Косослой бетона что это
Основные причины возникновения дефектов в бетонных конструкциях
22 апреля в ГУП «НИИМосстрой» прошла научно-практическая конференция «Проблемы монолитного строительства и пути их решения». В конференции приняли участие представители ОАО «НИИЖБ» им. А.А. Гвоздева, ООО «ГЕОСтром», ОАО «Московский ИМЭТ», ГБУ «ЦЭИИС», ГУП «НИИМосстрой», ОАО «МонАрх», ООО «ГероКрит», ООО BASF «Строительные системы» и др.
Информативная насыщенность конференции была очень велика, однако не хватало времени на обсуждение представленных докладов. Видно, что вопросов в этой области накопилось достаточно много, и представители строительных организаций, в том числе, готовы к их обсуждению.
Надеемся, что материалы этой конференции, изданные отдельной книжкой ГУП «НИИМосстрой», послужат совершенствованию работ в области монолитного строительства.
Предлагаем Вашему вниманию текст доклада, представленного на конференции начальником Лаборатории испытаний строительных материалов и конструкций Дмитрием Николаевичем Абрамовым.
Основные причины возникновения дефектов в бетонных конструкциях
В своем докладе мне бы хотелось рассказать об основных нарушениях технологии производства железобетонных работ, с которыми сталкиваются сотрудники нашей лаборатории на строительных площадках города Москвы.
— ранняя распалубка конструкций.
Из-за высокой стоимости опалубки с целью увеличения количества циклов ее оборачиваемости, строители зачастую не соблюдают режимы выдерживания бетона в опалубке и производят распалубку конструкций на более ранней стадии, чем это предусматривает требования проекта технологическими картами и СНиП 3-03-01-87. При демонтаже опалубки важное значение имеет величина сцепления бетона с опалубкой при: большом сцеплении затрудняется работы по распалубке. Ухудшение качества бетонных поверхностей, приводит к возникновению дефектов.
— изготовление недостаточно жесткой, деформирующейся при укладке бетона и недостаточно плотной опалубки.
Такая опалубка получает деформации в период укладки бетонной смеси, что приводит к изменению формы железобетонных элементов. Деформация опалубки может привести к смещению и деформации арматурных каркасов и стенок, изменению несущей способности элементов конструкции, образованию выступов и наплывов. Нарушение проектных размеров конструкций приводит:
— в случае их уменьшения
— к снижению несущей способности
— в случае увеличения к возрастанию их собственного веса.
Этот вид нарушения технологии наблюдения при изготовлении опалубки в построечных условиях без должного инженерного контроля.
— недостаточная толщина или отсутствие защитного слоя.
Наблюдается при неправильной установке или смещении опалубки или армокаркаса, отсутствии прокладок.
К серьезным дефектам монолитных железобетонных конструкций может привести слабый контроль за качеством армирования конструкций. Наиболее распространенными являются нарушения:
— несоответствие проекту армирования конструкций;
— некачественная сварка конструктивных узлов и стыков арматуры;
— применение сильно прокоррозированной арматуры.
— плохое уплотнение бетонной смеси при укладке в опалубку приводит к образованию раковин и каверн, может вызвать значительное снижение несущей способности элементов, увеличивает проницаемость конструкций, способствует коррозии арматуры находящейся в зоне дефектов;
-укладка расслоившейся бетонной смеси не позволяет получить однородную прочность и плотность бетона по всему объему конструкции;
— применение слишком жесткой бетонной смеси приводит к образованию раковин и каверн вокруг арматурных стержней, что снижает сцепление арматуры с бетоном и вызывает опасность появления коррозии арматуры.
Встречаются случаи налипания бетонной смеси на арматуру и опалубку, что вызывает образование полостей в теле бетонных конструкций.
— плохой уход за бетоном в процессе его твердения.
Во время ухода за бетоном следует создать такие температурно-влажные условия, которые обеспечили бы сохранение в бетоне воды, необходимой для гидратации цемента. Если процесс твердения протекает при относительно постоянной температуре и влажности, напряжения, возникающие в бетоне вследствие изменения объема и обуславливаемые усадкой и температурными деформациями, будут незначительными. Обычно бетон покрывают полиэтиленовой пленкой или другим защитным покрытием. С целью не допустить его пересыхания. Пересушенный бетон обладает значительно меньшей прочностью и морозостойкостью, чем нормально затвердевший, в нем возникает много усадочных трещин.
