Герметик для бетона

Здания и сооружения из бетона изготавливаются монолитными либо сборными из отдельных элементов. Как в первом, так и во втором случае конструкция неизбежно имеет швы, но их наличие не должно сказываться на прочности и надежности изделия.

Прочность сборных конструкций обеспечивается соединением стальных закладных деталей, выпусков арматуры и замоноличиванием раствором. Прочность монолитных конструкций должна быть обеспечена с учетом швов бетонирования.

Все швы в бетоне должны быть надежно загерметизированы специальными материалами. Герметик для бетонных швов выбирается в зависимости от типа шва и условий эксплуатации конструкции, в соответствии с требованиями нормативных документов.

Швы в бетонных конструкциях, их виды и функции

Если речь идет о сборных конструкциях, очевидно, что швы образуются в местах сопрягаемых элементов.

Но при возведении монолитных конструкций появления швов тоже не избежать. В них устраивают швы различных видов и функционального назначения.

Рабочие или технологические швы

Монолитными называются бетонные и железобетонные конструкции, которые заливают в один прием. Однако на практике это не всегда возможно. Конструкции значительного размера заливают участками («захватками»).

В соответствии с указаниями СТО НОСТРОЙ 2.6.54-2011 «Конструкции монолитные бетонные и железобетонные. Технические требования к производству работ, правила и методы контроля», каждый последующий слой бетона должен укладываться до начала схватывания предыдущего слоя, пока бетон не потерял способность к тиксотропному разжижению. Обычно этот интервал времени составляет не более 2 часов.

При превышении этого времени, если бетон предыдущего слоя схватился и утратил способность к тиксотропному разжижению при обработке имеющимися инструментами виброуплотнения, на участке контакта бетона разных возрастов должен быть устроен рабочий шов.

Для этого бетон предыдущего слоя выдерживают до приобретения прочности не менее 1,5 МПа и при помощи опалубки формируют технологический шов.

Поскольку шов всегда снижает прочность конструкции, количество швов стараются минимизировать. Поэтому технологические швы, по возможности, совмещают с изолирующими, температурно-усадочными или деформационными швами.

Их расположение определяется рабочей документацией. Согласно СТО НОСТРОЙ 2.6.54-2011, они должны:

1. быть прямолинейными или ступенчатыми;
2. располагаться в плоскости, перпендикулярной оси линейных элементов (стен, колонн, стоек);
3. швы в стенах не должны иметь наклон;
4. швы в плитах перекрытий — быть удалены от опоры на расстояние, превышающее тройную толщину плиты, в фундаментных плитах — 1,5–2 толщины;
5. швы в плитах фундамента — располагаться параллельно одному из пролетов;

Изолирующие швы

Этот тип швов выполняется при заливке плиты пола, стяжки, жестких подстилающих слоев.

Плита пола — это массивная конструкция. При перепадах температур в процессе твердения бетона и в процессе эксплуатации, ее линейные размеры могут значительно меняться (при нагревании тела расширяются, а при остывании — уменьшаются), что может привести к растрескиванию бетона, если не предусмотреть пространство для этих перемещений.

Изолирующие швы располагают в местах примыкания плиты пола к вертикальным элементам — стенам, колоннам, фундаментам оборудования для обеспечения возможности свободных вертикальных и горизонтальных перемещений. Шов устраивают на всю толщину плиты пола или стяжки, устанавливая в местах сопряжения с вертикальными элементами упругие изолирующие материалы (демпферные ленты).

Согласно СП 29.13330.2011 «Полы. Актуализированная редакция СНиП 2.03.13-88», в этом случае должны быть предусмотрены изолирующие швы из гидроизоляционных материалов либо листов вспененного пенополистирола или пенополиэтилена, а на участках примыкания торцевых поверхностей полов к фундаментам оборудования с динамическими или вибрационными нагрузками — виброизолирующие прокладки.

Деформационные и температурно-усадочные швы

Деформационные швы называют также компенсационными, поскольку они обеспечивают возможность независимого смещения участков бетонной конструкции. Они представляют собой разрывы в слое бетона, которые устраивают, устанавливая в определенных местах металлические шовные профили заводского изготовления. В бетонных стенах эти швы устраивают на всю высоту, кроме подземной части стен фундамента.

