Отслоившийся бетон: причины, виды и контроль консистенции

Расслоение бетонной смеси

Разделение составляющих бетона на отдельные фракции под действием силы тяжести в связи с разницей в размерах частиц называется расслоением. Самые крупные элементы оказываются в нижнем слое, повышая его плотность, а на поверхности раствора образуется слой воды. По этой причине теряется устойчивость консистенции и смесь при использовании начинает рассыпаться, в то время как в нормальном состоянии бетон представляет собой однородную, вязкую и прочную массу.

Причины расслоения

Среди основных факторов, способствующих разделению слоев бетонной смеси, отмечают следующие.

  • Превышение оптимальной доли воды, разбавляющей смесь. Такая ситуация не редкость. Невзирая на то, что производитель изготовил продукт по установленной технологии, на стройплощадке раствор нередко подвергается «улучшению» со стороны рабочих, которые доливают в него воды. Из-за этого нарушаются изначальные свойства смеси. Излишки жидкости не вступают в реакцию с прочими ингредиентами, и в результате образуются пустоты.
  • Негативное влияние среды, при котором может происходить изменение свойств бетона. Когда неблагоприятных факторов несколько, расслаивание ускоряется.
  • Известно, что при укладке раствора из бетона его требуется провибрировать. При помощи специализированных устройств в определенных местах в толщу материала вводят штыри и производят высокочастотную вибрацию. Но иногда имеет место неравномерное уплотнения раствора (в случаях, когда происходила его утрамбовка).
  • Если смесь при производстве была залита с недопустимой высоты и быстрее, чем требует технология, это приведет к неоднородной консистенции продукта.
  • Вовлечение большой доли воздуха при подаче бетона. Если процесс не будет нейтрализован путем уплотнения с проколами, то отслоение неизбежно.
  • При манипуляциях с ж/б конструкциями не был принят во внимание факт наличия большого количества гибкой арматуры, способной помешать растеканию раствора в процессе вибрирования.

Есть и другие специфические причины, которые проявляются в строительной практике сравнительно редко. Чтобы не столкнуться с такой досадной проблемой, как расслоившийся бетон, нужно просто соблюдать правила работы с этим материалом.

Виды расслоения

Есть 2 основных варианта расслоения бетонной массы:

  • Отделение более крупных элементов, оседающих быстрее, чем меньшие по калибру. Такое возможно при использовании тощих или жестких смесей.
  • Расслоение в подвижных смесях. Раствор бетона, падающий по желобу со значительной высоты с меняющимся направлением движения, имеет повышенные шансы расслоиться.

Кроме того, можно выделить такую разновидность, как формирование слабой структуры вследствие нарушенной технологии приготовления раствора или применения цемента низкого качества (на что может указать быстрое образование пыли). В результате на поверхности смеси образуются впадины, возникает отслаивание.

Риск расслоения меньше, если раствор сразу из бетоносмесителя укладывается в формы без какой-либо дополнительной транспортировки. Во время работы не стоит забывать о связующих элементах бетонного раствора, не позволяющих ему впоследствии делиться на слои. Если признаки расслоения все же появились, то нужно незамедлительно приступить к корректировке дефектов, так как ремонтировать объект на более поздних стадиях выйдет более затратно.

Контроль консистенции бетонного раствора

В данном случае контроль является крайне важным этапом, определяющим, правильно ли приготовлен раствор, каково качество его составляющих, в каком количестве они были задействованы, сколько присутствует воды в строительной смеси. На стройплощадках нередки ситуации, когда первая смесь получается слишком жесткой или же наоборот излишне подвижной. Осадка конуса демонстрирует, насколько хороша консистенция раствора и каково процентное содержание влаги. Благодаря данной методике удается понять, есть ли неточности в дозировке компонентов.

Явление расслоения бетона встречается в строительно-ремонтной практике достаточно часто. Специалисты определяют его как по визуальным недостаткам сооружения, так и на слух. Для реализации второго способа, подходящего только для малых площадей, требуется аккуратное простукивание молотком проверяемой поверхности. Глухой звук свидетельствует о наличии проблемы. Если проведенная проверка выявляет, что отслоившийся участок занимает больше трети всей площади, такая конструкция подлежит демонтажу, и ее придется заливать повторно. На более крупных объектах проблема может быть обнаружена уже при ошибках на стадии изготовления и укладки раствора. Выявление признаков расслоения бетонной смеси требует оперативного исправления ситуации.

Контроль дефектов бетона

Статья посвящена вопросам контроля, «лечения» и локализации дефектов бетона монолитных конструкций, даются различные рекомендации по выявлению и устранению различных видов дефектов. В статье также приводятся наиболее часто встречающиеся дефекты конструкций.

