Flera betongentreprenörer installerar inte krympfogar i plattor för bostäder, eftersom de antar att de inte behövs eller att de kommer att äventyra den strukturella integriteten. Om du avstår från skarvar för att undvika att få skulden för sprickor, se upp.
För det första kräver American Concrete Institute (ACI) Residential Code Requirements for Structural Concrete (ACI 332-14) krympningsskarvar och tillhandahåller en tabell för att bestämma skarvavståndet för slät och armerad betong som innehåller upp till 0,5 % armering (återges här som tabell 1). De flesta bostadsbjälklag innehåller mindre än 0,1 % armering. (Till exempel är 0,1 % armering i en 4-tums tjock platta 3 stänger i båda riktningarna på 24 tum.)
För det andra används kontraktionsfogar sällan i efterspända (PT) plattor, trots att Post-Tensioning Institute konstaterat att varken slumpmässiga sprickor, som är vanliga, eller kontraktionsfogar (även kallade kontrollfogar) påverkar strukturegenskaperna. Institutet kräver inte kontraktionsfogar, men konstaterar att ”kontrollfogar som är försvagade plan som bildas av verktyg, sågsnitt eller mekaniska anordningar, kan användas för att locka till sig och dölja sprickor mellan begränsning och förkortning”. Deras placering, som den redovisande ingenjören bör specificera, bör undvika områden med höga böjningsmoment och skjuvningar.
För det sista kan kontraktionsfogar vara nödvändiga även om de inte visas i byggplanerna. Det är troligt att kontraktet innehåller en formulering som anger att relevanta koder ska följas. Det lägger ansvaret på entreprenören att lämna in en begäran om information, vilket kommer att uppmärksamma den licensierade konstruktören på att skarvar krävs. Genom att göra detta kan man avleda skulden för slumpmässiga sprickor och skydda sig mot eventuella rättstvister inom byggbranschen.
Kontraktionsfogarnas utformning i icke-stolpspänd betong
Interferenser från innerfötter, inåtriktade hörn och inbäddade element gör det vanligen omöjligt med jämnt fördelade, parallella, raka fogar. Avståndet varierar ofta och fogarna kan vara vinklade eller till och med böjda. Utseendet spelar dock sällan någon roll, eftersom plattan kommer att täckas med golvmaterial. Det viktiga är att minimera slumpmässiga sprickor.
Det första övervägandet är plattans anslutning till perimeterfundamentet.
För slät och armerad betong kan plattan på marken vara isolerad eller monolitisk med fundamentet. När den är isolerad kan den första skarven intill fotstöden ha ett avstånd upp till det som anges i tabell 1. Om t.ex. plattans tjocklek är 4 tum kan den första skarven ha ett avstånd på 11,5 fot om man använder betong med ett aggregat på högst ¾ tum.
| Plattans tjocklek (tum) | Maximal storlek på aggregatet mindre än 3/4 tum | Maximal storlek på aggregatet 3/4 tum och större |
| 3,5 | 8 fot | 10 fot |
| 4.5 | 10 fot | 13 fot |
| 5,5 | 12 fot | 15 fot |
När plattan gjuts monolitiskt med perimeterfundamentet kommer det att krävas fler krympfogar. I detta fall kräver ACI:s Guide to Design Detailing to Mitigate Cracking att den första fogen från fotplattan har ett avstånd på hälften av det avstånd som tillåts i tabell 1.
Inre grundstommar är placerade under lastbärande väggar. Att gömma kontraktionsfogar under väggen kan tyckas logiskt, men en fog som är placerad över en inre grund kommer inte att aktiveras – det vill säga en spricka kommer inte att utvecklas över hela plattans djup och öppna sig under värmekontraktion och torkningskrympning. Fogen måste vara placerad där plattan inte ligger över fotstöden. Fogavståndet är detsamma som för när plattan är gjuten monolitiskt med den omgivande fotstocken, mätt från fotstockens ytterkant.
Inbäddade element i plattan, t.ex. förankringsbultar och VVS-rör, måste undvikas helt och hållet av fogarna, vilket är en annan anledning till varierande avstånd och böjda eller vinklade fogar.
