Текст доповіді, представленої на конференції начальником Лабораторії випробувань будівельних матеріалів і конструкцій Дмитром Миколайовичем Абрамовим «Основні причини виникнення дефектів в бетонних конструкціях»

У своїй доповіді мені б хотілося розповісти про основні порушення технології виробництва залізобетонних робіт з якими стикаються співробітники нашої лабораторії на будівельних майданчиках міста Москви.

- рання розпалубка конструкцій.

Через високу вартість опалубки з метою збільшення кількості циклів її оборотності, будівельники часто не дотримуються режими витримування бетону в опалубці і виробляють розпалубку конструкцій на більш ранній стадії, ніж це передбачає вимоги проекту технологічними картами і СНиП 3-03-01-87. При демонтажі опалубки важливе значення має величина зчеплення бетону з опалубкою при: великому зчепленні ускладнюється роботи по розпалубці. Погіршення якості бетонних поверхонь, призводить до виникнення дефектів.

- виготовлення недостатньо жорсткою, деформується при укладанні бетону і недостатньо щільної опалубки.

Така опалубка отримує деформації в період укладання бетонної суміші, що призводить до зміни форми залізобетонних елементів. Деформація опалубки може призвести до зміщення і деформації арматурних каркасів і стінок, зміни несучої здатності елементів конструкції, утворення виступів і напливів. Порушення проектних розмірів конструкцій призводить:

У разі їх зменшення

До зниження несучої здатності

У разі збільшення до зростання їх власної ваги.

Цей вид порушення технології спостереження при виготовленні опалубки в будівельних умовах без належного інженерного контролю.

- недостатня товщина або відсутність захисного шару.

Спостерігається при неправильній установці або зміщенні опалубки або армокаркаса, відсутності прокладок.

До серйозних дефектів монолітних залізобетонних конструкцій може привести слабкий контроль за якістю армування конструкцій. Найбільш поширеними є порушення:

- невідповідність проекту армування конструкцій;

- неякісна зварювання конструктивних вузлів і стиків арматури;

- застосування сильно прокоррозірованной арматури.

- погане ущільнення бетонної суміші при укладанні  в опалубку призводить до утворення раковин і каверн, може викликати значне зниження несучої здатності елементів, збільшує проникність конструкцій, сприяє корозії арматури знаходиться в зоні дефектів;

-Укладання розшарується бетонної суміші  не дозволяє отримати однорідну міцність і щільність бетону по всьому об'єму конструкції;

- застосування занадто жорсткої бетонної суміші  призводить до утворення раковин і каверн навколо арматурних стержнів, що знижує зчеплення арматури з бетоном і викликає небезпеку появи корозії арматури.

Зустрічаються випадки налипання бетонної суміші на арматуру і опалубку, що викликає утворення порожнин в тілі бетонних конструкцій.

- поганий догляд за бетоном в процесі його твердіння.

Під час догляду за бетоном слід створити такі температурно-вологі умови, які забезпечили б збереження в бетоні води, необхідної для гідратації цементу. Якщо процес твердіння протікає при відносно постійній температурі і вологості, напруги, що виникають в бетоні внаслідок зміни обсягу і обумовлюються усадкою і температурними деформаціями, будуть незначними. Зазвичай бетон покривають поліетиленовою плівкою або іншим захисним покриттям. З метою не допустити його пересихання. Пересушене бетон має значно меншу міцність і морозостійкість, ніж нормально затверділий, в ньому виникає багато усадочних тріщин.

При бетонуванні в зимових умовах при недостатньому утепленні або тепловій обробці може відбутися раннє заморожування бетону. Після відтавання такого бетону він не зможе набрати необхідну міцність.

Пошкодження залізобетонних конструкцій поділяють за характером впливу на несучу здатність на три групи.

