Устройство бетонных и железобетонных монолитных конструкций: Сборник 06 «Устройство бетонных и железобетонных конструкций монолитных»

Устройство бетонных и железобетонных монолитных конструкций

В
настоящее время при возведения зданий
и сооружений все большее распространение
приобретает монолитное строительство.
Это – возведение конструктивных
элементов из бетонной смеси и стальной
арматуры с использованием специальных
форм (опалубки) непосредственно в
проектном положении.

Создается
абсолютно жесткий каркас с различными
видами ограждающих конструкций. В нашей
стране долгие годы предпочтение
отдавалось сборному строительству.
Хотя можно отметить, что в 30-е годы –
время развития конструктивизма – имелся
опыт монолитного строительства. Затем
было время «кирпича», очень активно
пропагандировалось панельное домостроение,
и лишь последние 10 лет можно говорить
о том, что монолитное строительство
заняло свое достойное место.

Преимущества
монолитного строительства перед другими
технологиями состоят в следующем:

Шаг
несущих конструкций при монолитном
строительстве не имеет значения. В
сборном – все конструкции имеют размеры,
кратные определенному модулю; технология
конструкций, выполняемых на заводе, не
позволяет быстро изменить форму
оснастки. Поэтому архитекторы и
проектировщики были привязаны к
определенным типоразмерам и, как
следствие – ограничены в принятии
проектных решений.

Монолитные
здания легче кирпичных на 15–20%.
Существенно уменьшается толщина стен
и перекрытий. За счет облегчения веса
конструкций уменьшается материалоемкость
фундаментов, соответственно удешевляется
их устройство.

Производственный
цикл переносится на строительную
площадку. При сборном домостроении
изделия изготавливаются на заводе,
привозятся на площадку, монтируются.
При изготовлении сборных конструкций
закладываются допуски на всех
технологических этапах, которые приводят
к дополнительным трудозатратам при
отделке стыков. Если монолитное
строительство ведется по четко
отработанной схеме, то возведение
зданий осуществляется в более короткие
сроки.

Монолитное
строительство обеспечивает практически
«бесшовную» конструкцию. Благодаря
этому повышаются показатели тепло- и
звуконепроницаемости. В то же время
конструкции более долговечны.

Применение
современных опалубочных систем при
монолитном строительстве значительно
повышает его технологичность. Сроки,
качество возведения конструкций во
многом определяет применяемая опалубка.

Современные
опалубочные системы можно классифицировать
по различным критериям.

По
области применения и конкретных задач:
для стен; для перекрытий; колонн;
кольцевых стен с изменяемым радиусом;
туннельная; односторонняя.

По конструктивным
особенностям: рамные; балочные.

По
способу установки: стационарная;
самоподъемная; подъемно-переставная;
подъемная, несъемная.

По размерам:
крупнопанельная; мелкоштучная.

По
применяемым материалам. Для изготовления
элементов опалубок применяют различные
материалы: сталь, алюминий, древесину,
пластик.

Вариант
жесткого монолитного каркаса с
эффективными ограждающими конструкциями
является на сегодняшний день
преимущественным направлением в жилищном
домостроении.

Применение
технологии возведения монолитных зданий
дает возможность возводить здания
разного назначения, различной этажности
с применением в качестве ограждающих
конструкций широкого спектра материалов.
Монолитный каркас может быть трех типов:

с несущими
продольными стенами;

с несущими
поперечными стенами;

с перекрытиями
на не

Сборник 06 Устройство бетонных и железобетонных конструкций монолитных / ЖБК / Сборник 06

Монолитные железобетонные конструкции: проектирование, правило армирования

Монолитные железобетонные конструкции были впервые применены в России в 1802 году. В качестве материала для армирования использовались металлические стержни. Первым строением, созданным с использованием данной технологии, стал Царскосельский дворец.

Монолитные железобетонные конструкции часто применяются при производстве таких изделий, как:

• резервуары,
• стены,
• перекрытия,
• фундаменты.

Железобетонные монолитные конструкции позволяют строить здания любой сложности и конфигурации. К тому же эта технология не ограничивается заводскими стандартами. Конструктор имеет невероятно широкое поле для творчества.

Зачем необходимо армирование?

Безусловно, бетон имеет множество преимуществ. Он обладает большой прочностью и спокойно переносит перепады температур. Даже вода и мороз не могут ему повредить. Тем не менее его сопротивление растяжениям находится на крайне низком уровне. Здесь в игру вступает арматура. Она позволяет добиться повышенной прочности ЖМК и сократить расход бетона.

В теории в качестве материала для армирования можно использовать всё что угодно, даже стебли бамбука. На практике же применяется всего два вещества: композит и сталь. В первом случае — это целый комплекс материалов. В основе изделия могут лежать базальтовые или углеродные волокна. Они заливаются полимером. Композитная арматура имеет небольшой вес и не поддаётся коррозии.

Сталь имеет несравнимо большую механическую прочность, к тому же её стоимость относительно невелика. В процессе армирования железобетонных монолитных конструкций используются:

• уголки,
• швеллеры,
• двутавровые балки,
• гладкие и рифленые стержни.

При создании сложных строительных объектов в основе монолитной железобетонной конструкции укладываются металлические сетки.

Строительная арматура может иметь разную форму. Но в продаже чаще всего можно найти только стержневую. Рифлёные стальные стержни чаще всего используются при строительстве малоэтажных зданий. Низкая цена и хорошее сцепление с бетоном делают их очень привлекательными для потенциальных покупателей.

Стальные стержни, используемые при создании железобетонных монолитных конструкций, в большинстве случаев имеют толщину от 12 до 16 миллиметров. Они отлично защищают структуру от разрывов. Нагрузку, создаваемую при сжатии, компенсирует сам бетон.

Особенности армирования в зависимости от типа устройства фундамента

Когда закладывается фундамент дома очень важно соблюдать правила армирования монолитных железобетонных конструкций. Это позволит избежать множества дефектов и гарантирует долгий срок эксплуатации объекта. Согласно устройству железобетонных монолитных конструкций выделяют три типа фундамента.

Плитный фундамент

При его армировании применяется стержневая рифлёная арматура. Толщина железобетонной монолитной конструкции (плиты фундамента) зависит от количества этажей и материала, используемого при строительстве. Стандартный показатель 15—30 сантиметров.

Важно! Если масса здания невелика, то в железобетонной монолитной конструкции допускается использование сетки с сечением стержней от 6 до 10 сантиметров.

