Глава IX. Причины возникновения дефектов при изготовлении железобетонных конструкций и при возведении каменных

Конструкций

9.1.Сборные железобетонные конструкции

При изготовлении сборных железобетонных конструкций в заводских условиях наиболее часто встречающимися технологическими отклонениями, влияющими на несущею способность и долговечность элементов, являются:

1. Несоблюдение толщины защитного слоя бетона, а зачастую, практически полное его отсутствие. В этом случае арматурные стержни либо выходят на поверхность, либо закрыты лишь тонким слоем цементного раствора. Последствия данного отклонения приводят при эксплуатации элемента к быстрой коррозии арматуры, снижению сцепления арматуры с бетоном и преждевременному выходу конструкции из строя.

2. Смещение закладных деталей по поверхности изделия и по его толщине. При этом происходит и смещение точек приложения нагрузок, создавая в элементе дополнительные усилия – изгибающие и крутящие моменты, на которые данные конструкции заведомо не рассчитывались. Возможные последствия – перенапряжение сечений с появлением трещин в растянутых зонах. Кроме того, при чрезмерно заглубленных закладных деталях в условиях строительной площадки либо делаются попытки обнажить закладные детали ( при этом происходит механическое повреждение бетона), либо предлагается вариант установки новых, не всегда надежных, закладных деталей путем изготовления обойм, хомутов и т.п., либо соединение стыкуемых конструктивных элементов вообще не производится ( что меняет расчетную схему конструкций или существенно снижает жесткость узла со всеми вытекающими отсюда последствиями).

3. Недостаточное уплотнение бетона при бетонировании изделия, приводящее к образованию пустот и раковин в теле изделия и на его поверхности. Наличие пустот и раковин в теле бетона может существенно сказаться на несущей способности сечения, особенно в случае нахождения этого дефекта в зоне максимального значения усилий.

4. Снижение прочности бетона по сравнению с проектов во всем конструктивном элементе или его отдельных зонах может являться следствием неправильного подбора состава бетона, пониженной активности цемента, недостаточного времени перемешивания бетона в бетоносмесительных установках , применения загрязненных заполнителей ( наличие глины, ила и других загрязняющих включений) и применение пылевидных песков и песков с малым модулем крупности. Снижение прочности бетона в изделии или в его отдельных зонах прямо связано со снижением несущей способности элемента.

5. Применение чрезмерно подвижных бетонов ( с повышенным значением В/Ц) и изготовление жестких режимов термообработки изделий приводит к образованию усадочных трещин на открытой поверхности изделия, сориентированных вдоль стержней арматуры. При эксплуатации таких изделий в условиях повышенной влажности или атмосферных воздействий влага через усадочные трещины проникает к арматуре и вызывает коррозию. Увеличение в объеме продуктов начавшейся коррозии приводит к раскрытию усадочной трещины, а в дальнейшем к разрушению защитного слоя бетона.

6. Отклонения от проектных размеров железобетонных изделий в плане и по толщине, превышающие предельно допустимые отклонения. В узлах соединений сборных железобетонных элементов, имеющих отклонение размеров, может иметь место недостаточная длина опирания и как следствие недостаточная длина анкеровки продольной рабочей арматуры; появление дополнительных эксцентриситетов приложения усилий и соответствующих изгибающих или крутящих моментов, не учтенных расчетом; искривление (неплоскостность) опорных поверхностей, вызванное дефектами опалубочных форм, приводит к точечному опиранию конструкции вместо опирания по всей плоскости и опасности появления местного смятия материала при резко возрастающих напряжениях, а также изменению расчетной схемы элемента.

7. Применение химических добавок в бетон для повышения его удобоукладываемости и экономии цемента, а также для быстрейшего приобретения необходимой прочности бетона без соблюдения требований технических условий как по виду добавок, так и по их дозировке может привести к коррозии арматуры в изделиях, снижению стойкости цементного камня в сульфатной среде и повышению усадки.