I група-пошкодження, практично не знижують міцність і довговічність конструкції (поверхневі раковини, порожнечі, тріщини, в тому числі усадочні, розкриттям не більше 0,2 мм, а також, у яких під впливом тимчасового навантаження і температури розкриття збільшується не більше ніж на 0 , 1мм; відколи бетону без оголення арматури і т.п.);

II група-пошкодження, що знижують довговічність конструкції (коррозіонноопасние тріщини розкриттям більш 0,2мм і тріщини розкриттям більш 0,1 мм, в зоні робочої арматури попередньо напружених прогонових будов, зокрема і вздовж ділянок під постійним навантаженням; тріщини розкриттям більше 0,3мм під тимчасовою навантаженням; порожнечі раковини і відколи з оголенням арматури; поверхнева і глибинна корозія бетону і т.п.);

III група - пошкодження, що знижують несучу здатність конструкції (тріщини, які не передбачені розрахунком ні по міцності, ні по витривалості; похилі тріщини в стінках балок; горизонтальні тріщини в сполученнях плити і прогонових будов; великі раковини і порожнечі в бетоні стиснутої зони тощо .).

Пошкодження I групи не вимагають прийняття термінових заходів, їх можна усунути нанесенням покриттів при поточному утриманні в профілактичних цілях. Основне призначення покриттів при пошкодженнях I групи - зупинити розвиток наявних дрібних тріщин, запобігти утворенню нових, поліпшити захисні властивості бетону і вберегти конструкції від атмосферної і хімічної корозії.

При пошкодженнях II групи ремонт забезпечує підвищення довговічності споруди. Тому і вживані матеріали повинні мати достатню довговічність. Обов'язковою закладенні підлягають тріщини в зоні розташування пучків попереднього напруження арматури, тріщини вздовж арматури.

При пошкодженнях III групи відновлюють несучу здатність конструкції за конкретною ознакою. Застосовувані матеріали і технології повинні забезпечувати міцності і довговічність конструкції.

Для ліквідації пошкоджень III групи, як правило, повинні розроблятися індивідуальні проекти.

Постійне зростання обсягів монолітного будівництва є однією з основних тенденцій, що характеризують сучасний період російського будівництва. Однак в даний час масовий перехід до будівництва з монолітного залізобетону може мати негативні наслідки, пов'язані з досить низьким рівнем якості окремих об'єктів. Серед основних причин низької якості зводяться монолітних будівель необхідно виділити наступне.

По-перше, більшість діючих в даний час в Росії нормативних документів створювалися в епоху пріоритетного розвитку будівництва зі збірного залізобетону, тому абсолютно природні їх спрямованість на заводські технології і недостатнє опрацювання питань будівництва з монолітного залізобетону.

По-друге, у більшості будівельних організацій відсутні достатній досвід і необхідна технологічна культура монолітного будівництва, а так само неякісне технічне оснащення.

По-третє, не створено ефективної системи управління якістю монолітного будівництва, що включає систему надійного технологічного контролю якості робіт.

Якість бетону - це, перш за все, відповідність його характеристик параметрам в нормативних документах. Росстандартом затверджені і діють нові стандарти: ГОСТ 7473 «Суміші бетонні. Технічні умови », ГОСТ 18195« Бетони. Правила контролю і оцінки міцності ». Має набути чинності ГОСТ 31914 «Бетони високоміцні важкі і дрібнозернисті для монолітних конструкцій», повинен стати чинним стандарт для арматурних і заставних виробів.

Нові стандарти, на жаль, не містять питань, пов'язаних зі специфікою юридичних відносин між замовниками будівництва та генпідрядчиками, виробниками будматеріалів і будівельниками, хоча якість бетонних робіт заздрості від кожного етапу технічної ланцюжка: підготовка сировини для виробництва, проектування бетонів, виробництво і транспортування суміші, укладка і догляд за бетоном в конструкції.

Забезпечення якості бетону в процесі виробництва досягається завдяки комплексу різних умов: тут і сучасне технологічне обладнання, і наявність акредитованих випробувальних лабораторій, і кваліфікований персонал, і безумовне виконання нормативних вимог, і впровадження процесів управління якістю.

