Причины и устранение трещин в конструкциях из железобетона

Дефектов бетонных поверхностей достаточно много. Ошибки в процессе производства, низкое качество материалов, неточности проектирования, нарушение требований при эксплуатации — далеко не весь перечень повреждений. Самым распространенным дефектом бетонных, железобетонных конструкций являются трещины. Анализ происхождения, возможности ремонта — важные вопросы в проблеме трещинообразования.

Почему появляются дефекты?

Причины возникновения трещин разнообразны. К самым распространенным относятся:

  • высокая температура окружающей среды;
  • несоблюдение толщины слоя, рекомендованной стандартами строительства;
  • нарушения в работе с пластификаторами;
  • ошибки в способе усиления несущей способности металлом;
  • ошибки в проектной документации;
  • аварии, стихии.

Часто дефекты появляются в процессе высыхания железобетонной конструкции. Высыхая, бетон теряет жидкость и сжимается. Процесс трудно поддается контролю, особенно при работе на открытом воздухе.

Образовавшиеся повреждения не обязательно говорят о разрушении строения. Момент возникновения, ширина дефекта, место расположения — факты, на которые необходимо обратить внимание, чтобы понять, насколько серьезна проблема. Окончательная причина проблема становится известной после тщательного исследования. В каждом индивидуальном случае обязательно привлечение квалифицированного специалиста, не только для выяснения причины возникновения проблемы, но и для обязательного ее устранения.

Виды

Со временем в ходе эксплуатации в железобетонных конструкциях появляются разные дефекты.

Разнообразные причины, в результате которых появляются дефекты, разделяют по характерным критериям. Причина возникновения:

  • механическое повреждение в процессе эксплуатации объекта;
  • повреждение конструкций при транспортировке, погрузке, монтаже;
  • возникновение дефекта в результате воздействия сжимающих сил;
  • технологичный дефект (усадка, плохое уплотнение);
  • результат коррозии арматуры.

Значение причины:

  • указывает на аварийное состояние сооружения;
  • увеличивается проникновение влаги в железобетонные строения;
  • износ строения, подверженного коррозии;
  • нарушения, которые вызывают опасения.

Железобетонным конструкциям вредят следующие виды образований:

  • сквозные клиновидные;
  • сквозные внахлестку;
  • несквозные клиновидные;
  • сквозные параллельные;
  • наклонные замкнутые;
  • продольные несквозные.

Анализируя трещину по характеру возникновения, степени открытия, возможно установить истинную причину и поставить заключение об опасном состоянии сооружения. Силовое влияние на конструкцию образует повреждение, которое располагается перпендикулярно основной линии приложения силы. Поверхность под воздействием сжатия покрывается трещинами в хаотичном порядке, образуя узловое соединение. Такие трещины называются усадочными. Коррозийные трещины располагаются на конструкциях вдоль металлического стержня.

Повреждение плит свода

Трещина в железобетонной монолитной плите перекрытия.

Перекрытия промышленных сооружений находятся в сложных условиях, испытывают колоссальную нагрузку, силовые, химические воздействия. Следствие — износ поверхности и образование повреждений. В процессе затвердевания в бетоне могут образоваться повреждения небольшого размера. Усадочные трещины внешне напоминают сетку и не приносят опасности.

Дефекты, которые появляются в процессе эксплуатации сооружений, постепенно удлиняясь и расширяясь, приводят к деформационным повреждениям. Появление характерных признаков говорит о серьезных нарушениях во время строительства и перенапряжении плит перекрытия. Проблему устраняют в обязательном порядке заменой конструкции, нет возможности — выставляют подпорную стену и убирают все тяжелые вещи.

Прогиб перекрытия также становится причиной возникновения проблемы. Проводится оценка состояния арматуры, бетона. Недостаточное количество арматуры, неправильное ее расположение приводит к силовой трещине. Расширение отверстия больше 3 мм требует усиления дополнительным армированием.

Нарушения ферм

Стропильные фермы обладают характерной особенностью работать на сжатие, обеспечивая устойчивость, жесткость покрытия. Соединенные элементы способствуют возникновению концентрации различного по характеру напряжения: растягивающего, сжимающего, касательного. Большая концентрация способствует возникновению в местах соединения нарушений. Растягивающее напряжение грозит сквозной вертикальной трещиной, сжимающее напряжение – несквозной горизонтальной.

Ряд причин влияющих на деформацию:

  • низкое качества бетон;
  • неправильное расположение поперечной арматуры;
  • смещение металлического каркаса.

