RSS

Дефектность бетона и способы ее снижения. Долговечность железобетонных конструкций.

16:29 26.11.2015
В среду 25 ноября, в работе Круглого стола на тему "Качество бетона и бетонных сооружений, вопросы долговечности", организованного ОАО "НИИМосстрой", приняли участие специалисты ГБУ "ЦЭИИС". Доклад инженера-эксперта лаборатории по проведению экспертиз, к.т.н., В.М.Несветайло вызвал большой интерес у присутствовавших, за докладом последовала оживленная дискуссия. Публикуем текст доклада и презентацию, посвященные проблеме обеспечения долговечности ж/б конструкций.

Причины возникновения дефектов. Методики их обнаружения

По общепринятым представлениям дефекты монолитных железобетонных конструкций могут возникать на следующих основных стадиях:

· проектирования;

· строительства;

· эксплуатации

На стадии проектирования могут быть заложены неправильные требования к бетону - как заниженные, так и завышенные. Кроме того, как правило в проектной документации отсутствуют требования по контролю качества поверхности железобетонных конструкций. В лучшем случае дается ссылка на СП или СНиП.

Однако наиболее существенные и многочисленные дефекты возникают на стадии строительства, так например по некоторым исследованиям при транспортировке и укладке бетонных смесей прочность бетона может снижаться на 30%.

Основные виды поверхностных дефектов в монолитных железобетонных конструкциях и причины их возникновения:

1.Недоуплотненные участки бетона и раковины на поверхности Причина – как чрезмерно пластичная, так и недостаточно пластичная бетонная смесь,

а также густое армирование;

2.Снижение толщины защитного слоя бетона вплоть до оголения арматуры. Причина – смещение арматурных каркасов;

3.Усадочные трещины. Причина - неправильный уход в процессе твердения бетона;

4.Силовые трещины. Причины – раннее снятие опалубки, просадки грунта

В настоящее время специалисты предлагают различные классификации поверхностных дефектов в монолитных железобетонных конструкциях.Общепризнано, что наиболее часто встречаются следующие дефекты - усадочные и силовые трещины, инородные включения, участки промороженного бетона, сколы ребер, оголение арматуры, полости и пустоты в теле бетона, дефекты в зоне холодных швов, недоуплотненные участки, пористая структура бетона, неправильное расположение рабочих швов, наплывы бетона, отсутствие защитного слоя, поры , раковины , местное увлажнение, фильтрация влаги, высолы.

К сожалению узаконенной и общепринятой классификации дефектов в настоящее время не существует. Поэтому специалистами нашей организации был проведен анализ литературных источников, обобщен опыт различных организаций и как итог разработана собственная классификация дефектов. Была введена классификация дефектов, разделяющая их по степени опасности - малозначительные, значительные и критические. Разработанный перечень дефектов и инструкция по их выявлению позволяет в настоящее время достаточно объективно делать выводы о соответствии обследованных монолитных железобетонных конструкций требованиям проектов и строительных норм.

Работы по обнаружению дефектов в монолитных железобетонных конструкциях выполняются нами в несколько этапов - изучение проектной документации - назначение участка проведения работ - визуальное обследование всех конструкций на участке и затем детальное(инструментальное) обследование намеченных конструкций.

При проведении работы мы, как правило, выявляем 6 видов дефектов:

· трещины всех видов;

· оголение арматуры;

· пустоты и раковины;

· посторонние включения;

· дефекты в рабочих швах (неперпендикулярность оси конструкции и несплошность шва);

· недоуплотненные участки бетона.

При обнаружении трещин в конструкциях проводятся измерения ширины их раскрытия с помощью микроскопа с отсчетной шкалой. Для уточнения характера трещин (усадочные или силовые) измеряется также глубина трещин с помощью ультразвукового прибора и их длина.

При обнаружении неперпендикулярности рабочих швов проверяется плотность контакта между уложенными слоями бетона ультразвуковым методом.

При обнаружении участков с оголённой арматурой измеряется длина оголенной арматуры и площадь участков, на которых отсутствует защитный слой бетона.

При обнаружении раковин и пустот, а также посторонних включений определяются их размеры и указывается местоположение на конструкции (верх стены, низ колонны, узел сопряжения стены и перекрытия и т. д.).

Обнаруженные дефекты фотографируются и фиксируются в протоколе. Оценка соответствия дефектов проводится по проектной документации либо по СНиП либо по СП. Необходимо отметить, что такие дефекты как раковины и околы ребер, не оказывающие заметного влияния на состояние конструкций, хотя и выявляются нами, однако не квалифицируются как нарушающие требования проектов и строительных норм. Анализ статистических данных за последние 2 года показал, что среди дефектов наиболее часто встречаются недоуплотнённые участки бетона - от 25 до 35%. Наиболее вероятной причиной этого является низкое качество поставляемых на стройки бетонных смесей и нарушение строителями технологии их укладки.

Развитие методов контроля

Можно констатировать, что в целом работа по выявлению дефектов в монолитных конструкциях в настоящее время нами налажена и проводится в плановом порядке, однако несомненно нужно продолжать совершенствовать как методики, так и инструменты контроля.

В первую очередь необходимо продолжить уточнение перечня дефектов, которые подлежат выявлению при обследовании конструкций и их более детальную привязку к классификатору опасности дефектов. В частности представляется интересной предлагаемая некоторыми специалистами классификация (градация) дефектов по признаку ремонтопригодности – устранимый или неустранимый.

При инструментальном определении ширины раскрытия трещин, расположенных на потолке было бы неплохо дополнить микроскоп Бринелля набором щупов (желательно игольчатого типа). Нелишним было бы узаконить определение глубины трещин с помощью ультразвуковых методов, поскольку это позволит как минимум разделить трещины на усадочные(поверхностные) и силовые (в том числе – сквозные).

