Залізобетонні конструкції міцні і довговічні, але не секрет, що в процесі зведення та експлуатації будівель і споруд в залізобетонних конструкціях трапляються неприпустимі прогини, тріщини, пошкодження. Ці явища можуть бути викликані відхиленнями від вимог проекту при виготовленні і монтажі цих конструкцій, або помилками проектування.

Для оцінки поточного стану будівлі або споруди проводять обстеження залізо бетонних конструкцій, Що визначає:

• Відповідність фактичних розмірів конструкцій їх проектним значенням;
• Наявність руйнувань і тріщин, їх розташування, характер і причини появи;
• Наявність явних і прихованих деформацій конструкцій.
• Стан арматури на предмет порушення її зчеплення з бетоном, наявність в ній розривів і прояви процесу корозії.

Більшість корозійних дефектів візуально мають схожі ознаки, тільки кваліфіковано проведене обстеження може бути підставою для призначення способів ремонту і відновлення конструкцій.

Карбонізація - одна з найчастіших причин руйнування бетонних конструкцій будівель і споруд в середовищах з підвищеною вологістю, Її супроводжує перетворення гідроксиду кальцію цементного каменю в карбонат кальцію.

Бетон здатний вбирати вуглекислий газ, кисень і вологу, якими насичена атмосфера. Це не тільки істотно впливає на міцність бетонної структури, змінюючи її фізичні і хімічні властивості, але негативно впливає на арматуру, при пошкодженні бетону потрапляє в кислотну середу і починаючу руйнуватися під впливом згубних корозійних явищ.

Іржа, яка утворюється при окислювальних процесах, сприяє збільшенню обсягу сталевої арматури, що, в свою чергу, призводить до розламів залізобетону і оголення прутів. Оголені, вони зношуються ще стрімкіше, це призводить до ще більш швидкого руйнування бетону. Застосовуючи спеціально розроблені для цього сухі суміші і лакофарбові покриття, можна значно підвищити корозійну стійкість і довговічність конструкції, але перед цим необхідно провести її технічну експертизу.

Обстеження залізобетонних конструкцій складається з декількох етапів:

• Виявлення пошкоджень і дефектів по їх характерними ознаками і їх ретельний огляд.
• інструментальні та лабораторні дослідження характеристик залізобетону і сталевої арматури.
• Здійснення повірочних розрахунків за результатами обстеження.

Все це сприяє встановленню міцності залізобетону, хімічного складу агресивних середовищ, ступеня і глибини корозійних процесів. Для обстеження залізобетонних конструкцій використовуються необхідні інструменти і повірені прилади. Результати, відповідно діючими нормативами і стандартами, відображаються в грамотно складеному підсумковому висновку.

Оцінка технічного стану конструкцій за зовнішніми ознаками проводиться на основі визначення наступних факторів:

• геометричних розмірів конструкцій і їх перетинів;
• наявності тріщин, відколів і руйнувань;
• стану захисних покриттів (лакофарбових, штукатурок, захисних екранів і ін.);
• прогинів і деформацій конструкцій;
• порушення зчеплення арматури з бетоном;
• наявності розриву арматури;
• стану анкерування поздовжньої і поперечної арматури;
• ступеня корозії бетону та арматури.

При визначенні геометричних параметрів конструкцій і їх перетинів фіксуються всі відхилення від їх проектного положення. Визначення ширини і глибини розкриття тріщин слід виконувати згідно з рекомендаціями, вказаними вище.

Ширину розкриття тріщин рекомендується вимірювати в першу чергу в місцях максимального їх розкриття і на рівні розтягнутої зони елемента. Ступінь розкриття тріщин зіставляється з нормативними вимогами за граничними станами другої групи в залежності від виду та умов роботи конструкцій. Слід розрізняти тріщини, поява яких викликано напруженнями, які проявилися в залізобетонних конструкціях в процесі виготовлення, транспортування і монтажу, і тріщини, обумовлені експлуатаційними навантаженнями і впливом навколишнього середовища.

До тріщин, що з'явилися в період до експлуатації об'єкта, відносяться: технологічні, усадочні, викликані швидким висиханням поверхневого шару бетону і скороченням обсягу, а також тріщини від набрякання бетону; викликані нерівномірним охолодженням бетону; тріщини, що виникли в збірних залізобетонних елементах в процесі складування, транспортування і монтажу, при яких конструкції піддавалися силових дій від власної ваги за схемами, не передбачених проектом.

До тріщин, що з'явилися в експлуатаційної період, відносяться: тріщини, що виникли в результаті температурних деформацій через порушення вимог влаштування температурних швів; викликані нерівномірністю осад фунтової підстави, що може бути пов'язано з порушенням вимог пристрої осадових деформаційних швів, проведенням земляних робіт в безпосередній близькості від фундаментів без забезпечення спеціальних заходів; обумовлені силовими впливами, що перевищують несучу здатність залізобетонних елементів.

Тріщини силового характеру необхідно розглядати з точки зору напружено-деформованого стану залізобетонних конструкцій.

У залізобетонних конструкціях найбільш часто зустрічаються такі види тріщин:

• а) в зігнутих елементах, що працюють по балочної схемою (балки, прогони), виникають тріщини, перпендикулярні (нормальні) поздовжньої осі, внаслідок появи розтягуючих напружень в зоні дії максимальних згинальних моментів, похилі до поздовжньої осі, викликані головними розтягують напруженнями в зоні дії перерізують сил і згинальних моментів (рис. 2.32).

Мал. 2.32.

які працюють за балочної схемою

• 1 - нормальні тріщини в зоні максимального згинального моменту;
• 2 - похилі тріщини в зоні максимально поперечної сили;
• 3 - тріщини і роздроблення бетону в стислій зоні.

Нормальні тріщини мають максимальну ширину розкриття в крайніх розтягнутих волокнах перерізу елемента. Похилі тріщини починають розкриватися в середній частині бічних граней елемента - в зоні дії максимальних дотичних напружень, а потім розвиваються в бік розтягнутої грані.

Освіта похилих тріщин на опорних кінцях балок і прогонів обумовлено їх недостатньою несучою здатністю по похилих перетинах.

Вертикальні і похилі тріщини в прогонових ділянках балок і прогонів свідчать про недостатню їх несучої здатності по вигинає моменту.

Роздроблення бетону стиснутої зони перерізів згинальних елементів вказує на вичерпання несучої здатності конструкції;

б) в плитах можуть виникати тріщини:

в середній частині плити, що мають напрямок поперек робочого прогону з максимальним розкриттям на нижній поверхні плити;

на опорних ділянках, що мають напрямок поперек робочого прогону з максимальним розкриттям на верхній поверхні плити;

радіальні і кінцеві, з можливим відпадінням захисного шару і руйнуванням бетону плити;

вздовж арматури по нижній площині стіни.

Тріщини на опорних ділянках плит поперек робочого прогону свідчать про недостатній несучій здатності по вигинає опорного моменту.

Характерно розвиток тріщин силового походження на нижній поверхні плит з різним співвідношенням сторін (рис. 2.33). При цьому бетон стиснутої зони може бути не порушений. Зминання бетону стиснутої зони вказує на небезпеку повного руйнування плити;

Мал. 2.33. Характерні тріщини на нижній поверхні плит: а - працюють по балочної схемою при / 2 //,\u003e 3; б - опертих по контуру при / 2 //, 1,5

в) в колонах утворюються вертикальні тріщини на гранях колон і горизонтальні тріщини.

Вертикальні тріщини на гранях колон можуть з'являтися в результаті надмірного вигину стрижнів арматури. Таке явище може виникнути в тих колонах і їх зонах, де рідко поставлені хомути (рис. 2.34).

Мал. 2.34.

Горизонтальні тріщини в залізобетонних колонах не уявляють безпосередньої небезпеки, якщо ширина їх невелика, проте через такі тріщини можуть в арматуру потрапити зволожене повітря і агресивні реагенти, викликаючи корозію металу,

Поява подовжніх тріщин уздовж арматури в стиснутих елементах свідчить про руйнування, пов'язаних з втратою стійкості (випинання) поздовжньої стиснутої арматури через недостатню кількість поперечної арматури;

• г) поява в зігнутих елементах поперечної, перпендикулярної поздовжньої осі елемента, тріщини, що проходить через весь переріз (рис. 2.35), може бути пов'язано з впливом додаткового згинального моменту в горизонтальній площині, перпендикулярній площині дії основного згинального моменту (наприклад, від горизонтальних сил, що виникають в підкранових балках). Такий же характер мають тріщини в розтягнутих залізобетонних елементах, але при цьому тріщини проглядаються на всіх гранях елемента, оперізують його;
• д) тріщини на опорних ділянках і торцях залізобетонних конструкцій.

Виявлені тріщини у торців попередньо напружених елементів, орієнтовані вздовж арматури, вказують на порушення анкерування арматури. Про це ж свідчать і похилі тріщини в приопорних ділянках, які перетинають зону розташування попередньо напруженої арматури і поширюються на нижню межу краю опори (рис. 2.36);

е) елементи решітки розкосів залізобетонних ферм можуть відчувати стиснення, розтягнення, а в опорних вузлах - дія

перерізують сил. характерні повреж-

Мал. 2.36.