8. Обрыв напряженных стержней происходит в изделии обычно в период формовки или термовлажностной обработки. Причиной обрыва является чрезмерное растяжение стержней при отсутствии контроля за величиной предварительного напряжения арматуры, обрыв временных концевых анкеров, пониженная прочность арматурной стали и др. При обрыве напряженный стержень проскальзывает в бетоне, теряет сцепление с бетоном, повреждает защитный слой бетона и практически выключается из работы при соответствующем снижении несущей способности, трещиностойкости и жесткости изделия.

9.2.Монолитные железобетонные конструкции

Для монолитных железобетонных конструкций отклонения в технологии их возведения и влияние отклонений на работу конструкций под нагрузкой имеют, в основном, такой же характер, как и в сборных железобетонных конструкциях.

Специфическими для монолитных железобетонных конструкций могут считаться такие отклонения, как:

1. Преждевременное снятие опалубки, элемент, не набравший проектную прочность бетона, может оказаться не в состоянии воспринимать не только полезную нагрузку, но даже и собственную массу.

2. Недостатки бетонирования в виде пустот и раковин в теле бетона. Они встречаются чаще всего в местах менее доступных для качественного уплотнения: в колоннах и в высоких балках. Недостаточно подвижная (пластичная) бетонная масса при густом армировании, слишком крупный щебень и подача бетона в опалубку с большой высоты и большими порциями благоприятствуют образованию пустот и раковин, которые ослабляют конструкцию.

3. Нарушение требования о беспрерывности возведения при применении скользящей опалубки. Это нарушение приводит зачастую к многочисленным дефектам, в частности, к срывам и зависаниям бетона (горизонтальным трещинам и круговым раковинам). Срывы бетона и нарушения его структуры также могут происходить в процессе его схватывания элементами скользящей опалубки, которые часто имеют различные дефекты, в частности, обратную конусность, способствующие образованию срывов бетона.

4. Недостаточная связь между бетоном разновременного производства может привести к изолированной работе элементов конструкции, разделенных по линии стыка нового и старого бетона.

5. Возможность потери сцепления рабочей арматуры с бетоном при бетонировании монолитных железобетонных конструкций на недостаточно жесткой и зыбкой опалубке. В этом случае стержни арматуры во время уплотнения жесткого бетона образуют в бетоне гнезда, диаметр которых больше диаметра самих стержней. Потери сцепления арматуры с бетоном приводит к снижению несущей способности и жесткости конструкции под нагрузкой.

6. Влияние низкой температуры. При понижении температуры наружного воздуха ниже 0⁰С процесс твердения бетона, уложенного в этот период, значительно снижается или вовсе прекращается. У бетона подвергнутого замораживанию в раннем возрасте, снижается способность к росту прочности даже в условиях наступления положительной температуры.

Пониженная прочность монолитного бетона может служить причиной повреждений и даже обрушений конструкций. В случае применения при зимнем бетонировании противоморозных добавок и добавок ускорителей твердения следует иметь в виду, что введение добавок, содержащих хлористые соли, приводит к коррозии арматуры, а применение различных химических добавок в бетон не допускается в тех сооружениях, где возможно воздействие блуждающих токов.

7. Влияние высокой температуры для монолитного железобетона проявляется в виде усадочных трещин, вызываемых слишком быстрым высыханием верхней поверхности бетона, а также возможным прекращением процесса схватывания цемента и твердения бетона.

9.3.Каменные конструкции

При возведении каменных конструкций в условиях строительной площадки могут иметь место отклонения в технологии и в правилах производства каменных работ, оказывающие негативное влияние на работу кладки под нагрузкой.