Качественное армирование плитного фундамента должно иметь два слоя. Нижняя и верхняя решётки соединяются посредством подпорок. Они формируют зазор нужного размера.

Главным отличием профессионального армирования железобетонных монолитных конструкций — является полное сокрытие всех элементов стального каркаса. При этом в плиточном фундаменте арматура не сваривается между собой, а вяжется посредством проволоки.

Ленточный фундамент

Устройство данной железобетонной монолитной конструкции состоит из решётки, которая размещается в верхней части и берёт на себе все нагрузки, связанные с растяжением.

Сваривать элементы каркаса крайне не рекомендуется — это уменьшит его прочность. При этом слой бетона, разделяющий стальные элементы и грунт должен быть не менее пяти сантиметров. Это защитит металл от коррозии.

В железобетонной монолитной конструкции очень важно соблюдать правильную дистанцию между продольными стержнями. Граничный показатель — 400 миллиметров. Поперечные элементы используются тогда, когда высота каркаса превышает 150 мм.

Дистанция между соседними стержнями в железобетонной монолитной конструкции не может превышать 25 миллиметров. Углы и соединения дополнительно усиливаются. Это позволяет придать фундаменту большую прочность.

Свайный фундамент

Данная технология используется при возведении строения на пучинистых грунтах. Оптимальная дистанция от ростверка до грунта 100—200 мм. Зазор позволяет создать воздушную подушку, что положительно влияет на утеплённость всего дома. К тому же воздушная подушка позволяет избежать образования на первом этаже сырости.

При создании свай используется бетон марки М300 и выше. Предварительно бурятся скважины, в которые вкладывается рубероид. Он также служит опалубкой. Каркас из арматуры опускается внутрь каждого отверстия.

Конструкция каркаса состоит из продольной рифленой арматуры. Сечение стержней от 12 до 14 мм. Крепление осуществляется посредством проволоки. Минимальный диаметр сваи — 250 мм.

Стены и перекрытия

Эти элементы также требуют особых правил армирования. В принципе они сходны с нормами создания фундаментов, но есть некоторые отличия:

1. Минимальный продольный диаметры арматуры в стене — 8 мм, максимальный шаг в длину 20 сантиметров, поперечный — 35 см. Сечение поперечной арматуры не менее 25% от сечения продольной.
2. Перекрытия. Диаметр арматуры определяется расчётными нагрузками. Минимальный показатель восемь миллиметров. Дистанция между стержнями не больше 20 мм.
3. При создании как стен, так и перекрытий допускается использование сетки.

Нормы армирования для стен и перекрытий отличаются из-за разной степени нагрузок, которые испытывают эти железобетонные монолитные конструкции.

Главное правило армирования

Прочность всей железобетонной монолитной конструкции зависит от связи бетона и арматуры. Необходимо чтобы бетон передавал часть нагрузки стальной арматуре без потери энергии.

Главное правило армирования гласит, что в железобетонной монолитной конструкции не должно быть нарушения связи. Максимально допустимое значение данного параметра — 0,12 миллиметра. Надёжное соединение бетона и арматуры — гарантия прочности и долговечности всего здания.

Важно! Чтобы добиться нужных показателей, необходимо точно соблюдать все нормы строительства, которые указаны в СНиПах, а также внимательно проводить расчёты.

Проектирование

Что такое проектирование?

Проектирование железобетонных монолитных конструкций — это создание чертежей на основе собранных геодезических данных, имеющихся материалов и предназначения здания. Несущую систему монолитного каркасного здания составляют перекрытия, фундамент и колонны.

Задача конструктора правильно рассчитать нагрузки на все элементы и составить оптимальный проект с учётом особенностей грунтов и климатических условий. Сам процесс создания железобетонных монолитных конструкций включает в себя:

• компоновку;
• расчёт конструирования второстепенной балки;
• расчёт нагрузок;
• расчет перекрытий по предельным состояниям первой и второй группы.

Для упрощения математических расчётов используется специальное программное обеспечение, к примеру, AutoCAD.

Проектировка и расчёт согласно СНиПам

По факту пособие по проектированию монолитных железобетонных конструкций — это и есть СНиП. Это некий свод правил и норм, который содержит стандарты строительства жилых и нежилых зданий на территории РФ. Этот документ динамически обновляется в зависимости от изменений технологий строительства и подходов к безопасности.

СП по монолитным железобетонным конструкциям разрабатывался ведущими учёными и инженерами. СНиП 52-103-2007 касается ЖМК, сделанных на основе тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры. Согласно данному документу различают такие типы несущих элементов:

• колонные,
• стеновые,
• колонно-стеновые.

При использовании железобетонных монолитных конструкций допускается проектировка этажей в разной конструктивной системе несущих элементов.

При расчёте параметров несущих элементов согласно СНиПам учитывается:

1. Определение усилия, действующего на фундамент, перекрытия и другие элементы конструкции.
2. Амплитуда вибраций перекрытий верхних этажей.
3. Расчёт устойчивости формы.
4. Оценка сопротивляемости процессу разрушения и несущей способности здания.

Данный анализ позволяет не только определить параметры железобетонных монолитных конструкций, но и узнать срок эксплуатации здания.

Особое внимание при проектировании уделяется несущей железобетонной монолитной конструкции. При этом учитываются такие параметры:

1. Возможность и скорость образования трещин.
2. Температурно-усадочные деформации бетона при затвердевании.
3. Прочность ЖМК при снятии опалубки.

Если правильно произвести все расчёты, то созданное изделие прослужит десятки лет даже в самых экстремальных условиях.

Когда рассчитываются параметры несущих ЖМК используются линейные и нелинейные жёсткости железобетонных элементов. Вторые назначают для сплошных упругих тел. Нелинейная жёсткость вычисляется по поперечному сечению. При этом очень важно учитывать возможность образования трещин и других деформаций.

Порядок выполнения строительных работ с ЖМК

Каждая строительная компания старается достичь наилучшей организации производственного процесса. Для этого используются СНиПы и международные стандарты. Тем не менее существует сложившийся порядок работ, который позволяет гарантировать максимальное качество будущей постройки:

1. Вначале осуществляется расчёт по четырём основным видам нагрузки: постоянная, временная, кратковременная, особая. К примеру, при создании фундамента для агрегатов, создающих сильные вибрации, используются исключительно железобетонные монолитные конструкции.
2. Геодезическая разведка, составление плана, а также анализ общих показателей.
3. Определение точек возводимого строения.
4. Армирование конструкций. Оно бывает двух типов: предварительно напряжённое и обычное.
5. Монтаж опалубки. Опалубка позволяет создать необходимую форму для будущей железобетонной конструкции. При этом она может классифицироваться по разборности, материалу, назначению и конструкции.
6. Бетонирование. Есть четыре основных способа заливки бетона: с лотка миксера прямо на опалубку; посредством автобетононасоса; через желоб; при помощи колокола. Для уплотнения бетона применяют вибратор.