При бетонировании в зимних условиях при недостаточном утеплении или тепловой обработке может произойти раннее замораживание бетона. После оттаивания такого бетона он не сможет набрать необходимую прочность.
Повреждения железобетонных конструкций разделяют по характеру влияния на несущую способность на три группы.
Повреждения I группы не требуют принятия срочных мер, их можно устранить нанесением покрытий при текущем содержании в профилактических целях. Основное назначение покрытий при повреждениях I группы – остановить развитие имеющихся мелких трещин, предотвратить образование новых, улучшить защитные свойства бетона и предохранить конструкции от атмосферной и химической коррозии.
При повреждениях II группы ремонт обеспечивает повышение долговечности сооружения. Поэтому и применяемые материалы должны иметь достаточную долговечность. Обязательной заделке подлежат трещины в зоне расположения пучков преднапряженной арматуры, трещины вдоль арматуры.
При повреждениях III группы восстанавливают несущую способность конструкции по конкретному признаку. Применяемые материалы и технологии должны обеспечивать прочностные характеристики и долговечность конструкции.
Для ликвидации повреждений III группы, как правило, должны разрабатываться индивидуальные проекты.
Постоянный рост объемов монолитного строительства является одной из основных тенденций, характеризующих современный период российского строительства. Однако в настоящее время массовый переход к строительству из монолитного железобетона может иметь негативные последствия, связанные с достаточно низким уровнем качества отдельных объектов. Среди основных причин низкого качества возводимых монолитных зданий необходимо выделить следующее.
Во-первых, большинство действующих в настоящее время в России нормативных документов создавались в эпоху приоритетного развития строительства из сборного железобетона, поэтому совершенно естественны их направленность на заводские технологии и недостаточная проработка вопросов строительства из монолитного железобетона.
Во-вторых, у большинства строительных организаций отсутствуют достаточный опыт и необходимая технологическая культура монолитного строительства, а так же некачественное техническое оснащение.
В-третьих, не создана эффективная система управления качеством монолитного строительства, включающая систему надежного технологического контроля качества работ.
Качество бетона – это, прежде всего, соответствие его характеристик параметрам в нормативных документах. Росстандартом утверждены и действуют новые стандарты: ГОСТ 7473 «Смеси бетонные. Технические условия», ГОСТ 18195 «Бетоны. Правила контроля и оценки прочности». Должен вступить в силу ГОСТ 31914 «Бетоны высокопрочные тяжелые и мелкозернистые для монолитных конструкций», должен стать действующим стандарт для арматурных и закладных изделий.
Новые стандарты, к сожалению, не содержат вопросов, связанных со спецификой юридических отношений между заказчиками строительства и генподрядчиками, производителями стройматериалов и строителями, хотя качество бетонных работ зависти от каждого этапа технической цепочки: подготовка сырья для производства, проектирование бетонов, производство и транспортирование смеси, укладка и уход за бетоном в конструкции.
Обеспечение качества бетона в процессе производства достигается благодаря комплексу различных условий: здесь и современное технологическое оборудование, и наличие аккредитованных испытательных лабораторий, и квалифицированный персонал, и безусловное выполнение нормативных требований, и внедрение процессов управления качеством.
Начальник Лаборатории испытаний строительных материалов и
Дефекты бетонных и железобетонных конструкций
Холодные швы также называют строительными, рабочими швами и швами бетонирования. Образование холодных швов вызвано остановками бетонирования и определяется рядом причин:
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.
 | 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.
Выцвечивания можно избежать или минимизировать:
Для борьбы с выцвечиванием рекомендуется пропитка водой. Дайте стяжке высохнуть, затем повторите пропитку водой и дайте опять высохнуть и т.д., пока выцвечивание не исчезнет. При возможности используйте теплую воду. Мытье слабыми кислотами (3% уксус) снижает карбонизацию и выцвечивание. Один из лучших способов борьбы с выцвечиванием, когда все остальные способы провалились, это обработка поверхности 20-30% раствором двуаммониевой соли лимонной кислоты. 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.
Чтобы сократить образование разводов:
При образовании разводов нужно определить источник влаги и удалить воду из бетона. Со временем разводы становятся светлее и менее интенсивными, если нет внутреннего источника солей. Разводы можно удалить щеткой с водой, легким пескоструиванием или водоструиванием.