Щели в балках

Характерные трещины в балке: 1 — нормальные трещины в зоне максимального изгибающего момента; 2 — наклонные трещины в зоне максимальной поперечной силы; 3 — трещины и раздробление бетона, в сжатой зоне элемента.

Трещинам, возникшим в местах укладки балок, уделяют особое внимание. Упрощенное соединение стропильной конструкции грозит возможным защемлением опор, что в совокупности с давлением плит приводит к образованию отверстий. Явление редкое, но восстановлению не подлежит.

Строительная конструкция под воздействием вертикальных или горизонтальных трещин в балках разрушается. Выделяют несколько причин такой проблемы. Первая – усадочное напряжение, вызванное недостаточно сильным защитным слоем. Плохое качество материала, нарушение температурного режима при термообработке – причины проблем с балкой.

Усадочная щель небольшая, но через нее проходит воздух, газы, вызывающие коррозию металла. Ржавчина – большая проблема усадочных дефектов, она распирает бетон, расширяя отверстия. Вторая причина – коррозия, вызвана не под влиянием пара. Возникает под воздействием химических соединений, входящих в состав бетона. Степень опасности зависит от степени развития коррозии. Третья причина – раскол балки. Особенно опасно нахождение раскола на конце конструкции, снижается опорная функция элементов.

Повреждения балок — прямая угроза прочности конструкции.

Другие дефекты

Тип сооружения, его конструкция, схемы расчетов не влияют на общие характеристики трещин. Каждый появившийся недостаток говорит, что данная точка является скоплением напряжения. Самые распространенные виды недостатков нами уже рассмотрены, но это далеко не полный список всех погрешностей. Обратим внимание на существующие виды повреждений:

  • Мелкие трещины, волосяные. Появляются на верхней поверхности, четкая направленность отсутствует, визуально определить нетрудно. Не влияют на несущую способность, легко устраняются замазыванием раствора.
  • Мелкие трещины вдоль стержня металла. Сопровождается дефект легкой ржавчиной до 5 мм, возможен раскол бетона возле арматуры. Несущая способность снижается на 5%, что влияет на длительность эксплуатации. Необходимо возобновление защитного слоя, при необходимости производят усиление места дефекта.
  • Скалывание бетона. Происходит под механическим воздействием. Если возникло в сжатой зоне — нарушается несущая способность элементов, в растянутой зоне — несущая способность не нарушена, страдает жесткость конструкции. Сколы заделываются мелкозернистым раствором.
  • Замасливание бетона. Утечка масла на производствах приносит существенные проблемы. Прочность бетонных покрытий снижается на 30%. Промасленный слой снимается, устраняются протечки.
  • Отслоение защиты. Образование коррозии, возникновение расколов приводит к отшелушиванию защитного слоя. Состояние аварийное, устраняется восстановлением защитного покрытия.
  • Раскол фундамента приводит здание в аварийное состояние. Срочно устраняется вибрация, проводится усиление фундамента.

Процесс устранения трещин

Восстановление железобетона методом инъектирования.

Не так страшна трещина, как ее ширина. Допустимый размер 3 мм. В повреждения большего размера с легкостью просачивается влага. В холодное время года вода замерзает, еще больше расширяя щель и так проходит несколько периодов замерзания, оттаивания. Раскол увеличивается в объеме, влаги попадает в него еще больше. Со временем вода достигает металлического стержня, появляется ржавчина, как следствие — разрушение бетона.

Во избежание разрушения даже мелкие трещины стоит устранять на ранней стадии. Бетонная площадь обрабатывается холодной водой, с помощью шпателя волосяные образования заделываются раствором. Замазывание повреждения возможно произвести любым материалом, разными способами. На правильный выбор влияет ширина повреждения, причина, вид, влияние на несущую способность.

При сохраненной несущей способности применяется метод восстановления под названием расшивка. Расщелина простукивается по всей длине, с целью обнаружения пустоты. Все крошки, сколы убираются металлической щеткой и сжатым воздухом продувается очищенное пространство. Подготовленную поверхность замазывают полимерцементной смесью, выравнивая вровень с бетонной поверхностью.

Утраченная несущая способность восстанавливается инъекциями полимерных смол непосредственно в трещину. Современный раствор в основе с эпоксидной смолой способен к склеиванию даже с влажным бетоном. Интервал рабочей температуры очень широк, обладают незначительной усадкой, качественно заполняют пространство.

Вывод

Повреждение железобетонных поверхностей происходит при транспортировке, в процессе монтажа, во время эксплуатации. Следствие таких повреждений — трещины.

Своевременное выявление, проведение оценочной экспертизы позволит правильно установить вид дефекта и провести ремонтные работы, сохранив несущую способность конструкций.