Дефекты строительных конструкций зданий с железобетонным каркасом. Дефекты железобетонных конструкций
Дефекты железобетонных конструкций • "СЗИЦ"
1 | Волосяные трещины, не имеющие четкой ориентации, появляющиеся при изготовленни в основном на верхней поверхности | Усадка в результате принятого режима температурно-влажностной обработки, состава бетонной смеси, свойств цемента. | На несущую способность не влияют, могут снизить долговечность. |
Метод выявления - визуальный | Заделка трещин раствором | ||
2 | Волосяные трещины вдоль арматуры, следы ржавчины на поверхности бетона | Коррозия арматуры (слой коррозии до 0,5 мм) при потере бетоном защитных свойств (например, при карбонизации). Раскалывание бетона при нарушении сцепления с арматурой. | Снижение несущей способности до 5%. Может снизится долговечность. |
Метод выявления - визуально-инструментальный | Усиление - при необходимости. Восстановление защитного слоя | ||
3 | Сколы бетона | Механические воздействия. | При расположении в сжатой зоне - снижение несущей способности за счет уменьшения площади сечения. При расположении в растянутой зоне на несущую способность не влияют, но снижают жесткость элемента. |
Метод выявления - визуальный | Установка обойм по расчету. Заделка сколов мелкозернистым бетоном | ||
4 | Промасливание бетона | Технологические протечки. | Снижение несущей способности за счет снижения прочности бетона до 30%. |
Метод выявления - визуально-инструментальный | Устранение протечек. Усиление по расчету, снятие промасленного слоя. Установка обойм или армосеток, обетонирование | ||
5 | Трещины вдоль арматурных стержней с шириной раскрытия до 3 мм. Явные следы коррозии арматуры | Развиваются в результате коррозии арматуры из волосяных трещин. Толщины продуктов коррозии до 3 мм. | Снижение несущей способности в зависимости от толщины слоя коррозии и размеров выключенного из работы бетона сжатой зоны. Кроме того, уменьшение несущей способности нормальных сечений до 20% в результате нарушения сцепления арматуры с бетоном. При расположении на опорных участках - состояние аварийное. |
Метод выявления - визуально-инструментальный | Усиление по расчету, восстановление защитного слоя | ||
6 | Отслоение защитного слоя бетона | Коррозия арматуры - дальнейшее развитие дефектов в п.2 и п.5. | Снижение несущей способности в зависимости от уменьшения площади сечения арматуры в результате коррозии и уменьшения размеров поперечного сечения сжатой зоны. Кроме того, снижение прочности нормальных сечений до 30% в результате нарушения сцепления арматуры с бетоном. Снижена жесткость элементов При расположении дефекта на опорном участке - состояние аварийное. |
Метод выявления - визуально-инструментальный | Усиление по расчету, восстановление защитного слоя | ||
7 | Нормальные трещины в изгибаемых конструкциях и в растянутых элементах конструкций шириной раскрытия для стали класса: А240 - более 0,5 мм; А300, А400, А500, А600 - более 0,4 мм; в остальных случаях - более о,3 мм | Перегрузка конструкций. Смещение растянутой арматуры. Для преднапряженных конструкций - малая величина натяжения арматуры при изготовлении. | Снижение несущей способности и жесткости элементов. |
Метод выявления - визуально-инструментальный | Разгрузка и усиление по расчету | ||
8 | То же, что в п.7, но имеются трещины с разветвленными концами | Перегрузка конструкций в результате снижения прочности бетона илинарушения сцепления арматуры с бетоном. | Состояние аварийное. |
Метод выявления - визуально-инструментальный | Немедленная разгрузка и усиление по расчету | ||
9 | Наклонные трещины со смещением участков балки относительно друг друга и наклонные трещины, пересекающие арматуру | Перегрузка конструкций. Нарушение анкеровки арматуры. | Состояние аварийное. |
Метод выявления - визуально-инструментальный | Немедленная разгрузка и усиление по расчету | ||
10 | Относительные прогибы, превышающие предельно допустимые по нормам проектирования | Перегрузка конструкций. | Степень опасности определяется в зависимости от наличия других дефектов. Например, наличие этого дефекты и по п.7 - состояние аварийное. |
Метод выявления - инструментальный | Разгрузка и усиление по расчету | ||
11 | Повреждения арматуры и закладных деталей (надрезы, вырывы) | Механические воздействия, коррозия арматуры. | Снижение несущей способности. |
Метод выявления - визуально-инструментальный | Усиление по расчету | ||
12 | Выпучивание сжатой арматуры, продольные трещины в сжатой зоне, шелушение бетона сжатой зоны | Перегрузка конструкций. | Состояние аварийное. |
Метод выявления - визуально-инструментальный | Разгрузка и усиление по расчету | ||
13 | Уменьшение площадок опирания против проектных | Ошибки при изготовлении и монтаже. | Возможно снижение несущей способности. |
Метод выявления - инструментальный | Усиление по расчету | ||
14 | Разрывы или смещения поперечной арматуры в зоне наклонных трещин | Перегрузка конструкций. | Состояние аварийное. |
Метод выявления - инструментальный | Разгрузка и усиление по расчету | ||
15 | Отрыв анкеров от пластин закладных деталей, деформация соединительных элементов, расхождение стыков | Наличие воздействий, не предусмотренных при проектировании. | Состояние аварийное. |
Метод выявления - визуально-инструментальный | Разгрузка и усиление по расчету | ||
16 | Трещины, вывалы и оголение арматуры в зоне проходы коммуникаций через стены, перекрытия и покрытия | Механические повреждения при пробивке отверстий и проемов с оголением и вырезкой арматуры, вибрация. | Снижение несущей способности. |
Метод выявления - визуально-инструментальный | Усиление по расчету | ||
17 | Трещины, выбоины, раскалывание фундаментов под оборудование, вырыв анкерных болтов | Вибрации, снижение прочности бетона, промасливание. | Состояние предаварийное. |
Метод выявления - визуально-инструментальный | Устранение вибрации. Восстановление фундаментов с усилением | ||
18 | Высолы на поверхности бетона | Воздействие агрессивной среды, неправильное применение химдобавок. | Снижение несущей способности за счет коррозии арматуры и бетона. |
Метод выявления - визуально-инструментальный, лабораторный | Восстановление защитных покрытий. В необходимых случаях - усиление по расчету | ||
19 | Наличие следов сажи и копоти, шелушение отдельных слоев поверхности бетона, небольшие сколы бетона | Воздействие очагового пожара. | Снижение несущей способности. |
Метод выявления - визуальный | Конструкции требуют восстановления поврежденных поверхностей | ||
20 | Полное покрытие поверхности сажей и копотью, сколы и обнажение арматуры по углам, обнажение арматурной сетки плоских элементов до 10%, отделение бетона без обрушения (глухой звук при простукивании), трещины до 0,5 мм | Среднее воздействие пожара. | Снижение несущей способности и жесткости элементов. |
Метод выявления - визуально-инструментальный | Конструкции требуют усиления по расчету с увеличением сечений | ||
21 | Цвет бетона - желтый, сколы до 30%, обнажение арматуры до 50%, трещины до 1,0 мм | Сильное воздействие пожара. | Аварийное состояние. |
Метод выявления - визуально-инструментальный | Конструкции требуют усиления по расчету с увеличением сечений бетона и арматуры и устройством дополнительных опор | ||
izyskaniya-obsledovanie.ru
Характерные повреждения и дефекты железобетонных конструкций
1 Волосные трещины, не имеющие четкой ориентации, появляющиеся при изготовлении; в основном на верхней (при изготовлении) поверхности
2 Волосные трещины вдоль арматуры, иногда след ржавчины на поверхности бетона
3 Сколы бетона
4 Промасливание бетона
5 Трещины вдоль арматурных стержней с шириной раскрытия до 3 мм. Явные следы коррозии арматуры
6 Отслоение защитного слоя бетона
7 Нормальные трещины в изгибаемых конструкциях и в растянутых элементах конструкций шириной раскрытия для стали класса: А-I - более 0,5 мм; A-II, A-III, A-IIIв, A-IV - более 0,4 мм; в остальных
случаях - более 0,3 мм
8 То же, что в п. 7, но имеются трещины с разветвленными концами
9 Наклонные трещины со смещением участков балки относительно друг друга и наклонные трещины, пересекающие арматуру
10 Относительные прогибы, превышающие предельно допустимые по нормам проектирования
11 Повреждения арматуры и закладных деталей (надрезы, вырывы и т.п.)
