Le texte du rapport présenté à la conférence par le responsable du laboratoire d'essais de matériaux et de structures de bâtiment Dmitry Nikolaevich Abramov «Les principales causes de défauts dans les structures en béton»

Dans mon rapport, je voudrais parler des principales violations de la technologie pour la production de béton armé rencontrées par les employés de nos laboratoires sur les chantiers de construction de Moscou.

- enlèvement précoce du coffrage.

En raison du coût élevé du coffrage pour augmenter le nombre de cycles de son chiffre d'affaires, les constructeurs ne respectent souvent pas les conditions de cure du béton dans le coffrage et procèdent au retrait du coffrage à un stade plus précoce que celui requis par les cartes de conception et le SNIP 3-03-01-87. Lors du démontage du coffrage, l’adhérence du béton au coffrage est importante dans les cas suivants: une adhérence importante rend le démontage difficile. La détérioration de la qualité des surfaces en béton entraîne des défauts.

- la fabrication n'est pas assez rigide, se déforme lors de la pose du béton et le coffrage n'est pas suffisamment dense.

Ce coffrage subit des déformations pendant la période de pose du mélange de béton, ce qui entraîne une modification de la forme des éléments en béton armé. La déformation du coffrage peut entraîner le déplacement et la déformation des cages et des murs de renforcement, une modification de la capacité portante des éléments de structure et la formation de protubérances et d'affaissement. La violation des dimensions de conception des structures conduit à:

Si réduit

Diminuer la capacité portante

En cas d'augmentation d'augmenter leur propre poids.

Ce type de violation de la technologie d'observation dans la fabrication de coffrages dans des conditions de construction sans contrôle technique approprié.

- épaisseur insuffisante ou absence de couche protectrice.

On observe avec une installation ou un déplacement incorrect du coffrage ou de la cage d'armature, l'absence de joints.

Des défauts graves des structures monolithiques en béton armé peuvent être causés par un mauvais contrôle de la qualité des structures de renforcement. Les plus courantes sont les violations:

- non-respect de la conception des structures de renforcement;

- soudure de mauvaise qualité des composants structurels et des joints de renforcement;

- l'utilisation de raccords fortement corrodés.

- faible compactage du mélange de béton lors de la pose  dans le coffrage conduit à la formation de coquilles et de cavernes, peut causer une diminution significative de la capacité portante des éléments, augmente la perméabilité des structures, contribue à la corrosion des armatures situées dans la zone des défauts;

- pose du mélange de béton stratifié  ne permet pas d'obtenir une résistance et une densité uniformes du béton sur tout le volume de la structure;

- utilisation d'un mélange de béton trop dur  conduit à la formation de coquilles et de cavernes autour des barres de renforcement, ce qui réduit l'adhérence de l'armature au béton et entraîne un risque de corrosion de l'armature.

Il existe des cas d’adhérence du mélange de béton aux armatures et au coffrage, ce qui provoque la formation de cavités dans le corps des structures en béton.

- mauvais entretien du béton en cours de durcissement.

Lors de l'entretien du béton, il convient de créer des conditions de température et d'humidité permettant de garantir que l'eau nécessaire à l'hydratation du ciment est retenue dans le béton. Si le processus de durcissement se déroule à une température et à une humidité relativement constantes, les contraintes dues au changement de volume et provoquées par le retrait et la déformation thermique dans le béton seront insignifiantes. En règle générale, le béton est recouvert d'une pellicule de plastique ou d'un autre revêtement protecteur. Afin de l'empêcher de se dessécher. Le béton surséché a une résistance et une résistance au gel nettement inférieures à celles du béton normalement durci; il présente de nombreuses fissures de retrait.

Lors du bétonnage dans des conditions hivernales avec une isolation ou un traitement thermique insuffisant, le béton peut geler rapidement. Après le dégel d'un tel béton, il ne pourra pas acquérir la force nécessaire.

Les dommages aux structures en béton armé sont divisés en trois groupes en fonction de la nature de l'effet sur la capacité portante.

