочих параметрах
• Решение для компенсатора, предназначенное для предотвращения эксплуатационных проблем из-за собственного веса соединительной трубы
• Петли для поглощения внешних сил, которым подвергается трубопроводная система

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ информация

0 Техническая информация о шарнирах Компенсаторы доступны в Каталоге компенсаторов
стр. 29-30

Примеры конструкции трубопровода с использованием шарнирных компенсаторов доступны в Каталоге компенсаторов
Page 68-71 и страницы 75-77

Каталог

СПИСОК ЛУКС

VATTENFALF • TERMO PETROLEO • ORSTED (Dong Energy). • Hofor • Tauron • PakGen • BHEL • Ceylon Electricity Board • Росатом • RWE Npower • Fortum • EDF (British Energy) • AEP Energy Services • E.ON • Inter RAO • Fernwärme Wien • ENGIE Electrabel • Enel • Howden Turbo UK • Uniper • Veitur • Ceylon • Howden • Mitsuibishi Power • Stadtwerke Flensborg • Kraftzer •

ВСЕ ССЫЛКИ

НАДЕЖНОЕ МАСТЕРСТВО

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ИЗОЛИРОВАННЫЕ

КОМПЕНСАТОРЫ

Эти специальные изолированные компенсаторы предназначены для работы при экстремально высоких температурах (950°C) на заводе-изготовителе технического углерода.