К настоящему моменту монолитное домостроение занимает все большую долю в области промышленного и гражданского строительства в городах России. Данному факту способствуют такие положительные предпосылки, как скорость, инновации и уникальность проектов, а также свободный выбор конфигурации будущего здания, не зависящий от типовых элементов. С каждым годом совершенствуется технология производства железобетонных конструкций, внедряются новые строительные материалы, разрабатываются индивидуальные проекты. Наряду с этим с каждым годом ужесточаются

Рис. 2. Дефект, устраненный ремонтной смесью типа Mapegrout Thixotropic

требования к выполнению строительно-монтажных работ и проектных решений. Для достижения положительного результата работы на объектах необходимо осуществлять контроль за качеством процесса производства.

Особое внимание необходимо уделять качеству возводимого монолитного железобетонного каркаса здания как основного «скелета» воплощенного в реальность проекта.

В данной статье отведем особое внимание вопросу по контролю, «лечению» и локализации дефектов бетона монолитных конструкций.

Сегодня существует достаточное количество рекомендаций по выявлению и устранению различных видов дефектов. Попытаемся сформулировать основные аспекты по минимизации данных воздействий на конструктив.

Согласно классификатору существует 2 основных вида дефектов:

  • значительный — дефект, при наличии которого существенно ухудшаются эксплуатационные характеристики строительной продукции и ее долговечность. Такие дефекты подлежат устранению до скрытия их последующими работами;
  • критический — дефект, при наличии которого здание, сооружение, его часть или конструктивный элемент функционально непригодны, дальнейшее ведение работ по условиям прочности и устойчивости небезопасно либо может повлечь снижение указанных характеристик в ипроцессе эксплуатации. Данные дефекты подлежат безусловному устранению до начала последующих работ или с приостановкой начатых работ.

Следует отметить, что наиболее часто встречающимися дефектами конструкций являются:

  • участки с оголенной арматурой;
  • наплывы;
  • трещины;
  • полости и пустоты в «теле» бетона, а также в узлах сопряжения конструкций и в зоне холодных швов;
  • сколы на поверхности;
  • участки с недовибрированным бетоном (см. рис. 1);
  • раковины и каверны;
  • нарушение толщины защитного слоя бетона;
  • инородные включения;
  • участки с расслаивающимся и шелушащимся бетоном;
  • участки с промороженным бетоном.

Рис. 3. Исправленный дефект балки

Стоит сказать о причинах появления дефектов, так как, предотвратив их, зачастую можно избежать ненужных финансовых затрат и немалой трудоемкости, связанных с ремонтом конструкций. Такой дефект, как наплыв из бетона, является как одним из следствий неправильной установки или недостаточной герме-алчности опалубки, либо ее низкого качества. Полости и пустоты в конструкциях образуются при недостаточном уплотнении бетонной смеси, чрезмерного воздухововлечения и попадания в зону бетонирования инородных предметов (строительного мусора) и ряда других факторов.

Недостаточная толщина защитного слоя зачастую связана с неправильной установкой или смещением опалубки, ее некачественной поверхностью, а также с нарушением или отступлением от проекта при выполнении арматурных и бетонных работ.

Рис. 4. Исправленный дефект в примыкании конструкций

Появлению трещин, как правило, сопутствуют неправильный уход или его отсутствие за конструкциями (резкий перепад температур), в иных случаях — нагружение конструкций до достижения бетоном требуемой проектом прочности, ошибки в чертежах, не до конца проработанные решения по проблемам процесса проведения земляных работ и ряд других причин.

В качестве материала для лечения дефектов применяют сухие многокомпонентные смеси из специального безусадочного цемента, фракционированных заполнителей, армирующих волокон и комплекса полимерных добавок (Mapegrout Thixotropic (см. рис. 2), БИРСС, Sika, CONSOLIT BARS 113, ЭМАКО S88 или аналогичные составы (по согласованию с НИИЖБ). Такие смеси при затворении водой позволяют приготовить безусадочную, пластичную, не расслаивающуюся смесь, обеспечивающую следующие основные требования по прочности, адгезии, трещиностойкости, морозостойкости, водонепроницаемости ит.д.

Рис. 5. Исправленный дефект в конструкции стены

Вышеперечисленные показатели должны быть не ниже проектных значений монолитных железобетонных конструкций.

Также существует явление так называемого «ремонта», целью которого является лишь сокрытие дефектов различными способами: замазывание трещин, полостей несоответствующими ремонтными составами, цементной смесью на неподготовленное основание (без его обеспыливания, обезжиривания, конфигурирования и т.д.). Данный факт ведет к негативным последствиям и значительным финансовым потерям. Существует значительный риск деструкции конструкций и, как следствие, некачественно выполненных последующих отделочных работ. Для устранения данной проблемы в первую очередь рекомендуется создавать специализированные бригады или звенья, прошедшие соответствующее обучение.

