Диагностика и испытание строительных конструкций (стр. 6 из 9)
Требования к армированию конструкций, работающих в агрессивной среде
В соответствии с рекомендациями [4] не допускается использование в предварительно-напряжённых конструкциях, эксплуатируемых в сильноагрессивных газообразных и жидких средах, стержневой арматуры класса A-V и термически упрочнённой арматуры всех классов. Нельзя также применять проволочную арматуру класс B-II, Bp-IIи стержневую классов A-V, Aт-IV в конструкциях из бетона на пористых заполнителях, эксплуатируемых в агрессивной среде, если не предусмотрены специальные защитные покрытия.
Оцинкованная арматура рекомендуется к применению только в тех случаях, когда невозможно обеспечить требуемую плотность бетона и толщину защитного слоя.
Восстановление эксплуатационных качеств конструкции с корродированной арматурой
Образование продуктов химической коррозии на арматуре увеличивает её объём, вследствие чего бетон защитного слоя механически разрушается. Это выражается в появлении волосных трещин по направлению арматурного стержня. Со временем трещины раскрываются, бетон защитного слоя отслаивается, и корродированная арматура оголяется. Для восстановления эксплуатационных качеств необходимо с помощью металлической щётки или пескоструйного аппарата очистить арматуру от ржавчины и оценить степень её коррозии. Если коррозией повреждено более 50% площади сечения арматурного стержня, то повреждённый участок вырезается и производится его замена на новый, равноценный по площади стержень, привариваемый электродуговой сваркой. При площади менее 50% повреждённый участок не вырезается, а на него наваривается дополнительный стержень усиления, компенсируемый разрушенное сечение.
На все оголённые участки арматуры наносится защитное покрытие из эпоксидной смолы, обладающей хорошей адгезией к бетону и стали.
Хорошей защитой арматуры также является послойное нанесение торкретбетона толщиной слоёв 1-1,5см, приготовленного на смеси цемент: песок=1:2 (1:3) и наносимого на обрабатываемую поверхность с расстояния 1-1,2 м.
Характеристики бетонного покрытия (плотность бетона, толщина защитного слоя), независимо от способа нанесения покрытия, должны соответствовать показателям и требованиям, представленным в таблицах 3 и 4.
Таблица № 3. Требования к бетону конструкций, эксплуатируемых в агрессивных средах
| Плотность бетона | Условное обозначение | Показатели, характеризующие плотность бетона | ||
| марка бетона по водонепроницаемости | водопоглащение, %, по массе | водоцементные отношения, не более | ||
| Нормальная ПовышеннаяОсобо высокая | НПО | В-4В-6В-8 | 5,7-4,84,7-4,34,2 и менее | 0,60,550,45 |
Таблица № 4. Требования к плотности и толщине защитного слоя бетона
| Степень агрессивного воздействия | Минимальная толщина защитного слоя бетона, мм, для конструкций, эксплуатируемых | Плотность бетона конструкций, армированных сталью, классов | ||||
| в газообразной среде | в жидкой среде | AI, АII, AIII, AIV, BpI | ВП, ВРП, каналы | AV, AVI, Aт-IVC, AтV, AтVI | ||
| ребристых плит, балок | ферм, колонн | |||||
| Слабая | 15 | 20 | 25 | Н | П | П |
| Средняя | 15 | 20 | 30 | П | О | О |
| Сильная | 20 | 25 | 35 | О | О | Не допускается |
Трещины в железобетонных конструкциях
Трещины в железобетонных конструкциях эксплуатируемых зданий встречаются достаточно часто, являясь следствием ряда причин. Они могут возникать как от силового воздействия на конструкции, так и в результате температурных и усадочных напряжений в бетоне.
