Лекция 2 ХАРАКТЕРНЫЕ ДЕФЕКТЫ И ПОВРЕЖДЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ И КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Виды дефектов и повреждений Несовершенства, полученные конструкцией при ее изготовлении и монтаже, называются дефектами. Несовершенства, приобретенные в процессе эксплуатации конструкций, называются повреждениями. Дефекты и повреждения бывают видимые и внутренние (скрытые). Повреждения в зависимости от воздействий их вызывающих, могут быть разделены на: – повреждения от силовых или механических воздействий – трещины, сколы, раздробления, разрывы; – повреждения от температурных воздействий – трещины, чрезмерные деформации, снижение механических характеристик бетона; – повреждения от химических воздействий – коррозия бетона и арматуры. Повреждения от силовых воздействий могут быть вызваны следующими причинами: – ошибками проектирования; – отличием фактического напряженного состояния от расчетного; – сниженными прочностными характеристиками бетона и наличием в конструкциях дефектов изготовления (недоуплотнение, полости, раковины); – несоблюдением проектного количества и положения рабочей арматуры; – недопустимыми перегрузками конструкций при эксплуатации; – нарушениями в процессе монтажа и эксплуатации взаимного расположения конструкций; – нарушениями правил технической эксплуатации.
Характерные повреждения железобетонных конструкций 1. Снижающие долговечность и не снижающие несущую способность конструкций: небольшие сколы в пределах толщины защитного слоя бетона; трещины в растянутой зоне шириной до 0. 5 мм в непреднапряженных и до 0. 2 мм в преднапряженных элементах без повреждения арматуры и т. д. 2. Снижающие несущую способность конструкций: сколы, глубиной более 30 мм; участки разрушения защитного слоя бетона с обнажением и коррозионным износом арматуры до 15% площади поперечного сечения; трещины раскрытием до 0. 5 мм в преднапряженных растянутых и изгибаемых элементах; трещины раскрытием до 1 мм в не преднапряженных конструкциях, с прогибами до 1/50 пролета и др. . 3. Значительно снижающие несущую способность конструкции: : участки разрушения свыше 30% всего сечения элемента; обнажение и коррозионное повреждений до 30% или разрыв до 30% площади поперечного сечения рабочей арматуры; разрушения бетона в зонах анкеровки арматуры; прогибы свыше 1/50 й пролета с раскрытием трещин в растянутой зоне более 1 мм и т. д. 4. Свидетельствующие о критическом состоянии конструкции: разрушение свыше 30% сечения сжатой зоны бетона; коррозионное разрушение или разрыв свыше 30% сечения рабочей арматуры.
Характерные дефекты железобетонных конструкций а) б) Рыхлая и пористая поверхность монолитных железобетонных конструкций (а, б) – недоуплотнение бетонной смеси; (б) – не соблюдение требований по величине защитного слоя бетона.
Характерные повреждения железобетонных конструкций а) б) Небольшие сколы в пределах толщины защитного слоя бетона (а) – механические повреждения; сколы бетона на глубину более 30 мм с обнажением и коррозионным износом арматуры (б) – фильтрация паров воды, вымывание солей, коррозия бетона и арматуры
Характерные повреждения железобетонных конструкций а) б) в) Участки разрушений бетона в сечениях колонн (а, б – значительно снижающие несущую способность; в – критическое состояние конструкции), обнажение и коррозионные износ до 30% площади поперечного сечения рабочей продольной и до 100% поперечной арматуры. а – увлажнения технологической водой, процессы замораживания-оттаивания, коррозия железобетона; б – химическая коррозия железобетона (воздействие паров серной кислоты); в –повреждения от силовых воздействий, длительный период простоя здания без эксплуатации, воздействия атмосферных осадков и процессы замораживания-оттаивания.
Характерные повреждения железобетонных конструкций а) б) Участки разрушений наружных слоев бетона с обнажением и коррозионным износом рабочей арматуры. а – длительный период простоя здания без эксплуатации, воздействия атмосферных осадков и процессы замораживания-оттаивания; б – воздействия атмосферных осадков и процессы замораживания-оттаивания, растворение составных частей цементного камня.
Характерные повреждения железобетонных конструкций а) б) Трещины в железобетонных стропильных балках. а – трещины от силовых воздействий; б – трещины из-за прогрессирующей коррозии бетона и арматуры.
Характерные повреждения каменных конструкций Классификация степени и характерные виды повреждений каменных конструкций. 1. Слабое: – размораживание и выветривание кладки, отслоение наружных слоев на глубину до 5% толщины; – огневое повреждение кладки стен и столбов при пожаре на глубину не более 0. 5 см (без учета штукатурки); – вертикальные и наклонные трещины (независимо от длины и величи ны раскрытия), пересекающие не более двух рядов кладки. 2. Среднее: – размораживание и выветривание кладки, отслоение облицовки на глубину до 20% толщины; – вертикальные и наклонные трещины в несущих стенах и столбах на высоту не более 4 рядов кладки; – наклоны и выпучивание стен и фундаментов в пределах этажа не более чем на 1/6 их толщины; – образование вертикальных трещин между продольными и поперечными стенами: разрывы или выдергивание отдельных стальных связей и анкеров крепления стен к колоннам и перекрытиям; – местное (краевое) повреждение кладки на глубину до 2 см под опо рами ферм, балок, прогонов и перемычек в виде трещин и отслоения лещадками; – вертикальные трещины по концам опор, пересекающие не более двух рядов кладки; – смещение плит перекрытий на опорах не более 1/5 глубины заделки, но не более 2 см – огневое повреждение при пожаре кладки армированных и неармированных стен и столбов на глубину до 2 см (без штукатурки).