Groupe I - Dommages qui ne réduisent pratiquement pas la résistance et la durabilité de la structure (coques de surface, vides; fissures, y compris le retrait, avec des ouvertures ne dépassant pas 0,2 mm et également, sous l'influence d'une charge et de la température temporaires, l'ouverture n'augmente pas plus de 0 , 1 mm; copeaux de béton sans mise à nu des armatures, etc.);

Groupe II - dommages qui réduisent la durabilité de la structure (fissures corrosives avec une ouverture supérieure à 0,2 mm et fissures avec une ouverture supérieure à 0,1 mm, dans la zone de renforcement des travées précontraintes, y compris le long des sections soumises à une charge constante; fissures avec une ouverture supérieure à 0,3 mm sous temporaire charge, vides de la coque et des copeaux avec armature apparente, corrosion superficielle et profonde du béton, etc.);

Groupe III - Dommages réduisant la capacité portante structurelle de la structure (fissures non spécifiées par le calcul de résistance ou d’endurance; fissures inclinées dans les murs des poutres; fissures horizontales dans les joints de la dalle et des travées; grandes coquilles et vides dans le béton de la zone comprimée, etc.) .)

Les dommages causés au groupe I ne nécessitent pas de mesures urgentes, elles peuvent être éliminées en appliquant un revêtement au contenu actuel à des fins préventives. Les revêtements pour dommages du groupe I ont principalement pour but d’arrêter le développement des petites fissures existantes, d’empêcher la formation de nouvelles fissures, d’améliorer les propriétés protectrices du béton et de protéger les structures de la corrosion atmosphérique et chimique.

En cas de dommages du groupe II, la réparation augmente la durabilité de la structure. Par conséquent, les matériaux utilisés doivent avoir une durabilité suffisante. Les fissures au niveau de la disposition des faisceaux de ferraillage précontraint, les fissures le long du ferraillage sont soumises à un scellement obligatoire.

En cas de dégradation du groupe III, la capacité portante de la structure est restaurée selon un symptôme spécifique. Les matériaux et les technologies utilisés doivent fournir les caractéristiques de résistance et la durabilité de la structure.

Pour éliminer les dommages du groupe III, en règle générale, des projets individuels doivent être développés.

La croissance constante des volumes de construction monolithique est l’une des principales tendances qui caractérisent la période moderne de la construction russe. Cependant, à l'heure actuelle, la transition massive vers la construction de béton armé peut avoir des conséquences négatives associées à un niveau de qualité relativement faible des objets individuels. Parmi les principales raisons de la faible qualité des bâtiments monolithiques construits, il convient de souligner les suivantes.

Premièrement, la majorité des documents réglementaires actuellement en vigueur en Russie ont été créés à l’époque du développement prioritaire de la construction en béton armé préfabriqué; il est donc tout à fait naturel qu’ils se concentrent sur les technologies d’usine et que l’étude des problèmes de construction à partir de béton armé monolithique soit insuffisante.

Deuxièmement, la plupart des organisations de construction manquent d'expérience suffisante et de la culture technologique nécessaire à la construction monolithique, ainsi que d'équipements techniques de mauvaise qualité.

Troisièmement, aucun système de gestion de la qualité efficace pour la construction monolithique n’a été créé, notamment un système de contrôle de la qualité technologique fiable des travaux.

La qualité du béton est avant tout la correspondance de ses caractéristiques avec les paramètres des documents réglementaires. Rosstandart a approuvé et applique de nouvelles normes: GOST 7473 «Mélanges de béton. Spécifications ", GOST 18195" Béton. Règles de contrôle et évaluation de la force. " GOST 31914 "Béton à haute résistance pour béton lourd et à grain fin pour structures monolithiques" devrait entrer en vigueur, la norme pour les produits de renforcement et d'ancrage devrait devenir effective.

Malheureusement, les nouvelles normes ne traitent pas de problèmes liés aux spécificités des relations juridiques entre clients de la construction et entrepreneurs généraux, fabricants de matériaux de construction et constructeurs, bien que la qualité du travail du béton dépende de chaque étape de la chaîne technique: préparation des matières premières pour la production, conception du béton, production et transport du mélange, pose et entretien du béton dans la structure.

Pour garantir la qualité du béton dans le processus de production, diverses conditions sont nécessaires: ici, des équipements technologiques modernes, la présence de laboratoires d'essais accrédités, du personnel qualifié, le respect inconditionnel des exigences réglementaires et la mise en œuvre de processus de gestion de la qualité.