В настоящее время при проведении детального обследования с целью выявления внутренних дефектов(поиск инородных включений, полостей, расслоений и трещин, а также измерения толщины бетона при отсутствии возможности ее измерения обычными методами) нами осваивается новый прибор - низкочастотный ультразвуковой томограф, который представляет собой полностью автономный измерительный блок, которым проводят сбор и обработку полученных данных. Измерительный блок содержит матричную антенную решетку из 48 низкочастотных широкополосных преобразователей поперечных волн. Каждый преобразователь имеет независимый пружинный подвес, что позволяет проводить контроль в том числе по неровным поверхностям. Прибор оснащен лазерными лучами, которые проецируются на поверхность бетонной конструкции и этим позволяя соблюдать точный шаг перестановки антенного устройства в процессе диагностики исследуемой конструкции. В приборе используется метод синтезированной фокусируемой апертуры с комбинационным зондированием, при котором происходит фокусировка ультразвука в каждую точку полупространства. Массив данных формируется путем сбора информации со всех измерительных пар антенного устройства. Принимаемые антенной решеткой сигналы обрабатываются на встроенном компьютере(ПК) непосредственно в процессе работы. Затем полученные данные представляются на экране прибора и сохраняются во встроенной памяти. В результате получается наглядный образ сечения объекта контроля, где разными цветами закодирована отражающая способность каждой точки визуализируемого объема.

В качестве примера использования данного прибора можно привести обследование железобетонной стены строящегося гостиничного комплекса на улице Островитянинова. Целью обследования было определение расположения арматурных стержней, наличия или отсутствия инородных включений, полостей, расслоений и трещин. Прибор помещался в намеченные места поверхности объекта контроля и нажималась кнопка зондирования. Далее изучалась полученное изображение и делался вывод о достаточности полученных данных или же о необходимости перестановки прибора с целью получения более полной информации. Перенос данных на ПК производился дефектометрическим методом (измерение координат характерных точек образа дефекта и расстояний между ними). В результате проведенной работы была обнаружена внутренняя трещина, расположенная между арматурными стержнями. Кроме того был измерен шаг армирования. Других дефектов бетона ( посторонние включения, недоуплотненные участки и полости) в данной конструкции обнаружено не было.

Способы снижения дефектности монолитных конструкций

В настоящее время при возведении сооружений из монолитного бетона используются жидкие бетонные смеси с осадкой конуса 16 сантиметров и более. Общеизвестно, что такие смеси склонны к сильному расслоению.

По мнению подавляющего числа специалистов это обусловлено в основном недостаточным содержанием тонкомолотых компонентов в бетонной смеси. Поэтому во всем мире считается, что бетонные смеси для монолитного строительства в обязательном порядке должны содержать суммарно

500 - 600 кг на кубометр бетона тонкомолотых компонентов в виде цемента и так называемого микронаполнителя(минеральной добавки). Однако в России сегодня по целому ряду причин в качестве тонкомолотого компонента выступает исключительно и только цемент в количестве 300-400 кг/куб.м., что является недостаточным для создания плотной структуры бетона. Кроме того в России применяются только однофракционные песок и щебень и поэтому бетонные смеси вынужденно имеют весьма большое водоотделение. По этой причине, при укладке российских бетонных смесей в монолитные конструкции, неизбежно образуются различного рода дефекты – раковины и каверны, недоуплотненные участки бетона и недостаточно полное сцепление с арматурой, которые в дальнейшем приводят к повышенной проницаемости бетона, снижению несущей способности и низкой долговечности возводимых железобетонных конструкций.

Приемы снижения дефектности монолитных конструкций:

1. При приемке бетонной смеси необходимо контролировать прежде всего расплыв конуса и водоотделение, а не осадку конуса. Перед подачей бетонной смеси желательно хотя бы визуально оценивать эти параметры и не допускать укладки бетонных смесей с большим водоотделением и расслоением.

2. Необходимо контролировать консистенцию бетонных смесей перед укладкой в конструкции. При необходимости нужно восстанавливать консистенцию бетонных смесей за счет дополнительного введения пластификатора. Это требует организации поста введения пластификатора на строительной площадке, однако позволит резко снизить количество дефектов.

3. В случае склонности бетонных смесей к быстрому схватыванию или при свехнормативной длительности транспортирования необходимо дополнительно вводить в бетонную смесь замедлитель схватывания. Это можно делать как на бетонном заводе, так и на строительной площадке.

4.Замена щебня фракции 5-20мм на щебень фракции 5-10. В этом случае автоматически повышается содержание песка и цемента в бетонной смеси и бетонная смесь значительно легче укладывается в современные густоармированные конструкции.

5.Необходимо, чтобы бетонная смесь в обязательном порядке содержала тонкомолотую минеральную добавку. Себестоимость таких смесей практически не будет отличаться от сегодняшних, поскольку минеральная добавка может эффективно заменять часть цемента, особенно в бетонах класса В30 и выше.

 В.М. Несветайло - кандидат технических наук

Инженер-эксперт лаборатории по проведению экспертиз ГБУ ЦЭИИС, г. Москва

E-mail: nesvetayloVM@str.mos.ru

NII_7521.JPG NII_7522.JPG


Если вы нашли ошибку: выделите текст и нажмите Ctrl+Enter

Сообщение об ошибке

Неверно заполненное поле
Неверно заполненное поле
Неверно заполненное поле
Неверно заполненное поле
Неверно заполненное поле
Неверно заполненное поле
Неверно заполненное поле
Неверно заполненное поле
*
CAPTCHA Обновить код
Play CAPTCHA Audio

Версия для печати