Наиболее часто встречающиеся нарушения технологии возведения каменных конструкций:

1. Низкое качество работ:

- отклонение от горизонтали и вертикали поверхностей, рядов кладки и углов элементов из-за слабого геодезического контроля; при допустимом отклонении от вертикали на один этаж 10 мм и не более 30 мм на все здание отмечаются отклонения в гораздо больших размерах; отклонение стен от вертикали приводит к образованию эксцентриситета продольных усилий при снижении их несущей способности;

- толщина горизонтальных и вертикальных швов в кладке превышает допустимую толщину в 10-12 мм; швы заполняются раствором не полностью, что приводит в дальнейшем к перенапряжениям в конструкции, образованию трещин и возможному разрушению;

- нарушение проектных требований перевязки швов и кладки, как на отдельных участках стен, так и в местах примыканий несущих пилястр к стенам или несущих поперечных стен к продольным стенам приводи к образованию вертикальных трещин и отделению одного участка кладки от другого;

- кладка столбов и узких простенков стен выполняется часто по многорядной системе перевязки в 5-6 рядов вместо требуемой трехрядной или цепной системы перевязки;

- применение кирпича-половняка и кирпичного боя в несущих ответственных конструкциях, хотя это допускается только в кладке забутовки и для малонагруженных элементов;

- плохое сцепление кирпича с раствором, которое возникает по разным причинам, чаще всего в зимнее время это укладка обледеневшего кирпича на неочищенную от снега поверхность; в жаркую летнюю погоду, наоборот, укладка в дело чрезмерно сухого кирпича, который быстро забирает влагу из раствора и обезвоживает его. Обезвоженный раствор, особенно цементный, практически не имеет сцепления с кладкой и легко отделяется от кирпича, что резко снижает несущую способность конструкции.

2. Отклонения от проектных требований:

- применение кирпича и раствора меньшей марки и других видов, (например, силикатного кирпича вместо глиняного) по сравнению с предусмотренными в проекте. Это происходит при отсутствии постоянного контроля за прочностью кирпича и раствора со стороны строительных лабораторий и может привести к существенному снижению несущей способности стен, простенков, столбов. Нарушение требований проекта при возведении армокаменных конструкций с поперечным сетчатым армированием чаще всего сводится к увеличению шага сеток по высоте стен и столбов сверх допустимого, равного 40 см;

- анкерные металлические связи здания или в местах примыкания внутренних стен к наружным либо вообще не устанавливаются, либо не заделываются на требуемую длину 1м, считая от внутреннего угла; отсутствие связей или малая их анкеровка приводят к образованию вертикальных трещин, отделяющих более нагруженные стены от менее нагруженных;

- отсутствие опорных железобетонных подушек в местах передачи на кладку больших сосредоточенных нагрузок (под опорами стропильных балок и прогонов, под ребрами плит покрытия и др.) или установка опорных подушек, не содержащих арматуры, с возможным их раздавливанием и последующим разрушением расположенной под ней кирпичной кладки;

- загружение каменных конструкций постоянной нагрузкой до достижения кладкой необходимой прочности; возможность или не возможность загружения кладки до набора раствором проектной прочности, особенно при внецентренном сжатии, должно быть оговорено в проекте и строго соблюдаться при производстве работ, так как при недостаточной прочности кладки возможно ее разрушение.

3. Нарушение правил производства работ в зимних условиях:

- применение раствора для зимней кладки методом замораживания без прогрева и без химических добавок, снижающих температуру замерзания раствора, что не позволяет раствору набрать до замерзания даже минимальную прочность, в связи, с чем в период первого оттаивания в конструкциях возникает неравномерная осадка при резком снижении прочности кладки;

- использование раствора, доставленного в самосвалах, после длительного открытого хранения раствора на строительном объекте, после разбавления частично смерзшегося раствора дополнительным количеством воды для придания ему пластичности;

- невыполнение мероприятий по обеспечения устойчивости и усилению несущих конструкций в период первого оттаивания во избежание перегрузок, а также мероприятий по предупреждению последствий перераспределения нагрузок на конструкции и связанного с этим возможного появления деформаций в здании при неравномерном оттаивании различных конструктивных элементов.