12 Выпучивание сжатой арматуры, продольные трещины в сжатой зоне, шелушение бетона сжатой зоны
13 Уменьшение площадок опирания конструкций против
14 Разрывы или смещения поперечной арматуры в зоне наклонных трещин
15 Отрыв анкеров от пластин закладных деталей, деформация соединительных элементов, расхождение стыков
16 Трещины, вывалы и оголение арматуры в зоне прохода коммуникаций через стены, перекрытия и покрытия
17 Трещины, выбоины, раскалывание фундаментов под оборудование, вырыв анкерных болтов
18 Высолы на поверхности бетона
19 Наличие следов сажи и копоти; шелушение отдельных слоев поверхности бетона, небольшие сколы бетона
20 Полное покрытие поверхности сажей и копотью, сколы бетона и обнажение арматуры по углам, обнажение арматурной сетки плоских элементов до 10 %, отделение бетона без обрушения (глухой звук
при простукивании), трещины до 0,5 мм
21 Цвет бетона - желтый, сколы до 30 %, обнажение арматуры до 50 %, трещины до 1,0 мм
Характерные повреждения и дефекты в зданиях и сооружениях с железобетонным каркасом Здания с несущими и самонесущими стенами
1 Наклонные, вертикальные и горизонтальные трещины в кирпичных стенах
2 Отрыв поперечных (торцевых) и продольных стен от каркаса
3 Трещины в плитах перекрытий и покрытий, сдвиги плит относительно стен и по швам
4 Трещины и выколы бетона в основаниях колонн с оголением и выпучиванием арматуры
5 Трещины, выколы и разрушение бетона в консолях и оголовках колонн с оголением и выпучивани-
ем арматуры
6 Смещение опорных частей балок и ферм относительно колонн
7 Трещины, выколы и разрушение бетона в опорных участках и пролетах балок, ригелей, подкрановых
балок с оголением и выпучиванием арматуры
8 Разрушение каменной кладки в местах опирания железобетонных элементов перекрытий и покрытий
9 Отрыв стен перегородок от каркаса, трещины и вывалы
10 Вырыв или разрывы закладных деталей, разрывы сварных швов и болтовых соединений
Здания с навесными панелями и с кирпичным заполнением в плоскости каркаса
11 Разрушение и вывалы каменной кладки из плоскостей каркаса
12 Трещины в элементах каркаса
13 Трещины по швам замоноличивания панелей
14 Трещины панелей, расхождение горизонтальных и вертикальных швов, выпадение герметика в
стыках панелей
15 Трещины и сколы в стенах-диафрагмах жесткости и в местах их стыковки с каркасом
16 Вертикальные и наклонные трещины в зонах узловых сопряжений элементов каркаса, а также со
стенами, перегородками и в местах опирания подкрановых балок и конструкций перекрытий и покрытий
studfiles.net
Дефекты строительных конструкций зданий с железобетонным каркасом
№ п/п | Вид повреждения и дефекта, место расположения и характерные признаки обнаружения | Вероятные причины возникновения и методы обнаружения | Возможные последствия и меры по предупреждению дальнейшего развития или по устранению |
Здания с несущими и самонесущими стенами | |||
1 | Наклонные, вертикальные и горизонтальные трещины в кирпичных стенах | Неравномерные осадки фундаментов стен и каркаса здания, перегрузки в местах опирания балок; смещение каркаса от динамических и крановых нагрузок.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности стен и пространственной жесткости; снижение эксплуатационных характеристик за счет нарушения тепловлажностного режима, снижение долговечности.Устранение причин возникновения. Усиление по расчету с устройством тяжей или восстановлением анкеровки |
2 | Отрыв поперечных (торцевых) и продольных стен от каркаса | Нарушение анкеровки стен от неравномерных осадок фундаментов стен и каркаса; смещение каркаса от перегрузок и крановых нагрузок.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности стен, пространственной жесткости и эксплуатационных характеристик здания.Устранение причин возникновения. Усиление по расчету с устройством тяжей или восстановлением анкеровки. Заделка трещин |
3 | Трещины в плитах перекрытий и покрытий, сдвиги плит относительно стен и по швам | Неравномерные осадки фундаментов стен и каркаса; смещение каркаса от перегрузок и крановых нагрузок; перегрузка плит.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности, пространственной жесткости и эксплуатационных характеристик здания.Устранение причин возникновения. Усиление по расчету с устройством тяжей или восстановлением анкеровки. Заделка трещин |
4 | Трещины и сколы бетона в основаниях колонн с оголением и выпучиванием арматуры | Смещение колонн от неравномерных осадок и перегрузок, от горизонтальных составляющих динамических крановых и сейсмических нагрузок.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности, пространственной жесткости и эксплуатационных характеристик здания.Устранение причин возникновения. Усиление по расчету с устройством тяжей или восстановлением анкеровки. Заделка трещин |
5 | Трещины, сколы и разрушение бетона в консолях и оголовках колонн с оголением и выпучиванием арматуры. Смещение опорных частей балок и ферм относительно колонн | Смещение колонн от неравномерных осадок и перегрузок, от горизонтальных составляющих динамических крановых и сейсмических нагрузок.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности, пространственной жесткости и эксплуатационных характеристик здания.Устранение причин возникновения. Усиление по расчету с устройством тяжей или восстановлением анкеровки. Заделка трещин |
6 | Трещины, сколы и разрушение бетона в опорных участках и пролетах балок с оголением и выпучиванием арматуры | Перегрузки, смещение и уменьшение площади опирания опорных участков; ошибки при монтаже; коррозия и разрушение деталей стыковочных узлов.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности, пространственной жесткости и эксплуатационных характеристик здания.Устранение причин возникновения. Усиление по расчету с устройством тяжей или восстановлением анкеровки. Заделка трещин |
7 | Разрушение каменной кладки в местах опирания железобетонных элементов перекрытий и покрытий | Перегрузки, отсутствие опорных подушек, смещение опорных участков железобетонных элементов с подушек, замачивание кладки.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности.Разгрузка и восстановление кладки и опорных подушек. В необходимых случаях - усиление по расчету |
8 | Отрыв стен перегородок от каркаса, трещины и вывалы | Неравномерные осадки фундаментов, смещение каркаса, отсутствие или разрушение анкеровки с каркасом.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности и эксплуатационных характеристик.Восстановление анкеровки и кладки. В необходимых случаях - усиление по расчету |
9 | Вырыв или разрывы закладных деталей, разрывы сварных швов и болтовых соединений | Неравномерные осадки фундаментов, смещение каркаса, перегрузки, коррозия металла и ошибки при монтаже.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности и пространственной жесткости.Разгрузка и восстановление стыковочных узлов. В необходимых случаях - усиление по расчету |
Здания с навесными панелями и кирпичными заполнением в плоскости каркаса | |||
10 | Разрушение и вывалы каменной кладки из плоскости каркаса | Неравномерные осадки фундаментов, смещение каркаса, перегрузки, коррозия и разрушение анкеровки.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение эксплуатационных характеристик.Устранение причин, восстановление кладки и анкеровки с каркасом |
11 | Трещины в элементах каркаса и стеновых панелях вблизи закладных деталей | Неравномерные осадки фундаментов, смещение элементов каркаса, перегрузки.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности и пространственной жесткости.Устранение причин, усиление по расчету. Заделка трещин |
12 | Трещины по швам замоноличивания панелей. Трещины панелей, расхождение горизонтальных и вертикальных швов, выпадение герметика в стыках панелей | Неравномерные осадки фундаментов, смещение элементов каркаса, перегрузки.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение эксплуатационных характеристик.Устранение причин, заделка трещин, герметизация стыков |
13 | Трещины и сколы в стенах-диафрагмах жесткости в местах их стыковки с каркасом | Неравномерные осадки фундаментов, смещение элементов каркаса, перегрузки, коррозия металла стыковочных узлов, ошибки при строительстве.Метод выявления - визуально-инструментальный | Нарушение пространственной жесткости.Устранение причин, восстановление стыковочных узлов, заделка трещин. В необходимых случаях - замена или усиление по расчету |