Как правило, ремонтные работы начинают осуществлять после тщательного изучения дефектных участков, к которым доставляются необходимый инвентарь, приспособления и средства для безопасного выполнения работ.

Основным и наиболее часто встречающимся дефектом является недовибрированный бетон.

Рис. 6. Пример монолитности конструкций после использования деревянного бруса

Важно отметить, что в зимний период бетонирования при скоростном монолитном домостроении отремонтированную поверхность необходимо защитить тепловлагоизоляционным материалом, тем самым предохраняя ее от испарения влаги и сохраняя тепло в «теле» ремонтируемого участка, учитывая еще и собственную экзотермию смеси за счет цементного вяжущего (см. рис. 3, 4, 5). В построечных условиях в качестве защитного покрытия может служить соответствующий размер фанерной доски, совмещенный с распространенным материалом «Этафом».

Также считаем нужным отметить, что для соблюдения монолитности стен лифтовой шахты с нижележащим перекрытием необходимо с внутренней стороны перед установкой стеновой опалубки жестко установить деревянный брус. Это позволяет исключить перепад в бетоне между торцом плиты перекрытия и стенами шахты (см. рис. 6).

Читайте также:  Глубина бетонного фундамента: монтаж?

Эти приемы позволяют сэкономить время, трудовые и материальные затраты при ускоренном темпе строительства и сжатых производственных сроках.

В заключение отметим, что при строительстве объектов любого назначения необходимо осуществлять регулярный контроль за процессом производства и стараться вовремя соблюдать нормативные, технологические и проектные требования.

  1. СП 13-102-2003 «Правила обследования несущих строительное конструкций зданий и сооружений».
  2. Классификатор основных видов дефектов в строительстве и промышленности строительных материалов. Госстрой России, М.: ЦИТП Госстроя России, 1993.
  3. ГОСТ Р 53778-2010 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинг технического состояния».
  4. МРДС 02-08 «Пособие по научно-техническому сопровождению и мониторингу строящихся зданий и сооружений, в том числе большепролетных, высотных, уникальных».
  5. CHuII 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции. М., 1998. в. СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения».
  6. Пособие по обследованию строительных конструкций. АО «ЦПИ-ИПромзданий», М.: 1997.
  7. Руководство по проведению натурных обследований промышленных зданий и сооружений, АО «ЦНИИПромзданий», М., 1997.
  8. СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции».
  9. СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения».

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.

  1. Дефект бетона — гравелистая поверхность этот дефект возникает, как правило, из-за некачественной опалубки, которую зачастую попросту забывают ремонтировать и используют множество раз. Этот изъян можно увидеть невооруженным взглядом — он заключается в том, что грани твердого наполнителя выпирают из тела бетона. Из-за этого проведение отделочных работ серьезно затрудняется или вовсе становится невозможным.

Фото дефект бетона:

Как устранить дефект гравелистая поверхность : очистить металлическими щетками, промывают струей воды, а затем оштукатуривают цементно-песчаным раствором состава 1:2 (по объему) 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:

Как устранить дефект раковины в бетоне: в сильно загруженных колоннах раковины последовательно расчищают, удаляя уплотненный 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 расчетных 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.

В современную эпоху одним из основных материалов используемых для строительства является бетон. Сравнительно дешев и прост в изготовлении. Представляет собой смесь воды, цемента, заполнителей и добавок (пластификаторов). Кажется что этому материалу нет равных по долговечности и прочности, но это верно лишь от части. Бетон как и все другие материалы подвержен разрушению от воздействия динамических нагрузок, внешних факторов и условий эксплуатации.

Как правило, ремонт и защиту бетона начинают производить еще на стадии строительства с целью восстановления исходной формы, когда приходится устранять дефекты допущенные при возведении конструкции, лечении трещин и т.д.. В дальнейшем в процессе эксплуатации производят различные виды ремонта, такие как, восстановление внешнего вида, усиление несущей способности отдельных элементов и конструкции в целом , защиту от внешних факторов разрушения. Любой ремонт должен проводиться качественно и гарантировать долговечность, Но часто эти требования не выполняются. И основными причинами являются не корректное установление причины разрушения, как следствие неправильный выбор материалов и методов проведения работ.

Рассмотрим причины разрушения бетона и способы их решения или восстановления.

Причины можно разделить на несколько групп:

  • Химические
  • Физические
  • Механические
  • Дефекты и трещины

ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Основные разрушения бетона происходят от воздействия внешней среды и воздействия сульфатов, хлоридов и щелочей возникающих в процессе химических реакций наполнителей и вяжущих составов.

В конструкциях подвергающихся атмосферному влиянию, углекислота вызывает формирование карбоната кальция, в гидравлических сооружениях под его воздействием в составе воды наблюдается выщелачивание, ему подвержены вяжущие материалы.

