11

План

1. 1.Основные дефекты и повреждения бетонных и железобетонных конструкций. Причины их возникновения.

2. Категории технического состояния бетонных и железобетонных конструкций.

3. Основные характеристики, которые подлежат определению при обследовании бетонных и железобетонных конструкций.

4. Цели и задачи визуального обследования.

5. Методы, приборы и инструменты для обследования бетонных и железобетонных конструкций.

1. Основные дефекты и повреждения бетонных и железобетонных конструкций. Причины их возникновения.

Под дефектом подразумевается любое отклонение от проекта или стандарта, превышающие нормированное допустимое отклонение. Дефекты формируются при изготовлении и монтаже конструкций, а также при последующей эксплуатации.

Производственные дефекты делятся на устранимые и неустранимые.

Устранимые дефекты — это те дефекты, которые могут быть легко устранены без изменения технической характеристики железобетонного изделия непосредственно на месте монтажа, в не заводских условиях.

Примеры устранимых дефектов:

• наличие сетки поверхностных тонких трещин на плите перекрытия

• различные небольшие сколы

• Такое виды дефекта устраняется в процессе монтажа ЖБИ

Неисправимые дефекты не могут быть устранены, и дальнейшая эксплуатация ЖБИ при наличии такого вида дефекта становится невозможной.

Примеры неустранимых дефектов:

• смещение арматурного каркаса,

• недостаточно толстый защитный слой бетона,

• неверная анкеровка монтажных петель и закладных деталей.

• повреждения поверхности железобетонных изделий, вызванные воздействием биологической коррозии

• несоответствие диаметров марок и классов стали арматурных стержней, а также их положения проектным данным; 

• отклонение предварительного напряжения арматуры от значений, принятых проектом

• некачественное заполнение раствором каналов для высокопрочной предварительно напряженной арматуры

• отступления геометрических размеров от проектных, превышающие допуски

Монтажные дефекты бывают:

Холодные швы также называют строительными, рабочими швами и швами бетонирования. Образование холодных швов вызвано остановками бетонирования и определяется рядом причин:

организационных: окончание рабочей смены, ремонт оборудования, нехватка материалов, несовершенную общую организацию работ, технические возможности используемых машин и механизмов;

технологических: монтаж вышележащих арматуры, лесов и опалубки и ограничение нагрузок на конструкции;

конструктивных: обеспечение направленных деформаций отдельных участков конструкций и сооружений в целом.

Как правило, возводимые монолитные бетонные и железобетонные конструкции бетонируются отдельными сопрягаемыми между собой участками - блоками (картами) бетонирования. Холодный шов бетона образуется, когда каждый последующий слой бетонной смеси укладывают на затвердевший (схватившийся) предыдущий слой бетона. Отличительной особенностью холодного шва является то, что сцепление нового бетона с уже затвердевшим бетоном значительно ниже, чем прочность монолитного бетона без холодного шва, вследствие чего снижаются морозостойкость, водонепроницаемость и ухудшается внешний вид конструкций. Это объясняется тем, что холодные швы являются границей, на которой происходит превращение усадочных напряжений сжатия в напряжения растяжения, и поэтому зона шва становится предварительно напряженной. Как известно, бетон хорошо работает на сжатие, менее стоек к изгибающим нагрузкам и значительно хуже противостоит напряжениям растяжения. В результате релаксации напряжений растяжения, реализующихся в виде микротрещин, зона стыка имеет меньшую плотность и прочность, по сравнению с монолитным бетоном и при равных растягивающих напряжениях, трещины прежде всего открываются именно по швам.

«Набетонка» - слой бетона поверх каменных или бетонных поверхностей.

Каверны — пустоты в бетоне неправильной или округлой формы размером > 1 мм, т.е, крупнее пор и мельче пещер. В ряде случаев причиной образования каверн в бетоне может оказаться присутствие в бетонной смеси очень крупного заполнителя, который заклинивается между стенкой формы и арматурой. Поэтому очень важен постоянный контроль размера заполнителя.

