Дефекты конструкций и приемы устранения дефектов

В статье дается анализ основных дефектов, возникающих при строительно-монтажных работах, а также проявляющихся в ходе эксплуатации зданий и сооружений.

Лаборатории ГУП «НИИМосстрой» осуществляют обследования на строящихся строительных объектах и довольно часто выявляют целый ряд нарушений и дефектов. Дефекты зачастую приводят к значительным экономическим и материальным потерям в виде затрат на переделку и исправления. Есть случаи, когда дефекты могут привести к аварии с обрушением отдельных элементов конструкций или всего сооружения.

Анализ причин аварий на строящихся и эксплуатируемых зданиях и сооружениях показал, что их причинами в 60-80% являются низкое качество выполнения строительно-монтажных работ.

Для улучшения качества строительства большое значение имеет изучение дефектов, допускаемых при строительстве (вклад ученых В.Г. Гвоздева, В.Л. Клевцова, М.Н. Лашенко, И.А. Физделя и др.)

Рисунок 1а. Скол бетона с оголением и коррозией рабочей арматурыРисунок 1б. Скол бетона с оголением и коррозией рабочей арматурыРисунок 2а. Непровибрированные участки с образованием каверн под металлической балкойРисунок 2б. Непровибрированные участки с образованием каверн под металлической балкойРисунок 3а. Пористая структура бетонаРисунок 3б. Пористая структура бетонаРисунок 3в. Пористая структура бетонаРисунок 3г. Пористая структура бетона

При выполнении строительно-монтажных работ часто наблюдаются отклонения от проектных величин в размерах, прочности и физических свойствах материалов.

Статистика аварий, вызванных дефектам и строительномонтажных работ, подтверждает вышесказанное:

• устройство оснований и фундаментов — 11%;
• монтажно-сварочные работы — 31%;
• монолитные бетонные работы — 3%;
• кровельные работы — 2%.

Дефекты возникают в основном за счет:

• непроектного выполнения конструкций;
• нарушений технологии производства;
• применения материалов, изделий, конструкций с дефектами;
• некачественного уплотнения бетонной смеси;
• неудовлетворительного ухода за бетоном в процессе твердения;
• применения бетонной смеси с прочностными показателями ниже проектных;
• применения арматуры с явлением коррозии, что также вызывает снижение прочности, образование трещин, снижение долговечности и эксплуатационных свойств.

Таблица 1. Основные дефекты при возведении монолитных железобетонных конструкций и их влияние на качество

Возможные отклонения (нарушения)	Дефекты
1. Несоответствие параметров прочности, морозостойкости, плотности, водонепроницаемости бетона проекту и нормам	Снижение прочности и долговечности
2. Несоответствие арматуры по прочности и химическому составу	Снижение прочности
3. Положение рабочих стержней не соответствует проекту	Снижение прочности
4. Нарушение требований проекта и норм в расположении рабочих швов при бетонировании	Снижение прочности
5. Нарушение правил зимнего бетонирования	Снижение прочности
6. Невыполнение правил по уходу за бетоном	Снижение прочности
7. Загружение конструкций до проектной прочности	Возможно разрушение конструкции
8. Отклонение в толщине защитного слоя, превышающего норму	Снижение прочности
9. Бетонная поверхность имеет поры, раковины, обнажение арматуры	Снижение долговечности

Рисунок 4а. Косослой бетона, дефектный холодный шовРисунок 4б. Косослой бетона, дефектный холодный шовРисунок 5а. Оголение арматуры, отсутствие защитного слоя бетонаРисунок 5б. Оголение арматуры, отсутствие защитного слоя бетона

Таким образом, следует, что для обеспечения качества возводимых монолитных конструкций необходимо в обязательном порядке организовать постоянный контроль всех строительно-монтажных работ на объекте квалифицированными кадрами.

Значительное количество дефектов наблюдается при устройстве оснований и фундаментов:

• за счет нарушения производства земляных работ;
• рыхлая песчаная подсыпка вызывает неравномерную осадку фундаментов и появление трещин;
• повреждения сооружений могут быть также вследствие пучения грунта при его промораживании.

Некачественное выполнение гидроизоляции фундаментов повышает влажность стен, что может привести к разрушению фундамента.

При несоблюдении толщины защитного слоя бетона арматурные стержни либо выходят на поверхность, либо закрыты тонким слоем цементного раствора, что приводит к коррозии арматуры, снижению сцепления арматуры с бетоном.