Очень важную часть в создании прочной и надёжной железобетонной монолитной конструкции играет уход за бетоном. Всё дело в том, что этот материал может застыть только при определённых условиях. Обычно полное затвердевание бетона занимает около 15—28 суток, если не используются специальные сорта цемента. Чтобы предотвратить испарение влаги в жаркое время года ЖМК поливают водой.

Важно! При работе в холодное время года необходимо специальное оборудование вроде прогревателей. Также не удастся обойтись без утеплителей.

Как проходит монтаж?

Данная технология позволяет экономить на материалах, ведь именно компания застройщик определяет целесообразность использования тех или иных элементов конструкции. Монтаж железобетонных монолитных конструкций проходит прямо на строительной площадке и состоит из таких этапов:

1. На площадку укладывается материал для армирования. Важно соблюдать нормативные расстояния между элементами каркаса. Это гарантирует равномерность растекания бетона.
2. Заливается бетон. На этом этапе необходимо следить, чтобы в смесь не попали масляные вещества. Они препятствуют связыванию бетона.
3. При необходимости устанавливается дополнительное оборудование, ускоряющее сушку.

Железобетонные монолитные конструкции позволяют создавать кривые линии, что делает общую архитектуру здания в разы богаче и насыщеннее.

Итоги

Железобетонные монолитные конструкции позволяют строить здания в минимальные сроки, используя современные сорта бетона. Важным этапом строительства является проектирование. Именно правильные расчёты позволяют создать прочную постройку с длительным сроком эксплуатации.

Железобетонные монолитные конструкции используются как в промышленном строительстве, так и жилищном. Сравнительно небольшая стоимость и прочность делают их незаменимыми в производственных цехах и при возведении многоэтажных зданий.

СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения»

Бетонирование монолитных бетонных и железобетонных конструкций. Технология бетонирования монолитных конструкций. Механизация работ

Технология процессов устройства конструкций из монолитного бетона и железобетона

[
· Скачать
(14.61 Kb)
]

Лекция № 5

Тема 6: Технология процессов устройства конструкций из монолитного бетона и железобетона.

Учебные вопросы:
1. Состав комплексного процесса бетонирования.
2. Опалубка. Классификации. Типы опалубок.
3. Арматурные изделия. Монтаж арматуры. Напрягаемое армирование.
4. Приготовление, транспортирование, укладка, уплотнение бетонных смесей. Специальные методы обработки бетонной смеси.
5. Бетонирование конструкций. Уход за бетоном. Распалубка. Исправление дефектов.
Вопрос 1. СОСТАВ КОМПЛЕКСНОГО ПРОЦЕССА БЕТОНИРОВАНИЯ.


По способу выполнения бетонные и железобетонные конструкции разделяют на сборные, монолитные и сборно-монолитные.
Возведение монолитных бетонных и железобетонных конструкций требует выполнения комплексного процесса

, включающего: устройство опалубки, армирование конструкций, бетонирование конструкций, выдерживание бетона в забетонированных конструкциях, распалубливание, исправления дефектов, отделки поверхностей готовых конструкций.
Вопрос 2. ОПАЛУБКА. КЛАССИФИКАЦИИ. ТИПЫ ОПАЛУБОК.


Опалубка
— временная вспомогательная конструкция, служащая для придания требуемых формы, геометрических размеров и положения в пространстве возводимой конструкции (или ее части).
В соответствии с материалами, используемыми в конструкции опалубки, принято классифицировать опалубку на: деревянную; металлическую; полимерную; железобетонную; армоцементную; тканевую, комбинированную.
По частоте применения выделяют: индивидуальную опалубку; оборачиваемую опалубку; несъемную опалубку.
Оборачиваемые опалубки
могут использоваться не менее 50 циклов бетонирования. В группе оборачиваемых опалубок наиболее широко распространены следующие: разборно-переставная, объемно-переставная, скользящая, самоподъемная опалубка, горизонтально-перемещаемая, подъемно-переставная,
пневматическая.
Разборно-переставная опалубка
состоит из отдельных щитов и поддерживающих их элементов: ребер, схваток, стяжек и т.д. На высоте опалубочные щиты поддерживают леса, состоящие из стоек, расшивин и раскосов.
Объемно-переставная (туннельная) опалубка
состоит из пространственных металлических П-образных секций, из которых собирается опалубочный блок на ширину помещения. Боковые панели служат внутренней опалубкой монолитных стен, а верхняя — палубой перекрытия. Полностью собранную опалубку устанавливают в проектное положение с помощью крана. Для извлечения опалубку складывают и на катках выдвигают на соседнюю позицию или на подмости.
Скользящая опалубка
. Основные элементы опалубки — щиты, домкратные рамы, рабочий пол, подмости, домкраты и домкратные стержни.
Опалубочные щиты охватывают бетонируемое сооружение по наружному и внутреннему контурам. Щитам придают конусность. Для подъема скользящей опалубки применяют гидравлические и электромеханические домкраты.
Опалубка постоянно перемещается, при перерывах в бетонировании опалубку переводят в режим «шаг на месте».
Несъемная опалубка
после бетонирования основной конструкции остается и работает вместе с конструкцией. Опалубку изготавливают из железобетонных, армоцементных плит, металлических листов, из пенополистирола.
Вопрос 3. АРМАТУРНЫЕ ИЗДЕЛИЯ. МОНТАЖ АРМАТУРЫ, НАПРЯГАЕМОЕ АРМИРОВАНИЕ.


Арматурная сталь подразделяется на две основные группы – стержневая арматура и проволочная.
Стержневую арматуру изготовляют гладкого и периодического профиля. В зависимости от механических свойств стержневую арматуру делят на классы. Стержни стали класса А240 имеют гладкий профиль, а классов A300 и выше — периодический. Проволочную арматуру промышленность поставляет двух классов: B-I и B-II. В дополнении к стержням промышленность выпускает пряди, канаты, проволочные пучки, арматурные сетки, плоские и пространственные каркасы.
При монтаже арматуры соединяют арматурные элементы в единую армоконструкцию с помощью сварки, нахлесткой или вязкой.
При монтаже арматуры элементы и стержни необходимо устанавливать в проектное положение, обеспечивая защитный слой бетона заданной толщины. Для этого в конструкциях арматурных элементов предусматривают специальные упоры. Обеспечить проектные размеры защитного слоя бетона можно также с помощью бетонных, пластмассовых и металлических фиксаторов, которые привязывают или надевают на арматурные стержни.
Напрягаемое армирование.