Bostadsplattor har ofta många återstående hörn, som ofta inte ligger i linje med varandra på motsatta sidor av plattan. Hörnen kan anslutas med vinklade och till och med böjda skarvar för att undvika en inre grund och bör genomkorsas av minst en sammandragningsskarv. Det är dock inte alltid möjligt. ACI kräver att förhållandet mellan långsidan och kortsidan för varje panel som gränsar till skarvar ska vara mindre än eller lika med 1,5. Detta kriterium ersätter kriteriet för korsande fogar och kräver ofta ytterligare fogar. För vissa plattor för bostäder kommer resultatet att bli skarvar som ligger nära varandra.
I vissa fall kan återstående hörn behöva förbli utan skarv. En spricka kan bildas vid dessa hörn, men den kommer att vara kort och smal.
Kontraktionsfogens utformning i efterspänd betong
På efterspända plattor för bostäder finns det vanligtvis maximala moment inom tre meter från plattans kant. I plattans centrala del, som kallas den vilande zonen, förekommer endast små moment, skjuvningar och differentiella deformationer. Av denna anledning kommer kontraktionsfogar som placeras mer än 10 fot från och i princip vinkelrätt mot kanten inte att störa den strukturella kapaciteten.
Kontraktionsfogens utformning måste specificeras av den redovisande ingenjören.
Typer av kontraktionsfogar
Kontraktionsfogar, eller kontrollfogar, installeras med hjälp av spårverktyg eller mekaniska insatser i färsk betong eller genom sågning efter det att betongen har satt sig.
De mest funktionella fogarna är de som installeras i färsk betong. De bildar ett försvagat plan innan någon krympning inträffar, vilket kan uppstå på grund av kemiska reaktioner under härdningen, fuktförlust under de första timmarna och dagarna efter placeringen och sänkning av betongtemperaturen från tiden för betonghärdning.
Sågsnitt med tidigt inträde är de näst bästa fogarna eftersom de installeras inom några timmar efter placeringen.
Konventionella, våta eller torra, diamantbladssågsnitt är de minst önskvärda eftersom de installeras efter det att betongen har fått tillräckligt med hållfasthet för att motstå ravning. För att få tillräcklig styrka låter man ibland betongen härda över natten, vilket kan vara för lång tid innan fogar installeras. Sprickor kan redan ha uppstått på grund av termisk kontraktion och sekundärt på grund av torkningskrympning.
Grooving är den dominerande installationsmetoden för trottoarer, uppfarter och garageplattor. Mekaniska insatser, t.ex. dragkedjor, kan användas på små plattor (för bostäder). För större plattor är det att föredra att såga tidigt i början av processen, eftersom avståndet mellan plattorna kan vara för stort för spårning eller mekaniska infogade fogar.
En ny mekanisk insättningsmetod har nyligen introducerats som ger en fog som inte är lika snygg som tidig sågning, men som är lika effektiv och kostar ca 75 % mindre. En veckad remsa av plastband bäddas in i färsk betong med hjälp av ett verktyg som skjuts fram manuellt över plattan. Arbetet sker före eller efter bullfloating, medan betongen är mycket bearbetningsbar och den vertikala inbäddningen och fogdjupet kan kontrolleras. Tejpen installeras något under ytan, så att efterbehandlingsarbetet inte hindras. Efter värmekontraktion och torkningskrympning är det slutliga utseendet på fogen en relativt rak spricka.
Kontraktionsfogens djup
Det vanliga kravet är en fjärdedel av plattans tjocklek eller minst 1 tum, beroende på vilket som är störst. Kriteriet för en fjärdedels djup gäller för konventionella våt- eller torrsågar med diamantblad. När sågar med tidig inmatning används, enligt ACI 360 och 332, är djupkriteriet på 1 tum för plattor med en tjocklek på upp till 9 tum tillåtet. Logiskt sett gäller detta kriterium även för verktygsgjutna och mekaniskt insatta fogar eftersom dessa fogar också är kontraktionsfogar med tidigt inträde.
Responsibility
Betongentreprenörer tar ofta på sig skulden för slumpmässiga sprickor. Detta kommer att förändras när byggplanerna innehåller krav på kontraktionsfogar. Om planerna inte kräver kontraktionsfogar bör bostadsbetongentreprenören följa rekommendationerna i ACI 332 och installera fogarna eller informera ingenjören om att fogarna krävs.