Железобетонные изделия (ЖБИ) отличаются высокой прочностью и длительным сроком службы. Однако если при строительстве железобетонных конструкций нарушаются технологии, характеристики бетона ухудшаются. Это негативно сказывается на сроке службы и надёжности всей конструкции.
Наиболее частые причины снижения прочностных характеристик бетонных конструкций
Самой распространенной ошибкой при возведении железобетонных конструкций является преждевременная распалубка. Стоимость опалубки или её аренды приводит к тому, что строители снимают каркас раньше времени. Делается это с целью экономии и повышения прибыли в рамках одного цикла аренды опалубки. В процессе демонтажа опалубки уровень сцепления с ней бетона играет первостепенную роль. При наличии большого сцепления бетона с каркасом затрудняются работы по демонтажу опалубки, что может привести к возникновению различных дефектов в ЖБИ.
Не менее опасно также использовать опалубку недостаточной прочности и плотности. Важно, чтобы она не гнулась, не деформировалась под весом заливаемого в форму бетона.
Из-за повышенной гибкости и эластичности опалубки при заливке её жидким бетоном форма каркаса меняется. Если опалубка деформирована в момент формирования формы железобетонных изделий (ЖБИ), геометрия стен сооружения изменится.
Деформация опалубки приводит к смещению и нарушению целостности каркаса, стенок и армирующего металла ЖБИ. Из-за этих изменений ухудшается несущая способность конструктивных элементов, могут появиться выступы и наплывы на бетонной конструкции.
Проектные размеры ЖБИ считаются нарушенными, если:
- их размеры уменьшились;
- снизилась несущая способность конструкции;
- увеличился размер или вес ЖБИ.
Такие нарушения возникают, когда опалубку изготавливают на стройплощадке без инженерного контроля.
Дефекты в железобетонных конструкциях появляются также из-за:
- недостаточной толщины опалубки;
- отсутствия защитного слоя на её стенах.
На качество ЖБИ влияют:
- неквалифицированный монтаж опалубки;
- её смещение;
- отсутствие прокладок.
Самые распространенные нарушения при армировании ЖБИ
Серьезные дефекты ЖБИ могут возникать вследствие слабого контроля за качеством армирования конструкций. Существуют такие распространенные нарушения при армировании ЖБИ:
– несоблюдение норм и технологий проекта при армировании конструкций;
- выполнение некачественной сварки узлов и соединений металлического каркаса;
- использование арматуры, которая уже подверглась коррозийным повреждениям.
Ошибки при подготовке и заливке жидкого бетона
Дефекты в готовых железобетонных конструкциях могут возникать из-за несоблюдения технологий при замесе и заливке бетонной смеси:
– Если бетон при укладке в опалубку плохо утрамбовать, могут появиться раковины и каверны. Это снизит несущую способность конструкции, увеличит проницаемость железобетона и приведёт к коррозии арматуры в местах дефектов.
– Использование неоднородного жидкого бетона, а не однородной смеси, не позволит достичь одинаковой прочности и плотности материала по всему объёму железобетона.
– Применение слишком жёсткого бетона приведёт к образованию пустот вокруг арматуры. Это ухудшит сцепление арматуры с бетоном и повысит риск коррозии металла.
– При налипании жидкого бетона на армирующий металлический каркас и опалубку также могут образовываться воздушные карманы внутри бетонных конструкций.
Уход за бетоном в период его отвердевания
Чтобы снизить риск появления дефектов в железобетонных изделиях (ЖБИ), необходимо правильно ухаживать за бетоном на этапе его затвердевания. Основное внимание следует уделить температурно-влажностным условиям окружающей среды.
Важно, чтобы в бетоне сохранялась влага, так как без неё гидратация цемента будет невозможна. Необходимо поддерживать стабильную температуру и влажность воздуха. Это позволит минимизировать напряжение в бетоне, возникающее из-за изменения его объёма, усадки конструкции и температурных деформаций.
Для удержания влаги в жидком бетоне рекомендуется накрывать его полиэтиленовой плёнкой. Если бетон пересохнет, он потеряет свою прочность и станет менее устойчивым к низким температурам. В сухом бетоне обязательно появятся усадочные трещины, что негативно скажется на его прочности и долговечности.
При проведении бетонных работ в зимний период твердеющую конструкцию необходимо утеплить. Качественная термоизоляция или подогрев помогут предотвратить раннее замерзание бетона. В противном случае после оттаивания замороженный бетон не сможет набрать необходимую прочность.