Предварительное напряжение в конструкциях создается по методу натяжения арматуры на затвердевший бетон с линейным ее расположением. Напрягаемые арматурные элементы применяют в виде отдельных стержней, прядей, канатов и проволочных пучков.
Работы с линейной напрягаемой арматурой включают: заготовку напрягаемых арматурных элементов и образование каналов для них; установку арматурных напрягаемых элементов с анкерными устройствами; напряжение арматуры с последующим инъецированием закрытых каналов или бетонированием открытых каналов.
Каналы для напрягаемых арматурных элементов образуют, устанавливая в опалубку каналообразователи, диаметр которых больше диаметра стержня или арматурного пучка. Каналообразователи извлекают через 2…3 ч после бетонирования.
Натяжение арматуры производится в несколько этапов. Сразу после натяжения арматуры приступают к заключительной операции — инъецированию каналов. Нагнетают раствор с одной стороны канала. Инъецирование ведут непрерывно.
Вопрос 4. ПРИГОТОВЛЕНИЕ, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ, УКЛАДКА, УПЛОТНЕНИЕ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ. СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ БЕТОННОЙ СМЕСИ.

Приготовление бетонных смесей.

Бетонную смесь приготовляют по законченной или расчлененной технологии. При законченной технологии в качестве продукции получают готовую бетонную смесь, при расчлененной — сухую бетонную смесь.
Основные технические средства для приготовления бетонной смеси — расходные бункера с распределительными устройствами, дозаторы, бетоносмесители, системы транспортных средств и коммуникаций, раздаточный бункер. Технические средства компонуют по одноступенчатой или двухступенчатой схемам.
Транспортирование, укладка и уплотнения бетонных смесей.

Транспортировку бетонной смеси до места разгрузки в блок бетонирования или у бетонируемого объекта осуществляют автотранспортом, а транспортировку от места разгрузки в блок бетонирования — кранами (в бадьях), подъемниками, конвейерами, бетоноукладчиками, вибропитателями, мототележками, бетононасосами и пневмонагнетателями.
Основное технологическое условие при перевозке бетонной смеси — сохранение ее однородности и обеспечение требуемой для укладки подвижности.
Уплотнение бетонных смесей.

Бетонную смесь, укладываемую в монолитные конструкции, уплотняют вибрированием, штыкованием и трамбованием.
Специальные методы обработки бетонной смеси.


Вакуумирование бетона
. Суть процесса вакуумирования бетона заключается в удалении при понижении давления части воды и воздуха из свежеуложенной бетонной смеси. В результате повышается конечная прочность бетона, увеличиваются водонепроницаемость, морозостойкость и сопротивление истираемости.
Торкретирование бетона
. Торкретирование бетона — технологический процесс нанесения в струе сжатого воздуха на поверхность конструкции или опалубки цементно-песчаного раствора или бетонной смеси.
Торкретирование бетона осуществляют «сухим» и «мокрым» способами.
Вопрос 5. БЕТОНИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ. УХОД ЗА БЕТОНОМ. РАСПАЛУБКА. ИСПР

Технология монолитного бетона и железобетона

Бетон и железобетон в современном строительстве

Бетон ижелезобетон в строительстве России занимает ведущее место.

Масштабность применения бетона и железобетона обусловлена их высокими физико-механическими показателями, долговечностью, хорошей сопротивляемостью температурным и влажностным воздействиям, возможностью получения конструкций сравнительно простыми технологическими методами, использованием в основном местных материалов (кроме стали), сравнительно невысокой стоимостью.

По способу выполнения бетонные и железобетонные конструкции разделяют на сборные, монолитные и сборно-монолитные.

Сборные конструкции изготовляют на заводах и полигонах, затем доставляют на строящийся объект и устанавливают в проектное положение.

Монолитные конструкции возводят непосредственно на строящемся объекте.

Сборно-монолитные конструкции выполняют из сборных элементов заводского изготовления и монолитной части, объединяющей эти элементы в единое целое.

Наряду с увеличением объема применения сборного бетона и железобетона возрастает число сооружений, выполняемых с применением монолитных конструкций. Так, в промышленном и гражданском строительстве применение монолитного железобетона эффективно при возведении массивных фундаментов, подземных частей зданий и сооружений, массивных стен, различных пространственных конструкций, стенок и ядер жесткости, дымовых труб, резервуаров, зданий повышенной этажности (особенно в сейсмических районах) и многих других конструкций и инженерных сооружений.

Состав и структура комплексного технологического процесса

Возведение монолитных бетонных и железобетонных конструкцийтребует выполнения комплекса процессов, включающегоустройство опалубки, армирование и бетонирование конструкций, выдер живание бетона, распалубливание, а также при необходимости отделку поверхностей готовых конструкций.

Технологический процесс по возведению монолитных бетонных и железобетонных конструкций состоит из заготовительных и мон-тажно-укладочных (основных) процессов, связанных между собой транспортными операциями.

В состав заготовительных процессов входят операции по изготовлению элементов опалубки, арматуры, сборке арматурно-опалубочных блоков, приготовлению бетонной смеси. Они выполняются, как правило, в заводских условиях или в специализированных цехах и мастерских. Основные процессы, которые выполняют непосредственно на строительной площадке — установка опалубки и арматуры в проектное положение, монтаж арматурных и арматур-но-опалубочных блоков, укладка и уплотнение бетонной смеси, уход за бетоном в процессе твердения, натяжение арматуры (при бетонировании монолитных предварительно-напряженных конструкций), демонтаж опалубки после достижения бетоном требуемой прочности.

151-07 Карты операционного контроля качества. Часть 4. Устройство монолитных бетонных и железобетонных конструкций

Основы бетона в строительстве от Construction Knowledge.net

СТРОИТЕЛЬНЫЕ ЗНАНИЯ >>
БЕТОН >>

ПЛИТЫ МАРКИ

1. Как работает бетон?
2. Каковы структурные основы бетона?
3. Что такое железобетон?
4. Что мне нужно знать о арматуре?
5.Почему для бетона так важно количество воды?
6. Что я должен знать об испытаниях бетона?
7. Как мне получить конкретную работу?
8. Какие документы общественного достояния доступны для дальнейшего использования
Учиться?
9. Уловки торговли и практические правила для бетонных основ:

Как работает бетон?