В процессе твердения бетона в нем протекают многочисленные химические реакции; температура и влажность бетонной смеси постепенно снижаются, происходит усадка (то есть, уменьшение объема изделия). Эти процессы протекают неравномерно, из-за чего возникают растягивающие напряжения, сопротивление к которым у бетона не очень велико. В результате растягивающих напряжений, в твердеющем бетоне неизбежно образуются трещины.

Требования по отсутствию трещин, в соответствии с СП 28.13330.2017 «Защита строительных конструкций от коррозии», предъявляются только к некоторым видам бетонных конструкций:

1. к железобетонным конструкциям, у которых при полностью растянутом сечении должна быть обеспечена непроницаемость;
2. к конструкциям, эксплуатируемым в агрессивной среде;
3. к уникальным конструкциям, к которым предъявляются повышенные требования по долговечности.

В других видах конструкций образование трещин допускается, но предъявляются требования по ограничению ширины их раскрытия.

Чтобы выполнить эти требования, устраивают температурно-усадочные швы.

Температурно-усадочные швы выполняют на плите монолитного слоя бетона (стяжки, слоя покрытия пола, подстилающего слоя) после того, как произошло схватывание раствора. Плиту разрезают на часть ее толщины, создавая ослабленное сечение, чтобы в этом месте под воздействием растягивающих напряжений произошел разрыв, задающий направление трещины. Таким образом, вместо трещины с неровными краями или хаотичных трещин получается ровный прямолинейный шов на заранее выбранном участке конструкции, который впоследствии можно заполнить гидроизоляционным материалом.

СП 29.13330.2011 рекомендует производить устройство температурно-усадочных швов в взаимно перпендикулярных направлениях. При этом образуются прямоугольные участки — «карты», размеры сторон которых устанавливаются в зависимости от температурно-влажностного режима эксплуатации и принятых конструктивных решений, с учетом технологии производства строительных работ. Для отапливаемых зданий расстояния между ними не превышают 90 м, для неотапливаемых — 72 м.

При этом расстояния между деформационными швами полов должно быть не более тридцатикратной толщины плиты, глубина деформационных швов — не менее 40 мм и не менее трети толщины плиты. Максимальное отношение длин сторон «карт» — 1,5.

Осадочные швы

Конструкция здания опирается на слои грунтов основания, которые могут иметь различающиеся физико-механические характеристики. Под воздействием нагрузки от конструкции происходит деформация грунтов основания, которая может быть неравномерной. Из-за этого возникают напряжения, приводящие к появлению осадочных трещин на фасаде здания.

Чтобы предотвратить их появление, устраивают разрезы в стенах здания на всю высоту, включая фундамент.

Для минимизации количества швов в конструкции, осадочные швы совмещают, по возможности, с температурными (температурно-осадочные швы).

Для чего нужна герметизация швов в бетоне

Бетон, как строительный материал, выглядит неуязвимым, но под воздействием высокой влажности он подвержен коррозии.

Его структура, при видимой плотности, неоднородна; включает большое количество пор и капилляров, которые впитывают воду при прямом контакте. Это происходит, если конструкция соприкасается с грунтом, эксплуатируется под открытым небом или в помещениях с мокрым режим эксплуатации. (По определению СП 72.13330.2011 «Защита строительных конструкций и сооружений от коррозии», мокрым называется режим эксплуатации конструкции, при котором ее поверхность увлажняется капельножидкой влагой, например, конденсатом, обрызгиванием, проливами).

Природная вода (осадков и грунтовая) всегда содержит растворенные химические соединения — соли, кислоты, щелочи, которые могут вступать в химические реакции с соединениями, образующими структуру бетона с образованием легко вымывающихся водорастворимых солей. Из-за этого бетон становится более рыхлым и пористым, его прочность снижается.

Вода также является средой роста и размножения микроорганизмов — мхов, лишайников, плесени, бактерий, которые в процессе жизнедеятельности выделяют вредные для щелочных соединений бетона органические кислоты, не говоря уже потере изделием эстетической привлекательности.