14 | Вертикальные и наклонные трещины в зонах узловых сопряжений элементов каркаса, а также со стенами, перегородками и в местах опирания подкрановых балок и конструкций перекрытий и покрытий | Неравномерные осадки фундаментов, смещение элементов каркаса, перегрузки, коррозия металла стыковочных узлов, ошибки при строительстве.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности и пространственной жесткости.Устранение причин, заделка трещин, усиление по расчету |
Отдельные конструктивные элементы. Колонны | |||
15 | Продольные трещины по всему сечению | Перегрузки при центральном сжатии.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение прочности бетона и несущей способности.Усиление по расчету |
16 | Продольные трещины в сжатой зоне | Перегрузки при малых эксцентриситетах.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности из-за снижения прочности бетона и коррозии арматуры.Усиление по расчету |
17 | Нормальные трещины в растянутой зоне и продольные трещины в сжатой зоне | Перегрузки при больших эксцентриситетах.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности из-за снижения прочности бетона и коррозии арматуры.Усиление по расчету |
18 | Нормальные трещины по всему сечению | Деформации при складировании, перевозке и монтаже. Воздействие продольных нагрузок при большой гибкости из плоскости. Температурно-влажностные деформации бетона.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности, возможно аварийное состояние.Усиление по расчету |
19 | Нормальные трещины в консолях | Перегрузки и увеличение эксцентриситета приложения нагрузки.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение прочности бетона и коррозия арматуры.Усиление консоли по расчету |
20 | Короткие трещины в местах опирания балок на колонны | Местное смятие бетона при перегрузках или отсутствие косвенного армирования.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение прочности бетона.Усиление по расчету |
21 | Обрыв закладных деталей и выпусков арматуры | Перегрузки и динамические воздействия от мостовых кранов. Перегрузки неразрезных ригелей.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности, возможно аварийное состояние.Восстановление закладных деталей и выпусков арматуры |
22 | Трещины и разрушения бетона в стыках | Перегрузки, несоосность колонн, некачественная сварка выпусков, нарушение технологии обетонирования стыков.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности и устойчивости, возможно аварийное состояние.Вскрытие стыков, усиление по расчету |
23 | Трещины и разрушения бетона в стыках с диафрагмами жесткости. Вырыв закладных деталей, разрыв накладок или сварных швов | Перегрузки от продольных усилий, дефекты при устройстве стыков.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности и устойчивости.Вскрытие и усиление по расчету. Заделка трещин, защита от коррозии |
Балки и ригели | |||
24 | Нормальные трещины в растянутой зоне балок и неразрезных ригелей | Действие изгибающих моментов при перегрузках.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности и устойчивости.Усиление по расчету нормальных сечений. Заделка трещин, защита от коррозии |
25 | Наклонные трещины у опор | Действие моментов и поперечных сил при перегрузках. Недостаточная площадь поперечной арматуры.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности и устойчивости.Усиление по расчету наклонных сечений. Заделка трещин, защита от коррозии |
26 | Приопорные трещины | Нарушение анкеровки рабочей арматуры и ее сцепления с бетоном.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности и устойчивости.Усиление по расчету |
27 | Раскалывание опорных частей преднапряженных балок | Низкая прочность бетона, нарушение анкеровки арматуры.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности и устойчивости.Усиление по расчету |
28 | Продольные трещины в сжатой зоне | Перегрузки, низкая прочность бетона.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности.Усиление сжатой зоны |
29 | Раздробление бетона между наклонными трещинами | Перегрузки, низкая прочность бетона.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности, возможно аварийное состояние.Усиление балок |
Плиты | |||
30 | Нормальные трещины в растянутой зоне и наклонные трещины у опор | Перегрузки, низкая прочность бетона, коррозия арматуры.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности.Усиление по расчету, защита от коррозии, заделка трещин |
31 | Приопорные трещины преднапряженных плит | Нарушение анкеровки и проскальзывание арматуры.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности.Усиление опорных участков |
32 | Трещины в полках плит | Перегрузки, низкая прочность бетона, коррозия арматуры.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности.Усиление по расчету, защита от коррозии, заделка трещин |
33 | Трещины по контуру плит | Недостаточная анкеровка арматуры полок в ребрах плит.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности.Усиление полок плит |
34 | Нормальные трезины в сжатой зоне | Неправильные перевозка и складирование. Большие усилия в преднапряженной арматуре.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности.Усиление по расчету |
35 | Раздробление бетона между наклонными трещинами | Перегрузки, низкая прочность бетона.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности, возможно аварийное состояние.Усиление по расчету |
Фермы | |||
36 | Нормальные трещины в нижнем поясе | Перегрузки, недостаточное усилие преднапряжения арматуры.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности, возможно аварийное состояние.Усиление по расчету, защита от коррозии, затирка трещин |
37 | Продольные трещины в нижнем поясе | Раскалывание от дополнительного обжатия при отпуске преднапряженной арматуры. Нарушение правил перевозки и складкирования.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности.Усиление по расчету, защита от коррозии, затирка трещин |
38 | Наклонные трещины в опорных узлах | Перегрузки, низкая прочность бетона, нарушение анкеровки арматуры, недостаточное поперечное армирование.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности, возможно аварийное состояние.Защита от коррозии, затирка трещин |
39 | Продольные трещины в верхнем поясе | Перегрузки, низкая прочность бетона.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности.Усиление по расчету. Защита от коррозии, затирка трещин |
40 | Нормальные трещины в верхнем поясе | Изломы из плоскости при нарушениях правил перевозки и складирования.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности.Усиление по расчету. Защита от коррозии, затирка трещин |
41 | Трещины в местах примыкания растянутых раскосов к узлам | Нарушение анкеровки арматуры растянутых раскосов.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности.Усиление по расчету. Защита от коррозии, затирка трещин |
42 | Трещины в узлах | Перегрузки, недостаточное армирование в узлах.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности.Усиление по расчету. Защита от коррозии, затирка трещин |
43 | Нормальные трещины в нижней части верхнего и нижнего поясов | Внеузловое приложение нагрузки, смещение прогонов.Метод выявления - визуально-инструментальный | Снижение несущей способности.Усиление по расчету. Снятие внеузловых нагрузок. Заделка трещин и защита от коррозии |
lidermsk.ru
Дефекты конструкций и приемы устранения дефектов
Дефекты конструкций в процессе строительства и современные приемы их устранения
В статье дается анализ основных дефектов, возникающих при строительно-монтажных работах, а также проявляющихся в ходе эксплуатации зданий и сооружений.
Лаборатории ГУП «НИИМосстрой» осуществляют обследования на строящихся строительных объектах и довольно часто выявляют целый ряд нарушений и дефектов. Дефекты зачастую приводят к значительным экономическим и материальным потерям в виде затрат на переделку и исправления. Есть случаи, когда дефекты могут привести к аварии с обрушением отдельных элементов конструкций или всего сооружения.
Анализ причин аварий на строящихся и эксплуатируемых зданиях и сооружениях показал, что их причинами в 60-80% являются низкое качество выполнения строительно-монтажных работ.
Для улучшения качества строительства большое значение имеет изучение дефектов, допускаемых при строительстве (вклад ученых В.Г. Гвоздева, В.Л. Клевцова, М.Н. Лашенко, И.А. Физделя и др.)