Современный бетон состоит в основном из четырех компонентов: портландцемента,
песок, гравий и вода.Распространенное заблуждение относительно бетона состоит в том, что он
сохнет и затвердевает. Фактически, гидравлический цемент вступает в реакцию с
вода в химическом процессе, называемом гидратацией. Например, бетон
может быть помещен под воду и все равно будет переходить из жидкого состояния в
твердое состояние и достичь полной прочности.

В базовую бетонную смесь можно добавить множество дополнительных ингредиентов.
чтобы изменить свойства получаемого бетона.Последующий
В списке представлены некоторые общие добавки (добавки) и дополнительные ингредиенты
и их основное назначение:

Добавки

1. Ускорители ускоряют гидратацию или отверждение
   мокрый бетон. Часто используется при более низких температурах, поэтому бетон
   У бригады меньше времени ожидания между укладкой и отделкой бетона.
2. Замедлители схватывания замедляют гидратацию или твердение влажного бетона.Часто используется при более высоких температурах, поэтому бетон тоже не схватывается
   быстро, позволяя бригаде отделки бетона получить надлежащие
   отделочные работы завершены.
3. Воздухововлекающие агенты добавляют и помогают распределять крошечные пузырьки воздуха
   по всему бетону. Эти крошечные пузырьки воздуха помогают бетону
   выдерживают циклы замораживания-оттаивания с гораздо меньшими трещинами и повреждениями.
4. Пластификаторы и суперпластификаторы улучшают удобоукладываемость
   бетон во время мокрой (или пластичной) стадии, позволяя бетону
   течь легче.Они особенно полезны при укладке бетона.
   вокруг перегруженных арматурных стержней. В качестве альтернативы пластификаторам и
   Суперпластификаторы можно использовать для снижения содержания воды в
   бетон при сохранении достойного уровня удобоукладываемости.
5. Пигменты меняют цвет бетона по эстетическим причинам.

Дополнения

1. Летучая зола может заменить примерно половину необходимого количества портленда
   цемент.Летучая зола является побочным продуктом выработки электроэнергии на угле.
   растения, поэтому часто легко доступны и экономичны. Бетон сделан
   с летучей золой и портландцементом может иметь более высокую прочность и улучшенные
   химическая стойкость и долговечность. Бетон из летучей золы
   считается экологически безопасным, поскольку большая часть летучей золы в противном случае попадает в
   на свалках и энергии для производства замененного портландцемента
   тоже можно спасти.
2. Измельченный гранулированный доменный шлак (GGBS или GGBFS) также может
   заменить часть необходимого портландцемента. GGBS является побочным продуктом
   процесс производства стали. GGBS получил наибольшее распространение в Европе и
   Азия.
3. Silica Fume может также заменить часть необходимого портландцемента.
   Кремнеземный дым является побочным продуктом производства кремнеземных сплавов. В
   размер частиц микрокремнезема в 100 раз меньше, чем у
   Портландцемент.Silica Fume улучшает прочность бетона, абразивный износ
   стойкость и коррозионная стойкость к химическим веществам, особенно к
   соли.

Какие структурные основы для бетона?

Бетон прочен на сжатие. Так что это на самом деле означает?

Чтобы понять прочность на сжатие, подумайте о нескольких упаковках
крекеры, сидящие на полу. Если вы внимательно встанете на эти пачки
крекеры, ваш вес, вероятно, будет поддерживаться, но вы кладете
эти сухари в сжатии.Ваш вес стремится раздавить
сухарики. Если вы подпрыгнете и приземлитесь на эти пачки крекеров, вы
увеличьте прилагаемое усилие и, возможно, раздавите крекеры. Вы будете
заставили крекеры потерпеть неудачу при сжатии.

А теперь попробуйте прыгнуть по бетонному тротуару. Тебе придется прыгать красиво
высоко, чтобы тротуар прогнулся под вашим весом. На самом деле ты
Вероятно, этот тротуар не выдержит сжатия. Вот почему
бетон так часто используется в строительстве.Но на этом история не заканчивается
со сжатием.

Возьмите веревку и потяните в любом направлении. Вы только что положили
натянуть струну. Если потянуть достаточно сильно, веревка будет
потерпят неудачу в напряжении, щелкнув. Бетон, при этом довольно прочный в
сжатие, быстро выходит из строя при растяжении из-за растрескивания. Резистивный
прочность бетона на сжатие составляет около 4000 фунтов на квадрат.
дюйм, в то время как сопротивление растяжению бетона, вероятно, составляет
менее 400 фунтов на квадратный дюйм.Как правило, сила натяжения
бетон составляет менее 10% от его прочности на сжатие.

Строители в прошлом понимали эти свойства бетона и
камень и обычно используют эти материалы только в сжатии. Так стены
могут быть бетонными и каменными, как и фундаменты, поскольку оба
выдерживал нагрузки сжатия вниз.

Арки — интересная структурная форма, потому что арки также действуют
полностью в сжатии.Поэтому арки над окнами в старых постройках
может быть бетон или камень, потому что нагрузка переносится на арку
удерживая конструкцию в сжатии, чтобы трещины растяжения не возникали в
бетон или камень. Потолки в виде бочек на самом деле всего три
размерные арки, поэтому они также работали только как элементы сжатия.

Однако если арка над окном станет слишком плоской, она остановится.
работая как арка, нижняя часть члена будет напряжена.Итак, регулярные трещины в бетоне внизу
луч, рядом с центром, в этом сценарии. Затем растрескивание вызывает
балка выйти из строя. Этот пример показывает, как бетон разрушается при растяжении,
что традиционно было основным недостатком конструкции для бетона.

При рассмотрении инженерного использования материалов более подробно
понимание
Базовый структурный анализ помогает.

Что такое железобетон?

В середине 1800-х годов строители начали добавлять в бетон сталь, чтобы носить
силы натяжения.Этот железобетон стал феноменально
популярный строительный метод. Есть несколько причин, по которым сочетание
арматуры и бетона работает так хорошо:

1. Коэффициент теплового расширения аналогичен для бетона и
   стали, поэтому, когда армированный бетон замерзает или нагревается, два
   материалы сжимаются и расширяются аналогичным образом. Если они этого не сделали,
   комбинация со временем разорвется на части.
2. Связь между арматурными стержнями (арматурой) и бетоном
   сильный и эффективный. Арматурный стержень имеет деформации поверхности (гребни) до
   еще больше улучшить эту связь. Благодаря прочной связи бетон
   эффективно передает нагрузки на сталь и наоборот.
3. Когда цементная паста контактирует со стальной арматурой, она образует
   инертная поверхностная пленка, препятствующая коррозии. Эта пассивация
   процесс помогает арматуре от коррозии внутри железобетона.
4. Расположение арматуры в конструкции зависит от использования.
   Простые балки и плиты часто имеют арматуру только на растяжение
   (нижняя сторона. Когда непрерывная балка перекрывает колонны,
   напряжение находится в верхней части балки, поэтому арматура необходима в верхней части
   балка над опорами колонн.