Образование карбоната кальция происходит в процессе трансформации извести под воздействием углекислоты. Его концентрация зависит от окружающих внешних условий, эксплуатации сооружения и уровня промышленного загрязнения. При воздействии карбонатов на бетон в нем понижается уровень щелочной среды, что в свою очередь ведет к разрушению защитной пленки арматурных стержней и агрессивному воздействию на них влаги и кислорода, это приводит к агрессивной коррозии метала и новообразований вокруг арматурных стержней. Бетон в этих местах начинает вспучиваться, отслаиваться и даже полностью отваливаться. Появляются новые пути доступа кислорода и влаги, в глубь бетонной конструкции, что в свою очередь увеличивает и площадь, и глубину повреждений. Карбонизация наносит бетонным сооружениям исключительный вред.

Диагностика разрушений бетона карбонатами основана на цветовом тесте фенолфталеином. После нанесения 1% раствора фенолфталеина, не карбонизированный бетон краснеет, карбонизированный не меняет цвет.

Выщелачивание бетона такой же процесс, но проходит в присутствии влаги и представляет собой удаление цементного камня, разрушение усиливается под воздействием воды содержащей в себе углекислоту, серную кислоту органического происхождения.

Диагностика выщелачивания бетона состоит в визуальном обследовании, иных методов нет. При обследовании будут видны заполнители без цементного камня.

Разрушения сульфатами происходит от естественных примесей, таких как гипс и ангидриды. Из-за разницы размеров частиц в заполнителях и ускорителях, что в последствии приводит к образованию эттригита и растрескиванию поверхностного слоя бетона.

Диагностика разрушений от воздействия сульфатов проводится в лабораторных условиях и состоит в получении дифрактограммы в рентгеновском спектре.

Разрушение хлоридами наблюдается при воздействии на бетон морской воды, солей и антиобледенителей. При проникновении хлора в бетон до арматурных стержней происходит растворение пассивирующей пленки оксидов железа и начинается процесс коррозии. Скорость проникновения хлоридов в тело бетона зависит от концентрации хлоридов, проницаемости бетона и влажности. Как только начинается процесс коррозии, начинается разрушение бетона по нарастающей, из-за отслоений будут образовываться новые пути проникновения агрессивных веществ. Концентрация хлоридов поддерживающая коррозию, прямо пропорциональна рН бетона, в связи с чем можно связать разрушение из-за образования карбонатов и разрушения хлоридов в единый аспект и протекают часто параллельно.

Читайте также:  Морозостойкость бетона: маркировка, определение и как увеличить?

Диагностика разрушения хлоридами проводится несколькими методами, химический анализ выявляет весовую концентрацию хлоридов в цементе и цветовой тест с использованием флуоресценция и нитрата серебра и дифракционный анализ в рентгеновском спектре.

Более доступный метод, цветовой тест. Проводится обработкой бетона раствором флуорецеина и нитрата серебра. После обработки раствором, происходит окрашивание бетона, подверженного разрушению сульфатами в светло-розовый цвет, а не подверженного в темный.

Взаимодействие щелочей цемента с заполнителями, еще одно из химических разрушений бетона , выражается во взаимодействие цемента с заполнителями, которое приводит к серьезным разрушениям. Некоторые заполнители содержат реакционноспособный кремнезем, который взаимодействует со щелочами калия и натрия находящихся в цементе или их солями, которые поступают из вне в форме хлоридов. В результате реакции образуется гель, который расширяется в присутствии воды или влаги и разламывает бетон вокруг этих образований. В результате реакции образуются силикаты натрия и гидратированного калия, обладающих большой объемистостью. При этом на поверхности бетона появляются трещины, подрыв участков бетона, вспучивание. Ускорить реакцию способна дополнительная влажность, а так же циклы замерзания и оттаивания.

Признаки взаимодействия щелочей цемента с заполнителями бетона можно определить визуально и с помощью цветового теста.

Визуально характерно упорядоченное растрескивание напоминающее паутину, набухание. Цветовой тест проводится с помощью кобальтинитрита натрия и позволяет выявить гель, возникающий в ходе реакции щелочей цемента и кремнеземом, в результате чего гель окрашивается в желтый цвет.

ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Замерзание и оттаивание, это когда вода проникает внутрь бетона и впоследствии замерзания создает напряжение взламывая бетон. Чтобы ограничить такие последствия необходимо сократить капиллярную микропористость на стадии изготовления бетона добавлением морозостойких заполнителей и воздухововлекающих добавок, которые поддерживают соотношение между водой и цементом.

Высокие температуры так же приводят к разрушительному эффекту на бетон. Разрушение возникают в результате разного расширения бетона и арматуры, разрыва заполнителя с вяжущим, при быстром остывании в результате воздействия воды при пожаре или иных обстоятельствах образование извести, быстрой конденсации пара, что приводит к разрывам и растрескиванию.