Рисунок 1а. Скол бетона с оголением и коррозией рабочей арматуры Рисунок 1б. Скол бетона с оголением и коррозией рабочей арматуры Рисунок 2а. Непровибрированные участки с образованием каверн под металлической балкой Рисунок 2б. Непровибрированные участки с образованием каверн под металлической балкой Рисунок 3а. Пористая структура бетона Рисунок 3б. Пористая структура бетона Рисунок 3в. Пористая структура бетона Рисунок 3г. Пористая структура бетонаПри выполнении строительно-монтажных работ часто наблюдаются отклонения от проектных величин в размерах, прочности и физических свойствах материалов.
Статистика аварий, вызванных дефектам и строительномонтажных работ, подтверждает вышесказанное:
- устройство оснований и фундаментов — 11%;
- монтажно-сварочные работы — 31%;
- монолитные бетонные работы — 3%;
- кровельные работы — 2%.
Дефекты возникают в основном за счет:
- непроектного выполнения конструкций;
- нарушений технологии производства;
- применения материалов, изделий, конструкций с дефектами;
- некачественного уплотнения бетонной смеси;
- неудовлетворительного ухода за бетоном в процессе твердения;
- применения бетонной смеси с прочностными показателями ниже проектных;
- применения арматуры с явлением коррозии, что также вызывает снижение прочности, образование трещин, снижение долговечности и эксплуатационных свойств.
Возможные отклонения (нарушения) | Дефекты |
1. Несоответствие параметров прочности, морозостойкости, плотности, водонепроницаемости бетона проекту и нормам | Снижение прочности и долговечности |
2. Несоответствие арматуры по прочности и химическому составу | Снижение прочности |
3. Положение рабочих стержней не соответствует проекту | Снижение прочности |
4. Нарушение требований проекта и норм в расположении рабочих швов при бетонировании | Снижение прочности |
5. Нарушение правил зимнего бетонирования | Снижение прочности |
6. Невыполнение правил по уходу за бетоном | Снижение прочности |
7. Загружение конструкций до проектной прочности | Возможно разрушение конструкции |
8. Отклонение в толщине защитного слоя, превышающего норму | Снижение прочности |
9. Бетонная поверхность имеет поры, раковины, обнажение арматуры | Снижение долговечности |
Таким образом, следует, что для обеспечения качества возводимых монолитных конструкций необходимо в обязательном порядке организовать постоянный контроль всех строительно-монтажных работ на объекте квалифицированными кадрами.
Значительное количество дефектов наблюдается при устройстве оснований и фундаментов:
- за счет нарушения производства земляных работ;
- рыхлая песчаная подсыпка вызывает неравномерную осадку фундаментов и появление трещин;
- повреждения сооружений могут быть также вследствие пучения грунта при его промораживании.
Некачественное выполнение гидроизоляции фундаментов повышает влажность стен, что может привести к разрушению фундамента.
При несоблюдении толщины защитного слоя бетона арматурные стержни либо выходят на поверхность, либо закрыты тонким слоем цементного раствора, что приводит к коррозии арматуры, снижению сцепления арматуры с бетоном.
При понижении температуры наружного воздуха ниже 0°С процессы твердения бетона, уложенного в этот период, значительно снижаются. Понижение прочности монолитного бетона может привести к обрушению конструкций.При применении при зимнем бетонировании добавок — ускорителей твердения бетона следует иметь в виду, что введение добавок, содержащих хлористые соли, вызывает коррозию арматуры.
Влияние дефектов, допущенных в ходе строительства, может оцениваться с позиций обеспечения надежности и безаварийности сооружений или с экономических позиций.
Существует целый ряд приемов и технологий, за счет которых возможно не допустить дефекты конструкций.
- Расчет на прочность является определяющим, и при его невыполнении может произойти разрушение конструкции.
- В расчетах по оценке несущей способности следует принимать наихудший вариант, т.е. максимально выявленную величину дефекта в конструкции, так как наибольший дефект приводит к разрушению.
Таким образом, дефекты в конструкциях должны рассматриваться с позиций надежности сооружения. Оценку можно определять по методике, разработанной Добромыс-ловым А.Н. «Оценка надежности зданий и сооружений по внешним признакам» (М.: Издательство АС В, 2004 г.).
Методика дает возможность:
- в короткие сроки оценить надежность и техническое состояние строительных конструкций;
- учитывать влияние повреждений на надежность конструкций, что позволит вовремя выполнить ремонт и усиление и тем самым обеспечить их надежность при эксплуатации.
Также надежность сооружения косвенно может быть оценена в виде коэффициента запаса прочности сооружения, категорий его технического состояния.
Рисунок 6. Наплывы бетона с нарушением геометрии конструкцииБольшое значение также имеет материал книги Добромыслова А.Н. «Диагностика повреждений зданий и сооружений» для проведения обследований качества строительства: рассмотрены признаки аварийного состояния строительных конструкций и сооружений, прогнозирования деформаций сооружений, представлен полный анализ повреждений конструкций.
Целый ряд дефектов могут снизить прочность и устойчивость конструкции.
Например, дефект, снижающий прочность конструкции на 25% и более, является критическим, представляющим опасность на стадии монтажа и при эксплуатации сооружения.
Дефект, снижающий несущую способность конструкции более чем на 35%, свидетельствует об аварийном состоянии конструкции.
Физико-механические свойства бетона определяются характером процесса гидратации цемента и внутренним напряженным состоянием. Это связано с условиями выдерживания бетона — температурой и влажностью среды. Температура и влажность среды влияют на термические напряжения в массивных конструкциях за счет тепловыделения цемента.
Залогом роста прочности является поддержание влажности бетона, т.е. влажность среды оказывает влияние на твердение и на содержание воды в цементах.
При полном насыщении влагой гидратация цемента проходит полно и длительное время, что улучшает показатели водонепроницаемости и морозостойкости бетона.
Увлажнение бетона после его обезвоживания частично только восстанавливает его влагосодержание.
Особенно отрицательно сказывается на свойствах бетона испарение воды вскоре после уплотнения бетонной смеси.
Раннее обезвоживание бетона отрицательно влияет на его прочность и сцепление с арматурой.
В результате пластической усадки появляются поверхностные трещины с раскрытием до нескольких миллиметров.
Температура твердения бетона, также как и влажность, влияет на процессы гидратации цемента.
Нормальные условия выдерживания бетона приняты следующие:
- температура (20±2)°С;
- относительная влажность >90%.
Структура бетона, набравшего 30-40% марочной прочности, достаточно прочная.
Для получения качественной продукции важно выполнять мероприятия по уходу за бетоном, т.е. создать необходимые условия для твердения (необходимая влажность и благоприятная температура).
Влагу в бетоне можно сохранить следующими способами:
- задержкой распалубки, распылением воды;
- применением влагоудерживающих ковров;
- при помощи защитного слоя, который наносится на бетон в жидком виде и при затвердевании образует тонкую пленку.
Необходимо предохранять поверхности от высыхания и в промежутках между распылением воды, т.к. процесс попеременного увлажнения и высыхания свежеуложенного бетона приводит к образованию волосяных трещин и даже к растрескиванию поверхности.
Поэтому часто применяется непрерывное разбрызгивание воды, которое обеспечивает более постоянный приток влаги, чем обильная поливка водой.
Продолжительность ухода за бетоном до достижения прочности 50-70% устанавливается проектом.Следует соблюдать правила по уходу за бетоном при зимнем бетонировании.
Методы ухода за бетоном при зимнем бетонировании должны обеспечить твердение бетона в теплой и влажной среде в течение срока до набора бетоном необходимой прочности, характеризующее сохранение структуры бетона за счет выполнения следующих мероприятий:
- Использование внутреннего запаса теплоты бетона, которое обеспечивается:а) применением высокопрочного и быстротвердеющего портландцемента;б) ускорителей твердения бетона;в) уменьшением количества воды в бетонной смеси.