Кандидати техн. наук Я. П. БОНДАР (ЦНДІЕП житла) Ю. С. Остринським (НІІЕС)

Для дослідження способів бетонування в ковзній опалубці стін товщиною менше 12-15 ом досліджували сили взаємодії опалубки і бетонних сумішей, приготованих на щільних заповнювачах, керамзиті і шлакової пемзи. При існуючій технології бетонування в ковзній опалубці це мінімально допустима товщина стін. Для ліплення бетонів використовували керамзитовий гравій Бескудніковского заводу з подрібненим піском з цього ж керамзиту і шлакову пемзу, виготовлену з розплавів Ново-Липецького металургійного заводу з ліском, отриманим дробленням шлаковой Лемзою.

Керамзитобетон марки 100 мав віброуплотняемость, виміряну на приладі Н. Я. Співака, 12-15 с; структурний фактор 0,45; об'ємну масу 1170 кг / м3. Шлакопемзобетоі марки 200 мав віброуплотняемосгь 15-20 с, структурний фактор 0,5, об'ємну масу 2170 кг / м3. Важкий бетон марки 200 при об'ємній масі 2400 кг / м3 характеризувався осадкою стандартного конуса 7 см.

Сили взаємодії ковзної опалубки з бетонними сумішами вимірювали на випробувальній установці, що представляє собою модифікацію приладу Каза-Ранде для вимірювання зусиль одноплощинного зсуву. Установка виконана у вигляді горизонтального лотка, що заповнюється бетонною сумішшю. Поперек лотка укладали випробувальні рейки з дерев'яних брусків, обшитих по поверхні зіткнення з бетонною сумішшю смугами покрівельної сталі. Таким чином, випробувальні рейки імітували сталеву ковзаючу опалубку. Рейки витримували на бетонної суміші під Привантажувач різної величини, що імітують тиск бетону на опалубку, після чого фіксували зусилля, що викликають горизонтальне переміщення рейок по бетону. Загальний вигляд установки дан на мал. 1.

За результатами проведених випробувань отримана залежність сил взаємодії сталевий ковзної опалубки та бетонної суміші т від величини тиску бетону на опалубку а (рис. 2), яка носить лінійний характер. Кут нахилу лінії графіка по відношенню до осі абсцис характеризує кут тертя опалубки по бетону, що дозволяє розрахувати сили тертя. Величина, відсікає лінією графіка на осі ординат, характеризує сили зчеплення бетонної суміші і опалубки т, які не залежать від тиску. Кут тертя опалубки по бетону не змінюється при зростанні тривалості нерухомого зіткнення з 15 до 60 хв, величина сил зчеплення збільшується при цьому в 1,5-2 рази. Основне збільшення зусиль зчеплення відбувається протягом перших 30-40 хв при швидкому зниженні приросту за наступні 50-60 хв.

Сила зчеплення важкого бетону і сталевої опалубки через 15 хв після ущільнення суміші не перевищує 2,5 г / ОМ2, або 25 кг / м2 поверхні зіткнення. Це становить 15-20% загальноприйнятою величини сумарної сили взаємодії важкого бетону і сталевої опалубки (120-150 кг / м2). Основна частина зусиль доводиться на частку сил тертя.

Уповільнений зростання сил зчеплення протягом перших 1,5 год після ущільнення бетону пояснюється незначним числом новоутворень в процесі схоплювання бетонної суміші. Згідно з дослідженнями, в період від початку до закінчення схоплювання бетонної суміші відбувається перерозподіл в ній води замішування між в'язким і наповнювачами. Новоутворення розвиваються в основному після закінчення схоплювання. Швидке зростання зчеплення ковзної опалубки з бетонною сумішшю починається через 2-2,5 год після ущільнення бетонної суміші.