Ввиду большого разнообразия, трещины обычно разделяются по следующим признакам:
причине возникновения:
а) трещины от внешних силовых воздействий при эксплуатации конструкций Т;
б) трещины от силового воздействия при неправильном складировании, перевозке и монтаже конструкций Тм;
в) трещины от силового воздействия при обжатии бетона предварительно-напряжённой арматурой То;
г) трещины технологические (от усадки бетона, плохого уплотнения бетонной смеси, неравномерного паропрогрева, жесткого режима тепловлажностной обработки бетона) Ту;
д) трещины, образовавшиеся в результате коррозии арматуры, Тк;
значению:
а) трещины, указывающие на аварийное состояние конструкции;
б) трещины, увеличивающие водопроницаемость бетона (в резервуарах, трубах, стенах подвала);
в) трещины, снижающие долговечность конструкции из-за интенсивной коррозии арматуры;
г) трещины «обычные», не вызывающие опасений в надёжности конструкции (ширина раскрытия «обычных» трещин не должна превышать величин, указанных в [5, табл. 21]).
Исследуя характер распространения и раскрытия видимых трещин, в большинстве случаев можно определить причину их образования, а также оценить степень опасного состояния конструкции.
Трещины от силового воздействия обычно располагаются перпендикулярно действию главных растягивающих напряжений. Основные виды «силовых» трещин представлены в табл. 5.
Усадочные трещины в плоских конструкциях распределяются хаотично по объёму, а в конструкциях сложной конфигурации концентрируются в местах сопряжения элементов (узлы ферм; сопряжение полки и ребёр в плитах, двутавровых балках и т.д.). Трещины от коррозии проходят вдоль корродируемых арматурных стержней.
Таблица № 5
Трещины в железобетонных конструкциях
| Вид трещин | Форма трещин | Элементы конструкций |
| Сквозная клиновидная |  | Внецентренно растянутые элементы |
| Сквозная внахлёстку |  | Внецентренно растянутый нижний пояс безраскосной фермы |
| Несквозная клиновидная |  | Изгибаемые и внецентренно сжатые элементы |
| Сквозная с параллельными стенками |  | Центрально-растянутые элементы раскосных ферм |
| Замкнутая наклонная |  | Приопорная зона изгибаемых элементов |
| Несквозная продольная |  | Предварительно напряжённые элементы в зоне заанкеривания арматуры. Сжатые элементы. |
Трещины в плитах перекрытий
Рассмотрим наиболее часто встречающиеся случаи обнаружения трещин в железобетонные перекрытиях промышленных зданий, которые, как правило, работают в сложных условиях, испытывая технологические перегрузки, ударные и вибрационные воздействия, разрушающее влияние технических масел и других агрессивных сред, что приводит к их быстрому износу, а следовательно, и появлению трещин. Как видно из рис.8, характер трещин, обусловленных силовым воздействием, зависит от статической схемы плиты перекрытия: вида и характера действующей нагрузки, способов армирования и соотношения пролётов. При этом трещины располагаются перпендикулярно главным растягивающим напряжениям.
Причинами широкого раскрытия «силовых» трещин обычно является перегрузка плиты, недостаточное количество рабочей арматуры или неправильное её размещение (сетка смещена к нейтральной оси). Если ширина раскрытия трещин превышает 0,3мм, плиты усиливаются методом наращивания с дополнительным армированием. В местах приложения больших сосредоточенных сил усиливается зона, воспринимающая нагрузку, для чего используются различные распределительные устройства (стальные листы, балки, густоармированная набетонка и пр.
Трещины в балках с обычным армированием
Характерным для балок является образование нормальных (вертикальных) и наклонных (косых) трещин на боковой поверхности, причём нормальные трещины возникают в зоне действия наибольших изгибающих моментов, а наклонные – в зоне действия наибольших касательных напряжений, вблизи опор.
Картина трещинообразования балок в основном зависит от статической схемы, вида поперечного сечения и напряжённого состояния. На рис.2.9, а, б показаны «силовые» трещины в однопролётной и многопролётной балках прямоугольного сечения. Характерно, что нормальные трещины имеют наибольшую ширину раскрытия у растянутой грани, в то время как наклонные – вблизи центра тяжести сечения.
Нормальные трещины с шириной раскрытия более 0,5мм обычно свидетельствуют о перегрузке балки или недостаточном её армировании продольной рабочей арматурой.
Наклонные трещины, особенно в зоне заанкеривания рабочей продольной арматуры, считаются наиболее опасными, так как могут привести к внезапному обрушению балки. Причинами образования и раскрытия наклонных трещин часто служат низкий класс бетона, большой шаг поперечной арматуры, низкое качество сварки поперечных и продольных стержней.