Внутренний запас тепла в бетоне создают путем подогрева материалов бетонной смеси и воды до температуры 50°С. Бетонная смесь при выходе из бетоносмесителя должна иметь температуру не выше 30-40°С. Применяется также «способ термоса» при зимнем бетонировании: подогретая бетонная смесь твердеет в условиях теплоизоляции. Это считается рациональным способом при сохранении тепла в течение 5-7 суток. Но этот метод возможен только в массивных конструкциях.
- а) применение дополнительной подачи бетону теплоты извне методом электроподогрева, пропуская через бетон электрический переменный ток;б) при зимнем бетонировании применяется также обогрев окружающего воздуха;в) возможно обеспечить твердение бетона в тепляках из фанеры, а также под брезентовыми навесами, где устанавливаются временные печи, специальные газовые горелки или используется воздушное отопление;
- введение в состав бетона химических добавок.
На рисунках представлены основные дефекты конструкций на строящихся объектах в городе Москве.
Похожее
vectornk.ru
Дефекты возникающие при возведении монолитных железобетонных конструкций
С 29 ноября по 1 декабря 2017 года в Центральном выставочном комплексе Экспоцентр в Москве состоялся XIX Международный строительный форум «Цемент. Бетон. Сухие смеси». Центральным событием Форума в этом году была IV Глобальная конференция по химии и технологии бетона «ConLife – 2017». Кроме того, в рамках форума была организована выставка строительного оборудования, в том числе оборудования для контроля качества строительных материалов и железобетонных изделий и конструкций.
По приглашению организаторов форума в этом году участие в нем принял инженер-эксперт отдела обследований и экспертиз несущих и ограждающих конструкций Несветайло В.М., который выступил с в рамках конференции по технологиям бетонных работ с докладом «Дефекты возникающие при возведении монолитных железобетонных конструкций», отвечающим тематике ГБУ ЦЭИИС.
В своем докладе Несветайло В.М. рассказал об общепринятой классификации дефектов, выявляемых при оценке качества поверхности монолитных железобетонных конструкций, а также о методиках их измерения используемых в ГБУ ЦЭИИС. Было отмечено, что в настоящее время ГБУ ЦЭИИС обладает передовым испытательным оборудованием и приборами для проведения необходимых измерений по определению качества поверхности железобетонных конструкций, в том числе монолитных. Анализ результатов по определению качества поверхности железобетонных конструкций за последние два года показал, что в монолитных железобетонных конструкциях около 40% составляют недоуплотнённые участки бетона, около 20% трещины различного характера, около 30% - дефекты рабочих швов бетонирования и около 10% прочие дефекты. В докладе были рассмотрены причины возникновения дефектов в монолитных железобетонных конструкциях и предложены способы снижения дефектности , в том числе за счет введения минеральных добавок и инновационной технологии приготовления бетонных смесей. Докладчиком отмечено, что существенное снижение дефектности монолитных железобетонных конструкций возможно только при обязательном добавлении в бетонные смеси тонкомолотых минеральных компонентов, в том числе по способу предлагаемому автором. В ходе обсуждения доклада Несветайло В.М. участниками конференции более подробно были затронуты вопросы измерения таких дефектов как трещины и недоуплотненные участки бетона.
Из представленных на конференции докладов для нашей организации наибольший интерес преставлял доклад начальника испытательной лаборатории ООО «Лентехстрой» Джанашия И.К. «Особенности бетонирования конструкций при отрицательных температурах». В этом докладе основное внимание было уделено правилам оформления исполнительной документации. Был затронут также вопрос определения фактической прочности бетона в момент окончания тепловой обработки.
Кроме участия в конференции Несветайло В.М. была осмотрена выставка строительного оборудования.
На выставке было широко представлено оборудование для приготовления бетонных смесей, а также оборудование для производства тротуарной плитки и других бетонных и железобетонных изделий на заводах сборного железобетона.
Кроме вышеперечисленного в рамках форума Несветайло В.М. принял участие в экскурсии на завод железобетонных конструкций в г. Ивантеевка Московской области. На сегодняшний день завод выпускает фундаментные подушки и блоки, плиты перекрытия, элементы сборно-монолитных каркасов жилых домов, дорожные плиты, элементы ограждений, подкрановые балки и товарный бетон. Были осмотрены технологические линии по производству различных железобетонных изделий и заводская лаборатория. В качестве последнего достижения заводчанами была продемонстрирована инновационная технологическая линия безопалубочного формования высокачественных пустотных плит перекрытий мощностью 300 000 квадратных метров в год.
Классификация и методики выявления дефектов
По общепринятым представлениям в большинстве случаев дефекты возникают на стадии изготовления железобетонных конструкций и изделий. Необходимо отметить, что узаконенной классификации дефектов железобетонных конструкций и изделий не существует. Тем не менее дефекты железобетонных конструкций и изделий условно можно разделить на поверхностные и внутренние.
Поверхностные дефекты это усадочные трещины, инородные включения, околы ребер, неровности, отсутствие защитного слоя, пустоты и раковины, увлажнение и фильтрация влаги (в зимний период), высолы, масляные и ржавые пятна.
Внутренние дефекты это пустоты образующиеся на арматурном каркасе из-за зависания бетонной смеси при ее быстром загустевании и густом армированиии конструкции, недоуплотненные (непровибрированные) участки, силовые трещины, неправильное расположение швов бетонирования и отсутствие контакта между слоями бетона в швах бетонирования.Раковины на поверхности образуются из-за защемления воздуха при густой консистенции смазки и ее неравномерном нанесении. Недоуплотненные участки образуются из-за недостаточной пластичности бетонной смеси и ее быстрого схватывания. Оголение арматуры образуется из-за неправильной установки опалубки. Усадочные трещины образуются из-за неправильной тепло-влажностной обработки бетона. Отсутствие контакта поверхностей в шве бетонирования обусловлено длительным перерывами при укладке смеси. Неправильное расположение швов бетонирования относительно осей конструкции является следствием нарушения технологии бетонирования.
Проводимые нашей организацией обследования монолитных железобетонных конструкций показали, что в них около 30% составляют недоуплотнённые участки бетона, около 20% трещины различного характера и 30% составляют дефекты швов бетонирования. Необходимо отметить, что требования к заводским железобетонным изделиям и монолитным конструкциям с точки зрения качества поверхности достаточно сильно различаются (смотри нижеприведенную таблицу)
Показатели |
Изделия (ГОСТ 13015-2012) |
Конструкции (СП 70.13330.2012) |
Категория бетонной поверхности |
от А1(глянцевая) до А7 (скрываемые поверхности) |
от А3(под улучшенную окраску) до А7(скрываемые поверхности) |
Жировые и ржавые пятна |
не допускаются |
допускаются для категории А7 |
Диаметр раковин, мм |
0-20 |
4-20 |
Высота местного наплыва, мм |
0-5 |
10-20 |
Глубина окола на ребре, мм |
2-20 |
5-20 |
Трещины, раскрытие не более, мм |
0,1 - 0,2 |
0,1 - 0,4 |
Оголение арматуры |
не допускается | |
Недоуплотненные участки |
не регламентируются |
не допускаются |
Прочность контакта поверхностей бетона в шве бетонирования |
не регламентируются |
должна быть обеспечена |
Расположение рабочего шва бетонирования |
не регламентируется |
Поверхность шва должна быть перпендикулярна вертикальной оси конструкций |
Наша организация при выявлении дефектов строго придерживается требованиям СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции» и СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции» [1-2]. При этом мы разделяем выявленные дефекты по степени опасности на малозначительные, значительные и критические. По нашему мнению это позволяет делать более достоверные выводы о соответствии обследованных конструкций из монолитного железобетона требованиям проектной и нормативной документации. Из всего многообразия дефектов нами в фиксируются и оцениваются следующие дефекты:
- трещины всех видов;
- оголение арматуры;
- пустоты и раковины;
- посторонние включения;
- дефекты швов бетонирования и в том числе их неправильное расположение;
- недоуплотненные участки.