Опоры колонн интересно рассмотреть. Многие люди не знают
где сторона напряжения существует на опоре.Как простой способ
Помните, протяните левую руку ладонью вверх. Теперь возьмите
указательным пальцем правой руки и воткните в середину
протянутая ладонь. Слегка сложите левую руку, как будто реагируя на
направленная вниз сила указательного пальца. Вставьте фото сюда. Легко увидеть
кожа в нижней части левой руки становится натянутой (переходит в
натяжение) и кожа на верхней части ладони становится морщинистой (переходит в
сжатие).Поэтому нижняя часть простой бетонной опоры находится в
напряжение прямо под колонкой. Таким образом, арматурный стержень должен быть ближе к низу.
основания.

Важно, чтобы арматурная сталь имела достаточное бетонное покрытие.
так что бетон сцепляется с арматурой и позволяет бетону и
сталь, чтобы действовать вместе как монолитная структурная единица. Бетон
крышка также защищает арматурную сталь от чрезмерной влаги или
химическая коррозия.Строительные нормы Американского института бетона
рекомендует следующее.

Здесь может оказаться полезным простой обзор конструкции из железобетона.Бетон — это материал с высокой прочностью на сжатие и низким пределом прочности.
прочность. Сталь как материал превосходит бетон в сжатии 10: 1
прочности и 100: 1 прочности на растяжение. Однако сталь стоит около 50
центов за фунт, в то время как бетон стоит около 2 центов за фунт. Таким образом
в экономичной конструкции из железобетона для выдерживания напряжения используется сталь
напряжения в элементе конструкции и бетоне, чтобы выдерживать сжатие
стрессы.

Железобетон должен быть спроектирован с небольшим
внимание уделено расширению и сжатию. Конечно, все здание
материалы имеют некоторую степень расширения и сжатия, но с
железобетон, эти силы могут буквально сломать бетон
отдельно.

Два дополнительных свойства конструкции из железобетона, которые
Инструктору по строительству полезно знать о ползучести и усталости.Опять же, все элементы конструкции должны иметь дело с ползучестью и усталостью, но
эти явления могут сильно изменить бетон.

Что мне нужно знать о арматуре?

Количество арматуры, используемой в типовых конструкциях, составляет небольшой процент от
количество бетона. В большинстве балок, например, используется арматура около 1% для
несущие силы натяжения при изгибе. В колоннах можно использовать арматуру до 6%,
отчасти потому, что арматурный стержень несет как растягивающие, так и осевые силы.поскольку
арматура стоит намного дороже бетона, эффективное инженерное проектирование
сводит к минимуму использование арматуры.

Арматура занимает центральное место в железобетоне, поэтому базовое понимание
помогает. Важно знать различные размеры: стержень №3 составляет 3/8 дюйма в
диаметр стержня №7 составляет 7/8 дюйма в диаметре и т. д. Простое практическое правило для
Размер арматуры — размер арматуры разделить на 8 для диаметра.
в дюймах.

Как отмечалось выше, структурный элемент нуждается в арматуре, чтобы выдерживать
напряжение в железобетоне.Таким образом, для основания нужна арматура на
внизу, для простой балки или плиты требуется арматура внизу и т. д.
также обычно используется для контроля усадки бетона. Как бетон застывает
со временем он продолжает сокращаться. Большая часть усадки происходит в
первые несколько часов, затем в первые несколько дней усадка меньше. В
усадка продолжается вечно, но количество изменений становится меньше
и меньше.

Помимо усадки при отверждении, бетон будет расширяться
или сжимаются в результате изменения температуры (как и все материалы,
в некоторой степени).Поэтому дополнительную арматуру часто используют в
структурный элемент и называется «Температурная сталь». Эта арматура помогает
контролировать растрескивание бетона из-за усадочных трещин от затвердевания или от
перепады температуры.

Обычно можно увидеть # 4 на 12 «по центру, # 3 на 12»
по центру или даже №3 на 18 дюймов по центру, как термостойкая сталь. А
Начальник строительства должен иметь возможность ознакомиться с чертежами усиленного
бетонные элементы и понимать, какая арматура является конструктивной
и это термостойкая сталь.

Часто полевые решения принимаются в отношении прохождения труб и каналов
через конструктивные элементы, мешающие предусмотренному количеству
арматуры. Хотя в идеале эти решения должны приниматься
Инженер-конструктор, руководитель строительства должны разбираться в
структура, чтобы знать, когда спрашивать. Простая заповедь: «Когда сомневаешься,
всегда спрашивайте инженера-строителя », — легко сказать, но не особо
практично, когда руководитель строительства принимает сотни решений в день.В
Мудрый руководитель строительства понимает, почему и как использовать арматуру.

Для того, чтобы арматурные стержни находились в нужном месте в
железобетонные, стержни часто приходится изготавливать по специальному
формы. Обычно специалист по деталировке стали рисует производственный чертеж, на котором
схематическая информация из структурного чертежа и показывает фактические
длина стержня, изгибы, зазоры и т. д. для фактического изготовления и установки
бары.Эти чертежи магазина должны быть внимательно изучены
Строительный супервайзер для проверки соответствия, конфликтов и ошибок.

Как только начинают просматривать рабочие чертежи арматурной стали,
возникнут вопросы с заделкой и соединением стержней. Железобетон
конструкции обычно отливаются отдельными сегментами, но целиком
конструкция должна действовать как единое целое. Строительные швы создают
место для остановки заливки бетона, но часто это важно для
напряжения в стальной арматуре, переносимые через конструкцию
совместный.В этом случае арматурные стержни проходят через
строительный шов и приправа с решетками на другой стороне. Слишком долгое использование
сращивание неэкономично, потому что сталь стоит намного дороже бетона.
Минимальное количество стыков стержней должно быть описано на конструктивных чертежах и
фактические стыки показаны на рабочих чертежах арматурной стали.