При понижении температуры наружного воздуха ниже 0°С процессы твердения бетона, уложенного в этот период, значительно снижаются. Понижение прочности монолитного бетона может привести к обрушению конструкций.
При применении при зимнем бетонировании добавок — ускорителей твердения бетона следует иметь в виду, что введение добавок, содержащих хлористые соли, вызывает коррозию арматуры.

Влияние дефектов, допущенных в ходе строительства, может оцениваться с позиций обеспечения надежности и безаварийности сооружений или с экономических позиций.

Существует целый ряд приемов и технологий, за счет которых возможно не допустить дефекты конструкций.

1. Расчет на прочность является определяющим, и при его невыполнении может произойти разрушение конструкции.
2. В расчетах по оценке несущей способности следует принимать наихудший вариант, т.е. максимально выявленную величину дефекта в конструкции, так как наибольший дефект приводит к разрушению.

Таким образом, дефекты в конструкциях должны рассматриваться с позиций надежности сооружения. Оценку можно определять по методике, разработанной Добромыс-ловым А.Н. «Оценка надежности зданий и сооружений по внешним признакам» (М.: Издательство АС В, 2004 г.).

Методика дает возможность:

• в короткие сроки оценить надежность и техническое состояние строительных конструкций;
• учитывать влияние повреждений на надежность конструкций, что позволит вовремя выполнить ремонт и усиление и тем самым обеспечить их надежность при эксплуатации.

Также надежность сооружения косвенно может быть оценена в виде коэффициента запаса прочности сооружения, категорий его технического состояния.

Рисунок 6. Наплывы бетона с нарушением геометрии конструкции

Большое значение также имеет материал книги Добромыслова А.Н. «Диагностика повреждений зданий и сооружений» для проведения обследований качества строительства: рассмотрены признаки аварийного состояния строительных конструкций и сооружений, прогнозирования деформаций сооружений, представлен полный анализ повреждений конструкций.

Целый ряд дефектов могут снизить прочность и устойчивость конструкции.

Например, дефект, снижающий прочность конструкции на 25% и более, является критическим, представляющим опасность на стадии монтажа и при эксплуатации сооружения.

Дефект, снижающий несущую способность конструкции более чем на 35%, свидетельствует об аварийном состоянии конструкции.

Физико-механические свойства бетона определяются характером процесса гидратации цемента и внутренним напряженным состоянием. Это связано с условиями выдерживания бетона — температурой и влажностью среды. Температура и влажность среды влияют на термические напряжения в массивных конструкциях за счет тепловыделения цемента.

Залогом роста прочности является поддержание влажности бетона, т.е. влажность среды оказывает влияние на твердение и на содержание воды в цементах.

При полном насыщении влагой гидратация цемента проходит полно и длительное время, что улучшает показатели водонепроницаемости и морозостойкости бетона.

Увлажнение бетона после его обезвоживания частично только восстанавливает его влагосодержание.

Особенно отрицательно сказывается на свойствах бетона испарение воды вскоре после уплотнения бетонной смеси.

Раннее обезвоживание бетона отрицательно влияет на его прочность и сцепление с арматурой.

В результате пластической усадки появляются поверхностные трещины с раскрытием до нескольких миллиметров.

Температура твердения бетона, также как и влажность, влияет на процессы гидратации цемента.

Нормальные условия выдерживания бетона приняты следующие:

• температура (20±2)°С;
• относительная влажность >90%.

Рисунок 7а. Пустоты глубиной более толщины защитного слоя бетона, оголение арматуры, мусор в бетонеРисунок 7б. Пустоты глубиной более толщины защитного слоя бетона, оголение арматуры, мусор в бетоне

Структура бетона, набравшего 30-40% марочной прочности, достаточно прочная.

Для получения качественной продукции важно выполнять мероприятия по уходу за бетоном, т.е. создать необходимые условия для твердения (необходимая влажность и благоприятная температура).

Влагу в бетоне можно сохранить следующими способами:

• задержкой распалубки, распылением воды;
• применением влагоудерживающих ковров;
• при помощи защитного слоя, который наносится на бетон в жидком виде и при затвердевании образует тонкую пленку.

Необходимо предохранять поверхности от высыхания и в промежутках между распылением воды, т.к. процесс попеременного увлажнения и высыхания свежеуложенного бетона приводит к образованию волосяных трещин и даже к растрескиванию поверхности.

Поэтому часто применяется непрерывное разбрызгивание воды, которое обеспечивает более постоянный приток влаги, чем обильная поливка водой.

Продолжительность ухода за бетоном до достижения прочности 50-70% устанавливается проектом.
Следует соблюдать правила по уходу за бетоном при зимнем бетонировании.