При инструментальном описании дефектов нами используются приборы и оборудование отвечающие требованиям ГОСТ 26433.1-89 «Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Правила выполнения измерений. Элементы заводского изготовления». Для измерения ширины раскрытия трещин используется микроскоп с ценой деления 0,02мм.Для измерения глубины трещин используется прибор Пульсар 2.2.Для измерения размеров раковин используется линейка (диаметр) и штангенциркуль(глубина).Для измерения размеров недоуплотненных участков, посторонних включений и оголения арматуры используется рулетка или линейка.Для измерения глубины околов ребер используется угольник.
При обнаружении трещин проводятся измерения ширины их раскрытия. При обнаружении оголённой арматуры, раковин и пустот, недоуплотненных участков и посторонних включений определяются их размеры. Для швов бетонирования фиксируется их положение относительно осей конструкции и отсутствие контакта бетонных поверхностей в шве. В последнее время при инструментальном измерении дефектов нами дополнительно используются ультразвуковые приборы, которые позволяют получить более объективную картину. Измерение глубины трещины например позволяет отнести ее к конструкционной, влияющей на несущую способность конструкции либо к неконструкционной (усадочной). Ультразвуковой метод позволяет также определять наличие или отсутствие контакта слоев бетона в рабочем шве бетонирования и границы недоуплотненных участков бетона. Кроме того для выявления внутренних дефектов (полости различного характера, неправильное расположение арматуры и прочее) мы начали применять ультразвуковой томограф «МИРА».
Причины возникновения дефектов в конструкциях и изделиях
Современная технология возведения монолитных конструкций предполагает применение бетонных смесей с осадкой конуса 16 – 24 сантиметра. Такие смеси содержат много вовлеченного воздуха, который при контакте с опалубкой остается на ней и после затвердевания бетона и снятия опалубки оставляет на поверхности бетона раковины различного размера. Прилипанию воздушных пузырьков очень способствует густая смазка на поверхности опалубки.
Бетонные смеси с осадкой конуса 16 – 24 сантиметра весьма склонны к расслоению и водоотделению и по этой причине приводят к неравномерному распределению плотности и низкой долговечности монолитных конструкций.
Технология изготовления железобетонных изделий имеет некоторые отличия от технологии возведения конструкций. При этом к железобетонным изделиям традиционно предъявляются более высокие требования к качеству поверхности (см. таблицу). Существует несколько причин ухудшения качества поверхности железобетонных изделий, основными из которых можно признать неравномерное нанесение смазки на поверхность формы, недостаточно эффективное уплотнение бетонной смеси и ее неправильная рецептура. Основным отличием технологии изготовления железобетонных изделий является применение гораздо менее пластичных бетонных смесей - вместо смеси с осадкой конуса 20-24 см применяется смесь с осадкой конуса 4…8 см. Такие смеси содержат гораздо меньше вовлеченного воздуха и при горизонтальном формовании позволяют получать поверхности достаточно высокой категории, вплоть до А1. Однако при кассетном способе производства (вертикальное формование) при любой консистенции смазки происходит защемление воздуха на поверхности формы и неизбежное образование раковин. Кроме того, при интенсивном вибровоздействии, характерном для технологии изготовления железобетонных изделий происходит дополнительное воздухововлечение в бетонную смесь, что также приводит к образованию раковин.
Предложения по совершенствованию методик контроля
Работа по выявлению дефектов в нашей организации налажена и проводится в плановом порядке. Однако по нашему мнению необходимо продолжать совершенствовать как методики, так и инструменты контроля. После анализа существующих и применяемых нами методик выявления и измерения дефектов хотелось бы предложить следующее:
1.Продолжить уточнение перечня дефектов, которые подлежат выявлению при обследовании изделий и конструкций и их более детальную привязку к классификатору опасности дефектов. В частности, можно было бы ввести дополнительную градацию дефектов по признаку ремонтопригодности, а именно ввести такие категории дефектов как устранимый или неустранимый.
2. При инструментальном определении ширины раскрытия трещин заменить неудобный в строительных условиях микроскоп Бринелля на набор щупов игольчатого типа при обеспечении точности измерений с его помощью на уровне 0,02мм (как у микроскопа).
3. Узаконить определение глубины трещин, поскольку это позволяет отнести выявляемые трещины к усадочным( неглубоким - до 5 % толщины конструкции) или к силовым - глубиной более 5 % толщины конструкции.
4. При наличии раковин оценку качества поверхности железобетонных изделий и конструкций производить только по категориям (А1…А7). Заслуживает также рассмотрения методика оценки качества поверхности, в основу которой положены показатели дифференциальной пористости (средний размер пор и коэффициент вариации их размеров) с ее привязкой к ГОСТ 13015[5].
5. При укладке бетонных смесей в монолитные железобетонные конструкции в обязательном порядке контролировать расплыв конуса и водоотделение бетонных смесей
Предложения по снижению дефектности
Проблема повышения качества и снижения дефектности монолитных железобетонных конструкций может решаться разными способами. По мнению автора по степени доступности и стоимости эти способы можно расположить в следующем порядке:
1. Нанесение смазки на опалубку только механизированным способом.
2. Использование заполнителей с максимальной крупностью не более 10 мм.
3. Использование цементов содержащих в своем составе более 20% минеральных добавок. Наиболее
эффективным в этом плане может быть использование шлакопортландцемента (содержит до 80% молотого доменного шлака).
4. Восстановление консистенции бетонных смесей перед их укладкой в конструкции производить
исключительно при помощи дополнительного введения пластификатора.
5.Заказ бетонной смеси на 1 класс выше требуемой. В этом случае за счет повышения содержания цемента его часть будет выполнять роль микронаполнителя и снизит водоотделение и расслаиваемость бетонных смесей, что в свою очередь снизит дефектность затвердевшего бетона) раковины, недоуплотненные участки и.т.п)
6.При изготовлении бетонных смесей в обязательном порядке вводить тонкомолотый компонент
(минеральную добавку). Справка - во многих странах ввод в бетонные смеси тонкомолотых компонентов закреплен на законодательном уровне.
Инновационная технология приготовления бетонных смесей
Во всем мире считается, что качественные бетонные смеси должны суммарно содержать 500…600 кг (на кубометр) мелкодисперсных компонентов в виде цемента и инертного микронаполнителя. Однако в России мелкодисперсные компоненты в бетонной смеси составляют 300… 400 кг и представлены только цементом. Это и обуславливает появление дефектов как на поверхности так и внутри монолитных железобетонных конструкций. Общепринятым решением проблемы повышения качества монолитных железобетонных конструкций считается применение самоуплотняющихся бетонных смесей. Однако из-за сложности приготовления и высокой стоимости таких смесей они применяются только в 2-5% случаев. Альтернативой СУБ может служить разработанная автором двухстадийная технология приготовления бетонных смесей[6].Первая стадия этой технологии предполагает смешивание цемента, минеральной добавки и пластификатора, вторая – смешивание комплексного вяжущего полученного на первой стадии, а также воды песка и щебня по традиционной технологии с использованием существующего оборудования БСУ. Как показала практика в бетонных смесях, приготовленных по предлагаемой технологии практически отсутствует водоотделение и расслоение хотя они при этом имеют очень пластичную консистенцию (расплыв конуса более 500мм), а качество монолитных железобетонных конструкций получается очень высоким. В предлагаемой технологии на первой стадии может быть использован как смеситель для изготовления сухих смесей, так и шаровая мельница. В случае использования шаровой мельницы происходит повышение марки цемента и соответственно появляется возможность сокращения его расхода. Двухстадийная технология особенно выгодна при изготовлении современных бетонных смесей, содержащих большое количество компонентов (цемент, микронаполнитель, пластификатор, замедлитель или ускоритель твердения, противоморозную добавку, стабилизатор при подводном бетонировании и т.п.).
Выводы
1. Для монолитных конструкций при применении существующей технологии изготовления и укладки бетонных смесей возможно получение категории поверхности не выше А3.