Характерные повреждения каменных конструкций (продолжение) 3. Сильное: – размораживание и выветривание кладки на глубину до 40% толщины; – вертикальные и наклонные трещины (исключая температурные и осадочные) в несущих стенах и столбах на высоту не более 8 рядов кладки; – наклоны и выпучивание стен в пределах этажа на 1/3 их толщины и более; – смещение (сдвиг) стен, столбов и фундаментов по горизонтальным швам или наклонной полосе; – отрыв продольных стен от поперечных в местах их пересечения, разрывы или выдергивание стальных связей и анкеров, крепящих стены к колоннам и перекрытиям; – повреждения кладки под опорами ферм, балок и перемычек в виде трещин, раздробления камня или смешения рядов кладки по горизон тальным швам на глубину более 2 см; образование вертикальных или наклонных трещин, пересекающих до четырех рядов кладки; – смещение плит перекрытий на опорах более 1/5 глубины заделки в стене; – огневое повреждение кладки стен и столбов при пожаре достигающее 5 6 см. 3. Полное: – размораживание и выветривание кладки на глубину 50% толщины стены и более; – разрушение отдельных конструкций и частей здания.
Характерные повреждения каменных конструкций а) Трещины в каменной кладке наружных стен. а – трещины от силовых воздействий; б – трещины из-за неравномерной осадки оснований. б)
Характерные повреждения каменных конструкций а) б) Участки разрушения кирпичной кладки деструктивного характера. а – разрушения до 50% сечения; б – разрушения кирпичей с отслоениями «лещадками» до 25% сечения.
Характерные повреждения каменных конструкций а) б) Эрозия раствора из кладки (а), химическое повреждение кирпичей кладки наружных стен (б). а – воздействия атмосферных осадков и ветра; б – воздействия паров серной кислоты.
Трещины в железобетонных и каменных конструкциях Классификация трещин по степени опасности: a) трещины, которые указывают на аварийное состояние конструкции или ее элементов; b) трещины, которые нарушают водоупорность конструкции (предельное состояние по образованию трещин); c) трещины, которые угрожают возникновением коррозии арматуры (предельное состояние по ширине раскрытия трещин); d) трещины. в пределах требований норм, которые не вызывают опасений в надежности конструкций. По причинам возникновения различают такие виды трещин: – трещины от силовых воздействий и нагрузок; – трещины из за неравномерной осадки оснований; – трещины из за нарушения анкеровки арматуры; – трещины от усадки бетона, температурных воздействий; – трещины технологические; а также от воздействий при транспортировке, складировании и монтаже; – трещины от коррозии бетона и арматуры.
Выявление трещин в железобетонных и каменных конструкциях Механические измерители ширины раскрытия трещин Возможные схемы установки измерителей трещин: а – в плоскости стены; б – в месте сопряжения стен; в – горизонтальная трещина; г – измерение сдвига берегов трещины.
Коррозия бетона и железобетона Коррозия бетона – процесс разрушения его структуры, снижения характеристик физико механических свойств под воздействием окружающей среды. Коррозия бетона может быть трех видов: 1) растворение составных частей цементного камня (гидрат окиси кальция Ca(OH)2 легко растворим в воде и постепенно вымывается, нарушая при этом структуру бетона); 2) коррозия бетона при взаимодействии цементного камня с водными растворами кислот; Ca(OH)2+CO 2=Ca. CO 3+H 2 O – увеличение в объеме; Ca. CO 3+H 2 O+CO 2=Ca(HCO 3)2 – бикарбонат кальция агрессивен для бетона и легко растворим в воде; Ca(OH)2+2 HCl=Ca. Cl 2+2 H 2 O – соляная кислота – одна из наиболее агрессивных, соли которой легкорастворимы в воде; 3) коррозия бетона вследствие образования и кристаллизации в порах труднорастворимых веществ (т. н. биокоррозия); При коррозии бетона обычно одновременно протекает несколько видов разрушений
Коррозия бетона и железобетона а) б) Коррозия железобетона: а – вымывание цементного камня и коррозия арматуры; б – карбонизация бетона со следами высолов на поверхности конструкций.
Оценка степени коррозионного поражения арматуры Последовательность работ: выявление участков с повышенным коррозийным поражением арматуры; подготовка выявленных участков к измерениям путем зачистки поверхности арматуры металлическими щетками или абразивными инструментами от продуктов коррозии до металлического блеска; измерение диаметра зачищенной арматуры делают микрометром или штангенциркулем. При этом измерения выполняют не менее, чем в 3 х сечениях по длине стержня. В каждом из сечений производят не менее 3 х измерений диаметра и записывать среднее. Минимальное из замеренных значений диаметра и учитывается в следующих проверочных расчетах; определяют степень коррозийного поражения арматуры по выражению: где А 1 – площадь поперечного сечения стержня по фактическому диаметру (наименьшему по результатам измерения) с учетом коррозионного износа; А – площадь поперечного сечения стержня номинального диаметра (без учета коррозии).
Защита арматуры и бетона от коррозии Основные способы защиты арматуры в бетоне от коррозии: облагородить окружающую металл среду (т. е. использовать качественный бетон специального состава, введение ингибиторов). Т. е. свести к минимуму вещества, входящие в состав бетона, которые способствуют интенсификации процесса коррозии арматуры в бетоне; дополнительная защита арматуры в бетоне от коррозии (пропитка бетонной поверхности специальными составами, пленки и т. п. ); улучшить характеристики самого металла.
Скачать презентацию Лекция 2 ХАРАКТЕРНЫЕ ДЕФЕКТЫ И ПОВРЕЖДЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ И
Visual_Л_2.pptx