Методы ухода за бетоном при зимнем бетонировании должны обеспечить твердение бетона в теплой и влажной среде в течение срока до набора бетоном необходимой прочности, характеризующее сохранение структуры бетона за счет выполнения следующих мероприятий:

1. Использование внутреннего запаса теплоты бетона, которое обеспечивается:
   а) применением высокопрочного и быстротвердеющего портландцемента;
   б) ускорителей твердения бетона;
   в) уменьшением количества воды в бетонной смеси.

Внутренний запас тепла в бетоне создают путем подогрева материалов бетонной смеси и воды до температуры 50°С. Бетонная смесь при выходе из бетоносмесителя должна иметь температуру не выше 30-40°С. Применяется также «способ термоса» при зимнем бетонировании: подогретая бетонная смесь твердеет в условиях теплоизоляции. Это считается рациональным способом при сохранении тепла в течение 5-7 суток. Но этот метод возможен только в массивных конструкциях.

1. а) применение дополнительной подачи бетону теплоты извне методом электроподогрева, пропуская через бетон электрический переменный ток;
   б) при зимнем бетонировании применяется также обогрев окружающего воздуха;
   в) возможно обеспечить твердение бетона в тепляках из фанеры, а также под брезентовыми навесами, где устанавливаются временные печи, специальные газовые горелки или используется воздушное отопление;
2. введение в состав бетона химических добавок.

На рисунках представлены основные дефекты конструкций на строящихся объектах в городе Москве.

Трещины и нарушения конструкций — Строительная экспертиза

26 июня, 201926 июня, 2019 от admin

Экспертиза конструкций и стен из бетона[]
Примеры строительных нарушений технологий[]
Трещина, нарушение, бетон, конструкция, стен, шов, бетонный, слой, технология[]

Марка средней плотности D600

Трещины пеоноблоков

Экспертиза пеноблоков

Отсутствие защитного слоя бетона

Строительно монтажные работы

Отлив от окна

Строительное обследование — дефекты стыков

Следы деформаций архитектурных элементов

Осмотр покрытия стен из керамической плитки

Выявлены следы деформаций

Трещины по керамической плитке

Монтажный шов оконных блоков должен иметь внутренний пароизоляционный слой.

Пропуски в укладке утепляющего слоя

Дефект устройства соединения «в чашку» деревянного сруба, отсутствие конопатки по соединительному шву

Дефект устройства кровельного покрытия

При вскрытии обнаружены увлажненные участки

Обнажение арматуры

Арматура проходит слишком близко от поверхности.

Участки с обнажением утеплителя

Наплывы бетона на основные конструкции

Поры и пустоты в монолитных конструкциях

Растрескивания и сколы бетона

Усадочные трещины

Отклонения конструкций

Элементы пиломатериалов в теле бетона

Высоты и подтеки

Вертикальные сквозные трещины

Между бетонированными участками нет плотного сопряжения

Выступы при выполнении и совмещении бетонных конструкций

Трубопроводы инженерных систем подвергаются коррозии, особенно по сварным швам

Непровибрированный бетон

Отсутствие защитного слоя

Каверны и пустоты в бетоне

Трещины в результате нарушений при производстве бетонных работ

Недолив. Нарушение технологии бетонных работ

Трещина, образовавшаяся в результате просадки фундамента

Раковины на поверхности плиты пола

Трещина в бетонной конструкции чаши бассейна

Нарушение размера вертикального шва

Недопустимое использование пустотелого кирпича в цоколе здания

Нарушение ГОСТ установки окна

Осыпание некачественной штукатурки

Дефектная кирпичная кладка

Трещины в простенке

Трещины в стяжке

Фиксация неровности стены

Растрескивание наружной штукатурки стен

Трещины в стене

Превышение толщины шва

Неровный дверной проем

Недопустимый прогиб паркетного пола

Неперпендикулярность стен

Отклонение стены от вертикали

Неровный потолок

нарушение строительной технологии

грубейшее нарушение СНиПа

Прогиб перемычки дверного проема. Нарушение технологии производства работ

• Черный список клиентов
• Примеры брака
• Наши приборы

Вибрационный аппарат для уклона – Гражданское строительство X

Дом

Удобоукладываемость бетона

Вибрационный наклонный аппарат

Первоначально разработанный в 1960-х годах, вибрационный аппарат для уклона (Wong et al. 2000) был недавно модифицирован инженерами армии США. Исследования и разработки Центр (ERDC) Федерального управления автомобильных дорог США (FHWA). Устройство измеряет удобоукладываемость бетонов с низкой посадкой, подвергаемых вибрации при двух различных скоростях сдвига, чтобы определить индекс удобоукладываемости, связанный с пластической вязкостью, и смещение текучести, связанное с пределом текучести. Исследователи из ERDC выбрали устройство для измерения вибрационного уклона среди двадцати других устройств для испытания на удобоукладываемость как лучший выбор для измерения удобоукладываемости бетонов с низкой осадкой в ​​полевых условиях.