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:
В холодное время используются тепловые завесы, создающие сухое тепло, которое может слишком быстро высушить поверхность. Для избавления от молочка используется шлифование или поверхностные отвердители.
Обычно вызывают сколы пирит, высокообжиговый доломит, уголь, глинистый сланец, мягкий известняк и кремнистый известняк. Сколы также могут возникать из-за давления воды расширяющегося геля, который образуется во время химической реакции между щелочными гидроксидами в бетоне и активным кремнистым заполнителем.
Большинство сколов происходит в первый год эксплуатации бетона. Сколы не влияют на срок эксплуатации бетона, но создают некрасивый внешний вид.
Для минимизации сколов:
Сколы могут быть заделаны ремонтными составами. Если их слишком много для индивидуальной обработки, можно использовать тонкий слой бетона.
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.
Отшелушивание извести над крупным заполнителем – другая форма разрушения, похожая на сколы, вызываемая теми же причинами, что и разрушение от замерзания. Недостаток воды, не обходимой для гидратации цемента, приводит к образованию слабого слоя над заполнителем.
Во избежание этого:
Если есть опасность разрушения или отшелушивания бетона, рекомендуется сделать «дышащее» покрытие из силанов, силоксанов и пр.
Выбоин можно избежать:
Выбоины можно отремонтировать, если повреждено не более 1/3 толщины стяжки и нижележащее основание твердое. В остальных случаях требуется ремонт на полную толщину стяжки.
3 основные причины этого:
Во избежание появления вздутия:
 | 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.
Трещины, появляющиеся после затвердевания, это результат усадочного высыхания, термического сжатия, усадки подосновы. Высыхая, бетон сжимается на 1,6 мм на 3 м длины. Конструкционные швы нарезаются через равные интервалы 3 м во всех направлениях на 100 миллиметровом неармированном бетоне и через 6 м на 200 мм стяжке.
С увеличением количества воды в бетоне пропорционально увеличивается усадка. Увеличение песка и уменьшение количества заполнителя также ведут к увеличению усадки, т.к. возрастает количество воды, а мелкий заполнитель имеет меньшую усадочную стойкость. Использование добавок хлорида кальция также увеличивает усадку.
Меры по предотвращению растрескивания:
В начале набора прочности бетона из-за климатических условий, особенно при относительной влажности, жаре и ветре в период высыхания могут появиться волосяные трещины. Для предотвращения образования таких трещин следует защищать бетон от температурных и влажностных перепадов.
Подъем краев стяжки – происходит из-за различий во влажности и температуре между верхом и низом стяжки.
Подъема можно избежать, если:
Усадку смеси можно сократить путем:
Другой способ уменьшения усадки – использование добавок (обычно 2%), снижающих усадку.
Содержание влаги в бетоне может быть стабилизировано путем:
Степень поднятия края стяжки обычно сокращается со временем. Если подъем края стяжки от влажности продолжается, одно из решений это увлажнить край, пока он не вернется в изначальный уровень, и сделать конструкционный шов в месте подъема.
Морозостойкость – способность бетона в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное замораживание и оттаивание.
Это наиболее разрушительный фактор, особенно в присутствии антиобледенителей. С вовлечением воздуха процесс разрушения уменьшается. Вода вытесняется в поры воздуха, и гидравлическое давление ослабевает. Вода при замерзании также может вытесняться из заполнителя в цементное тесто. Однако, если тесто качественное (с низким водоцементным соотношением (ВЦ)), оно предохраняет заполнитель от насыщения влагой. Чем меньше ВЦ, тем лучше высушен бетон, и при воздухововлечении бетон выдерживает большее количество циклов замерзания/оттаивания.
Проникающая способность в большей степени определяется проницаемостью бетона.
Проницаемость – способность материала сопротивляться воздействию увлажнения, влиянию различных атмосферных факторов и агрессивных сред.
Низкая проникающая способность уменьшает проникновение в бетон жидкостей, сульфатов и хлорид-ионов. Проникающая способность также влияет на разрушение при замерзании. Проникающая способность теста особенно важна. Она связана с ВЦ и степенью гидратации цемента или продолжительностью влажного твердения. Бетон с низкой проникающей способностью требует низкого ВЦ и адекватного периода влажного твердения. Проникающая способность возрастает при высыхании. Проникающая способность зрелого качественного бетона, имеющего постоянную влажность, составляет 0,1 х 10 –10 см/с.
Абразивная стойкость – способность материала сопротивляться действию истирающих нагрузок. Абразивная стойкость бетона тесно связана с прочностью на сжатие. Для получения высокой абразивной стойкости требуется низкое ВЦ и адекватное время влажного твердения. Крупный заполнитель более стоек к истиранию. Затертые «вертолетом» полы также более стойки к истиранию. Изменения линейных размеров бетона в зависимости от температуры, влажности и давления могут составлять 0,01-0,08%. Температурные изменения размеров бетона такие же, как у стали. Усадка бетона при высыхании зависит от количества воды при замесе. Усадка также зависит от количества заполнителя, его свойств, размера и формы бетонной массы, относительной влажности и окружающей температуры, метода твердения, степени гидратации и времени. Бетон под давлением деформируется эластично. Постоянное давление вызывает деформацию, называемую ползучестью. Со временем скорость такой деформации (за ед. времени) уменьшается.
Влияние щелочесодержащих заполнителей — это вид разрушения бетона, вызванный реакцией между активными минералами в некоторых заполнителях и натрий или калийсодержащими щелочами в бетоне, которые обычно извлекаются из цемента.
Все природные породы реагируют до некоторой степени, и обычно эта реакция приводит к прочным связям теста с заполнителем и арматурой. В некоторых случаях, однако, эта реакция может быть разрушительна и вызывать растрескивание бетона при увлажнении.
Влияние ионов хлоридов, которые соединяются с солями морской воды, или с солями, использующимися для борьбы с наледью на дорогах, и вызывают коррозию арматуры, разрушая слой оксидированного железа, что приводит к дальнейшему окислению. Соли разрушают как стальную арматуру, так и сам бетон. Разрушения, вызванные хлоридом кальция, способствуют ускорению коррозии арматуры. Соли, вступая в реакцию с гидратом кальция, находящимся в бетоне, образуют оксидированный гидрат кальция с последующим увеличением объема.
Стойкость к сульфатам.
Чрезмерное количество сульфатов в почве или воде может через 5-30 лет разрушить неправильно рассчитанный бетон. Сульфаты вступают в реакцию с гидроалюминатом кальция, образуя сульфоалюминат кальция (эттрингит). Из-за роста кристаллов избыточное давление может вызвать растрескивание бетона.
Воздействие сульфатов может также привести к разрушению железобетонных конструкций. Сульфаты вступают в реакцию с другими химическими компонентами, образующими мел, эттрингиды и таумаситы. Образование этих продуктов внутри структуры бетона приводит к увеличению объема, что влечет за собой образование трещин в бетоне и последующего разлома конструкции.
Карбонизация бетона – процесс, при котором диоксид углерода из воздуха проникает в бетон, реагирует с гидроксидом кальция, образуя карбонаты.
Наиболее распространенная причина разрушения бетона — карбонизация. Будучи пористым, бетон хорошо впитывает углекислый газ (СО2), кислород и влагу, присутствующее в атмосфере. Способность бетона впитывать не влияет на прочность самой железобетонной структуры, но оказывает пагубное воздействие на арматуру, которая при повреждении бетона попадает в кислотную среду.
Карбонизация увеличивает растрескивание и понижает щелочность бетона. Высокая щелочность необходима для предотвращения коррозии арматуры. Карбонизация значительно увеличивается в бетоне с высоким ВЦ, низким содержанием портландцемента, коротким периодом твердения, низкой прочностью, высокой пористостью теста. Степень карбонизации в качественном бетоне обычно не имеет большого практического значения.
Коррозия арматуры вызвана, как правило, воздействием атмосферно-химических факторов, включающих в себя агрессивные компоненты атмосферы (сульфаты, карбонаты, хлориды) и частые циклы мороз-оттепель. Ржавчина, формирующаяся при окислении стальной арматуры, увеличивает ее объем, повышает «внутреннее» давление и приводит к разломам бетона и оголению арматуры. В результате оголенные прутья арматуры разрушаются еще стремительнее, что приводит к быстрому изнашиванию бетона. В итоге необходим ремонт арматуры.