Candidats de tech. Sciences Ya P. BONDAR (maisons TsNIIEP) Yu. S. Ostrinsky (NIIES)

Pour trouver des méthodes de bétonnage dans le coffrage coulissant de murs d’une épaisseur inférieure à 12-15 ohms, nous avons étudié les forces d’interaction du coffrage et des mélanges de béton préparés sur des granulats solides, de l’argile expansée et de la pierre ponce de scories. Avec la technologie existante de bétonnage dans les coffrages glissants, il s’agit de l’épaisseur de paroi minimale autorisée. Pour le béton de stuc, gravier d'argile expansée de l'usine Beskudnikovsky avec sable broyé de la même argile expansée et pierre ponce de scories obtenues à partir de la fonte de l'usine métallurgique de Novo-Lipetsk avec fil de pêche obtenu par broyage de scories de lemza.

L'argile expansée de grade 100 avait un compactage par vibration mesuré sur un instrument N. Ya. Spivak, 12-15 s; facteur structurel 0,45; masse volumique apparente de 1170 kg / m3. Le béton de laitier de grade 200 présentait un vibro-compactage de 15 à 20 s, un facteur de structure de 0,5 et une densité apparente de 2170 kg / m3. Le béton de nuance lourde 200 ayant une densité apparente de 2400 kg / m3 était caractérisé par un tirant d'eau d'un cône standard de 7 cm.

Les forces d'interaction du coffrage glissant avec les mélanges de béton ont été mesurées sur une configuration d'essai, qui est une modification de l'instrument Kaza-randa pour mesurer les forces d'un cisaillement dans un seul plan. L'installation se fait sous la forme d'un bac horizontal rempli de béton. Sur le plateau, des rails d’essai ont été posés à partir de blocs de bois, gainés à la surface de contact avec le mélange de béton avec des bandes d’acier pour toiture. Ainsi, les rails d’essai ont simulé un coffrage glissant en acier. Les lattes ont été maintenues sur du mélange de béton sous des charges de différentes tailles, simulant la pression du béton sur le coffrage, après quoi les forces à l'origine du mouvement horizontal des lattes sur le béton ont été enregistrées. Une vue générale de l'installation est donnée à la Fig. 1

Sur la base des résultats des tests, on obtient la dépendance des forces d’interaction du coffrage glissant en acier et du mélange de béton sur la pression du béton sur le coffrage a (Fig. 2), qui est linéaire. L'angle d'inclinaison de la courbe par rapport à l'axe des abscisses caractérise l'angle de frottement du coffrage sur le béton, ce qui vous permet de calculer les forces de frottement. La valeur coupée par la ligne du graphique sur l'axe des ordonnées caractérise les forces d'adhérence du mélange de béton et du coffrage t, indépendantes de la pression. L'angle de frottement du coffrage sur le béton ne change pas avec l'augmentation de la durée du contact fixe de 15 à 60 minutes; la magnitude de l'adhésion augmente dans ce cas de 1,5 à 2 fois. L'augmentation principale des forces d'adhésion se produit pendant les 30 à 40 premières minutes, avec une diminution rapide au cours des 50 à 60 minutes suivantes.

La force d'adhérence du béton lourd et des coffrages en acier 15 minutes après le compactage du mélange ne dépasse pas 2,5 g / ohm, ni 25 kg / m2 de surface de contact. Cela correspond à 15-20% de la valeur généralement acceptée de la force totale d’interaction des coffrages en béton épais et en acier (120-150 kg / m2). Le gros de l'effort repose sur les forces de friction.

L'augmentation plus lente des forces d'adhérence au cours des premières 1,5 heures suivant le compactage du béton s'explique par un nombre insignifiant de néoplasmes en cours de préparation du mélange de béton. Selon des études, il y a une redistribution de l'eau de mélange entre le liant et les agrégats dans la période allant du début à la fin de la prise du mélange de béton. Les tumeurs se développent principalement après la fin du traitement. L'augmentation rapide de l'adhérence du coffrage glissant au mélange de béton commence 2 à 2,5 heures après le compactage du mélange de béton.