В недавнем прошлом на конструктивных чертежах было принято указывать
Перехлест прутка диаметром 40 для всех стыков.Опыт показал, что просто
решение быть в некоторых случаях излишне консервативным и приводить к сбою
другие случаи. Следовательно, значительно более сложный набор правил
были адаптированы для сращивания стержней. Это важно для строительства
Руководитель
хотя бы понимать терминологию Американского института бетона (ACI)
правила сращивания арматуры.

Еще один полезный факт для арматуры касается маркировки, которая должна быть на
каждый бар.Начальник строительства должен понимать маркировку, чтобы иметь возможность
подобрать кусок арматуры и узнать стан, на котором он производится, размер стержня и
вид и марка стали. На рисунке ниже показано, где расположены эти маркировки.
найден на арматуре.

Почему количество воды так важно для бетона?

В бетонных работах важно понимать, что вода цементная.
соотношение.Минимальное количество воды, примерно 25% от веса
цемент, должен быть добавлен для химического гидратирования бетонной смеси. В
тем не менее, фактический процесс смешивания требует от 35% до 40% воды для
проработать процесс смешивания, добраться до фактического цемента и вызвать
эффективное увлажнение.

На практике, однако, добавляется гораздо больше воды, чтобы увеличить
удобоукладываемость бетона. Так почему это важно, если много
вода в бетонной смеси? Любая вода выше теоретического идеала 25%
не используется в процессе химической гидратации.Следовательно
Избыток воды остается в бетоне, пока он застывает. Над
Со временем эта избыточная вода испаряется из бетона, и остаются пустоты.
Эти пустоты ослабляют бетон, снижая прочность и увеличивая
растрескивание.

Водоцементное соотношение имеет значение для инженера, но почему
Забота инспектора строительства? Каждый, кто укладывал бетон, знает, сколько
легче укладывать текучий, более жидкий бетон, чем более сухой
бетон.Есть тенденция добавлять воду в смесь, когда она готова к
быть размещенными, чтобы бетон лучше текал. Фактически, если бетон
не течет должным образом, он может неправильно окружать арматурный стержень (вызывая
плохая связь с арматурой), или она может не течь должным образом по формам
(вызывая пустоты и участки, требующие ремонта). Вставить фото.

Итак, на стройплощадке часто бывает конфликт:

1. Добавьте воды в бетонную смесь, чтобы она лучше текла, но ослабла
   качество бетона (прочность и трещиностойкость)
   или
2. Не добавляйте воду в бетонную смесь, чтобы
   водоцементное соотношение, но приложите больше усилий для укладки бетона и, возможно,
   имеют значительные пустоты.

Простой ответ: никогда не добавляйте воду на стройплощадке в бетон, но это
ответ игнорирует реальность дилеммы размещения. Часто это
сложное решение, с инженерами-конструкторами, строителями,
Спецификации, Бетонный Бригадир и другие, имеющие ввод. Это
важно, чтобы прораб по крайней мере знал об этой проблеме для каждого
укладка бетона и понять, каким будет решение о добавлении воды
обработано.

Что мне нужно знать об испытаниях бетона?

Тест на оседание бетона был разработан, чтобы помочь последовательно измерить
удобоукладываемость бетона. «Удобоукладываемость» бетона является важным
коэффициент для укладывающих бетон. Правильно обработанная бетонная смесь
течет и правильно заполняет форму, оставляя минимальные пустоты на форме
лицевой стороной и полностью окружает арматурный стержень, чтобы создать связь.

Тест на падение должен быть знаком большинству рабочих на строительстве.
сайт. Влажный бетон помещают в стальной конус и кладут на
неабсорбирующая поверхность с более широкой частью конуса вниз.
Затем стальной конус снимается, позволяя влажному бетону
немного опускаться, в зависимости от дизайна микса. Сухая смесь может только осесть
От 1 до 2 дюймов. Обычно указанный спад составляет около 4 дюймов. Опускание от 6 до 7 дюймов может
достигается за счет использования высокоэффективных восстановителей воды
(суперпластификаторы).Специальные смеси для перекачивания бетона имеют тенденцию
высокие просадки.

Другой важный тест для бетона — цилиндр.
испытание на сжатие. Прочность бетона обычно называют его 28-дневным
прочность на сжатие.
Почему 28 дней? Что такое волшебство в 28 днях? Ничего такого. 28-дневный период для
проверка прочности бетона на сжатие — произвольное время
выбран, чтобы обеспечить последовательность процедур тестирования. Таким образом, 28 день
прочность на сжатие бетона стала стандартом в
промышленность.Таким образом, если для бетонной балки указано значение 4000 фунтов на квадратный дюйм,
это означает, что фактически уложенный бетон должен иметь сжатие
прочность выше 4000 фунтов на квадратный дюйм через 28 дней. Поскольку прочность бетона
продолжает увеличиваться с течением времени, стандартный период времени для бетонных
измерение прочности необходимо.

Бетонные цилиндры для определения прочности на 28 дней
также могут быть сломаны раньше и предоставить полезную информацию.Цилиндры
обычно нарушается через 7 дней, которые обычно развиваются около 75%
28-дневная сила. Было бы неплохо узнать на 3 недели раньше, есть ли
проблема с бетонной партией.

Разрыв цилиндров через 3 дня также может дать полезные данные. Если
опорная плита была размещена, 3-дневные перерывы в бетоне можно использовать для
Определите, будет ли безопасна разборка или формы и опоры форм. Так
разрывы бетонных цилиндров дают много полезной информации.

Основы изготовления цилиндров должны понимать
Строительный супервайзер. При укладке влажного бетона цилиндры 6 дюймов в
диаметром и высотой 12 дюймов заполнены бетоном и тщательно
консолидированы (см. Изготовление бетонных цилиндров для испытаний). Эти
цилиндры затем отверждаются, надеюсь, в условиях, аналогичных отверждению
условия для основной заливки бетона. Бетонные цилиндры затвердевают в
несколько часов и сохранены для будущего тестирования.

Это испытание заключается в помещении цилиндра в машину, которая
нажимает на верхнюю и нижнюю части цилиндра, добавляя осевое усилие до тех пор, пока
цилиндр дробит. Количество силы, необходимое для раздавливания цилиндра
становится прочностью на сжатие для этого цилиндра.

В качестве примера: Примечание: сделайте расчеты чернилами на бумаге и отсканируйте в
документ в виде отдельного файла.