И, наконец, при замораживании намокшего бетона, что регулярно происходит с конструкциями, эксплуатирующимися на открытом воздухе, вода в его порах превращается в лед, имеющий больший, чем вода, объем, что приводит к появлению многочисленных микротрещин. С каждым циклом «замораживание-оттаивание» эти трещины увеличиваются, и бетон постепенно начинает крошиться.

Когда процессы коррозии доходят до металлической арматуры, начинается коррозия металла. Ее продукты имеют объем больше, чем у металла, из-за чего происходит отслаивание арматуры.

Швы в бетоне — это места, где влага задерживается, дольше испаряется, поэтому их необходимо заполнить подходящим материалом.

Заполнение швов, согласно СП 28.13330.2017, относится к вторичным методам защиты конструкций от коррозии, которые применяются после ее возведения. Это изоляция конструкции или ее участков от воздействия агрессивной среды.

Какие материалы применяются для заполнения швов в бетоне

Выбор материала для герметизации швов в бетоне регламентируется СП 29.13330.2011:

1. Деформационные швы на открытых площадках с водопроницаемыми покрытиями полов используются в качестве дрен системы водоотвода. Их расшивают полимерными эластичными композициями пористой структуры.
2. Температурно-усадочные швы заполняют шпаклевочной композицией на основе портландцемента класса по прочности не ниже 32,5.
3. Деформационные швы заполняют полимерной эластичной композицией.
4. Температурно-усадочные швы в бетоне жесткого подстилающего слоя, который используется в качестве покрытия, расшивают полимерной эластичной композицией.
5. Температурно-усадочные швы в бетоне жесткого подстилающего слоя, который используется в качестве основания под покрытия из полимерных мастичных материалов, заполняют полимерной композицией.
6. Технологические швы в помещениях с интенсивностью воздействий выше слабой располагают, в основном, вне зон перемещения транспорта. Если это невозможно, технологические и деформационные швы устраивают с использованием неизвлекаемых металлических шовных профилей заводского изготовления.

Итак, во многих случаях для заполнения швов в бетоне применяются полимерные материалы, а именно — мастики и герметики.

Требования к герметикам и мастикам для бетона

ГОСТ 25621–83«Материалы и изделия полимерные строительные герметизирующие и уплотняющие» классифицирует герметики на две группы:

1. Вязкотекучие или пастообразные уплотняющие материалы. К ним относятся мастики и герметики в виде паст.
2. Погонажные изделия. Это диафрагмы, профили, ленты различных форм на полимерной основе. В зависимости от вида основы, погонажные изделия могут быть полиуретановыми, бутилкаучуковыми, полиэтиленовыми, поливинилхлоридными и др. Они могут быть приклеиваемыми (в этом случае поставляются вместе с клеем), самоклеющимися либо устанавливаемыми насухо.

В соответствии с ГОСТ 25621–83, герметизирующие уплотняющие материалы и погонажные изделия должны на протяжении всего периода эксплуатации в конструкциях:

1. иметь стабильное физико-механические и адгезионные свойства при температурах эксплуатации от – 40 до + 70° С (для районов Крайнего Севера — от – 60 до + 50° С);
2. иметь не менее 50 % сухого остатка;
3. надежно изолировать стыки и швы при любых видах механических и климатических воздействий;
4. быть атмосферостойкими и водостойкими;
5. быть безопасными, не выделять токсичные вещества в количествах выше предельно допустимых концентраций, если предназначены для выполнения внутренних работ.

Уплотняющие мастики и герметики имеют схожие друг с другом характеристики; также они по свойствам близки к клеям. Их основное свойство — адгезия (способность сцепляться с другими материалами) — определяется связующим веществом.

По типу связующего, герметики могут быть:

1. акриловыми,
2. каучуковыми,
3. силиконовыми,
4. битумными,
5. полиуретановыми,
6. полисульфидными,
7. полиизобутиленовыми и др.

Кроме того, герметики могут быть гибридными, например, силиконизированными акриловыми. В этом случае материал совмещают свойства разных видов герметиков.