La densité des forces d’adhérence dans la valeur totale des forces d’interaction des coffrages glissants en béton et en acier lourds est d’environ 35%. L'essentiel de l'effort repose sur les forces de friction, déterminées par la pression du mélange, qui varie dans le temps dans des conditions de bétonnage. Pour vérifier cette hypothèse, le retrait ou le gonflement d'échantillons de béton fraîchement formés a été mesuré immédiatement après le compactage par vibration. Lors du moulage de cubes de béton de 150 mm de diamètre, une plaque en textolite a été placée sur l'une de ses faces verticales, dont la surface lisse était dans le même plan que la face verticale. Une fois que le béton a été compacté et que l'échantillon a été retiré de la table vibrante, les faces verticales du cube ont été libérées des parois latérales du moule et les distances entre les faces verticales opposées ont été mesurées avec une masse pendant 60 à 70 min. Les résultats des mesures ont montré que le béton fraîchement formé immédiatement après le compactage se contracte, plus l'ampleur est grande, plus la mobilité du mélange est grande. La valeur totale des précipitations bilatérales atteint 0,6 mm, soit 0,4% de l’épaisseur de l’échantillon. Dans la période initiale suivant le moulage, il n’ya pas de gonflement du béton fraîchement posé. Ceci s’explique par la contraction au stade initial de la prise du béton dans le processus de redistribution de l’eau, accompagnée par la formation de films hydratés qui créent des forces de tension superficielle importantes.

Le principe de fonctionnement de cet appareil est similaire au principe du plastomètre conique. Cependant, la forme en forme de coin du pénétrateur vous permet d'utiliser le schéma de conception d'un réseau en vrac visqueux. Les résultats des expériences avec un pénétrateur en forme de coin ont montré que To varie de 37 à 120 g / cm2 en fonction du type de béton.

Les calculs analytiques de la pression de la couche de béton avec une épaisseur de 25 ohms dans le coffrage glissant ont montré que les mélanges des compositions acceptées, après leur compactage par vibration, n'exercent pas de pression active sur le revêtement du coffrage. La pression dans le système «coffrage glissant - mélange de béton» est due aux déformations élastiques des écrans sous l'influence de la pression hydrostatique du mélange lors de son compactage par vibration.

L’interaction des panneaux de coffrage coulissants et du béton compacté au stade de leur assemblage est raisonnablement bien modélisée par la répulsion passive du corps viscoplastique sous l’effet de la pression exercée du côté du mur de soutènement vertical. Les calculs ont montré qu’une action unilatérale du panneau de coffrage sur les masses de béton devait déplacer une partie du massif, mais que sur les plans de glisse principaux, une augmentation de pression supérieure à la pression dans les conditions les plus défavorables de compactage et de compactage était nécessaire. Lorsque les panneaux de coffrage sont pressés bilatéralement sur une couche verticale de béton d'épaisseur limitée, les forces de compression nécessaires pour déplacer le béton compacté vers les plans de glissement principaux acquièrent le signe opposé et dépassent considérablement la pression requise pour modifier les caractéristiques de compression du mélange. Le desserrage inverse du mélange compacté sous l'action de la compression des deux côtés nécessite une pression aussi élevée, impossible à obtenir lors du bétonnage dans un coffrage glissant.

Ainsi, le mélange de béton, posé selon les règles du bétonnage dans un coffrage glissant avec des couches de 25-30 cm d'épaisseur, n'exerce aucune pression sur les panneaux de coffrage et est capable de percevoir la pression élastique qui en résulte lors du compactage des vibrations.

Pour déterminer les forces d'interaction résultant du processus de bétonnage, des mesures ont été effectuées sur un modèle de coffrage glissant pleine taille. Un capteur avec une membrane en bronze phosphoreux à haute résistance a été installé dans la cavité de moulage. Les pressions et les efforts exercés sur les tiges de levage en position statique de l'installation ont été mesurés à l'aide d'un manomètre automatique (AID-6M) pendant les vibrations et le levage du coffrage à l'aide d'un photo-oscilloscope N-700 équipé d'un amplificateur 8-ANF. Les caractéristiques réelles de l'interaction du coffrage coulissant en acier avec différents types de béton sont indiquées dans le tableau.

Entre la fin de la vibration et la première montée du coffrage, une diminution spontanée de la pression s'est produite. qui est resté inchangé jusqu'à ce que le coffrage a commencé à monter. Cela est dû au retrait intense du mélange fraîchement formé.