Виды повреждений ЖБИ
Уровень деформации ЖБИ определяется степенью влияния повреждения на несущую способность конструкции. Существуют три группы повреждений бетонных изделий:
- I группа — дефекты, которые не влияют на прочность и срок службы бетонных изделий (речь идет о поверхностных раковинах и пустотах, о трещинах толщиной до 0,2мм, о сколах бетона, через которые не видна арматура);
- II группа — дефекты, уменьшающие срок службы ЖБИ (речь идет от трещинах толщиной более 0,2мм, о пустотах, раковинах со сколами с оголением арматуры и о поверхностной или глубинной коррозии);
- III группа — дефекты, которые снижают несущую способность изделия из бетона (речь идет о трещинах, не предусмотренных расчетом, а также о наклонных трещинах в стенках балок, о горизонтальных трещинах в сопряжениях плитах и пролетных строениях, о больших раковинах и воздушных карманах в бетоне сжатой области).
Для избавления от дефектов I группы используется метод нанесения защитных покрытий в целях профилактики. Покрытия останавливают расширение уже имеющихся мелких трещин, предохраняют конструкцию от коррозийных повреждений, вызванных как атмосферными явлениями, так и агрессивной химией.
В случае повреждений II группы рекомендуется выполнить ремонт конструкции для повышения долговечности сооружения.
При повреждениях III группы выполняют восстановление несущей способности конструкции по определенному признаку. Устранение таких дефектов возможно лишь согласно индивидуальным проектам.
| № 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 |
| 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. Метод выявления – визуальный | На несущую способность не влияют, могут снизить долговечность. 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. Метод выявления – визуально-инструментальный | Снижение несущей способности до 5%. Может снизится долговечность. Усиление – при необходимости. Восстановление защитного слоя |
| 3 | Сколы бетона | Механические воздействия. Метод выявления – визуальный | 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. Установка обойм по расчету. Заделка сколов мелкозернистым бетоном |
| 4 | Промасливание бетона | Технологические протечки. Метод выявления – визуально-инструментальный | Снижение несущей способности за счет снижения прочности бетона до 30%. 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. Метод выявления – визуально-инструментальный | 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. Усиление по расчету, восстановление защитного слоя |
| 6 | Отслоение защитного слоя бетона | Коррозия арматуры – дальнейшее развитие дефектов в п.2 и п.5. Метод выявления – визуально-инструментальный | 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. 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. Метод выявления – визуально-инструментальный | Снижение несущей способности и жесткости элементов. 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. Метод выявления – визуально-инструментальный | Состояние аварийное. 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. Метод выявления – визуально-инструментальный | Состояние аварийное. Немедленная разгрузка и усиление по расчету |
| 10 | Относительные прогибы, превышающие предельно допустимые по нормам проектирования | Перегрузка конструкций. Метод выявления – инструментальный | Степень опасности определяется в зависимости от наличия других дефектов. Например, наличие этого дефекты и по п.7 – состояние аварийное. Разгрузка и усиление по расчету |
| 11 | Повреждения арматуры и закладных деталей (надрезы, вырывы) | Механические воздействия, коррозия арматуры. Метод выявления – визуально-инструментальный | Снижение несущей способности. Усиление по расчету |
| 12 | Выпучивание сжатой арматуры, продольные трещины в сжатой зоне, шелушение бетона сжатой зоны | Перегрузка конструкций. Метод выявления – визуально-инструментальный | Состояние аварийное. Разгрузка и усиление по расчету |
| 13 | Уменьшение площадок опирания против проектных | Ошибки при изготовлении и монтаже. Метод выявления – инструментальный | Возможно снижение несущей способности. Усиление по расчету |
| 14 | Разрывы или смещения поперечной арматуры в зоне наклонных трещин | Перегрузка конструкций. Метод выявления – инструментальный | Состояние аварийное. Разгрузка и усиление по расчету |
| 15 | Отрыв анкеров от пластин закладных деталей, деформация соединительных элементов, расхождение стыков | Наличие воздействий, не предусмотренных при проектировании. Метод выявления – визуально-инструментальный | Состояние аварийное. 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. Метод выявления – визуально-инструментальный | Снижение несущей способности. Усиление по расчету |
| 17 | Трещины, выбоины, раскалывание фундаментов под оборудование, вырыв анкерных болтов | Вибрации, снижение прочности бетона, промасливание. Метод выявления – визуально-инструментальный | Состояние предаварийное. Устранение вибрации. Восстановление фундаментов с усилением |
| 18 | Высолы на поверхности бетона | Воздействие агрессивной среды, неправильное применение химдобавок. Метод выявления – визуально-инструментальный, лабораторный | Снижение несущей способности за счет коррозии арматуры и бетона. 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. Метод выявления – визуальный | Снижение несущей способности. 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. Метод выявления – визуально-инструментальный | Снижение несущей способности и жесткости элементов. 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. Метод выявления – визуально-инструментальный | Аварийное состояние. Конструкции требуют усиления по расчету с увеличением сечений бетона и арматуры и устройством дополнительных опор |