Питома вага сил зчеплення в загальній величині зусиль взаємодії важкого бетону і сталевої ковзної опалубки становить близько 35%. Основна частка зусиль припадає на сили тертя, які визначаються тиском суміші, яке в умовах бетонування змінюється в часі. Для перевірки цього припущення вимірювали усадку або набухання свежеотформошанних бетонних зразків безпосередньо після ущільнення вібрацією. Під час формування бетонних кубів з розміром ребра 150 мм на одну з вертикальних його граней поміщали текстолітову пластинку, гладка поверхня якої перебувала в одній площині з вертикальною гранню. Після ущільнення бетону і зняття зразка з вібростола вертикальні грані куба звільняли від бічних стінок форми і протягом 60-70 мін за допомогою мессу- ра вимірювали відстані між протилежними вертикальними гранями. Результати вимірювань показали, що свежеотформованний бетон -відразу ж після ущільнення дає усадку, величина якої тим вище, чим більше рухливість Омес. Сумарна величина двосторонньої опади досягає 0,6 мм, т. Е. 0,4% товщини зразка. У початковий період після формування набухання свежеуложенного бетону не відбувається. Це пояснюється контракцією в початковій стадії схватизанія бетону в процесі перерозподілу води, що супроводжується утворенням гідратних плівок, що створюють великі зусилля поверхневого натягу.

Принцип дії цього приладу аналогічний принципу дії конічного Пластометри. Однак клиноподібна форма індентора дозволяє використовувати розрахункову схему вязкосипучего масиву. Результати дослідів з клиноподібним індентором показали, що То змінюється від 37 до 120 г / см2 в залежності від виду бетону.

Аналітичні розрахунки тиску шару бетонної суміші товщиною 25 ом в ковзної опалубки показали, що суміші прийнятих складів після їх ущільнення вібрацією не роблять активного тиску на обшивку опалубки. Тиск же в системі «змінна опалубка - бетонна суміш» обумовлено пружними деформаціями щитів під впливом гідростатичного напору суміші в процесі її ущільнення вібрацією.

Взаємодія щитів ковзної опалубки та ущільненого бетону в стадії їх спільної роботи достатня добре моделюється пасивним опором вязкопластіческого тіла під впливом натиску з боку вертикальної підпірної стінки. Розрахунки показали, що при односторонньому дії опалубочного щита на бетонну мас) для зсуву частини масиву але головним площинах ковзання потрібне посилення натиску, що значно перевищує тиск, який виникає при саме несприятливому поєднанні умов укладання та ущільнення суміші. При двосторонньому натиску опалубних щитів на вертикальний -шар бетону обмеженою товщини зусилля натиску, необхідні для усунення ущільненого бетону пс головним площинах ковзання, набувають зворотний знак і значно перевищують тиск, необхідний для зміни компресійних характеристик суміші. Зворотне розпушення ущільненої суміші під дією двостороннього стиснення вимагає такого високого тиску, яке недосяжне при бетонуванні в ковзної опалубки.

Таким чином, бетонна суміш, що укладається за правилами бетонування в ковзній опалубці шарами товщиною 25-30 см, що не чинить тиску на щити опалубки і здатна сприймати з їх боку пружний натиск, що виникає в процесі ущільнення вібрацією.

Для визначення зусиль взаємодії, що виникають в процесі бетонування, вимірювання проводили на моделі ковзної опалубки в натуральну величину. У порожнині формування встановлювали датчик з мембраною з високоміцної фосфористої бронзи. Тиску та зусиллю на підйомних тязі в статичному положенні установки вимірювали автоматичним вимірювачем тиску (АІД- 6М) в процесі вібрації і підйому опалубки-фотоосціллографом Н-700 з підсилювачем 8-Анч. Фактичні характеристики взаємодії сталевий ковзної опалубки з разлічнььмі видами бетону наведені в таблиці.

У період між закінченням вібрації і першим підйомом опалубки відбувалося мимовільне зниження тиску. яке утримувалося без зміни до тих пір, поки опалубка не розпочинала рухатися вгору. Це обумовлено інтенсивної усадкою свежеотформованной суміші.