2.Существенное повышение качества и снижение дефектности монолитных железобетонных конструкций возможно только при обязательном добавлении в бетонные смеси микронаполнителей.
3.Радикальное улучшение качества и снижение дефектности монолитных железобетонных конструкций может быть достигнуто при переходе на двухстадийную технологию. При этом отдельное производство микронаполнителей и их ввод в бетонные смеси станет неактуальным.
Список литературы
1. СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения»
2. СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции»
3. СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции»
4. ГОСТ 13015-2012 «Изделия бетонные и железобетонные для строительства. Общие технические требования».
5. Грицюк Т.В. Повышение качества лицевых поверхностей железобетонных изделий // ВШШЭСМ, сер.З "Промышленность сборного железобетона", вып. 6, М., 1990
6. Несветайло В.М. Инновационная технология монолитного строительства // Технологии бетонов,
№6, 2014
Несветайло Вячеслав Михайлович
Сотрудник Московского государственного строительного надзора
ceiis.mos.ru
Характерные дефекты изготовления железобетонных конструкции и их последствия
Дефекты размеров и форм конструкций | Система обеспечения геометрической точности в строительстве. Стандарты Системы обеспечения геометрической точности в строительстве распространяются на проектирование и изготовление деталей и конструкций а также на проектирование и строительство зданий и сооружений и устанавливают общие правила обеспечения геометрической точности, отвечающей требованиям собираемости конструкций с заданными эксплуатационными свойствами при наименьших затратах и взаимозаменяемости их элементов. Комплекс стандартов Системы обеспечения геометрической точности в строительстве включает государственные стандарты, устанавливающие общие принципы Системы и правила назначения точности. | ||
Отклонение размеров в плане и по высоте (рис.21) | Неправильные размеры и недостаточная жесткость опалубки | ||
Клиновидность и волнистость (рис. 22) | Трудность монтажа | ||
Овальность (рис. 23) | Неточная толщина защитного слоя | ||
Перекос (рис. 24) | Снижение несущей способности | ||
Коробление (рис.25) | |||
Дефекты поверхности | |||
Шероховатость (рис.26) Раковины (рис.27) | Неправильный состав бетона, плохой гранулометрический состав инертных заполнителей, применение жесткой слежавшейся бетонной смеси, расслоение бетонной смеси, плохое качество изготовления Ухудшение внешнего вида Трудность монтажа | ||
Наплывы (рис. 28) | Снижение несущей способности Загрязнение панелей | ||
Трещины и отколы | |||
Отколы углов и ребер (рис. 29) | Наличие в заполнителях глинистых частиц, усадка бетона | ||
Механические повреждения при транспортировке и хранении | |||
Трещины защитного слоя (рис.30) | Коррозия арматуры, понижение прочности | ||
Ухудшение внешнего вида | |||
Дополнительные затраты на исправление | |||
Смещение арматуры и закладных деталей |
studfiles.net
NormaCS ~ Статьи ~ Дефекты возникающие при возведении монолитных железобетонных конструкций
Классификация и методики выявления дефектов
По общепринятым представлениям в большинстве случаев дефекты возникают на стадии изготовления железобетонных конструкций и изделий. Необходимо отметить, что узаконенной классификации дефектов железобетонных конструкций и изделий не существует. Тем не менее дефекты железобетонных конструкций и изделий условно можно разделить на поверхностные и внутренние.
Поверхностные дефекты это усадочные трещины, инородные включения, околы ребер, неровности, отсутствие защитного слоя, пустоты и раковины, увлажнение и фильтрация влаги (в зимний период), высолы, масляные и ржавые пятна.
Внутренние дефекты это пустоты образующиеся на арматурном каркасе из-за зависания бетонной смеси при ее быстром загустевании и густом армированиии конструкции, недоуплотненные (непровибрированные) участки, силовые трещины, неправильное расположение швов бетонирования и отсутствие контакта между слоями бетона в швах бетонирования.Раковины на поверхности образуются из-за защемления воздуха при густой консистенции смазки и ее неравномерном нанесении. Недоуплотненные участки образуются из-за недостаточной пластичности бетонной смеси и ее быстрого схватывания. Оголение арматуры образуется из-за неправильной установки опалубки. Усадочные трещины образуются из-за неправильной тепло-влажностной обработки бетона. Отсутствие контакта поверхностей в шве бетонирования обусловлено длительным перерывами при укладке смеси. Неправильное расположение швов бетонирования относительно осей конструкции является следствием нарушения технологии бетонирования.
Проводимые нашей организацией обследования монолитных железобетонных конструкций показали, что в них около 30% составляют недоуплотнённые участки бетона, около 20% трещины различного характера и 30% составляют дефекты швов бетонирования. Необходимо отметить, что требования к заводским железобетонным изделиям и монолитным конструкциям с точки зрения качества поверхности достаточно сильно различаются (смотри нижеприведенную таблицу)
Показатели | Изделия (ГОСТ 13015-2012) | Конструкции (СП 70.13330.2012) |
Категория бетонной поверхности | от А1(глянцевая) до А7 (скрываемые поверхности) | от А3(под улучшенную окраску) до А7(скрываемые поверхности) |
Жировые и ржавые пятна | не допускаются | допускаются для категории А7 |
Диаметр раковин, мм | 0-20 | 4-20 |
Высота местного наплыва, мм | 0-5 | 10-20 |
Глубина окола на ребре, мм | 2-20 | 5-20 |
Трещины, раскрытие не более, мм | 0,1 - 0,2 | 0,1 - 0,4 |
Оголение арматуры | не допускается | |
Недоуплотненные участки | не регламентируются | не допускаются |
Прочность контакта поверхностей бетона в шве бетонирования | не регламентируются | должна быть обеспечена |
Расположение рабочего шва бетонирования | не регламентируется | Поверхность шва должна быть перпендикулярна вертикальной оси конструкций |
Наша организация при выявлении дефектов строго придерживается требованиям СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции» и СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции» [1-2]. При этом мы разделяем выявленные дефекты по степени опасности на малозначительные, значительные и критические. По нашему мнению это позволяет делать более достоверные выводы о соответствии обследованных конструкций из монолитного железобетона требованиям проектной и нормативной документации. Из всего многообразия дефектов нами в фиксируются и оцениваются следующие дефекты:
- трещины всех видов;
- оголение арматуры;
- пустоты и раковины;
- посторонние включения;
- дефекты швов бетонирования и в том числе их неправильное расположение;
- недоуплотненные участки.
При инструментальном описании дефектов нами используются приборы и оборудование отвечающие требованиям ГОСТ 26433.1-89 «Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Правила выполнения измерений. Элементы заводского изготовления». Для измерения ширины раскрытия трещин используется микроскоп с ценой деления 0,02мм.Для измерения глубины трещин используется прибор Пульсар 2.2.Для измерения размеров раковин используется линейка (диаметр) и штангенциркуль(глубина).Для измерения размеров недоуплотненных участков, посторонних включений и оголения арматуры используется рулетка или линейка.Для измерения глубины околов ребер используется угольник.
При обнаружении трещин проводятся измерения ширины их раскрытия. При обнаружении оголённой арматуры, раковин и пустот, недоуплотненных участков и посторонних включений определяются их размеры. Для швов бетонирования фиксируется их положение относительно осей конструкции и отсутствие контакта бетонных поверхностей в шве. В последнее время при инструментальном измерении дефектов нами дополнительно используются ультразвуковые приборы, которые позволяют получить более объективную картину. Измерение глубины трещины например позволяет отнести ее к конструкционной, влияющей на несущую способность конструкции либо к неконструкционной (усадочной). Ультразвуковой метод позволяет также определять наличие или отсутствие контакта слоев бетона в рабочем шве бетонирования и границы недоуплотненных участков бетона. Кроме того для выявления внутренних дефектов (полости различного характера, неправильное расположение арматуры и прочее) мы начали применять ультразвуковой томограф «МИРА».