Также в состав герметиков входят дополнительные компоненты:

1. наполнители для снижения расхода связующего и уменьшения усадки;
2. функциональные добавки (например, вулканизирующие, биоцидные);
3. пигменты и красители.

Клеи в этой группе материалов имеют самое высокое количество связующего в составе, что обеспечивает высокую клеящую способность. Герметики, по сравнению с мастиками, имеют более высокую эластичность, адгезионную и усталостную прочность, а также меньшую усадку.

По способу перехода в рабочее состояние, уплотняющие мастики и герметики подразделяются на следующие виды:

1. Не отверждающиеся. Никак не изменяются, остаются после нанесения вязкими, не дают усадки.
2. Высыхающие. Твердеют после нанесения за счет испарения воды или растворителя в составе.
3. Отверждающиеся. При применении начинают твердеть из-за полимеризации, необратимо переходя в резиноподобное состояние.

Требования к отверждающимся герметикам мы можем найти в в ГОСТ Р 59523–2021 «Материалы строительные герметизирующие отверждающиеся. Общие технические условия».

Норматив классифицирует отверждающиеся герметики на две основных группы:

1. Однокомпонентные. Это герметики в виде единого состава, которые в плотно закрытой упаковке длительное время сохраняют вязкость. Они готовы к применению. После нанесения вступают в реакции с воздухом и содержащейся в нем влагой, за счет чего полимеризуются и приобретают резиноподобный вид. Время полимеризации зависит от вида герметика и толщины шва.
2. Двух- или многокомпонентные. Состоят из двух или более составов, которые упакованы по отдельности, но поставляются в комплекте. Процесс полимеризации запускается смешиванием компонентов и длится 2–24 часа (в зависимости от вида герметика). В течение этого времени герметик должен быть применен.

Выбор герметика для заделки швов в бетоне

Герметик для бетона должен, прежде всего, иметь высокую адгезию с этим материалом, для которого характерна пористость. Также он должен быть механически прочным, эластичным, атмосферостойким, водонепроницаемым и долговечным.

Одним из традиционных видов герметиков для швов бетонных полов и других конструкций является герметик битумный. Однако, несмотря на его надежность и доступность, он имеет ряд недостатков. На сегодняшний день лучшими для бетонов и большинства других строительных материалов являются гибридные полиуретановые герметики.

Это отверждающиеся герметики общестроительного назначения на основе MS-полимера и кремнийорганической группы, которые, за счет гибридного состава, имеют положительные характеристики полиуретановых и силиконовых герметиков, а также по своим эксплуатационным характеристикам превосходят те и другие.

Прежде всего, это универсальные герметики, совместимые практически с любыми строительными материалами, включая пористые. Их прочность и долговечность выше, чем у большинства других герметиков. Они подходят для наружных и внутренних работ.

Компания HTC производит однокомпонентные высокомодульные гибридные герметики с различной твердостью по Шору трех видов:

1. HTC Flex PU25;
2. HTC Hard PU60;
3. HTC Universal PU40.

Что значит высокомодульный герметик?

Высокомодульный герметик — это герметик, который имеет более высокое сопротивление растяжению, чем низкомодульный, а значит, он пригоден для применения в швах и стыках, испытывающих высокие механические нагрузки. Если говорить точнее, высокомодульные герметики (обозначаются HM) при растяжении на 100 % при + 23° C имеют модуль более 0,4 МПа, а при – 20° С — 0,6 МПа. Низкомодульные герметики (LM) при + 23° C имеют модуль менее или равный 0,4 МПа, а при – 20° С — менее или равный 0,6 МПа.

Что такое твердость по Шору?

Твердостью по Шору называют метод измерения твердости материалов, обычно полимерных. Твердость определяется эмпирическим путем и заключается в измерении глубины вдавливания в материал индентора — элемента прибора для измерения твердости. После испытаний материалу присваивается класс твердости по Шору.

Чем выше числовой коэффициент, тем материал тверже. Так, твердость силиконовых герметиков по Шору составляет 10–25, что сравнимо с мягким художественным ластиком; твердость автомобильной шины — 60–70.