Устройство для виброоткосов, модифицированное Центром инженерных исследований и разработок армии США, показано на рис. 15. Испытываемый бетон помещается в желоб, который можно установить под заданным углом. Три тензодатчика непрерывно измеряют массу бетона в желобе во время испытания. Небольшие поперечные металлические полоски уменьшают скольжение между бетоном и дном желоба. В нижней части желоба установлен вибратор. Восемь виброгасителей гарантируют, что вибрация передается на бетон и что весь прибор не будет чрезмерно вибрировать и мешать измерениям тензодатчика. Показания тензодатчиков передаются на портативный компьютер, где рассчитываются индекс работоспособности и смещение предела текучести. Весь аппарат спроектирован таким образом, чтобы быть прочным и легко переносимым.

Для работы устройства бетон заливается в желоб, который устанавливается под заданным углом (обычно 10-15 градусов). Ворота открываются и запускается вибратор, позволяя бетону падать из желоба в ведро. Данные тензодатчиков используются для расчета скорости разряда. Поскольку скорость выгрузки обычно уменьшается по мере вытекания бетона из желоба, регистрируется максимальная скорость выгрузки. Процедура испытания повторяется второй раз для другого угла наклона. Результаты теста представлены в виде графика максимальной скорости разряда в зависимости от угла разряда. Прямая линия, соединяющая две точки данных, определяется уравнением [9]:

R = WA + C

, где R = максимальная скорость нагнетания, W = индекс обрабатываемости, A = угол нагнетания и C = рассчитанное смещение предела текучести.

Цель исследования, проведенного ERDC для FHWA, заключалась просто в том, чтобы определить, будет ли устройство для вибрационного откоса работать должным образом, а не в том, сможет ли устройство точно измерить реологию бетона. Результаты предварительных лабораторных испытаний ERDC сравнивались только с осадкой и содержанием воздуха в каждой бетонной смеси. Кроме того, не было представлено никакой аналитической обработки теста. Вонг и др. (2000) утверждает, что точка пересечения оси y графика зависимости расхода от угла выброса представляет собой предел текучести, а наклон этого графика представляет собой динамическую вязкость; однако не делается никаких попыток связать эти параметры с основными единицами или подтвердить достоверность результатов испытаний. Поскольку предел текучести вибрированного бетона ниже, чем предел текучести невибрированного бетона, предел текучести, регистрируемый устройством для вибрирования откоса, не эквивалентен пределу текучести невибрирующего бетона и применим только для конкретной вибрации, создаваемой вибрирующим откосом. аппарат. Прежде чем можно будет использовать устройство для виброоткосов на более широкой основе, необходимо проверить достоверность результатов испытаний.

Исследователи ERDC столкнулись с многочисленными проблемами при разработке прототипа устройства для создания вибрирующего склона. Многие из проблем были тривиальными и легко исправимыми. Для решения других проблем потребуется дополнительная работа. Тестовое устройство большое, громоздкое и весит 350 фунтов. Исследователи ERDC не приводят в своем отчете информации о затратах и ​​не сравнивают экономическую эффективность устройства для вибрирования склона с другими методами испытаний.

Преимущества :
В отличие от многих реометров, прибор измеряет удобоукладываемость бетонов с низкой посадкой.
Результаты устройства представлены в виде параметров, связанных с пределом текучести и пластической вязкостью.
Прочное устройство предназначено для использования в полевых условиях.
Недостатки :
Результаты работы устройства не были проверены ни аналитически, ни экспериментально.
Устройство большое, громоздкое и тяжелое.
Хотя исследователи предложили использовать встроенное электронное устройство для записи данных испытаний, для устройства с вибрирующим наклоном на данный момент по-прежнему требуется ноутбук.
Результаты теста применимы только для условий с той же вибрацией, что и вибрация, создаваемая устройством.
Скорость сдвига неодинакова на протяжении всего теста. Скорость сдвига уменьшается по мере уменьшения массы бетона в желобе.

Теги:Вибрационный наклонный аппарат

Вибрационные наконечники для бетона

К

Хуан Родригес

Хуан Родригес

Хуан Родригес — отмеченный наградами инженер-строитель с более чем 20-летним опытом реализации крупномасштабных строительных проектов. Он является экспертом в области нового строительства, реконструкции, сноса и соблюдения норм. Он также выступает на отраслевых форумах и работает судьей на международных инженерных конкурсах.