Защитный слой бетона - слой бетона от наружной поверхности железобетонной конструкции до ближайшей поверхности арматуры. В Украине защитный слой бетона должен соответствовать требованиям СНиП; в зависимости от вида изделия защитный слой должен быть не менее 20-30 мм. 

  Расслоение вызывается подтягиваемой снизу водой, которая застревает под преждевременно застывшей коркой бетонной поверхности. Первичная причина – это финишная отделка бетона до выхода воды на поверхность. До отделки поверхности необходимо выждать, пока воздух и вода не выйдут на поверхность. При финишной отделке расслоение определить очень трудно. Оно становится заметным только после высыхания поверхности при растрескивании от движения по бетону. Толщина расслоения 3-5 мм.

Расслоившиеся участки отделяются от лежащего под ними бетона, вызывая появление дыр.

Выцвечивание – большие участки бетона, имеющие более темную или светлую поверхность. На выцвечивание влияют смеси хлорида кальция, щелочные цементы, сильная затирка поверхности, изменения в бетонной смеси. Хлорид кальция ускоряет гидратацию силикатов, но замедляет гидратацию феррита в портландцементе. Ферритовая составляющая обычно становится светлее при гидратации, однако в присутствии хлорида кальция непрогидратировавший феррит остается темным. Чрезмерное выцвечивание может быть вызвано попыткой затереть бетон после того, как он стал слишком твердым. Полиэтиленовые пленки, используемые для влажного твердения бетона, содержащего хлорид кальция, создают пятна на поверхности, т.к. очень трудно уложить пленку, прилегающей ко всей поверхности. Участки, контактирующие с пленкой, будут светлее, чем не контактирующие.

Одной из разновидностей выцвечивания являются белые разводы. Вызываются растворами солей, наличием влаги для растворения этих солей и испарением или гидростатическим давлением, которое двигает растворы к поверхности. Если одного из перечисленных выше факторов нет, то белые разводы не образуются. Все составляющие части бетона следует проверять на наличие возможного раствора солей: карбонатов кальция, калия, натрия, сульфатов натрия, калия, магния, кальция и железа, бикарбонатов натрия или силикатов натрия.

Пыление – результат образования тонкого, слабого слоя, называемого «молочком», состоящего из воды, цемента и тонких частиц.

Во время застывания бетона цемент и частицы заполнителя частично образуют взвесь в воде. Т.к. цемент и заполнитель тяжелее воды, они стремятся осесть. По мере оседания они выталкивают воду ближе к поверхности таким образом, что количество воды около и на поверхности больше, чем в нижних слоях. И молочко, самый слабый и нестойкий слой, оказывается на поверхности. Затирка бетона с выступившей на поверхность водой заставляет воду проникать назад в бетон, еще более ослабляя поверхность и создавая условия для пыления.

Пыление также может быть вызвано:

• водой, нанесенной во время затирки;

• намоканием от дождя во время затирки;

• распределением сухого цемента на поверхность для ускорения затирки;

• низким содержанием цемента;

• переувлажнением смеси;

• неправильным твердением (слишком быстрым высыханием поверхности);

• карбонизацией во время бетонирования зимой;

• замерзанием поверхности;

• грязным заполнителем.

Сколы - конические фрагменты, отколовшиеся от бетона, размером 5-50 мм и до 300 мм в диаметре. Обычно часть заполнителя остается на дне скола, а вторая часть находится на сколотом кусочке. Причина этого – пористый заполнитель с высокой абсорбцией и маленьким удельным весом. Из за проникновения влаги в заполнитель он разбухает и создает давление в бетоне, способное его разорвать.

Разрушения от мороза и отшелушивание. Из-за замерзания-оттаивания и разрушения поверхности в результате гидравлического давления воды в бетоне обнажается заполнитель.

Растворы, применяемые для борьбы со льдом, содержащие сульфат или нитрат аммония, быстро разрушают бетон.

Выбоины - обычно бывают овальной формы или в виде каверн вдоль швов шириной 25 мм и более и диаметром 150 мм и более и вызываются давлением, нагрузками, погодным воздействием. Неправильные конструкционные швы и корродировавшая арматура – общие причины выбоин.