9.4.Влияние длительного срока возведения или перерыва в строительстве объектов без надлежащей консервации конструкций на их последующую работу

При длительном (многолетнем) сроке возведения или при перерыве в строительстве объектов незащищенные строительные конструкции подвергаются атмосферным и климатическим воздействиям.

Основными негативными факторами, влияющими на состояние конструкций, являются осадки в виде дождя и снега и попеременное воздействие положительных и отрицательным температур.

Наибольшее повреждение железобетонные и каменные конструкции получают на незавершенном строительстве при отсутствии на объекте кровельного покрытия, в этом случае конструкции при дожде замачиваются на всех этажах здания, а высыхание их продолжается длительное время.

Для железобетонных конструкций, оставленных при перерывах в строительстве без надлежащей защиты и консервации, характерны следующие повреждения:

- коррозия открытых стальных закладных деталей (при длительном увлажнении коррозии подвергаются даже оцинкованные закладные детали);

- коррозия выходящих наружу из изделий выпусков арматуры в местах расположения стыков элементов и последующее распространение коррозии по арматурным стержням вглубь бетона;

- коррозия арматуры в сетках и каркасах, расположенных у нижних граней элементов вследствие просачивания воды сквозь толщу бетона до арматурных стержней при длительном замачивании верхней поверхности конструкций;

- развитие усадочных трещин, расположенных обычно вдоль арматурных стержней, по ширине их раскрытия и глубине проникновения в бетон, вследствие, разрушения бетона в зоне трещин из-за увеличения объема воды, попавшей в трещину при замерзании, а также при последующем развитии коррозии арматуры, при длительном увлажнении и многоцикловом замораживании и оттаивании защитный слой бетона вдоль усадочных трещин разрушается;

- многократное замораживание и оттаивание увлажненного бетона (особенно на верхней горизонтальной поверхности) приводит к деструктивным процессам сначала по поверхности (шелушение , образование лещадок), а потом и в толще сечения;

- коррозия бетона, проявляющаяся в вымывании мягкой дождевой водой растворной составляющей части цементного камня – гидрата окиси кальция и последующем снижении его прочностных характеристик. Внешним признаком коррозии данного вида является появление на наружной поверхности железобетонного или бетонного элемента белых хлопьев ( это наиболее характерно для монолитного бетона, имеющего обычно меньшую степень уплотнения;

- образование трещин в бетоне стенок каналов и технологических пустот при попадании в них и последующем замерзании там воды от дождя и таяния снега ( в практике строительства известны многочисленные случаи такого повреждения многопустотных плит перекрытий, когда в пустоты плит сквозь отверстия для монтажных петель проникала вода и, увеличиваясь в объеме при замерзании, разрывала бетон по нижней поверхности изделий);

- биологическое повреждение бетона за счет воздействия на него агрессивной воздушной среды и кислотных осадков.

Повреждения каменных конструкций, оставленных без консервации при длительном перерыве в строительстве, вызываются теми же причинами и факторами, то и для железобетонных конструкций.

При этом наиболее часто встречаются такие повреждения:

- разрушение поверхностных слоев кладки под воздействием попеременного замораживания и оттаивания при значительном и увлажнении атмосферными осадками; замачивание вертикальных плоскостей кладки недостроенных стен происходит из-за отсутствия водоотвода с кровли или отсутствия карнизной части стены, а также при косых дождях;

- выветривание и разрушение кирпича и растворных швов;

- развитие микро- и макротрещин в материалах каменной кладки за счет температурных воздействий окружающей среды;

- повреждение камней и раствора в швах каменной кладки за счет развития корневой системы низших и высших представителей флоры (мхи, лишайники, травы, кустарники);

- повреждение материалов каменной кладки при агрессивном воздействии окружающей воздушной среды и кислотных осадков.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: