Дефекты железобетонных конструкций

Изделия и конструкции из железобетона принадлежат к категории строительных элементов, к которым выдвигаются повышенные технико-эксплуатационные и качественные требования. От технического состояния железобетонных конструкций напрямую зависит надежность и безопасность возведенных из них зданий и сооружений. Поэтому даже незначительные дефекты и повреждения в них недопустимы и все ЖБИ должны проходить проверку по сертификатам ГОСТ и действующим стандартам.

Что относится к железобетонным конструкциям

Железобетон – это материал, который состоит из застывшего бетона и находящейся внутри него металлической арматуры. В совокупности два компонента образуют единую монолитную высокопрочную конструкцию, сочетающую в себе прочностные свойства металла и бетона.
Армирование бетона повышает прочность конструкций к растяжению, кручению, осевому и внецентренному сжатию. Помимо обычного армирования бетон в процессе изготовления подвергается обжатию, а помещаемая в него арматура предварительному растяжению. Это позволяет уменьшить степень деформации конструкций и повысить их устойчивость к образованию трещин.

Основная классификация жб конструкций осуществляется по способу их изготовления. По данному критерию существует три вида:

• сборные – ЖБИ изготавливаются в заводских условиях, готовые изделия позволяют максимально механизировать строительный процесс. Также при заводском производстве изделий из железобетона можно применять передовую технологию изготовления укладки и обработки бетонного раствора;
• монолитные – такие конструкции востребованы при возведении монолитных сооружений, не поддающихся унификации и разделению, например, тяжелых фундаментов, гидротехнических сооружений, создаваемых в скользящей опалубке элементов;
• сборно-монолитные – сочетают в себе два предыдущих варианта. Укладываются на строительном объекте посредством соединения сборных элементов с монолитным бетоном. Соединение закладных деталей возможно как с помощью бетона, так и свариванием металлических элементов.

Отличаются железобетонные конструкции также назначением – используемые при строительстве зданий и сооружений общественного, жилого и промышленного назначения. По способу армирования изделия из железобетона могут быть предварительно напряженными и ненапряженными.

К наиболее распространенным и часто используемым в строительстве ЖБИ принадлежат фундаменты и панели, плиты и балки перекрытий, колонны и стойки, сваи и фермы, объемные блоки.

Типы дефектов железобетонных конструкций

Возникающие на железобетонных конструкциях отличаются степенью опасности, характером и природой происхождения. Наиболее распространенные виды дефектов:

• сколы и выбоины – образуются вследствие износа и несоблюдения технологии при установке изделий;
• трещины – появляются при перегрузке, из-за производственных ошибок и прочих факторов;
• коррозия – поражает металлические армирующие элементы, возникает при воздействии на металл кислотных сред и влаги;
• усадка бетона – основная причина появления трещин, усадка происходит за счет неправильной установки конструкций и из-за ошибок в процессе проектирования;
• дефекты армирования – возникают при неправильном подборе количества и типа армирующих элементов;
• деформации – появляются при резких температурных перепадах, вследствие перегрузок и других причин.

Каждый из дефектов способен привести к ухудшению прочности и устойчивости конструкции. Но самыми опасными являются трещины – поверхностные, возникающие от изгиба, растяжения или сжатия арматуры, от деформации или коррозии металла.

Основные причины образования дефектов и повреждений

Дефекты ЖБ конструкций могут быть вызваны разными причинами. К наиболее частым причинам относят:

• неправильность установки – недостаточное закрепление элементов, несоблюдение вертикальности и/или горизонтальности, монтаж конструкций при чрезмерно низких температурах, недостаточная толщина и неправильная перевязка швов – эти и другие факторы являют собой дефекты монтажа, приводящие к появлению трещин, деформаций и прочих повреждений;
• проектные ошибки, например, неточное определение воздействующих нагрузок, неправильность расчетов узлов сопряжения, недостаточное или некачественное исследование грунтов на подготовительном этапе проектирования, недостаточное количество или неправильные пропорции связующих компонентов при производстве бетона;
• несоблюдение технологии при изготовлении бетона – неправильное смешивание компонентов, использование материалов низкого качества;
• механические повреждения, произошедшие вследствие стихийных бедствий, аварий или других факторов;
• естественный износ – со временем даже самые прочные конструкции изнашиваются и требуют ремонта;
• несоблюдение правил эксплуатации – перегрузка или неправильное использование конструкции приводят к возникновению повреждений.