Узнайте больше о The Spruce’s
Редакционный процесс

Обновлено 14. 07.21

Рассмотрено

Джонатан Брюэр

Рассмотрено
Джонатан Брюэр

Джонатан С. Брюэр II является лицензированным генеральным подрядчиком, специализирующимся на ремонте кухонь, ванных комнат и общем строительстве с двадцатилетним профессиональным опытом.

Узнайте больше о The Spruce’s
Наблюдательный совет

Монти Ракусен / Getty Images

Вибрация является важным этапом многих бетонных строительных проектов. Когда бетон заливается, в нем могут быть сотни или даже тысячи пузырьков воздуха, которые могут существенно ослабить структуру бетона. Бетонные вибраторы удаляют пузырьки воздуха, энергично встряхивая только что залитый бетон. Использование бетонного вибратора во время заливки не только рекомендуется, но и во многих случаях является требованием строительных норм и правил.

Как работают бетонные вибраторы

Бетонные вибраторы бывают разных форм и могут быть электрическими или пневматическими. Области применения вибрации бетона можно разделить на три основные категории:

• Вибрация опалубки : Вибрация опалубки обычно используется в сборных железобетонных конструкциях и включает установку вибраторов снаружи бетонных опалубок. Для более крупных заливок внешние опалубочные вибраторы часто располагают на расстоянии 6 футов друг от друга.
• Поверхностная вибрация : При поверхностной вибрации большие вибраторы (иногда называемые «перемычками») направляются вручную на поверхность залитого бетона. Этот метод ограничен толщиной плиты около 6 дюймов или меньше, но он обеспечивает гладкую поверхность, что особенно желательно, когда важен внешний вид.
• Внутренняя вибрация : Наиболее часто используются внутренние вибраторы для бетона. Со многими может справиться один оператор. Процесс относительно прост: рабочий быстро втыкает внутренний вибратор, похожий на зонд, в мокрый бетон, а затем медленно извлекает его.

Как долго вибрировать бетон?

Большая часть бетона подвергается недостаточной или неправильной вибрации. Наилучшая техника работы с внутренним вибратором — очень медленно извлекать вибратор со скоростью около 1 дюйма в секунду. Пока пузырьки все еще появляются, когда вибратор для бетона вынимается, необходима дополнительная вибрация.

Подрядчики иногда призывают рабочих выполнить эту трудоемкую задачу «эффективно», то есть быстро, но результатом может быть разрушение конструкции после затвердевания бетона. В то же время, если слишком долго держать вибратор в бетоне, вода и заполнители будут разделяться, создавая проблемы с прочностью и эстетикой бетона.

Будьте готовы, прежде чем наливать

Правильная вибрация требует навыков и опыта. Держите запасной вибратор для бетона наготове и под рукой на случай, если первый вибратор выйдет из строя. Бетон не будет ждать, пока вы решите проблемы с оборудованием. Вставьте вибратор в вертикальном или почти вертикальном положении, чтобы максимизировать его эффект.

Также не сгибайте вибратор слишком сильно, это может его испортить. Избегайте распространенной ошибки использования вибратора в качестве инструмента для укладки бетона. Это может создать несогласованную поверхность и другие проблемы.

Использование бетонного вибратора

Прежде чем приступить к вибрации, убедитесь, что определенные участки бетона не подвергались вибрации другими сотрудниками. Полностью погрузите головку вибратора в бетон и держите ее там не менее 10 секунд. Не включайте вибратор, пока наконечник не будет полностью погружен в воду.

Подтягивайте вибратор со средней скоростью не более 3 дюймов в секунду; часто 1 дюйм в секунду дает наилучшие результаты. Перекрывайте предыдущий радиус вибрации каждый раз, когда вы вставляете вибратор. Хорошее эмпирическое правило заключается в том, что радиус действия в четыре раза превышает диаметр наконечника вибратора. Прекратите вибрацию, когда воздух перестанет выходить из бетона и/или поверхность бетона приобретет блеск.

Совет

В некоторых случаях можно использовать орбитальную шлифовальную машину в качестве импровизированного бетонного вибратора, удерживая шлифовальную машину у опалубки.

Другие советы по использованию

Не втыкайте вибратор в бетон силой; его можно поймать арматурой, арматурной сталью. Убедитесь, что вы проделали предыдущий слой или слои бетона, которые уже были уложены, чтобы предотвратить холодные швы.