Вздутие во время финишной отделки поверхности вызывается пузырьками вовлеченного воздуха, которые поднимаются, но не могут проникнуть через уже герметичную поверхность.

3 основные причины этого:

• избыточное количество вовлеченного воздуха, удерживаемого высоким процентом мелкофракционных материалов, приводит к получению липкого цемента, который можно легче загерметизировать на ранней стадии. Липкие смеси имеют тенденцию к образованию корки при высыхании на ветру, при этом внизу смесь остается пластичной, и воздух поднимается вверх. Обычно для предотвращения подобных явлений нужно просто уменьшить количество песка в смеси (на 60-120 кг/м³). Песок можно заменить таким же количеством самого тонкого заполнителя. Более жесткие смеси должны высвобождать воздух при вибрировании. Если на поверхности образовалась корка, требуется другая технология финишной отделки: плоское заглаживание диском во избежание дополнительного попадания воздуха в поверхность, как это происходит при затирке лопастями;

• недостаточная вибрация при уплотнении не позволяет воздуху высвобождаться; или избыточная вибрация оставляет на поверхности пыль, что способствует образованию корки;

• финишная отделка, когда бетон еще пористый. Любой инструмент, используемый для финишной отделки, заставляет вовлеченный воздух подниматься к поверхности. Вздутие может не проявиться после первого финишного прохода.

Растрескивание может быть результатом следующих факторов: усадка, термическое сжатие, нагрузки.

Трещины, образующиеся до твердения бетона, являются результатом усадки, вызванной быстрой потерей воды, пока бетон еще пластичный. Усадочные трещины могут возникнуть в местах нахождения арматуры или стыка с затвердевшим бетоном из-за недостаточной вибрации, высокого оползания, или недостаточного слоя над арматурой.

Трещины пластического сжатия относительно короткие, возникают перед последней финишной обработкой в ветреные дни, при низкой влажности и высокой температуре. Влага с поверхности испаряется быстрее, чем подтягивается снизу, заставляя бетон сверху сжиматься быстрее, чем снизу. Трещины пластического сжатия бывают от нескольких см до 3 м в длину и часто проникают на половину глубины бетона.

  Волосяные трещины - сеть мелких поверхностных трещин, появляющихся вследствие небольшого поверхностного сжатия. Трещины окружают маленькие участки поверхности менее 50 мм.

 Подъем краев стяжки – происходит из-за различий во влажности и температуре между верхом и низом стяжки.

В зависимости от вызвавших их воздействий повреждения могут быть выделены в следующие группы:

• - повреждения силового характера;

• - повреждения температурного характера;

• - повреждения химического характера (коррозионные).

- Трещины силового характера, возникшие от действия изгибающих моментов, расположены в зонах максимальных моментов, перпендикулярно продольной оси конструкции, и имеют клиновидную форму. Трещины коррозионного характера расположены вдоль стержней арматуры. «Рисунок» таких трещин на поверхности конструкции повторяет схему ее армирования.

 - Коррозионные повреждения железобетонных конструкций возникают, как правило, в местах скопления грязи, пыли, влаги, вблизи технологических трубопроводов и других негерметичных агрегатов; в местах, пролива масел (от кранов и пр.), протекания кровли. Признаками коррозионных повреждений бетона и арматуры являются высолы на поверхности бетона, рыхловатость бетона, отслоение защитного слоя бетона со следами ржавчины или без них, ржавые подтеки на бетоне.

 - Повреждения в конструкциях, в процессе их эксплуатации, возникают из-за: нарушения правил технической эксплуатации строительных конструкций зданий и сооружений (удары по конструкциям транспортируемыми грузами; использование строительных конструкций не по назначению, например, для подвески полиспастов, опирания домкратов и пр.; пробивка не предусмотренных проектом отверстий для пропуска коммуникаций; удаление связевых элементов; неудовлетворительное состояние кровли и технологического оборудования и пр.).