Для зменшення зусиль взаємодії ковзної опалубки з бетонною сумішшю необхідно зменшувати або повністю усувати тиск між щитами опалубки і ущільненим бетоном. Це завдання вирішує запропонована технологія бетонування з використанням проміжних видобутих щитків ( «лейнер») з тонкого (до 2 мм) листового матеріалу. Висота лейнер більше висоти порожнини формування (30-35 ом). Лейнер встановлюють в порожнину формування впритул до щитів ковзної опалубки (рис. 5) і відразу ж після укладання і уплотненія.бетона черзі витягають з неї.

Зазор (2 мм), що залишається між бетоном і опалубкою, після видалення щитків оберігає щит опалубки, випрямляти після пружного прогину (як правило, не перевищує 1 -1,5 мм) від зіткнення з вертикальною поверхнею бетону. Тому вертикальні межі стін, що звільнилися від лейнер, зберігають надану їм форму. Це дозволяє бетонувати в ковзної опалубки тонкі стіни.

Принципова можливість формування тонких стін за допомогою лейнер була перевірена при зведенні натурних фрагментів стін товщиною 7 см, виконаних з керамзитобетону, шлакопемзобетон і важкого бетону. Результати пробних формовок показали, що легкобетоні суміші краще відповідають особливостям запропонованої технології, ніж суміші на щільних заповнювачах. Це обумовлено високими сорбційними властивостями пористих заповнювачів, а також злитим будовою легких бетонів і наявністю гідравлічно активної дисперсної складової в легкому піску.

Важкий бетон (хоча і в меншій мірі), також проявляє здатність зберігати вертикальність свежеотформованних поверхонь при його рухливості не більше 8 см. При бетонуванні цивільних будівель з тонкими внутрішньоквартирними стінами і перегородками за запропонованою технологією досить двох - чотирьох пар лейнер довжиною від 1,2 до 1,6 м, що забезпечують бетонування стін протяжністю 150-200 м. Це дозволить суттєво знизити витрату бетону в порівнянні з будівлями, споруджуються за прийнятою технологією, і підвищити економічну еффектівнос ть їх будівництва.

На силу зчеплення бетону з опалубкою впливають адгезія (прилипання) і усадка бетону, шорсткість і пористість поверхні. При великій силі зчеплення бетону з опалубкою ускладнюється робота по розпалубці, підвищується трудомісткість робіт, погіршується якість бетонних поверхонь, передчасно зношуються щити опалубки.

Бетон прилипає до дерев'яних і сталевим поверхонь опалубки значно сильніше, ніж до пластмасових. Це пояснюється властивостями матеріалу. Дерево, фанера, сталь і склопластики добре змочуються, тому і зчеплення бетону з ними досить висока, зі слабо змочують матеріалами (наприклад, текстолітів, гетинакс, поліпропіленом) зчеплення бетону в кілька разів нижче.

Тому для отримання поверхонь високої якості слід використовувати облицювання з текстоліту, гетинаксу, поліпропілену або застосовувати водостійку фанеру, оброблену спеціальними складами. Коли адгезія мала, поверхня бетону не порушується і опалубка легко відходить. Зі збільшенням адгезії шар бетону, що прилягає до опалубки, руйнується. На міцності конструкції це не впливає, але якість поверхонь істотно знижується. Знизити адгезію можна нанесенням на поверхню опалубки водних суспензій, гидрофобизирующих мастил, комбінованих мастил, мастил - сповільнювачів схоплювання бетону. Принцип дії водних суспензій і гидрофобизирующих мастил заснований на тому, що на поверхні опалубки утворюється захисна плівка, яка знижує зчеплення бетону з опалубкою.

Комбіновані мастила являють собою суміш сповільнювачів схоплювання бетону і гидрофобизирующих емульсій. При виготовленні мастил в них додають сульфітно-дріжджову барду (СДБ), милонафт. Такі мастила пластифікують бетон прилеглої зони, і він не руйнується.