• 1 - при порушенні анкерування напруженої арматури;
• 2 - при

недостатності

непрямого

армування

Мал. 2.35.

площинах

дення при руйнуванні окремих ділянок таких ферм наведені на рис. 2.37. В опорному вузлі можуть виникнути крім тріщин, 2 (рис. 2.38) пошкодження типу 1, 2, 4. Поява горизонтальних тріщин в нижньому попереднього напруження поясі типу 4 (див. Рис. 2.37) свідчить про відсутність або недостатності поперечного армування в обтиснутому бетоні. Нормальні (перпендикулярні до поздовжньої осі) тріщини типу 5 з'являються в розтягнутих стрижнях при незабезпеченості тріщиностійкості елементів. Поява ушкоджень у вигляді лещадок типу 2 свідчить про вичерпання міцності бетону на окремих ділянках стиснутого пояса або на опорі.

Мал. 2.37.

попередньо напруженим поясом:

1 - похила тріщина у опорного вузла; 2 - відкол лещадок; 3 - променеподібні і вертикальні тріщини; 4 - горизонтальна тріщина; 5 - вертикальні (нормальні) тріщини в розтягнутих елементах; 6 - похилі тріщини в стислому поясі ферми; 7 - тріщини в вузлі нижнього пояса

Дефекти у вигляді тріщин і відшарування бетону уздовж арматури залізобетонних елементів можуть бути викликані і корозійних руйнуванням арматури. У цих випадках відбувається порушення зчеплення поздовжньої і поперечної арматури з бетоном. Порушення зчеплення арматури з бетоном через корозію можна

Мал. 2.38.

встановити простукуванням поверхні бетону (при цьому прослуховуються порожнечі).

Поздовжні тріщини вздовж арматури з порушенням зчеплення її з бетоном можуть бути викликані і температурними напругами при експлуатації конструкцій з систематичним нагріванням понад 300 ° С або наслідки пожежі.

У згинаються елементах, як правило, до появи тріщин призводить збільшення прогинів і кутів повороту. Неприпустимими (аварійними) можна вважати прогини елементів, що згинаються більш 1/50 прольоту при ширині розкриття тріщин в розтягнутій зоні більше 0,5 мм. Значення гранично допустимих прогинів для залізобетонних конструкцій наведені в табл. 2.10.

Визначення та оцінку стану покриттів залізобетонних конструкцій слід проводити за методикою, викладеною в ГОСТ 6992-68. При цьому фіксуються такі основні види пошкоджень: розтріскування і відшарування, які характеризуються глибиною руйнування верхнього шару (до грунтовки), бульбашки і корозійні вогнища, що характеризуються розміром вогнища (діаметром), мм. Площа окремих видів ушкоджень покриття висловлюють орієнтовно в процентах по відношенню до всієї пофарбованої поверхні конструкції (елемента).

Ефективність захисних покриттів при впливі на них агресивного середовища визначається станом бетону конструкцій після видалення захисних покриттів.

В процесі візуальних обстежень проводиться орієнтовна оцінка міцності бетону. Метод заснований на простукуванні поверхні конструкції молотком масою 0,4-0,8 кг безпосередньо по очищеному розчинному ділянці бетону або по зубилу, встановленому перпендикулярно поверхні елемента. більш дзвінкий звук при простукуванні відповідає більш міцному і щільному бетону. Дня отримання достовірних даних про міцність бетону слід застосовувати методи і прилади, наведені в розділі про контроль міцності.

При наявності зволожених ділянок і поверхневих висо-лов на бетоні конструкцій визначають величину цих ділянок і причину їх появи. Результати візуального огляду залізобетонних конструкцій фіксують у вигляді карти дефектів, нанесених на схематичні плани або розрізи будівлі, або складають таблиці дефектів з рекомендаціями щодо классифи-

ЗНАЧЕННЯ ГРАНИЧНО ПЕРЕДБАЧЕНИХ прогин ЗАЛІЗОБЕТОННИХ

КОНСТРУКЦІЙ

Таблиця 2.10

Примітка. При дії постійних, тривалих і короткочасних навантажень прогин балок і плит не повинен перевищувати 1/150 прольоту і I / 75 вильоту консолі.

кации дефектів і пошкоджень з оцінкою категорії стану конструкцій.

Для оцінки характеру корозійного процесу і ступеня впливу агресивних середовищ, розрізняють три основних види корозії бетону.

До I виду відносять і ті процеси корозії, які виникають в бетоні при дії рідких середовищ (водних розчинів), Здатних розчиняти компоненти цементного каменю. Складові частини цементного каменю розчиняються і виносяться з цементного каменю.

До II виду корозії відносяться процеси, при яких відбуваються хімічні взаємодії - обмінні реакції - між цементним каменем і розчином, в тому числі обмін катіонами. Утворені продукти реакції або легкорозчинних і виносяться зі структури в результаті дифузії або фільтраційним потоком, або відкладаються у вигляді аморфної маси, що не володіє терпкими властивостями і не впливає на подальший руйнівний процес.

Такий вид корозії представляють процеси, що виникають при дії на бетон розчинів кислот і деяких солей.

До III виду корозії відносяться всі ті процеси корозії бетону, в результаті яких продукти реакції накопичуються і кристалізуються в порах і капілярах бетону. На певній стадії розвитку цих процесів зростання крісталлообразованія викликає виникнення зростаючих за величиною напружень і деформацій в огороджувальних стінах, а потім призводить до руйнування структури. До цього виду можуть бути віднесені процеси корозії при дії сульфатів, пов'язані з накопиченням і зростанням кристалів гідросульфоалюмініта, гіпсу та ін. Руйнування бетону в конструкціях при їх експлуатації відбувається під впливом багатьох хімічних і фізико-механічних факторів. До них відносяться неоднорідність бетону, підвищені напруги в матеріалі різного походження, що призводять до мікророзривів в матеріалі, почергове зволоження і висушування, періодичні заморожування і відтавання, різкі перепади температур, вплив солей і кислот, вилуговування, порушення контактів між цементним каменем і наповнювачами, корозія сталевої арматури, руйнування наповнювачів під впливом лугів цементу.

Складність вивчення процесів і факторів, що обумовлюють руйнування бетону та залізобетону, пояснюється тим, що в залежності від умов експлуатації і терміну служби конструкцій одночасно діє багато факторів, що призводять до змін структури і властивостей матеріалів. Для більшості конструкцій, що стикаються з повітрям, коксування є характерним процесом, який послаблює захисні властивості бетону. Карбонізацію бетону може викликати не тільки вуглекислий газ, наявний у повітрі, а й інші кислі гази, що містяться в промисловій атмосфері. У процесі карбонізації вуглекислий газ повітря проникає в пори і капіляри бетону, розчиняється в поровой рідини і реагує з гидроалюмінатом окису кальцію, утворюючи слаборозчинний карбонат кальцію. Карбонізація знижує лужність міститься в бетоні вологи, що призводить до зниження так званого пасивуючого (захисного) дії лужних середовищ і корозії арматури в бетоні.

Для визначення ступеня корозійного руйнування бетону (ступеня карбонізації, складу новоутворень, структурних порушень бетону) використовуються фізико-хімічні методи.

Дослідження хімічного складу новоутворень, що виникли в бетоні під дією агресивного середовища, проводиться за допомогою диференційно-термічного і рентгено-структурного методів, які виконуються в лабораторних умовах на зразках, відібраних з експлуатованих конструкцій. Вивчення структурних змін бетону проводиться за допомогою ручної лупи, що дає невелике збільшення. Такий огляд дозволяє вивчити поверхню зразка, виявити наявність великих пір, тріщин та інших дефектів.

За допомогою мікроскопічного методу можна виявити взаємне розташування і характер зчеплення цементного каменю і зерен заповнювача; стан контакту між бетоном і арматурою; форму, розмір і кількість часу; розмір і напрямок тріщин.

Визначення глибини карбонізації бетону виробляють зі зміни величини водневого показника pH.

У разі якщо бетон сухий, змочують поверхню відколу чистою водою, якої повинно бути стільки, щоб на поверхні бетону не утворилася видима плівка вологи. Надлишок води видаляють чистою фільтрувальної папером. Вологий і повітряно-сухий бетон зволоження не вимагає.

На скол бетону за допомогою крапельниці або піпетки наносять 0,1% -ий розчин фенолфталеїну в етиловому спирті. При зміні pH від 8,3 до 14 забарвлення індикатора змінюється від безбарвної до яскраво-малиновою. Свіжий злам зразка бетону в карбонизовані зоні після нанесення на нього розчину фенолфталеїну має сірий колір, а в некарбонізірованной зоні набуває яскраво-малинове забарвлення.

Приблизно через хвилину після нанесення індикатора вимірюють лінійкою з точністю до 0,5 мм відстань від поверхні зразка до кордону яскраво пофарбованої зони в напрямку, нормальному до поверхні. Виміряна величина є глибина карбонізації бетону. У бетонах з рівномірною структурою пір межа яскраво пофарбованої зони розташована зазвичай паралельно зовнішньої поверхні. У бетонах з нерівномірною структурою пір межа карбонізації може бути звивистою. В цьому випадку необхідно вимірювати максимальну і середню глибину карбонізації бетону. Фактори, що впливають на розвиток корозії бетонних і залізобетонних конструкцій, діляться на дві групи: пов'язані з властивостями зовнішнього середовища - атмосферних і грунтових вод, виробничого середовища і т.п., і обумовлені властивостями матеріалів (цементу, заповнювачів, води і т.п.) конструкцій.

Для експлуатованих конструкцій важко визначити, скільки і яких хімічних елементів залишилося в поверхневому шарі, і чи здатні вони далі продовжувати свою руйнівну дію. Оцінюючи небезпеку корозії бетонних і залізобетонних конструкцій, необхідно знати характеристики бетону: його щільність, пористість кількість пустот і ін.

Процеси корозії залізобетонних конструкцій і методи захисту від неї складні і різноманітні. Руйнування арматури в бетоні обумовлено втратою захисних властивостей бетону і доступом до неї вологи, кисню повітря або кислотообразующих газів. Корозія арматури в бетоні є електрохімічним процесом. Оскільки арматурна сталь неоднорідна за структурою, як і контактує з нею среда, створюються всі умови для протікання електрохімічної корозії.

Корозія арматури в бетоні виникає при зменшенні лужності навколишнього арматуру електроліту до pH, рівного або менше 12, при карбонізації або корозії бетону.

При оцінці технічного стану арматури і заставних деталей, уражених корозією, перш за все необхідно встановити вид корозії і ділянки ураження. Після визначення виду корозії необхідно встановити джерела впливу і причини корозії арматури. Товщина продуктів корозії визначається мікрометрів або за допомогою приладів, якими вимірюють товщину немагнітних протикорозійних покриттів на сталі (наприклад, ІТП-1, МТ-ЗОН і ін.).

Для арматури періодичного профілю слід відзначати залишкову вираженість рифів після зачистки.

У місцях, де продукти корозії стали добре зберігатися, можна по їх товщині орієнтовно судити про глибину корозії по співвідношенню

де 8 а. - середня глибина суцільний рівномірної корозії стали; - товщина продуктів корозії.

Виявлення стану арматури елементів залізобетонних конструкцій проводиться шляхом видалення захисного шару бетону з оголенням робочої і монтажної арматури.

Оголення арматури проводиться в місцях найбільшого її ослаблення корозією, які виявляються по відшарування захисного шару бетону і утворення тріщин і плям іржавого забарвлення, розташованих уздовж стрижнів арматури. Діаметр арматури вимірюється штангенциркулем або мікрометром. У місцях, де арматура піддавалася інтенсивної корозії, що викликала відпадіння захисного шару, проводиться ретельна зачистка її від іржі до появи металевого блиску.

Ступінь корозії арматури оцінюється за такими ознаками: характеру корозії, кольором, щільності продуктів корозії, площі ураженої поверхні, площі поперечного перерізу арматури, глибині корозійних поразок.

При суцільний рівномірної корозії глибину корозійних уражень визначають вимірюванням товщини шару іржі, при виразковій - виміром глибини окремих виразок. У першому випадку гострим ножем відокремлюють плівку іржі і товщину її вимірюють штангенциркулем. При цьому приймається, що глибина корозії дорівнює або половині товщини шару іржі, або половині різниці проектного і дійсного діаметрів арматури.

При виразковій корозії рекомендується вирізати шматки арматури, іржу видалити травленням (занурюючи арматуру в 10% -ний розчин соляної кислоти, що містить 1% інгібітора-уротро-Піна) з наступним промиванням водою. Потім арматуру необхідно занурити на 5 хв в насичений розчин нітрату натрію, вийняти і протерти. Глибину виразок вимірюють індикатором з голкою, укріпленої на штативі.

Глибину корозії визначають за показаннями стрілки індикатора як різниця свідчення у краю і дна корозійної виразки. При виявленні ділянок конструкцій з підвищеним корозійних зносом, пов'язаних з місцевим (зосередженим) впливом агресивних чинників, рекомендується в першу чергу звертати увагу на такі елементи і вузли конструкцій:

• опорні вузли кроквяних і підкроквяних ферм, поблизу яких розташовані водоприймальні воронки внутрішнього водостоку;
• верхні пояси ферм у вузлах приєднання до них аераційних ліхтарів, стійок вітровідбійних щитів;
• верхні пояси підкроквяних ферм, уздовж яких розташовані ендови покрівель;
• опорні вузли ферм, що знаходяться всередині цегляних стін;
• верхні частини колон, що знаходяться всередині цегляних стін;
• низ і бази колон, розташовані на рівні або нижче рівня підлоги, особливо при мокрій прибирання в приміщенні (гідрозмиву);
• ділянки колон багатоповерхових будівель, що проходять через перекриття, особливо при мокрій прибирання пилу в приміщенні;
• ділянки плит покриття, розташовані уздовж розжолобків, у воронок внутрішнього водостоку, у зовнішнього скління і торців ліхтарів, у торців будівлі.

У цивільному та промисловому будівництві до числа найбільш використовуваних відносяться залізобетонні конструкції. При зведенні, експлуатації різних будівель, споруд часто виявляються їх різні пошкодження у вигляді тріщин, прогинів, інших дефектів. Відбувається це через відхилень від вимог проектної документації під час їх виготовлення, монтажу або викликано помилками проектувальників.

Компанія Конструктор має в своєму штаті групу інженерів-експертів, що володіють глибокими знаннями в різних областях будівництва і особливості технологічних процесів в промислових будівлях, що особливо важливо при обстеженні ж / б конструкцій. Основна мета, заради якої поводиться обстеження залізобетонних конструкцій - встановлення поточного стану цих елементів із з'ясуванням причин виявлених деформацій, установки ступеня зносу її окремих елементів. При обстеженні визначають реальну міцність, жорсткість бетону, його фізико-технічний стан, виявляють ушкодження, визначають причини їх появи. Завдання полягає не тільки в пошуку різних дефектів бетонних і залізобетонних конструкцій, але і в підготовці рекомендацій для замовника щодо виправлення ситуації для нормальної подальшої експлуатації об'єкта. Це стає можливим тільки після детального вивчення конструкцій із залізобетону, бетону.

Причини необхідності обстеження

Для визначення несучої здатності конструкцій, їх стану, проводиться обстеження будівель і споруд за заявкою замовника. Здійснюватися вони можуть за певним графіком або потреба їх проведення виникає після техногенних аварій, стихійних лих.

Обстеження конструкцій з бетону, залізобетону потрібно в разі, якщо:

• намічається реконструкція будівлі, споруди при необхідності його перепрофілювання, зміни функціонального призначення приміщень, що може збільшити навантаження на несучі конструкції;
• є відступи від проекту (виявлені невідповідності між реальним проектом і зведеним об'єктом);
• з'явилися явні деформації елементів будівель, споруд, які перевищують допустимі, згідно з нормативами, величини;
• перевищено нормативний термін служби будівель;
• конструкції фізично зношені;
• споруди, будівлі зазнали природним, техногенних впливів;
• виникла потреба вивчення особливостей роботи ж / б конструкцій в складних умовах;
• проводиться будь-яка експертиза.

етапи обстеження

Конструкції з бетону та залізобетону можуть бути різного типу і форми, проте способи їх дослідження залишаються однаковими для всіх, і проводяться роботи мають чітку послідовність. Обстеження спрямоване на виявлення міцності бетону, ступеня поширення корозійних процесів в металевої арматури.

Для повного обстеження конструкцій фахівці повинні поетапно виконати:

• підготовчі роботи (вивчення документації);
• польові роботи (візуальне, детальне вивчення безпосередньо на об'єкті з використанням спеціальних інструментів);
• лабораторні випробування взятих зразків;
• аналіз результатів, проведення розрахунків, визначення причин появи дефектів;
• видача замовнику результатів обстеження з рекомендаціями.

Починається робота фахівців з обстеження ж / б конструкцій з вивчення всієї наявної документації по проекту, представленої замовником послуги, аналізу вихідних матеріалів, використовуваних на об'єкті.

Далі проводиться вже безпосереднє обстеження об'єкта, що дозволяє отримати уявлення про його реальний стан. Проводиться попередній зовнішній огляд збірних конструкцій на предмет виявлення їх явних дефектів.

На стадії візуального обстеження будівель і споруд можуть бути виявлені:

• видимі дефекти (тріщини, відколи, руйнування, пошкодження);
• розриви арматури, реальний стан її анкерування (поздовжнє, поперечне);
• присутність повного або часткового руйнування на різних ділянках в бетоні, залізобетоні;
• зміщення окремих елементів, опор в конструкціях;
• конструктивні прогини, деформації;
• корозійні місця бетону, арматури, порушення їх зчеплення між собою;
• пошкодження захисних покриттів (екрани, штукатурка, лакофарбові покриття);
• ділянки зі зміненим кольором бетону.