Pour réduire les forces d'interaction entre le coffrage glissant et le mélange de béton, il est nécessaire de réduire ou d'éliminer complètement la pression entre les panneaux de coffrage et le béton compacté. Ce problème est résolu par la technologie de bétonnage proposée utilisant des boucliers amovibles intermédiaires («doublures») en matériau en feuille mince (jusqu'à 2 mm). La hauteur des garnitures est supérieure à la hauteur de la cavité de moulage (30 à 35 ohms). Les gaines sont installées dans la cavité de moulage à proximité des écrans du coffrage glissant (Fig. 5) et immédiatement après la pose et le compactage, le béton étant retiré alternativement.

Après avoir retiré les écrans, le jeu (2 mm) qui sépare le béton du coffrage protège celui-ci, qui se redresse après une flexion élastique (ne dépassant généralement pas 1 à 1,5 mm) du contact avec la surface verticale du béton. Par conséquent, les faces verticales des murs, libérées des doublures, conservent leur forme. Cela permet de bétonner des parois minces dans le coffrage glissant.

La possibilité fondamentale de former des parois minces à l’aide de doublures a été testée lors de la construction de fragments de murs grandeur nature de 7 cm d’épaisseur en béton d’argile expansé, en béton de laitier et en béton lourd. Les résultats des essais de moulage ont montré que les mélanges de béton léger correspondaient mieux aux caractéristiques de la technologie proposée que les mélanges d'agrégats denses. Cela est dû aux propriétés de sorption élevées des agrégats poreux, à la structure cohérente du béton léger et à la présence d'un composant dispersé à action hydraulique dans le sable léger.

Le béton lourd (bien que dans une moindre mesure) montre également la capacité de maintenir la verticalité des surfaces fraîchement formées avec une mobilité ne dépassant pas 8 cm. 1,6 m, permettant de bétonner des murs de 150 à 200 m de long, ce qui réduira considérablement la consommation de béton par rapport aux bâtiments construits selon la technologie adoptée et augmentera l'efficacité économique leur construction.

L'adhérence du béton au coffrage dépend de son adhérence (adhérence) et de son retrait, de sa rugosité et de sa porosité. Avec une grande force d'adhérence du béton au coffrage, le coffrage est compliqué, la complexité du travail augmente, la qualité des surfaces de béton se détériore, les panneaux de coffrage s'usent prématurément.

Le béton adhère aux surfaces de coffrage en bois et en acier beaucoup plus fortement que les surfaces en plastique. Cela est dû aux propriétés du matériau. Le bois, le contreplaqué, l'acier et la fibre de verre sont bien mouillés. Par conséquent, l'adhérence du béton sur eux est assez élevée, avec des matériaux peu mouillables (par exemple, le textolite, les getinaks, le polypropylène), l'adhérence du béton est plusieurs fois inférieure.

Par conséquent, pour obtenir des surfaces de haute qualité, il est nécessaire d’utiliser des revêtements en textolite, hetinax, polypropylène ou du contreplaqué imperméable traité avec des composés spéciaux. Lorsque l'adhérence est faible, la surface de béton n'est pas cassée et le coffrage s'enlève facilement. Avec une augmentation de l'adhérence, la couche de béton adjacente au coffrage est détruite. Cela n'affecte pas les caractéristiques de résistance de la structure, mais la qualité de la surface est considérablement réduite. L'adhérence peut être réduite en appliquant des suspensions aqueuses, des lubrifiants hydrophobes, des lubrifiants combinés, des lubrifiants - retardateurs de béton sur la surface du coffrage. Le principe d'action des suspensions aqueuses et des lubrifiants hydrophobes repose sur le fait qu'un film protecteur se forme à la surface du coffrage, ce qui réduit l'adhérence du béton au coffrage.

Les lubrifiants combinés sont un mélange de retardateurs de prise du béton et d’émulsions hydrofuges. Dans la fabrication des lubrifiants, ils ajoutent de la vinasse sulfite-levure (SDB) et de l’huile de savon. Ces lubrifiants plastifient le béton de la zone adjacente et ne s’effondrent pas.