Мастила - сповільнювачі схоплювання бетону - використовують для отримання хорошої фактури поверхні. До моменту розпалубки міцність цих шарів трохи нижче, ніж основної маси бетону. Відразу ж після розпалубки оголюють структуру бетону промиванням його струменем води. Після такого промивання отримують гарну поверхню з рівномірним оголенням великого заповнювача. Мастила наносять на щити опалубки до установки в проектне положення шляхом пневматичного розпилення. Такий спосіб нанесення забезпечує однорідність і постійну товщину шару, що наноситься, а також скорочує витрату мастила.

Для пневматичного нанесення застосовують розпилювачі або вудки-розпилювачі. Більш в'язкі мастила наносять валиками або щітками.

Привіт шановні читачі! На всі наші і Ваші питання сьогодні відповідає майстер Вадим Олександрович. Сьогодні ми поговоримо про особливості заливки бетону в опалубку.

Привіт Вадим Олександрович!

Доброго дня! Перш за все я хочу сказати, що ця робота досить складна і дуже відповідальна, і заливку перекриттів і несучих стін краще довірити професіоналам, ніж намагатися робити самим. Давайте приступимо до ваших запитань.

1. Чи потрібно яким небудь чином готувати опалубку і арматуру?

Опалубку змащують спеціальної водоемульсійною мастилом (Емульсол) для того, щоб відокремити опалубку від застиглого бетону. Хоча на будівництві були випадки коли заливали в несмазанная опалубку і потім її відривали. Також опалубка стягується спеціальними стяжками, які вставляються в трубки між щитами.

2. Чи відрізняється спосіб заливки горизонтальних форм від вертикальних?

Практично не відрізняється. Вертикальні трохи складніше утрамбовувати.

3. Розкажіть будь ласка як потрібно заливати бетон.

Спосіб заливки визначається проектом (ТКП) Заливати бажано всю опалубку відразу, заливка шарами небажана, інакше доведеться робити насічки перфоратором для кращого зчеплення шарів. Вертикальні ж форми обов'язково заливаємо цілком.

4. Як з'єднати шари якщо все ж заливаємо шарами? ну не вистачило нам бетону для заливки цілком.

Як я вже сказав, робимо насічки перфоратором по застиглому бетоні.

5. Які секрети рівномірної заливки?

Секретів немає, є загальні правила: Заливаємо в різні місця а не в одне, розкидаємо лопатами по всій формі, далі - утрамбовуємо вібратором до гладкою глянсовою поверхні для того, щоб прибрати всі порожнечі і бетон рівномірно заповнив опалубку. Однак, якщо бетон неякісний, але дуже потрібно заливати, то використовувати вібратор можна - витече вся вода і бетон не схопиться. В цьому випадку потрібно просто постукати по опалубці. Але таких випадків намагайтеся уникати - для себе ж будуєте.

6. Як впливає густота розчину на заливку?

Густий розчин складно рівномірно розподілити і утрамбувати. Перед заливанням необхідно додати води в міксер. Занадто рідкий - і знову ж таки погано, при утрамбування вся вода витече і бетон не схопиться. Якщо робимо самі, то додаємо цемент і пісок, якщо нам привозять готовий, то відправляємо на завод через невідповідність.

7. Я чув що бетон нагрівається при застиганні. Проблема чи це і чи потрібно з цим боротися?

Так, це проблема і з нею потрібно боротися. У спеку обов'язково потрібно поливати опалубку холодною водою, інакше бетон розтріскається. А в мороз навпаки, прогріваємо.

8. Якщо ми не встежили і бетон розтріснувся, як це виправити?

Невеликі тріщини допустимі, максимальний розмір тріщини вказано в проектній документації, якщо розмір перевищено - то беремо відбійний молоток і відбиваємо. Інакше розвалиться сама через деякий час. Адже тріщини значно знижують міцність конструкції.

Велике спасибі за консультацію Вадим Олександрович. Ми і наші читачі вам дуже вдячні.