Усадка бетона бывает двух типов, пластическая и гигрометрическая.

Пластическая усадка происходит в пластичной стадии бетона ( в момент укладки бетона или первых дней после нее), причина, быстрое выделение влаги в окружающую среду. При пластической усадке на его поверхности образуются микротрещины, трещины, провалы.

Избежать пластическую усадку довольно просто, укрыть свежеуложенный бетон водонепроницаемой пленкой, при отсутствии возможности укрытия орошение в течении нескольких дней водой или нанесение материалов создающего защитную пленку.

Гигрометрическая усадка происходит уже после схватывания бетона в первые несколько месяцев. Избежать гигрометрическую усадку помогают добавки снижающие водоцементное соотношение между инертными материалами и цементом, одним словом, чем меньше воды в свежеприготовленном бетоне, тем меньше в последующем усадка.

МЕХАНИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Истирание, когда бетон подвергается постоянным нагрузкам твердых частиц, механических и пешеходных нагрузок и зависит от характеристик материалов из которых состоит бетон. В основном истиранию подвержены бетонные полы.

Стойкость к истиранию можно повысить пропорцией между водой и цементом или путем внесения в верхний слой бетона специальных цементов с твердыми добавками путем втирания, или специальных полимеров.

Ударное воздействие, разрушение в результате интенсивных ударных нагрузок, движения механических транспортных средств, ударов. Так как бетон хрупкий материал, кромки на швах и стыках надламываются.

Чтобы повысить ударостойкость применяется более прочный бетон армированный стальными волокнами, что способствует равномерному распределению ударного воздействия и правильный подбор шовного герметика.

Эрозия или выветривание, вызывается ветром, водой, обледенением и сопровождается сносом материала с поверхности бетона и оголением заполнителя. Определяется визуально и единственным средством борьбы, своевременная защита поверхности бетона.

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ДЕФЕКТОВ

  • Выступы на поверхности бетона (причина: недостаточно жесткая или неправильно установленная опалубка)
  • Наплывы бетона (причина: недостаточная герметичность опалубки, не квалифицированная укладка, проливы)
  • Раковины на поверхности бетона (причина: скопление воздуха, воды, недостаток раствора, недостаточно уплотнения бетона, щебеночность – жесткость смеси)
  • Полости в бетоне (причина: зависание смеси на арматуре и опалубке, в местах технологических швов, при преждевременном схватывании ранее уложенных слоев)

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ТРЕЩИН

  • Усадочные трещины (причина: недостаточный уход за свежеуложенным бетоном)
  • Трещины конструктивного и технологического происхождения (повреждения полученные в результате транспортировки, в процессе строительства, в результате защемления, эксплуатационных нагрузок и т.д.)

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОВРЕЖДЕНИЙ

Повреждения делятся на группы от степени влияния на несущие способности, рассмотрим коротко все по отдельности.

  • Повреждения не снижающие прочность конструкции (поверхностные раковины, пустоты, трещины, выбоины, разрушение поверхностного слоя), Не требуют срочных мер, устраняются при текущем ремонте, для предотвращения развития мелких трещин, образования новых с последующей защитой от внешних разрушающих факторов.
  • Повреждения снижающие долговечность конструкции (пустоты, раковины и сколы с оголением арматуры, поверхностная и глубинная коррозия бетона) Требуют безотлагательных мер. Устранение трещин, трещин вдоль арматуры, заделка пустот, удаление рыхлого и коррозированного бетона с последующей заделкой специальными материалами
  • Повреждения снижающие несущую способность конструкции (горизонтальные и наклонные трещины в стенках несущих конструкций, трещины в сопряжениях плит, пустоты в сжатых зонах и т.д.) Требуют срочных мер. Как правило под ликвидацию таких повреждений обычно разрабатывают индивидуальные проекты. При восстановлении несущей способности конструкций должны использоваться специальные материалы и технологии.

Почему происходит расслоение бетона — правила устранения проблемы

Связность бетона нарушается вследствие действия силы тяжести, при перемещении крупных элементов в нижние слои, что приводит к их уплотнению. Расслаиваемость бетонной смеси может произойти как в процессе транспортирования, так и в укладки, ее уплотнения. При этом строительный материал не сможет набрать необходимую прочность, скорость разрушения структуры бетонных и железобетонных конструкций будет значительно выше.

Виды расслоения раствора

Отслаивание компонентов бывает 2 видов:

  • выделение более крупных частиц по откосам;
  • отделение цементного теста.

Потеря связности при работе со смесью происходит в соответствии с плотностью его компонентов. Нарушение однородности происходит за счет отличий размера частиц и удельной массы, то есть вода и мелкие легкие составные смеси стремятся подняться на поверхность. Тяжелые фракции, такие как гравий, опускаются вниз. Следующий пласт в таком случае займет песок, создавая диспропорцию. Вода по ее характеристикам является текучей частью теста с малой плотностью, поэтому она при несоблюдении пропорций просачивается на самый верх.

Более тяжелые и плотные компоненты смеси обычно оседают вниз, а легкие — находятся сверху.

Причины: почему бетон расслаивается?

В основном причиной расслоения является:

  • неправильное соотношение водной составляющей и цемента;
  • малое количество песка в цементном тесте;
  • неправильная подача смеси на бетонированный участок;
  • плохой гранулометрический состав;
  • быстрая некачественная заливка;
  • смешивание с воздухом при выкладке;
  • удары;
  • воздействие окружающей среды на бетон (температура, влажность);
  • чрезмерное вибрирование, которое приводит к разжижению;
  • ненадлежащее проведение отделочных работ (деламинация).

Факторы влияния на процесс

Бетон, который из автобетоносмесителя выкладывают сразу в форму, менее подвержен этому процессу. Если раствор перевозят на дальние расстояния, при этом не перемешивая, опускают из желобов в разных направлениях или допускают падения раствора с высоты, то смесь сталкивается с преградой, что приводит к расслойке. Также расслоение, в условиях самостоятельной застройки, может произойти от излишней вибрации. Вибрировать более 45 секунд не желательно. Это действие производит до появления на поверхности цементного молочка. Если его количество будет обильным, могут образоваться трещины.

Выполняя перемешивание в бетономешалке, для получения гомогенной смеси необходимо знать срок выполняемого действия в строгой зависимости от типа и объема. При недостаточном количестве перемешивания бетон будет недомешанным и, наоборот, частицы смеси разделятся. Основные положения и правильность выполнения принципа и порядка работ описаны в ГОСТе 7473–76 «Смеси бетонные. Технические условия».

При выполнении трамбования недопустимы удары в железобетонных конструкциях. Арматурная сталь при таком уплотнении начнет вибрировать, а рядом с ней образуются пустоты.

Внешние факторы в момент заливки цементного теста имеют важное значение. При высоких температурах бетон теряет часть своих свойств. Излишки воды, попадая при сильном дожде или морозе, в растворе замерзают, понижая гомогенность и разрывая установившиеся правильные связи между частицами. Вся добавляемая вода в тесто должна соответствовать нормам ГОСТа 23732–79 «Вода для бетонов и растворов». Несоответствие является причиной дополнительных рисков.

Практические рекомендации для снижения расслоения

Исключить возможность расслоения стройматериала можно с помощью простых правил:

Нельзя забывать о необходимости уплотнения залитого материала.

  • Соблюдать правильные пропорции раствора и добавления пластифицирующих добавок. Стабилизаторы и добавки с тонкомолотыми частицами уменьшают склонность к появлению водоотделения.
  • Снижают вероятность расслоения правильная транспортировка и выкладка бетона.
  • Назначать нужное количество мелкого заполнителя в составе и сокращать расход воды затворения путем использования пластификаторов, тогда расслаиваемость сводится к минимуму — 5% для тяжелого бетона и 10% — легкого.
  • Осуществлять тщательное перемешивание всех компонентов. Консистенция должна быть вязкой.
  • Производить «прокалывание» бетона сразу после его заливки, чтобы в толще бетона не остался воздух.
  • Проводить заливку без длительных перерывов, чтобы исключить попадание пыли и грязи на верхний слой.
  • Вибрировать и уплотнять бетон согласно инструкции и ГОСТам.
  • Учитывать количество арматурной стали при вибрировании раствора.
  • Не допускать проведения заливки с большой высоты.
  • Контролировать температуру и влажность окружающей среды.
  • Не разбавлять водой доставленный бетон на стойку самостоятельно. Строители для удобоукладывания часто добавляют воду в уже готовый товарный бетон с завода, чтобы получить текучую консистенцию смеси. В результате она вступает в реакцию с уже правильными пропорциями и скапливается. К сожалению, проверить это можно только после окончания работ, простукивая молотком. Если звук глухой, значит, в тех участках пустоты.
Читайте также:  Как сделать бетон в домашних условиях: компоненты

Стандартных методов определения расслоения бетона не существует. Отслоившийся бетон оценивают зрительно, а склонность к этому процессу устанавливают в специальных емкостях кубической формы в строительных лабораториях. Раствор 10 минут вибрируют, после этого определяют отслоившийся заполнитель крупных фракций.

Причины разрушения бетона

Бетонные и железобетонные конструкции в процессе эксплуатации постоянно подвергаются разрушению. Причины бывают разные: химическое и физическое воздействие окружающей среды, высокие эксплуатационные нагрузки, низкое качество используемого бетона, неточности при проектировании, ошибки при укладке бетонной смеси и т.д.

В целом, причины разрушения бетона можно разделить на 4 больших группы:

1. ХИМИЧЕСКИЕ
Являются следствием взаимодействия Компонентов бетонной смеси между собой или с окружающей средой

  • Карбонизация
  • Выщелачивание
  • Агрессивное воздействие сульфатов
  • Агрессивное воздействие хлоридов
  • Взаимодействие щелочей цемента с заполнителем

2. ФИЗИЧЕСКИЕ
Являются следствием воздействия температуры или условий твердения бетона.

  • Циклы замораживание/оттаивание
  • Воздействие высоких температур
  • Усадка и растрескивание

3. МЕХАНИЧЕСКИЕ
Являются следствием внешнего воздействия

  • Истирание
  • Ударное воздействие
  • Эрозия или кавитация.

4. ДЕФЕКТЫ ПРИ НОВОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Связаны с ошибками в процессе производства работ

  • Приготовление бетонной смеси
  • Устройство арматурного каркаса
  • Укладка и уход за поверхностью и т.д

Далее мы подробно разберем причины разрушения бетона, приведем типовые примеры и решения.

ХИМИЧЕСКИЕ ПРИЧИНЫ РАЗРУШЕНИЯ БЕТОНА

Карбонизация

Процесс карбонизации бетона возникает вследствие проникновения углекислого газа (СО2) в тело бетонной конструкции с образованием карбоната кальция (CaCO3), который в свою очередь снижает защитные свойства бетона.

Защитные свойства бетона измеряются с помощью показателя кислотности pH. pH здорового бетона превышает 13 единиц.

В этих условиях на стержнях арматуры возникает пассивирующая защитная пленка оксида железа (FeO), изолирующая их от негативного воздействия извне, препятствуя образованию коррозии. В результате процесса карбонизации pH бетона снижается.

Когда уровень pH бетона становится ниже 11 единиц, пассивирующая защитная пленка вокруг арматуры нейтрализуется и стальная арматура становится подверженной воздействию кислорода и влаги.

В дальнейшем коррозия арматуры начинает прогрессировать, и бетон, окружающий арматуру, отслаивается, что в свою очередь открывает новые пути доступа для разрушающего воздействия кислорода и влаги

Следствием карбонизации является прогрессирующее разрушение бетонной конструкции, сопровождающееся процессами коррозии арматурных стержней.

Чтобы убедиться в том, что разрушение бетона вызвано образованием карбонатов, применяется методика, основанная на изменении цвета бетонного образца после специальной обработки. Бетонный образец обрабатывается 1% раствором фенолфталеина в этиловом спирте (стандарт UNI EN 13295:2005). Поверхность здорового бетона, обработанная таким образом, краснеет. Поверхность карбонизированного бетона после обработки цвет не меняет.

Выщелачивание

Бетон также подвержен такому явлению как выщелачивание. Выщелачивание представляет собой процесс размывания цементного камня под воздействием воды.

Процесс усиливается, если вода отличается слабокислой реакцией (pH

ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИЧИНЫ РАЗРУШЕНИЯ БЕТОНА

Циклы замораживание/оттаивание

Негативное воздействие льда проявляется только тогда, когда вода в жидкой фазе проникает внутрь бетона. Это вовсе не означает, что бетон должен быть абсолютно сухим, просто уровень влажности не должен превышать определенную величину, называемую «критическим насыщением». Речь идет о том, что количество воды в порах должно быть меньше этой величины. Расширившись при превращении в лед, она должна оставаться в пределах полостей и не создавать напряжения. Однако если вода заполняет или почти заполняет весь объем пор, а затем замерзает, лед начнет ломать бетон, создавая внутреннее давление.

Чтобы ограничить негативные последствия влияния низких температур, необходимо принять меры к сокращению капиллярной микропористости и стимулировать макропористость (чтобы размеры полостей были 100-300 мкм). Для этого при приготовлении бетона используют воздухововлекающие добавки, которые поддерживают соотношение между водой и цементом на низком уровне, используют морозостойкие заполнители.

Воздействие высоких температур

Влияние на бетон высоких температур носит деструктивный характер. Арматурные стержни выдерживают температуры до 500°С, а бетон — до 650°С. Роль бетона, окружающего арматурные стержни, в этом случае носит фундаментальный характер — он замедляет распространение тепла. Чем толще бетон, тем дольше протекает разогрев до температуры 500°С, при которой арматурные стержни теряют прочность.

Огонь способен привести ко многим видам повреждения бетона, причем в очень серьезных масштабах.