Причины возникновения дефектов в конструкциях и изделиях
Современная технология возведения монолитных конструкций предполагает применение бетонных смесей с осадкой конуса 16–24 сантиметра. Такие смеси содержат много вовлеченного воздуха, который при контакте с опалубкой остается на ней и после затвердевания бетона и снятия опалубки оставляет на поверхности бетона раковины различного размера. Прилипанию воздушных пузырьков очень способствует густая смазка на поверхности опалубки.
Бетонные смеси с осадкой конуса 16 – 24 сантиметра весьма склонны к расслоению и водоотделению и по этой причине приводят к неравномерному распределению плотности и низкой долговечности монолитных конструкций.
Технология изготовления железобетонных изделий имеет некоторые отличия от технологии возведения конструкций. При этом к железобетонным изделиям традиционно предъявляются более высокие требования к качеству поверхности (см. таблицу). Существует несколько причин ухудшения качества поверхности железобетонных изделий, основными из которых можно признать неравномерное нанесение смазки на поверхность формы, недостаточно эффективное уплотнение бетонной смеси и ее неправильная рецептура. Основным отличием технологии изготовления железобетонных изделий является применение гораздо менее пластичных бетонных смесей - вместо смеси с осадкой конуса 20-24 см применяется смесь с осадкой конуса 4…8 см. Такие смеси содержат гораздо меньше вовлеченного воздуха и при горизонтальном формовании позволяют получать поверхности достаточно высокой категории, вплоть до А1. Однако при кассетном способе производства (вертикальное формование) при любой консистенции смазки происходит защемление воздуха на поверхности формы и неизбежное образование раковин. Кроме того, при интенсивном вибровоздействии, характерном для технологии изготовления железобетонных изделий происходит дополнительное воздухововлечение в бетонную смесь, что также приводит к образованию раковин.
Предложения по совершенствованию методик контроля
Работа по выявлению дефектов в нашей организации налажена и проводится в плановом порядке. Однако по нашему мнению необходимо продолжать совершенствовать как методики, так и инструменты контроля. После анализа существующих и применяемых нами методик выявления и измерения дефектов хотелось бы предложить следующее:
1. Продолжить уточнение перечня дефектов, которые подлежат выявлению при обследовании изделий и конструкций и их более детальную привязку к классификатору опасности дефектов. В частности, можно было бы ввести дополнительную градацию дефектов по признаку ремонтопригодности, а именно ввести такие категории дефектов как устранимый или неустранимый.
2. При инструментальном определении ширины раскрытия трещин заменить неудобный в строительных условиях микроскоп Бринелля на набор щупов игольчатого типа при обеспечении точности измерений с его помощью на уровне 0,02мм (как у микроскопа).
3. Узаконить определение глубины трещин, поскольку это позволяет отнести выявляемые трещины к усадочным( неглубоким - до 5 % толщины конструкции) или к силовым - глубиной более 5 % толщины конструкции.
4. При наличии раковин оценку качества поверхности железобетонных изделий и конструкций производить только по категориям (А1…А7). Заслуживает также рассмотрения методика оценки качества поверхности, в основу которой положены показатели дифференциальной пористости (средний размер пор и коэффициент вариации их размеров) с ее привязкой к ГОСТ 13015 [5].
5. При укладке бетонных смесей в монолитные железобетонные конструкции в обязательном порядке контролировать расплыв конуса и водоотделение бетонных смесей
Предложения по снижению дефектности
Проблема повышения качества и снижения дефектности монолитных железобетонных конструкций может решаться разными способами. По мнению автора по степени доступности и стоимости эти способы можно расположить в следующем порядке:
- Нанесение смазки на опалубку только механизированным способом.
- Использование заполнителей с максимальной крупностью не более 10 мм.
- Использование цементов содержащих в своем составе более 20% минеральных добавок. Наиболее эффективным в этом плане может быть использование шлакопортландцемента (содержит до 80% молотого доменного шлака).
- Восстановление консистенции бетонных смесей перед их укладкой в конструкции производить исключительно при помощи дополнительного введения пластификатора.
- Заказ бетонной смеси на 1 класс выше требуемой. В этом случае за счет повышения содержания цемента его часть будет выполнять роль микронаполнителя и снизит водоотделение и расслаиваемость бетонных смесей, что в свою очередь снизит дефектность затвердевшего бетона) раковины, недоуплотненные участки и.т.п)
- При изготовлении бетонных смесей в обязательном порядке вводить тонкомолотый компонент (минеральную добавку). Справка - во многих странах ввод в бетонные смеси тонкомолотых компонентов закреплен на законодательном уровне.
Инновационная технология приготовления бетонных смесей
Во всем мире считается, что качественные бетонные смеси должны суммарно содержать 500…600 кг (на кубометр) мелкодисперсных компонентов в виде цемента и инертного микронаполнителя. Однако в России мелкодисперсные компоненты в бетонной смеси составляют 300… 400 кг и представлены только цементом. Это и обуславливает появление дефектов как на поверхности так и внутри монолитных железобетонных конструкций. Общепринятым решением проблемы повышения качества монолитных железобетонных конструкций считается применение самоуплотняющихся бетонных смесей. Однако из-за сложности приготовления и высокой стоимости таких смесей они применяются только в 2-5% случаев. Альтернативой СУБ может служить разработанная автором двухстадийная технология приготовления бетонных смесей[6].Первая стадия этой технологии предполагает смешивание цемента, минеральной добавки и пластификатора, вторая – смешивание комплексного вяжущего полученного на первой стадии, а также воды песка и щебня по традиционной технологии с использованием существующего оборудования БСУ. Как показала практика в бетонных смесях, приготовленных по предлагаемой технологии практически отсутствует водоотделение и расслоение хотя они при этом имеют очень пластичную консистенцию (расплыв конуса более 500мм), а качество монолитных железобетонных конструкций получается очень высоким. В предлагаемой технологии на первой стадии может быть использован как смеситель для изготовления сухих смесей, так и шаровая мельница. В случае использования шаровой мельницы происходит повышение марки цемента и соответственно появляется возможность сокращения его расхода. Двухстадийная технология особенно выгодна при изготовлении современных бетонных смесей, содержащих большое количество компонентов (цемент, микронаполнитель, пластификатор, замедлитель или ускоритель твердения, противоморозную добавку, стабилизатор при подводном бетонировании и т.п.).
Выводы
1. Для монолитных конструкций при применении существующей технологии изготовления и укладки бетонных смесей возможно получение категории поверхности не выше А3.
2. Существенное повышение качества и снижение дефектности монолитных железобетонных конструкций возможно только при обязательном добавлении в бетонные смеси микронаполнителей.
3. Радикальное улучшение качества и снижение дефектности монолитных железобетонных конструкций может быть достигнуто при переходе на двухстадийную технологию. При этом отдельное производство микронаполнителей и их ввод в бетонные смеси станет неактуальным.
Список литературы
- СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения»
- СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции»
- СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции»
- ГОСТ 13015-2012 «Изделия бетонные и железобетонные для строительства. Общие технические требования».
- Грицюк Т.В. Повышение качества лицевых поверхностей железобетонных изделий // ВШШЭСМ, сер.З "Промышленность сборного железобетона", вып. 6, М., 1990
- Несветайло В.М. Инновационная технология монолитного строительства // Технологии бетонов, №6, 2014
Несветайло Вячеслав МихайловичСотрудник Московского государственного строительного надзора(отдел несущих и ограждающих конструкций ГБУ ЦЭИИС),кандидат технических науке-mail: nesvetajlo@gmail.com (nesvetayloVM@str.mos.ru)
www.normacs.info
- Машины мозаично шлифовальные
- Положить асфальт на асфальт
- Соотношение песка и цемента в растворе для стяжки
- Блоки для вентиляции и дымохода
- Вес керамзитобетонного блока
- Возведение колонн
- Сухой бетон готовый в мешках
- Железобетонные стропильные балки
- Памятник изготовить
- Блоки для дымохода и вентиляции
- Проекты домов из полистиролбетона