інструментальне обстеження

При детальному обстеженні в процесі роботи фахівцями проводяться наступні дії:

• заміряються геометричні параметри конструкцій і їх перетинів, розміри зовнішніх пошкоджень, дефектів;
• реєструються виявлені дефекти з відмітками їх характерних ознак, Розташування, шириною, глибиною залягання ушкоджень;
• перевіряються міцність, характерні деформації бетону, арматури інструментальним або лабораторним методом обстеження;
• проводяться розрахунки;
• конструкції випробовуються на міцність навантаженням (в разі необхідності).

В ході детального обстеження оцінюються характеристики бетону в плані морозостійкості, міцності, стійкості до тертя, щільності, однорідності, водопроникності, ступеня його корозійного пошкодження.

Ці властивості визначаються двома способами:

• лабораторними випробуваннями зразків бетону, які відбираються з конструкції з порушенням її цілісності;
• обстеженням ультразвуковими, механічними приладами-тестерами, вологомірами, іншими інструментами із застосуванням неруйнівних методів контролю.

Для обстеження міцності бетону зазвичай вибираються зони його видимого пошкодження. Щоб виміряти товщину захисного бетонного шару при детальному обстеженні використовуються також технології неруйнівного контролю за допомогою електромагнітних тестерів або робиться його локальне розтин.

Рівень корозії бетону, арматури і її елементів визначається хіміко-технічними і лабораторними методами дослідження взятих зразків. Встановлюють його з вигляду руйнування бетону, поширенню процесу на поверхнях, захоплення арматури зі сталевими елементами іржею.

З'ясовується також фактичний стан арматури після збору даних про неї і зіставлення їх з проектними параметрами робочих креслень. Обстеження стану арматури проводиться видаленням шару бетону для отримання доступу до неї. Для цього вибираються місця, де є явні ознаки корозії у вигляді рожевих плям, тріщин в зоні розташування арматурних стержнів.

Обстеження елементів конструкцій здійснюється її розкриттям в декількох місцях в залежності від площі об'єкта. Якщо явних ознак деформацій немає, то число розтинів невелике або вони замінюються інженерним зондуванням. Обстеження може включати визначення навантажень з їх впливом на конструкції.

Обробка результатів обстеження

Після закінчення обстеження конструкцій з бетону та залізобетону отримані результати обробляються наступним чином:

1. Складаються схеми, відомості, де фіксуються деформації будівлі, споруди із зазначенням їх характерних особливостей (Прогини, крен, розломи перекоси і т.п.).
2. Аналізуються причини появи деформацій в бетоні, конструкціях.
3. За результатами обстеження розраховується несуча здатність конструкції, який покаже реальний стан об'єкта та ймовірність його безаварійної експлуатації в подальшому. У лабораторії випробовуються зразки матеріалів, взятих з конструкцій споруд, будівель, на підставі чого складається протокол випробувань.

Після цього складається Технічний висновок з висновками фахівців, які представляють замовнику:

• оцінне думка щодо технічного стану конструкцій, яке визначається ступенем їх пошкоджень, особливостями виявлених дефектів;
• дефектні відомості, таблиці, описи, результати інструментальних і лабораторних випробувань зразків, взятих при обстеженні;
• новий технічний паспорт або уточнений старий документ на будівлю, споруду;
• висновки про ймовірні причини виникнення пошкоджень в конструкціях з бетону, залізобетону (якщо вони виявлені);
• висновки про можливість експлуатувати будівлю, споруду далі;
• рекомендації щодо усунення дефектів (якщо це можливо) в декількох варіантах (відновлення, підсилення конструкцій).

Оцінка технічного стану конструкцій за зовнішніми ознаками проводиться на основі визначення наступних факторів:

• - геометричних розмірів конструкцій і їх перетинів;
• - наявності тріщин, відколів і руйнувань;
• - стану захисних покриттів (лакофарбових, штукатурок, захисних екранів і ін.);
• - прогинів і деформацій конструкцій;
• - порушення зчеплення арматури з бетоном;
• - наявності розриву арматури;
• - стану анкерування поздовжньої і поперечної арматури;
• - ступеня корозії бетону та арматури.

Визначення та оцінку стану лакофарбових покриттів залізобетонних конструкцій слід проводити за методикою, викладеною в ГОСТ 6992-68. При цьому фіксуються такі основні види пошкоджень: розтріскування і відшарування, які характеризуються глибиною руйнування верхнього шару (до грунтовки), бульбашки і корозійні вогнища, що характеризуються розміром вогнища (діаметром), мм. Площа окремих видів ушкоджень покриття висловлюють орієнтовно в процентах по відношенню до всієї пофарбованої поверхні конструкції (елемента).

Ефективність захисних покриттів при впливі на них агресивної виробничого середовища визначається станом бетону конструкцій після видалення захисних покриттів.

В процесі візуальних обстежень виробляється орієнтовна оцінка міцності бетону. В цьому випадку можна використовувати спосіб простукування. Метод заснований на простукуванні поверхні конструкції молотком масою 0,4-0,8 кг безпосередньо по очищеному розчинному ділянці бетону або по зубилу, встановленому перпендикулярно поверхні елемента. При цьому для оцінки міцності приймаються мінімальні значення, отримані в результаті не менше 10 ударів. Більш дзвінкий звук при простукуванні відповідає більш міцному і щільному бетону.

При наявності зволожених ділянок і поверхневих плям на бетоні конструкцій визначають величину цих ділянок і причину їх появи.

Результати візуального огляду залізобетонних конструкцій фіксують у вигляді карти дефектів, нанесених на схематичні плани або розрізи будівлі, або складають таблиці дефектів з рекомендаціями щодо класифікації дефектів і пошкоджень з оцінкою категорії стану конструкцій.

Зовнішні ознаки, що характеризують стану залізобетонних конструкцій за чотирма категоріями станів, наводяться в табл.

Оцінка технічного стану будівельних конструкцій за зовнішніми ознаками дефектів і пошкоджень

Оцінка технічного стану залізобетонних конструкцій за зовнішніми ознаками

	Ознаки стану конструкцій
I - нормальне	На поверхні бетону незахищених конструкцій видимих \u200b\u200bдефектів і пошкодження немає або є невеликі окремі вибоїни, відколи, волосяні тріщини (не більше 0,1 мм). Антикорозійний захист конструкцій і закладних деталей не має порушень. Поверхня арматури при розтині чиста, корозії арматури немає, глибина нейтралізації бетону не перевищує половини товщини захисного шару. Орієнтовна міцність бетону не нижче проектної. Колір бетону не змінений. Величина прогинів і ширина розкриття тріщин не перевищують допустиму по нормам
II - задовільний	Антикорозійний захист залізобетонних елементів має часткові пошкодження. На окремих ділянках в місцях малою величиною захисного шару проступають сліди корозії розподільної арматури або хомутів, корозія робочої арматури окремими точками і плямами; втрати перерізу робочої арматури не більше 5%; глибоких виразок і пластинок іржі немає. Антикорозійний захист закладних деталей не виявлено. Глибина нейтралізації бетону не перевищує товщини захисного шару. Змінено колір бетону внаслідок пересушування, місцями відшарування захисного шару бетону при простукуванні. Лущення граней і ребер конструкцій, які зазнали заморожування. Орієнтовна міцність бетону в межах захисного шару нижче проектної не більше 10%. задовольняються вимоги діючих норм, Що відносяться до граничними станами I групи; вимога норм за граничними станами II групи можуть бути частково порушені, але забезпечуються нормальні умови експлуатації
III - незадовільний	Тріщини в розтягнутій зоні бетону, що перевищують їх допустиму розкриття. Тріщини в стислій зоні і в зоні головних напруг, що розтягують, прогини елементів, викликані експлуатаційними впливами, перевищують допустимі більш ніж на 30%. Бетон в розтягнутій зоні на глибині захисного шару між стержнями арматури легко кришиться. Пластинчаста іржа або виразки на стрижнях оголеною робочої арматури в зоні поздовжніх тріщин або на закладних деталях, що викликають зменшення площі перерізу стержнів від 5 до 15%. Зниження орієнтовною міцності бетону в стислій зоні зігнутих елементів до 30 і в інших ділянках - до 20%. Провисання окремих стрижнів розподільної арматури, випинання хомутів, розрив окремих з них, за винятком хомутів стиснутих елементів ферм внаслідок корозії сталі (при відсутності в цій зоні тріщин). Зменшена проти вимог норм і проекту площа обпирання збірних елементів при коефіцієнті занесення К \u003d 1,6 (див. Примітку). Висока водо- і повітропроникність стиків стінових панелей
IV - передаварійний або аварійне	Тріщини в конструкціях, що зазнають знакозмінні впливу, тріщини, в тому числі перетинають опорну зону анкерування розтягнутої арматури; розрив хомутів в зоні похилій тріщини в середніх прольотах багатопролітних балок і плит, а також шарувата іржа або виразки, що викликають зменшення площі перерізу арматури більше 15%; випинання арматури стиснутої зони конструкцій; деформація закладених і сполучних елементів; відходи анкерів від пластин заставних деталей через корозію стали в зварних швах, Розлад стиків збірних елементів з взаємним зміщенням останніх; зміщення опор; значні (більш 1/50 прольоту) прогини елементів, що згинаються при наявності тріщин в розтягнутій зоні з розкриттям більше 0,5 мм; розрив хомутів стиснутих елементів ферм; розрив хомутів в зоні похилій тріщини; розрив окремих стрижнів робочої арматури в розтягнутій зоні; роздроблення бетону і викрошіванія заповнювач в стислій зоні. Зниження міцності бетону в стислій зоні зігнутих елементів і в інших ділянках більше 30%. Зменшена проти вимог норм і проекту площа обпирання збірних елементів. Існуючі тріщини, прогини і інші пошкодження свідчать про небезпеку руйнування конструкцій і можливості їх обвалу

Примітки: 1. Для віднесення конструкції до перерахованих в таблиці категоріям стану достатня наявність хоча б однієї ознаки, що характеризує цю категорію. 2. попереднього напруження залізобетонні конструкції з високоміцної арматурою, що мають ознаки II категорії стану, відносяться до III категорії, а мають ознаки III категорії - відповідно до IV або V категорій залежно від небезпеки обвалення. 3. При зменшеній проти вимог норм і проекту площі обпирання збірних елементів необхідно провести орієнтовний розрахунок опорного елемента на зріз і зминання бетону. У розрахунку враховуються фактичні навантаження і міцність бетону. 4. Віднесення обследуемой конструкції до тієї чи іншої категорії стану при наявності ознак, не зазначених в таблиці, в складних і відповідальних випадках повинно проводитися на основі аналізу напружено-деформованого стану конструкцій, які виконуються спеціалізованими організаціями

Визначення міцності бетону механічними методами

Механічні методи неруйнівного контролю при обстеженні конструкцій застосовують для визначення міцності бетону всіх видів нормованої міцності, що підлягають контролю згідно ГОСТ 18105-86.

Залежно від застосовуваного методу і приладів непрямими характеристиками міцності є:

• - значення відскоку бойка від поверхні бетону (або притиснутого до неї ударника);
• - параметр ударного імпульсу (енергія удару);
• - розміри відбитка на бетоні (діаметр, глибина) або співвідношення діаметрів відбитків на бетоні і стандартному зразку при ударі индентора або вдавливании индентора в поверхню бетону;
• - значення напруги, необхідного для місцевого руйнування бетону при відриві приклеєного до нього металевого диска, рівного зусиллю відриву, поділеній на площу проекції поверхні відриву бетону на площину диска;
• - значення зусилля, необхідного для сколювання ділянки бетону на ребрі конструкції;
• - значення зусилля місцевого руйнування бетону при виривши з нього анкерного пристрою.

При проведенні випробувань механічними методами неруйнівного контролю слід керуватися вказівками ГОСТ 22690-88.

До приладів механічного принципу дії відносяться: еталонний молоток Кашкарова, молоток Шмідта, молоток Фізделя, пістолет ЦНІЇСЬК, молоток Польді і ін. Ці прилади дають можливість визначити міцність матеріалу за величиною впровадження бойка в поверхневий шар конструкцій або за величиною відскоку бойка від поверхні конструкції при нанесенні каліброваного удару (пістолет ЦНІЇСЬК).

Молоток Фізделя (рис. 1) заснований на використанні пластичних деформацій будівельних матеріалів. При ударі молотком по поверхні конструкції утворюється лунка, по діаметру якої і оцінюють міцність матеріалу. Те місце конструкції, на яке наносять відбитки, попередньо очищають від штукатурного шару, затирання або забарвлення. Процес роботи з молотком Фізделя полягає в наступному: правою рукою беруть за кінець дерев'яної рукоятки, лікоть спирають про конструкцію. Ліктьовим ударом середньої сили наносять 10-12 ударів на кожній ділянці конструкції. Відстань між відбитками ударного молотка має бути не менше 30 мм. Діаметр утвореної лунки вимірюють штангенциркулем з точністю до 0,1 мм по двох перпендикулярних напрямках і приймають середнє значення. з загального числа вимірювань, проведених на даній ділянці, виключають найбільший і найменший результати, а по іншим обчислюють середнє значення. Міцність бетону визначають за середнім измеренному діаметру відбитка і тарировочной кривої, попередньо побудованої на підставі порівняння діаметрів відбитків кульки молотка і результатів лабораторних випробувань на міцність зразків бетону, взятих з конструкції за вказівками ГОСТ 28570-90 або спеціально виготовлених з тих же компонентів і по тій же технології, що матеріали обследуемой конструкції.

Методи контролю міцності бетону

Метод, стандарти, прилади	схема випробування
ультразвуковий ГОСТ 17624-87 Прилади: УКБ-1, УКБ-1М УКБ16П, УФ-90ПЦ Бетон-8-УРП, КК-1П
пластичної деформації Прилади: КМ, ПМ, ДИГ-4 пружного відскоку Прилади: КМ, склерометр Шмідта ГОСТ 22690-88
пластичної деформації молоток Кашкарова ГОСТ 22690-88
Відрив з дисками ГОСТ 22690-88 Прилад ГПНВ-6
Сколювання ребра конструкції ГОСТ 22690-88 Прилад ГПНС-4 з пристосуванням УРС
Відрив зі сколюванням ГОСТ 22690-88 Прилади: ГПНВ-5, ГПНС-4

Мал. 1. Молоток І.А. Фізделя:1 - молоток; 2 - ручка; 3 - сферичне гніздо; 4 - кулька; 5 - кутовий масштаб

Мал. 2. тарувального графік для визначення межі міцності бетону при стисканні молотком Фізделя

Мал. 3. Визначення міцності матеріалу, за допомогою молотка К.П. Кашкарова:1 - корпус, 2 - метрична рукоятка; 3 - резиною ручка; 4 - головка; 5 - сталева кулька, 6 - сталевий еталонний стержень; 7 - кутовий масштаб

Мал. 4. тарувального крива для визначення міцності бетону молотком Кашкарова

На рис. 2 приведена тарировочная крива для визначення межі міцності при стисненні молотком Фізделя.

До методики визначення міцності бетону, заснованої на властивостях пластичних деформацій, відноситься також молоток Кашкарова ГОСТ 22690-88.

Відмітна особливість молотка Кашкарова (рис. 3) від молотка Фізделя полягає в тому, що між металевим молотком і завальцован кулькою є отвір, в яке вводиться контрольний металевий стрижень. При ударі молотком по поверхні конструкції виходять два відбитки: на поверхні матеріалу з діаметром d і на контрольному (еталонному) стрижні з діаметром d е . Ставлення діаметрів одержуваних відбитків залежить від міцності обстежуваного матеріалу і еталонного стрижня і практично не залежить від швидкості і сили удару, що завдається молотком. За середнім значенням величини d/d е з тарувального графіка (рис. 4) визначають міцність матеріалу.

На ділянці випробування повинно бути виконано не менше п'яти визначень при відстані між відбитками на бетоні не менше 30 мм, а на металевому стрижні - не менше 10 мм.

До приладів, заснованим на методі пружного відскоку, Відносяться пістолет ЦНІЇСЬК (рис. 5), пістолет Борового, молоток Шмідта, склерометр КМ зі стрижневим ударником і ін. Принцип дії цих приладів заснований на вимірюванні пружного відскоку ударника при постійній величині кінетичної енергії металевої пружини. Взвод і спуск бойка здійснюються автоматично при зіткненні ударника з випробовуваної поверхнею. Величину відскоку бойка фіксує покажчик на шкалі приладу.

Мал. 5. Пістолет ЦНІЇСЬК і пружинний пістолет С.І. Борового для визначення міцності бетону неруйнівним методом: 1 - ударник, 2 - корпус, 3 - шкала, 4 - фіксатор показання приладу, 5 - рукоятка

До сучасних засобів по визначенню міцності бетону на стиск неруйнівним ударно-імпульсним методом відноситься прилад ОНІКС-2.2, принцип дії якого полягає у фіксації перетворювачем параметрів короткочасного електричного імпульсу, що виникає в чутливому елементі при ударі об бетон, з його перетворенням в значення міцності. Після 8-15 ударів на табло видається середнє значення міцності. Серія вимірювань завершується автоматично після 15-го удару і на табло приладу видається середнє значення міцності.

Відмітна особливість склерометра КМ полягає в тому, що спеціальний бойок певної маси за допомогою пружини із заданою жорсткістю і попереднім напруженням вдаряє по кінця металевого стержня, званого ударником, притиснутого іншим кінцем до поверхні випробовуваного бетону. В результаті удару бойок відскакує від ударника. Ступінь відскоку наголошується на шкалі приладу за допомогою спеціального покажчика.

Залежність величини відскоку ударника від міцності бетону встановлюють за даними тарувальних випробувань бетонних кубиків розміром 151 515 см, і на цій основі будується тарировочная крива.

Міцність матеріалу конструкції виявляють за показаннями градуйованою шкали приладу в момент нанесення ударів по випробовуваному елементу.

Методом випробування на відрив зі сколюванням визначають міцність бетону в тілі конструкції. Суть методу полягає в оцінці міцнісних властивостей бетону по зусиллю, необхідному для його руйнування, навколо шпуру певного розміру при виривання закріпленого в ньому разжимного конуса або спеціального стрижня, закріпленого в бетоні. Непрямим показником міцності служить Виривное зусилля, необхідне для вириваючи закріпленого в тіло конструкцій анкерного пристрою разом з навколишнім його бетоном при глибині загортання h (Рис. 6).

Мал. 6. Схема випробування методом відриву з сколюванням при використанні анкерних пристроїв

При випробуванні методом відриву з сколюванням ділянки повинні розташовуватися в зоні найменших напружень, викликаних експлуатаційним навантаженням або зусиллям обтиску попередньо напруженої арматури.

Міцність бетону на ділянці допускається визначати за результатами одного випробування. Ділянки для випробування слід вибирати так, щоб в зону вириваючи не потрапила арматура. На ділянці випробування товщина конструкції повинна перевищувати глибину закладення анкера не менше ніж в два рази. При пробиванні отвору шлямбуром або висвердлюванням товщина конструкції в цьому місці повинна бути не менше 150 мм. Відстань від анкерного пристрою до межі конструкції має бути не менше 150 мм, а від сусіднього анкерного пристрою - не менше 250 мм.

При проведенні випробувань використовуються анкерні пристрої трьох типів (рис. 7). Анкерні пристрої типу I встановлюють на конструкції при бетонуванні; анкерні пристрої типів II і III встановлюють в попередньо підготовлені шпури, пробиті в бетоні висвердлюванням. Рекомендована глибина отворів: для анкера типу II - 30 мм; для анкера типу III - 35 мм. Діаметр шпуру в бетоні не повинен перевищувати максимальний діаметр заглибленої частини анкерного пристрою більш ніж на 2 мм. Закладення анкерних пристроїв в конструкціях повинна забезпечити надійне зчеплення анкера з бетоном. Навантаження на анкерний пристрій повинна зростати плавно зі швидкістю не більше 1,5-3 кН / с аж до вириваючи його разом з навколишнім бетоном.

Мал. 7. Типи анкерних пристроїв:1 - робочий стрижень; 2 - робочий стрижень з розтискним конусом; 3 - робочий стрижень з повним розтискним конусом; 4 - опорний стрижень, 5 - сегментні рифлені щоки

найменший і найбільший розміри вирваною частини бетону, рівні відстані від анкерного пристрою до кордонів руйнування на поверхні конструкції, не повинні відрізнятися один від іншого більш ніж в два рази.

При визначенні класу бетону методом сколювання ребра конструкції застосовують прилад типу ГПНС-4 (рис. 8). Схема випробування приведена на рис. 9.

Параметри навантаження слід приймати: а\u003d 20 мм; b\u003d 30 мм, \u003d 18.

На ділянці випробування необхідно провести не менше двох відколів бетону. Товщина випробуваної конструкції повинна бути не менше 50 мм. Відстань між сусідніми сколами має бути не менше 200 мм. Навантажувальний гак повинен бути встановлений таким чином, щоб величина «а» не відрізнялася від номінальної більш ніж на 1 мм. Навантаження на продукцію, що випробовується повинна наростати плавно зі швидкістю не більше (1 ± 0,3) кН / с аж до сколювання бетону. При цьому не повинно відбуватися прослизання навантажувального гака. Результати випробувань, при яких в місці відколу оголювалася арматура, і фактична глибина сколювання відрізнялися від заданого більше 2 мм, не враховуються.

Мал. 8. Прилад для визначення міцності бетону методом сколювання ребра:1 - випробувана конструкція, 2 - сколюватися бетон, 3 - пристрій УРС, 4 - прилад ГПНС-4

Мал. 9. Схема випробування бетону в конструкціях методом сколювання ребра конструкції

середнє арифметичне значення R i міцності бетону на ділянці випробувань визначають залежно від напруг стиснення бетону б і значення R i0 .

Стискають напруги в бетоні б , Що діють в період випробувань, визначають розрахунком конструкції з урахуванням дійсних розмірів перетинів і величин навантажень.

середнє арифметичне значення R i0 міцності бетону на ділянці в припущенні б \u003d 0 визначають за формулою

де т g - поправочний коефіцієнт, що враховує крупність заповнювача, що дорівнює: з максимальним розміром заповнювача 20 мм і менше - 1, при крупності більше 20 до 40 мм - 1,1;

R iy - умовна міцність бетону, що визначається за графіком (рис. 10) за середнім значенням непрямого показника Р

P i - зусилля кожного з сколювань, виконаних на ділянці випробувань.

При випробуванні методом сколювання ребра на ділянці випробування не повинно бути тріщин, сколів бетону, напливів або раковин висотою (глибиною) більше 5 мм. Ділянки повинні розташовуватися в зоні найменших напружень, викликаних експлуатаційним навантаженням або зусиллям обтиску попередньо напруженої арматури.

Мал. 10. Залежність умовної міцності бетону Riy від сили відколу Рi

Ультразвуковий метод визначення міцності бетону.Принцип визначення міцності бетону ультразвуковим методом заснований на наявності функціонального зв'язку між швидкістю поширення ультразвукових коливань і міцністю бетону.

Ультразвуковий метод застосовують для визначення міцності бетону класів В7,5 - В35 (марок М100-М400) на стиск.

Міцність бетону в конструкціях визначають експериментально за встановленими градуювальними залежностям «швидкості поширення ультразвуку - міцність бетону V=f (R)»Або« час поширення ультразвуку t - міцність бетону t=f (R)». Ступінь точності методу залежить від ретельності побудови тарувального графіка.

Тарувальний графік будується за даними проникання і випробувань на міцність контрольних кубиків, приготованих з бетону того ж складу, за тією ж технологією, при тому ж режимі тверднення, що і вироби або конструкції, що підлягають випробуванню. При побудові тарувального графіка слід керуватися вказівками ГОСТ 17624-87.

Для визначення міцності бетону ультразвуковим методом застосовуються прилади: УКБ-1, УКБ-1М, УК-16П, «Бетон-22» та ін.

Ультразвукові вимірювання в бетоні проводять способами наскрізного або поверхневого проникання. Схема випробувань бетону наведена на рис. 11.

Мал. 11. Способи ультразвукового прозвучування бетону:а - схема випробування способом наскрізного проникання; б - то ж, поверхневого проникання; УП - ультразвукові перетворювачі

При вимірі часу поширення ультразвуку способом наскрізного проникання ультразвукові перетворювачі встановлюють з протилежних сторін зразка або конструкції.

швидкість ультразвуку V, м / с, обчислюють за формулою

де t - час поширення ультразвуку, мкс;

l - відстань між центрами установки перетворювачів (база прозвучиванія), мм.

При вимірі часу поширення ультразвуку способом поверхневого проникання ультразвукові перетворювачі встановлюють на одній стороні зразка або конструкції за схемою.

Число вимірювань часу поширення ультразвуку в кожному зразку має бути: при наскрізному прозвучу - 3, при поверхневому - 4.

Відхилення окремого результату вимірювання часу поширення ультразвуку в кожному зразку від середнього арифметичного значення результатів вимірювань для даного зразка, не повинно перевищувати 2%.

Вимірювання часу поширення ультразвуку та визначення міцності бетону виробляються відповідно до вказівок паспорта (технічного умови застосування) даного типу приладу і вказівок ГОСТ 17624-87.

На практиці нерідкі випадки, коли виникає необхідність визначення міцності бетону експлуатованих конструкцій при відсутності або неможливості побудови градуювальної таблиці. У цьому випадку визначення міцності бетону проводять в зонах конструкцій, виготовлених з бетону на одному виді крупний заповнювач (конструкції однієї партії). Швидкість поширення ультразвуку V визначають не менше ніж в 10 ділянках обследуемой зони конструкцій, за якими визначають середнє значення V. Далі намічають ділянки, в яких швидкість поширення ультразвуку має максимальне V max і мінімальне V min значення, а також ділянку, де швидкість має величину V n найбільш наближену до значення V, А потім вибурюють з кожного наміченого ділянки не менше ніж по два керна, за якими визначають значення міцності в цих ділянках: R max, R min, R n відповідно. міцність бетону R H визначають за формулою

R max / 100. (5)

коефіцієнти а 1 і a 0 обчислюють за формулами

При визначенні міцності бетону за зразками, відібраними з конструкції, слід керуватися вказівками ГОСТ 28570-90.

При виконанні умови 10% допускається орієнтовно визначати міцність: для бетонів класів міцності до В25 по формулі

де А - коефіцієнт, який визначається шляхом випробувань не менше трьох кернів, вирізаних з конструкцій.

Для бетонів класів міцності вище В25 міцність бетону в експлуатованих конструкціях може бути оцінена також порівняльним методом, приймаючи в основу характеристики конструкції з найбільшою міцністю. В цьому випадку

Такі конструкції, як балки, ригелі, колони повинні прозвучіваться в поперечному напрямку, плита - за найменшим розміром (ширині або товщині), а ребриста плита - по товщині ребра.

При ретельному проведенні випробувань цей метод дає найбільш достовірні відомості про міцності бетону в існуючих конструкціях. Недоліком його є велика трудомісткість робіт з відбору та випробування зразків.

Визначення товщини захисного шару бетону і розташування арматури

Для визначення товщини захисного шару бетону і розташування арматури в залізобетонній конструкції при обстеженнях застосовують магнітні, електромагнітні методи по ГОСТ 22904-93 або методи просвічування і іонізуючих випромінювань за ГОСТ 17623-87 з вибіркової контрольної перевіркою отриманих результатів шляхом пробивки борозен і безпосередніми вимірами.

Радіаційні методи, як правило, застосовують для обстеження стану і контролю якості збірних і монолітних залізобетонних конструкцій при будівництві, експлуатації та реконструкції особливо відповідальних будівель і споруд.

Радіаційний метод заснований на просвічуванні контрольованих конструкцій іонізуючим випромінюванням і отриманні при цьому інформації про її внутрішню будову за допомогою перетворювача випромінювання. Просвічування залізобетонних конструкцій виробляють за допомогою випромінювання рентгенівських апаратів, випромінювання закритих радіоактивних джерел.

Транспортування, зберігання, монтаж та наладку радіаційної апаратури проводять тільки спеціалізовані організації, які мають спеціальний дозвіл на проведення зазначених робіт.

Магнітний метод заснований на взаємодії магнітного або електромагнітного поля приладу зі сталевими арматурами залізобетонної конструкції. анкерний будівельний бетон арматура

Товщину захисного шару бетону і розташування арматури в залізобетонній конструкції визначають на основі експериментально встановленої залежності між показаннями приладу і зазначеними контрольованими параметрами конструкцій.

Для визначення товщини захисного шару бетону і розташування арматури з сучасних приладів застосовують зокрема ІСМ, ІЗС-10Н (ТУ25-06.18-85.79). Прилад ІЗС-10Н забезпечує вимірювання товщини захисного шару бетону в залежності від діаметра арматури в наступних межах:

• - при діаметрі стрижнів арматури від 4 до 10 мм товщини захисного шару - від 5 до 30 мм;
• - при діаметрі стрижнів арматури від 12 до 32 мм товщини захисного шару - від 10 до 60 мм.

Прилад забезпечує визначення розташування проекцій осей стрижнів арматури на поверхню бетону:

• - діаметрами від 12 до 32 мм - при товщині захисного шару бетону не більше 60 мм;
• - діаметрами від 4 до 12 мм - при товщині захисного шару бетону не більше 30 мм.

При відстані між стрижнями арматури менше 60 мм застосування приладів типу ІЗС недоцільно.

Визначення товщини захисного шару бетону і діаметру арматури проводиться в такому порядку:

• - до проведення випробувань зіставляють технічні характеристики застосовуваного приладу з відповідними проектними (очікуваними) значеннями геометричних параметрів армування контрольованої залізобетонної конструкції;
• - при невідповідності технічних характеристик приладу параметрам армування контрольованої конструкції необхідно встановити індивідуальну градуювальну залежність відповідно до ГОСТ 22904-93.

Число і розташування контрольованих ділянок конструкції призначають в залежності від:

• - цілі і умов випробувань;
• - особливості проектного рішення конструкції;
• - технології виготовлення або зведення конструкції з урахуванням фіксації арматурних стержнів;
• - умов експлуатації конструкції з урахуванням агресивності зовнішнього середовища.

Роботу з приладом слід проводити відповідно до інструкції по його експлуатації. У місцях вимірювань на поверхні конструкції не повинно бути напливів висотою більше 3 мм.

При товщині захисного шару бетону, меншою межі вимірювання застосовуваного приладу, випробування проводять через прокладку товщиною (10 ± 0,1) мм з матеріалу, який не володіє магнетичними властивостями.

Фактичну товщину захисного шару бетону в цьому випадку визначають як різницю між результатами вимірювання і товщиною цієї прокладки.

При контролі розташування сталевої арматури в бетоні конструкції, для якої відсутні дані про діаметр арматури і глибині її розташування, визначають схему розташування арматури і вимірюють її діаметр шляхом розтину конструкції.

Для наближеного визначення діаметра арматурного стержня визначають і фіксують на поверхні залізобетонної конструкції місце розташування арматури приладом типу ІЗС-10Н.

Встановлюють перетворювач приладу на поверхні конструкції, і за шкалами приладу або за індивідуальною градуировочной залежності визначають кілька значень товщини захисного шару бетону pr для кожного з передбачуваних діаметрів арматурного стержня, які могли застосовуватися для армування даної конструкції.

Між перетворювачем приладу і поверхнею бетону конструкції встановлюють прокладку відповідної товщини (наприклад, 10 мм), знову проводять вимірювання і визначають відстань для кожного передбачуваного діаметра арматурного стержня.

Для кожного діаметра арматурного стержня зіставляють значення pr і ( abs - e).

Як фактичний діаметра d приймають значення, для якого виконується умова

[ pr -(abs - e)] Min, (10)

де abs - показання приладу з урахуванням товщини прокладки.

Індекси в формулі позначають:

s - крок поздовжньої арматури;

р - крок поперечної арматури;

е - наявність прокладки;

e - товщина прокладки.

Результати вимірювань заносять в журнал, форма якого наведена в таблиці.

Фактичні значення товщини захисного шару бетону і розташування сталевої арматури в конструкції за результатами вимірювань порівнюють зі значеннями, встановленими технічною документацією на ці конструкції.

Результати вимірювань оформлюють протоколом, який повинен містити такі дані:

• - найменування перевіряється конструкції (її умовне позначення);
• - обсяг партії і число контрольованих конструкцій;
• - тип і номер застосовуваного приладу;
• - номера контрольованих ділянок конструкцій і схему їх розташування на конструкції;
• - проектні значення геометричних параметрів армування контрольованої конструкції;
• - результати проведених випробувань;
• - посилання на інструктивно-нормативний документ, що регламентує метод випробувань.

Форма запису результатів вимірювань товщини захисного шару бетону залізобетонних конструкцій

Визначення міцності арматури

Розрахункові опори неушкодженою арматури дозволяється приймати за проектними даними або за нормами проектування залізобетонних конструкцій.

• - для гладкої арматури - 225 МПа (клас А-I);
• - для арматури з профілем, гребені якого утворюють малюнок гвинтовий лінії, - 280 МПа (клас А-II);
• - для арматури періодичного профілю, гребені якого утворюють малюнок «ялинка», - 355 МПа (клас А-III).

Жорстка арматура з прокатних профілів приймається в розрахунках з розрахунковим опором при розтягуванні, стисненні і вигині рівним 210 МПа.

При відсутності необхідної документації та інформації клас арматурних сталей встановлюється випробуванням вирізаних з конструкції зразків з зіставленням межі текучості, тимчасового опору і відносного подовження при розриві з даними ГОСТ 380-94.

Розташування, кількість і діаметр арматурних стержнів визначаються або шляхом розкриття і прямих замірів, або застосуванням магнітних або радіографічних методів (по ГОСТ 22904-93 і ГОСТ 17625-83 відповідно).

Для визначення механічних властивостей стали пошкоджених конструкцій рекомендується використовувати методи:

• - випробування стандартних зразків, вирізаних з елементів конструкцій, згідно з вказівками ГОСТ 7564-73 *;
• - випробування поверхневого шару металу на твердість згідно з вказівками ГОСТ 18835-73, ГОСТ 9012-59 * і ГОСТ 9013-59 *.

Заготовки для зразків з пошкоджених елементів рекомендується вирізати в місцях, які не отримали пластичних деформацій при пошкодженні, і щоб після вирізки були забезпечені їх міцність і стійкість.

При відборі заготовок для зразків елементи конструкцій поділяють на умовні партії по 10-15 однотипних конструктивних елементів: ферм, балок, колон та ін.

Всі заготовки повинні бути замаркіровані в місцях їх взяття і марки позначені на схемах, які додаються до матеріалів обстеження конструкцій.

Характеристики механічних властивостей стали - межа плинності т, тимчасовий опір і відносне подовження при розриві отримують шляхом випробування на розтягування зразків згідно ГОСТ 1497-84 *.

Визначення основних розрахункових опорів стали конструкцій проводиться шляхом ділення середнього значення межі текучості на коефіцієнт надійності за матеріалом m \u003d 1,05 або тимчасового опору на коефіцієнт надійності \u003d 1,05. При цьому за розрахунковий опір приймається найменша з величин R т, R, Які знайдені відповідно по т і.

При визначенні механічних властивостей металу по твердості поверхневого шару рекомендується застосовувати портативні переносні прилади: Польді-Хютте, Баумана, ВПІ-2, ВПІ-Зк і ін.

Отримані при випробуванні на твердість дані переводяться в характеристики механічних властивостей металу за емпіричною формулою. Так, залежність між твердістю по Бринелю і тимчасовим опором металу встановлюється за формулою

3,5H b ,

де Н - твердість по Бринелю.

Виявлені фактичні характеристики арматури зіставляються з вимогами СНиП 2.03.01-84 * та СНиП 2.03.04-84 *, і на цій основі дається оцінка експлуатаційної придатності арматури.

Визначення міцності бетону шляхом лабораторних випробувань

Лабораторне визначення міцності бетону існуючих конструкцій проводиться шляхом випробування зразків, узятих з цих конструкцій.

Відбір зразків проводиться шляхом випилювання кернів діаметром від 50 до 150 мм на ділянках, де ослаблення елемента не робить істотного впливу на несучу здатність конструкцій. Цей метод дає найбільш достовірні відомості про міцності бетону в існуючих конструкціях. Недоліком його є велика трудомісткість робіт з відбору і обробки зразків.

При визначенні міцності за зразками, відібраними з бетонних і залізобетонних конструкцій, слід керуватися вказівками ГОСТ 28570-90.

Суть методу полягає у вимірюванні мінімальних зусиль, що руйнують вибуренной або випиляні з конструкції зразки бетону при їх статичному навантаженні з постійною швидкістю зростання навантаження.

форма і номінальні розміри зразків в залежності від виду випробувань бетону повинні відповідати ГОСТ 10180-90.

Допускається застосування циліндрів діаметром від 44 до 150 мм, висотою від 0,8 до 2 діаметрів при визначенні міцності на стиск, від 0,4 до 2 діаметрів при визначенні міцності на розтяг при розколюванні і від 1,0 до 4 діаметрів при визначенні міцності при осьовому розтягу.

За базовий при всіх видах випробувань приймають зразок з розміром робочого перетину 150150 мм.

Місця відбору проб бетону слід призначати після візуального огляду конструкцій в залежності від їх напруженого стану з урахуванням мінімально можливого зниження їх несучої здатності. Проби рекомендується відбирати з місць, віддалених від стиків і країв конструкцій.

Після вилучення проб місця відбору слід закладати дрібнозернистим бетоном або бетоном, з якого виготовлені конструкції.

Ділянки для вибурювання або випилювання проб бетону слід вибирати в місцях, вільних від арматури.

Для вибурювання зразків з бетону конструкцій застосовують свердлильні верстати типу ИЕ 1806 по ТУ 22-5774 з ріжучим інструментом у вигляді кільцевих алмазних свердел типу СКА по ТУ 2-037-624, ГОСТ 24638-85 * Е або твердосплавних кінцевих свердел по ГОСТ 11108-70.

Для випилювання зразків з бетону конструкцій застосовують розпилювальні верстати типів УРБ-175 по ТУ 34-13-10500 або УРБ-300 по ТУ 34-13-10910 з ріжучим інструментом у вигляді відрізних алмазних дисків типу АОК по ГОСТ 10110-87Е або ТУ 2 037-415.

Допускається застосування іншого обладнання та інструментів для виготовлення зразків з бетону конструкцій, що забезпечують виготовлення зразків, що відповідають вимогам ГОСТ 10180-90.

Випробування зразків на стиск і всі види розтягування, а також вибір схеми випробування і навантаження проводять згідно з ГОСТ 10180-90.

Опорні поверхні випробовуваних на стиск зразків, в разі, коли їх відхилення від поверхні плити преса більше 0,1 мм, повинні бути виправлені нанесенням шару вирівнюючого складу. В якості типових слід використовувати цементне тісто, цементно-піщаний розчин або епоксидні композиції.

Товщина шару, що вирівнює складу на зразку повинна бути не більше 5 мм.

Міцність бетону зразка з точністю до 0,1 МПа при випробуванні на стиснення і з точністю до 0,01 МПа при випробуваннях на розтяг обчислюють за формулами:

на стиск;

на осьовий розтяг;

на розтяг при згині,

А - площа робочого перерізу зразка, мм 2;

а, b, l - відповідно ширина і висота поперечного перерізу призми і відстань між опорами при випробуванні зразків на розтяг при згині, мм.

Для приведення міцності бетону в випробуваному зразку до міцності бетону в зразку базового розміру і форми міцності, отримані за вказаними формулами, перераховують за формулами:

на стиск;

на осьовий розтяг;

на розтягнення при розколюванні;

на розтяг при згині,

де 1, і 2 - коефіцієнти, що враховують відношення висоти циліндра до його діаметру, що приймаються при випробуваннях на стиск по табл., при випробуваннях на розтяг при розколюванні по табл. і рівні одиниці для зразків іншої форми;

Масштабні коефіцієнти, що враховують форму і розміри поперечного перерізу випробуваних зразків визначають експериментально за ГОСТ 10180-90.

від 0,85 до 0,94

від 0,95 до 1,04

від 1,05 до 1,14

від 1,15 до 1,24

від 1,25 до 1,34

від 1,35 до 1,44

від 1,45 до 1,54

від 1,55 до 1,64

від 1,65 до 1,74

від 1,75 до 1,84

від 1,85 до 1,95

від 1,95 до 2,0

Звіт про випробування повинен складатися з протоколу відбору проб, результатів випробування зразків і відповідної посилання на стандарти, за якими проведено випробування.

Дослідницька група "Безпека і Надійність"

Будівельні експертизи, Обстеження Будівель, Енергоаудит, Землевпорядкування, Проектування

Не секрет, що в процесі зведення та експлуатації будівель і споруд в залізобетонних конструкціях трапляються неприпустимі прогини, тріщини, пошкодження. Ці явища можуть бути викликані відхиленнями від вимог проекту при виготовленні і монтажі цих конструкцій, або помилками проектування.

Оцінити фізичний стан конструкції, встановити причини пошкоджень, визначити реальну міцність, тріщиностійкість і жорсткість конструкції покликане обстеження залізобетонних конструкцій. Важливо правильно оцінити несучу здатність конструкцій і розробити рекомендації щодо їх подальшої експлуатації. А це можливо тільки в результаті детального натурного вивчення.

Необхідність в такому обстеженні виникає у випадках вивчення особливостей роботи конструкцій і споруд в складних умовах, при реконструкції будівлі або споруди, в процесі проведення експертизи, при наявності в конструкціях відступів від проекту, і в ряді інших випадків.

Обстеження залізобетонних конструкцій складається з декількох етапів. На початковому етапі проводиться попередній огляд конструкцій, щоб виявити наявність повністю або частково зруйнованих ділянок, розриви арматури, пошкодження бетону, зміщення опор та елементів в збірних конструкціях.

На наступному етапі йде ознайомлення з проектно-технічною документацією, далі йде безпосереднє обстеження залізобетонних конструкцій, яке дає можливість отримати дійсну картину стану конструкцій та їх роботу в умовах експлуатації. Залежно від поставлених завдань може проводитися оцінка міцності бетону неруйнівними методами, А також з'ясування фактичного армування, яке полягає в зборі даних про реальний стан арматури, і зіставлення їх з параметрами, що містяться в робочих кресленнях, а також в вибірковій перевірці відповідності фактичної армування проектного.

Оскільки діючі навантаження можуть суттєво відрізнятися від проектних, проводиться аналіз напруженого стану конструкцій. Для цього визначаються фактичні навантаження і впливу. У разі необхідності продовженням можуть стати натурні випробування. По закінченню видається будівельно-технічний висновок.

Ми працюємо за таким принципом:

1 Ви набираєте наш номер і задаєте важливі для Вас питання, а ми на них даємо вичерпні відповіді.

2 Провівши аналіз Вашої ситуації, ми визначаємо перелік питань, відповіді на які повинні дати наші експерти. Договір на проведення обстеження залізобетонних конструкцій можна зробити висновок як у нас в офісі, так і відразу у Вас на об'єкті.

3 Ми приїдемо до Вас у зручний для Вас час і проведемо обстеження залізобетонних конструкцій.

Після проведення робіт, із застосуванням спеціальних приладів (руйнівного і неруйнівного контролю), Ви отримаєте на руки письмове будівельно-технічний висновок, в якому будуть відображені всі дефекти, причини їх виникнення, фотозвіт, конструкторські розрахунки, оцінка відновлювального ремонту, висновки і рекомендації.

Вартість обстеження залізобетонних конструкцій становить від 15000 руб.

Терміни отримання на руки висновку становлять від 3 робочих днів.

4 Багатьом клієнтам необхідний виїзд фахівця без подальшого складання висновку. Будівельно-технічний експерт проведе обстеження залізобетонних конструкцій, за результатами якого дасть усний висновок з висновками і рекомендаціями на місці. Визначитися з необхідністю складання письмового висновку за результатами дослідження, Ви зможете пізніше.

Вартість виїзду нашого експерта становить від 7000 руб.

5 У нас в компанії є проектувальники і конструктори, які на підставі нашого ув'язнення можуть розробити проект усунення недоліків і проект підсилення конструкцій.