  • Даже если арматурные стержни защищены бетоном, они, разогреваясь, увеличиваются в объеме, создают в бетоне очаги напряжения, что может привести к частичному его разрушению.
  • Арматурные стержни, нагреваясь, расширяются значительно быстрее бетона, при этом теряется сцепление арматуры с бетоном.
  • Даже если температура, при которой теряется несущая способность, не достигнута, бетон может утратить свои эксплуатационные качества при внезапном охлаждении, что обычно наблюдается при пожаротушении. В этой ситуации оксид, образовывающийся при нагреве, трансформируется в известь, которая разрушает бетон.
  • На поверхности, обращенной к огню, наблюдается растрескивание, вызванное быстрым расширением. Некоторые заполнители разрываются и могут отделиться от окружающего бетона. При этом происходит то же явление, что и при быстрой конденсации водяного пара, сопровождающейся небольшими взрывами.
  • Если воздействие огня носит длительный характер, арматурные стержни достигают температуры, при которой теряют прочность на растяжение, в результате разрушается все сооружение.

Усадка и растрескивание

В этом разделе обсуждается два типа усадки — пластическая и гигрометрическая. Пластическая усадка наблюдается, когда бетон находится в пластичной фазе и выделяет часть влаги, содержащейся внутри него, в окружающее пространство, что приводит к сжатию. Растрескивание в этом случае зависит от условий в среде, окружающей уложенный бетон.

При укладке бетона в опалубку по очевидным причинам испарение не наблюдается. Если же бетон непосредственно контактирует с окружающей средой, происходит испарение, вызванное сравнительно высокой температурой и очень низкой влажностью снаружи либо сильным ветром. При пластической усадке свежего бетона на его поверхности могут возникать микротрещины. Гигрометрическая усадка вызвана выделением влаги в окружающую среду с низким уровнем относительной влажности в течение всего срока эксплуатации сооружения.

Чтобы избежать проблем, создаваемых пластической усадкой, следует принять меры для остановки слишком быстрого испарения имеющейся воды. Это можно реализовать несколькими способами:

  1. Укрыть уложенный бетон водонепроницаемым материалом, который препятствует испарению.
  2. Орошать всю поверхность бетона водой в течение первых нескольких дней после укладки.
  3. На свежий бетон нанести материал, создающий защитную пленку, которая препятствует испарению.

Поскольку по большей части гигрометрическая усадка протекает в течение первых шести месяцев после укладки, поддерживать влажность все это время не представляется возможным. В связи с этим прибегают к таким мерам, как снижение водоцементного отношения и увеличение соотношения между инертными материалами и цементом.

МЕХАНИЧЕСКИЕ ПРИЧИНЫ РАЗРУШЕНИЯ БЕТОНА

Истирание

Истирание наблюдается, когда материал подвергается повторяющимся ударам более твердых частиц. Это вызвано трением между порошком из более твердых пород о поверхность материала. Отсюда следует, что истирание напрямую зависит от характеристик материалов, из которых состоит бетон. Таким образом, стойкость к истиранию можно повысить за счет уменьшения пропорции между водой и цементом или путем нанесения на поверхность бетона смеси цемента с твердыми добавками и заполнителями.

К числу сооружений, которые в наибольшей степени подвержены этому явлению, относятся полы промышленных объектов, чье состояние постоянно ухудшается вследствие непрерывного движения транспортных средств.

Ударное воздействие

Другой формой разрушения механической природы являются ударные воздействия. В этом случае приходится учитывать множество факторов, поскольку бетон является хрупким материалом, который в результате достаточно интенсивных ударов разрушается, а прочность его снижается. Ущерб, наносимый в результате ударов, визуально проявляется не сразу.

В некоторых случаях должно пройти множество циклов подобного воздействия, например, в стыках бетонного покрытия при движении механических транспортных средств. В этой ситуации единственный способ избежать разрушения — изготовить как можно более прочный бетон.

Чтобы повысить ударостойкость, можно прибегнуть к армированию стальными волокнами, что способствует более равномерному распределению энергии ударного воздействия по всей конструкции.

Эрозия

Эрозия — это частный случай износа, вызываемый ветром, водой или льдом, который сопровождается уносом материала с поверхности. Характер процесса определяется скоростью движения, концентрацией твердых частиц пыли и качеством бетона. В этом случае единственным средством защиты являются специальные меры при изготовлении бетона. Следует воспользоваться теми же рекомендациями, что и при истирании.

Кавитация

Кавитация наблюдается там, где присутствует поток воды (при скорости свыше 12 м/с). Быстрое движение воды и неровная поверхность канала, по которому она протекает, способствуют возникновению турбулентного течения и образованию зон пониженного давления, где формируются вихри, вызывающие эрозию стенок. Воздушные пузырьки, которые образуются в потоке воды ниже по ходу течения, попадая в зоны повышенного давления, лопаются, оказывая сильное ударное воздействие, приводящее к эрозии. При очень большой скорости течения воды масштабы кавитации могут быть довольно серьезными. Кавитации можно избежать, создавая гладкие поверхности без каких-либо препятствий для течения воды.

Добавить комментарий