Любая из перечисленных причин может вызвать серьезные дефекты монолитных железобетонных конструкций. Чтобы предотвратить аварийные ситуации, следует строго соблюдать правила производства и монтажа ЖБИ, обеспечить регулярное проведение проверок техсостояния конструкций и на постоянной основе выполнять техническое обслуживание.

Методы обследования ЖБ конструкций и обнаружения повреждений

Возведенные с использованием железобетонных конструкций здания и сооружения требуют проведения регулярного обследования с целью своевременного обнаружения появившихся дефектов и получения оценки об их техсостоянии.

Процесс выявления повреждений и дефектов включает следующие методы:

• визуальное обследование – самый простой способ проверки, позволяет обнаружить видимые сколы, трещины, участки с выступлением арматурных элементов и прочие повреждения;
• инструментальный неразрушающий контроль – для определения характеристик ЖБИ проводятся исследования ультразвуком, применяется дефектоскопия, магнитный, вибрационный, рентгенографический, термографический и другие методы контроля;
• разрушающий контроль – из конструкций отбираются пробы для лабораторных испытаний. Взятие проб происходит посредством дробления бетона, вырезания крена, бурения отверстий в толще бетонного слоя.

Железобетонные конструкции обследуют также перед их использованием для строительства объектов на соответствие действующим стандартам. Трещиноустойчивость определяют посредством статических испытаний на специальном стенде. Выполняемый с помощью склерометра метод измерения упругого отскока позволяет получить показатели прочности бетона. С использованием гидравлических домкратов проверяют надежность и прочность арматурных каркасов.

При потребности применяются также другие методы обследования зависимо от реального состояния конструкций и целей определения оценки их состояния.

Способы устранения дефектов

Устранение повреждений выполняют разными способами, исходя из типа повреждений:

• появившиеся на поверхности волосяные трещины заделывают бетонным раствором;
• сколы устраняют посредством заделки мелкозернистым бетоном;
• небольшие трещины вдоль арматуры требуют восстановления защитного слоя, если ширина трещин достигает до 3 мм, то дополнительно защитный слой усиливают;
• при выпучивании арматуры элементы конструкций необходимо разгрузить и провести их усиление;
• трещины до 20 мм размером расшивают выполняют в них отверстия, полость дефекта промывают и наполняют бетонным составом;
• на участках с промасливанием конструкций сперва промасленный слой удаляют, затем бетонируют по установленным дополнительно обоймам или армирующим сеткам;
• превышающие нормативные значения прогибы устраняют посредством понижения нагрузки и усиления элементов;
• при обнаружении обнажения арматурных стержней или отсутствии их сцепления с бетоном проводят усиление опор сборных ЖБИ.

В каждом случае способ устранения повреждений выбирается индивидуально с учетом сложности, вида и характера дефектов.

Профилактика и мониторинг состояния конструкций

Мониторинг техсостояния железобетонных конструкций – самостоятельное направление строительной экспертизы. Только проведенный квалифицированными специалистами мониторинг позволяет выявить все присутствующие дефекты, установить причины их возникновения и разработать мероприятия по их устранению.

В ходе мониторинговых мероприятий эксперты проверяют несущую способность конструкций, определяют повреждения и дефекты, несоответствия и отклонения от строительным норм. Проверке подлежат фундаментные балки, стены и колонны, арки и прогоны, несущие и внутренний конструкции, лестничные проемы и прочие элементы из железобетона.

Проводить мониторинг нужно не только в плановом режиме, но также в профилактических целях. Это позволит вовремя обнаружить изъяны, принять меры по улучшению техсостояния ЖБ конструкций и обеспечить их безопасное функционирование.

Заключение

Появление железобетонных конструкций значительно повлияло на улучшение строительных технологий, надежность и скорость строительства. В зависимости от предстоящих задач важно правильно подобрать ЖБИ, проверить их на прочность и качество. И сделать это можно путем профессионального обследования характеристик, выявления возможных дефектов и определения оценки техсостояния конструкций.

Выявление дефектов посредством мониторинга необходимо также в процессе эксплуатации железобетонных конструкций, поскольку от своевременности обнаружения и устранения повреждений зависит безопасность эксплуатации и долговечность сооружений.