Гибридные герметики HTC имеют вид вязкой тиксотропной пасты белого, серого, черного или коричневого оттенков, упакованной в фолиевые тубы объемом 600 мл.

Применяются для заполнения швов и стыков шириной до 20 мм, а также жестко-эластичной склейки деталей конструкций из различных строительных материалов.

Полимеризуются под воздействием воздуха и атмосферной влаги с относительно высокой скоростью. Так, при температуре воздуха + 20° С и относительной влажности 65 %:

1. поверхностная пленка образуется через 150 минут;
2. скорость твердения составляет 4 мм в сутки для HTC Hard PU60 и HTC Universal PU40 и 3 мм в сутки — для HTC Flex PU25 (против 1–2 мм в сутки для полиуретановых герметиков).

В процессе нанесения и полимеризации герметики HTC не вспениваются, не дают усадки.

Таким образом, это универсальные, удобные в применении материалы, обеспечивающие повышенную скорость выполнения работ.

Эксплуатируются при температурах от – 60 до + 90° С. В процессе эксплуатации демонстрируют:

1. эластичность,
2. водонепроницаемость,
3. высокую механическую прочность,
4. устойчивость к вибрации,
5. химическую инертность,
6. стойкость к ультрафиолетовому излучению;
7. долговечность в 2–3 раза выше, чем у полиуретановых герметиков.

Гибридные герметики HTC также имеют высокие эстетические характеристики на всем протяжении эксплуатации. Многим знакома проблема оседания пыли и загрязнений на силиконовом герметике из-за статического электричества. Их практически невозможно очистить, и швы быстро приобретают неприглядный вид. С герметиками HTC об этой проблеме можно забыть: шов не будет притягивать пыль и останется чистым.

Герметики HTC после окончания полимеризации можно окрашивать совместимыми лакокрасочными материалами, чтобы добиться требуемого вида изделия.

Как применять герметики HTC для бетонных швов

Гибридные герметики HTC применяются при температурах воздуха от 0 до + 35° С.

Согласно ГОСТ Р 59523–2021, отверждающиеся герметики наносят только по упругому основанию. Это необходимо для того, чтобы исключить третью контактную поверхность герметика в стыке. В противном случае герметик быстро оторвется от основания.

Поэтому перед нанесением герметика в устье шва устанавливают жгут или шнур из антиадгезионного материала, например, из вспененного полиэтилена с закрытыми порами. Диаметр шнура выбирается так, чтобы при помещении в стык он был обжат на 30–50 %.

Помимо исключения третьей контактной поверхности, установка жгута позволяет контролировать толщину слоя герметика в стыке. Согласно СП 29.13330.2011, полимерные эластичные композиции должны его заполнять на глубину не более ширины шва. Оптимальной считается толщина шва в два раза меньше его ширины.

Подготовительные работы включают очистку основания от загрязнений и жиров, обеспыливание и высушивание. В соответствии с СП 72.13330.2011, новые бетонные поверхности должны быть выдержаны не менее 28 суток после укладки бетона, иметь влажность поверхностного слоя толщиной 20 мм не более 4 %. С поверхности бетона удаляют слой цементного молока, после чего ее промывают водой и высушивают.

Наружные кромки стыка закрывают малярной лентой, устанавливают шнур и приступают к нанесению герметика.

Герметики в фолиевых тубах удобно наносить при помощи строительного пистолета. Материал наносят равномерно, без разрывов, медленным движением, утапливая в него носик пистолета. Также можно воспользоваться шпателем; наносить герметик им нужно тщательно, с уплотнением.

Сразу после окончания работы малярную ленту необходимо снять и в течение 24 часов не подвергать шов механическим нагрузкам.

Высокотехнологичные универсальные Гибридные герметики HTC — это надежные материалы для герметизации швов в бетоне и других строительных материалов.

Продукцию компании HTC можно купить в розничных строительных сетях уже сегодня. Мы приглашаем к сотрудничеству оптовых покупателей и региональных дистрибьюторов и гарантируем информационную поддержку, оперативность, гибкий подход и комфортные условия работы.