Дефекты бетона, их классификация и устранение
Сразу обозначим главное условие — дефекты бетона могут быть правильно определены только после тщательного осмотра конструкции с зачисткой/расшивкой дефектных мест и выявлением пустот и полостей, действия по восстановлению возможны только после согласования методов устранения дефектов бетона с проектной организацией и строительным контролем.
Фото дефект бетона:
Как устранить дефект гравелистая поверхность : очистить металлическими щётками, промывают струёй воды, а затем оштукатуривают цементно-песчаным раствором состава 1:2 (по объёму) на портландцементе марки 400-500.
2. Дефект бетона — полости на поверхности бетона — возникает обычно из-за нарушения технологического процесса изготовления смеси или ее укладки.
Фото дефект бетона:
Как устранить дефект полости на поверхности бетона: очистить металлическими щетками, промывают струей воды, затереть поверхности цементным раствором.
3. Дефект бетона — Раковины —образуются в результате сбрасывания бетона в опалубку с большой высоты, из-за недостаточного уплотнения, применения жесткой бетонной смеси, в результате длительного транспортирования, во время которого бетонная смесь расслоилась и начала схватываться. Чаще всего раковины появляются в местах наибольшей насыщенности арматурой, труднодоступных и неудобных для укладки и уплотнения бетона.
Фото дефект бетона:
При назначении метода устранения раковин необходимо учитывать их число и размеры.
Как устранить дефект раковины в бетоне: в сильно загруженных колоннах раковины последовательно расчищают, удаляя уплотнённый бетон с каждой стороны колонны, затем их промывают водой и подготовленные полоски бетонируют. Для заделки раковин применяют раствор или бетон с крупностью зерен заполнителя до 20 мм. В качестве вяжущего используют портландцемент марок 400-500. Раствор или бетон готовят небольшими порциями вблизи места производства ремонтных работ. Чтобы обеспечить сцепление нового бетона со старым и с арматурой и получить повышенную прочность на ослабленном участке в раннем возрасте, рекомендуется применять бетон, марка которого на одну ступень выше марки бетона ремонтируемой конструкции. Если при проверке обнаружены сквозные раковины, расчистка которых вызовет значительное снижение несущей способности нагруженных колонн, то устраивают железобетонные обоймы или накладки с последующим нагнетанием в пустоты цементно-песчаного раствора через установленные заранее трубки. На месте каждого дефекта рекомендуется устанавливать не менее двух трубок с последующим нагнетанием в пустоты цементно-песчаного раствора.
4. Дефект бетона — пустоты в теле бетонной конструкции — это один из самых серьезных дефектов, который может привести к обрушению всей конструкции, поэтому его нужно исправлять незамедлительно. Зачастую пустоты могут быть огромных размеров и даже оголять арматуру. Они часто встречаются и появляются, как правило, вследствие непрохождения бетона на данном участке. Пустоты иногда достигают таких размеров, что полностью оголяется арматура, образуются сквозные разрывы в конструкциях и нарушается их монолитность.
Фото дефект бетона:
Как устранить дефект пустоты в бетоне: поверхность стыков очищают от рыхлого старого бетона, после чего стыки тщательно промывают водой. У мест бетонирования устраивают навесную опалубку с карманами, несколько возвышающимися над верхним стыком. Заделывают пустоты бетоном на мелком щебне. Производитель работ вместе с технадзором проверяют правильность приготовления бетонной смеси и тщательность ее уплотнения штыкованием или вибрированием.
5. Дефект бетона — трещины — причину такого брака определить сложно, но к самым типичным относятся: неправильное вычисление количества необходимых материалов, превышение расчётных нагрузок, коррозия арматуры, нарушение технологии при укладке и так далее.
Фото дефект бетона:
Как устранить дефект трещины в бетоне: Метод исправления дефекта напрямую зависит от множества факторов (положение, направление, ширина раскрытия и наличие ее изменения и многих других), и может существенно отличаться в разнообразных ситуациях. В большинстве случаев, для ремонта используется метод инъектирования — трещину заполняют специальным ремонтным составов под давлением.
Все дефекты бетона — не являются нормой для продолжения работ, в любом случае необходимо проводить мероприятия по их устранению. Отсутствие мероприятий по выявлению и устранению дефектов бетона как правило приводит к более негативным последствиям. Минимизировать дефекты бетона Вам поможет строительный контроль.