Les lubrifiants - retardateurs de prise du béton - sont utilisés pour obtenir une bonne texture de surface. Au moment du démantèlement, la résistance de ces couches est légèrement inférieure à la masse du béton. Immédiatement après le décapage, la structure en béton est exposée en la lavant à l'eau courante. Après un tel lavage, on obtient une belle surface avec une exposition uniforme d'agrégats grossiers. Les lubrifiants sont appliqués sur les panneaux de coffrage avant leur installation en position de conception par pulvérisation pneumatique. Cette méthode d’application assure l’uniformité et une épaisseur constante de la couche appliquée, tout en réduisant la consommation de lubrifiant.

Pour l'application pneumatique, des pistolets pulvérisateurs ou des cannes à pêche sont utilisés. Des lubrifiants plus visqueux sont appliqués avec des rouleaux ou des brosses.

Bonjour chers lecteurs! Le maître Vadim Aleksandrovich répond à toutes nos questions et à vos questions. Aujourd'hui, nous allons parler des caractéristiques de la coulée de béton dans le coffrage.

Bonjour Vadim Alexandrovich!

Bonjour Tout d'abord, je tiens à dire que ce travail est assez compliqué et très responsable, et qu'il vaut mieux confier aux professionnels le soin de remplir les sols et les murs porteurs plutôt que d'essayer de le faire vous-même. Passons à vos questions.

1. Dois-je en quelque sorte préparer le coffrage et le renforcement?

Le coffrage est lubrifié avec un lubrifiant spécial pour émulsion aqueuse (Emulsol) afin de séparer le coffrage du béton durci. Bien qu'il y ait eu des cas sur un chantier de construction, ils ont été coulés dans un coffrage non graissé, puis déchiré. En outre, le coffrage est assemblé avec des chapes spéciales qui sont insérées dans les tubes entre les écrans.

2. La méthode de remplissage des formes horizontales est-elle différente de la verticale?

Pratiquement pas différent. Les verticales sont un peu plus difficiles à tasser.

3. S'il vous plaît, dites-nous comment couler le béton.

La méthode de coulée est déterminée par le projet (TCH). Il est souhaitable de remplir immédiatement tout le coffrage, le coulage des couches n’est pas souhaitable, sinon vous devrez faire des entailles avec un perforateur pour une meilleure adhérence des couches. Les formulaires verticaux doivent être remplis en entier.

4. Comment connecter des calques si néanmoins nous remplissons de calques? Eh bien, nous n’avions pas assez de béton pour tout verser.

Comme je le disais, nous faisons des encoches avec un perforateur pour le béton durci.

5. Quels sont les secrets pour remplir uniformément?

Il n'y a pas de secrets, il y a des règles générales: nous le remplissons à différents endroits et non à un, nous le dispersons avec des pelles sous toute sa forme, puis nous le plaçons avec un vibrateur sur une surface lisse et brillante afin d'éliminer tous les vides et le béton uniformément rempli du coffrage. Cependant, si le béton est de mauvaise qualité, mais qu'il est très nécessaire de le remplir, vous ne pouvez pas utiliser de vibrateur - toute l'eau s'écoulera et le béton ne se saisira pas. Dans ce cas, il vous suffit de frapper le coffrage. Mais essayez d'éviter de tels cas - construisez vous-même.

6. Comment la densité de la solution affecte-t-elle le remplissage?

Une solution épaisse est difficile à répartir et à compacter uniformément. Avant de verser, ajoutez de l'eau dans le mélangeur. Trop liquide - et encore mauvais - lors du tassement, toute l'eau s'écoulera et le béton ne se grippera pas. Si nous le faisons nous-mêmes, nous ajoutons du ciment et du sable, si nous sommes prêts, nous sommes envoyés à l'usine pour non-conformité.

7. J'ai entendu dire que le béton se réchauffe lorsqu'il est solidifié. Est-ce un problème et faut-il y faire face?

Oui, c'est un problème et il faut le combattre. A la chaleur, il est nécessaire de couler le coffrage avec de l'eau froide, sinon le béton se fissurera. Et dans le froid, au contraire, nous nous réchauffons.

8. Si nous ne suivons pas et que le béton est fissuré, comment le réparer?

De petites fissures sont permises. La taille maximale de la fissure est indiquée dans la documentation de conception. Si la taille est dépassée, nous prenons un marteau-piqueur et nous battons. Sinon, il va s'effondrer après un moment. Après tout, les fissures réduisent considérablement la résistance de la structure.

Merci beaucoup pour la consultation Vadim Alexandrovich. Nous et nos lecteurs sommes très reconnaissants.