——————————————
Для бетонного образца, разрушенного через 28 дней

Цилиндр имеет диаметр 6 дюймов, поэтому его площадь равна 3.14 x Диаметр
в квадрате / 4

А = 3,14 х 6 х 6/4

A = 28,26 квадратных дюймов

Если сила, необходимая для разрушения цилиндра, составляла 97 500 фунтов

Тогда прочность на сжатие составляет 97 500 фунтов / 28,26 квадратных дюймов.
= 3450 фунтов на кв. Дюйм
——————————————

Инспектор строительства также должен уделять внимание заботе и
хранение бетонных испытательных цилиндров между моментами их изготовления
и сломан.Несколько лет назад при строительстве пристройки к
здание канализационной насосной станции, строитель складирует бетон
испытательные баллоны внутри насосной станции для защиты от агрессивных
Погода. Когда через 28 дней цилиндры были сломаны, предположительно 4000
Бетон достиг только 2500 фунтов на квадратный дюйм. Разговаривать
немедленно начал сносить новые бетонные стены и
указание пальцем на ответственность началось.Керновое отверстие было взято из
стена и бетон прошли испытания, значительно превышающие требования в 4000 фунтов на квадратный дюйм.

Так что же случилось? Кажется, никто не задумывался о том, что постоянно
вибрирующий пол насосной подойдет для процесса установки
бетон. Мораль этой истории заключается в том, что бетонные испытательные цилиндры вызывают
достаточно проблем по проекту, чтобы у руководителя строительства
ясный, согласованный план их изготовления, хранения, разрушения и
составление отчетов.

Как получить бетон на работе?

Бетон можно смешивать на месте или покупать у поставщиков в Ready Mix.
грузовые автомобили. Бетон Ready Mix содержит ингредиенты, смешанные в Ready Mix
завод по заданному рецепту для требуемой смеси. Преимущества
Готовая смесь бетона — это единообразие в обращении с сырьем.
(ингредиенты), опыт поставщика в том, как дизайн определенной смеси
выполнит (3 дня силы, 28 дней силы, работоспособность и т. д.) а также
удобство. К недостаткам бетона Ready Mix можно отнести
следующее: длительное время вождения (если завод находится далеко от строительной площадки),
бетон становится менее обрабатываемым, трудности с получением бетона при
время и количество, которые необходимы и стоимость.

Бетонные заводы используются на крупных строительных объектах, чтобы
замешать бетон на месте. Преимущества серийных заводов на стройплощадке:
возможность получать бетон в нужное время и в необходимом количестве, исключая
вопросы путешествия и стоимость.Недостатки бетонных заводов
количество оборудования, рабочей силы и места на рабочем месте, необходимое для изготовления
технологическая работа и возможные проблемы с качеством бетона, так как смешивание
дизайн не будет иметь большого предыдущего опыта.

Конечно, для очень маленьких бетонных проектов бетон можно смешивать на
на стройплощадке вручную или в переносных бетономешалках. Это
важно понимать, что бетон, смешанный таким образом, вряд ли
быть таким же однородным, как и готовый бетон, из-за различий, присущих
процесс:

1. Измерение (часто выполняемое лопатой) будет гораздо менее точным.
2. Уровни влажности в песке и гравии будут неизвестны (таким образом добавляется
   воду в смесь).
3. Водоцементное соотношение будет определяться ощущениями, а не
   измерение.

Эти проблемы не означают, что бетонная смесь на стройплощадке будет
недопустимо, только то, что качество бетона будет намного больше
переменная, чем у готового бетона. Следовательно, конструкция
Супервайзер должен
соблюдайте осторожность при разрешении смешанного бетона на стройплощадке, если окончательные характеристики
бетона имеют решающее значение (т.е. если бетон 4500 фунтов на квадратный дюйм необходим для
бетонные колонны или если трещины в полу будут серьезным
проблема).

Если на стройплощадке необходимо смешать небольшое количество бетона,
информация, представленная на рисунке 1.14, должна быть полезной. Вставить рисунок
1.14.

Вт

.

Обследование железобетонных конструкций для ремонта и обслуживания

Почему требуется исследование железобетонных конструкций для ремонта и обслуживания?

Бетон — один из самых универсальных строительных материалов нашего времени. Бетон благодаря своей текучести в самых сложных формах во влажном состоянии, а также своим характеристикам прочности, развития и долговечности после затвердевания, получил репутацию наиболее подходящего материала для большинства типов современных конструкций.

Хорошо известно, что встроенная арматура в бетоне остается защищенной из-за высокой щелочности бетона и, в свою очередь, обеспечивает прочность армированного цементного бетона. Бетон должен быть прочным.

Но из-за многочисленных спецификаций и множества требований, которые необходимо соблюдать, а также в сочетании с неблагоприятными климатическими условиями, инженер на объекте сталкивается с множеством практических проблем, которые позже отражают долговечность бетона.

Следовательно, это миф, что даже хороший бетон не требует ухода; он действительно требует периодического осмотра, технического обслуживания и своевременного ремонта для обеспечения проектной долговечности.

Недостаточная осведомленность владельца об обслуживании и ремонте конструкций приводит к пренебрежению своевременными мерами по исправлению положения, и последствиями являются те же проблемы, которые проявляются в большей степени по прошествии определенного периода времени, когда не только ухудшается долговечность и устойчивость. но и экономически стоимость реабилитации меняется многократно.

Простое пятно ржавчины на внешней стороне, если пренебречь им, приводит к растрескиванию и отслаиванию защитного покрытия, а если все еще не устранить, может привести к коррозии арматуры, даже приводящей к ухудшению структурной устойчивости бетона.

Более того, следует отметить, что ремонт или восстановление поврежденных или поврежденных структур сильно отличается от проектирования новых структур, где неизвестные либо известны, либо предполагаются. Прежде чем предпринимать последующие шаги по ремонту, необходимо точно определить причину неисправности.

Следует использовать новейшие методы диагностики и разработки в области материалов для такого ремонта. Это, в свою очередь, требует абсолютного опыта в исследованиях, а также в материаловедении.Ранняя диагностика и немедленные меры по исправлению положения могут обеспечить гораздо более дешевые решения, чем их игнорирование.

Визуальные знаки и виды ремонта для железобетонных конструкций

Когда конструкция разбита или повреждена, нормальными визуальными признаками являются: трещины разного рисунка и размера; пятна ржавчины или пятна ржавчины; отслаивание пластырей и др .; растрескивание бетона; и ржавая арматура при обнажении.

Это основная задача — определить, является ли повреждение структурным или неструктурным.Структурный ремонт проводится для восстановления структурной устойчивости конструкции, чтобы выдерживать существующие нагрузки в условиях эксплуатации. Неконструкционный ремонт проводится для восстановления долговечности, но не увеличивает несущую способность рассматриваемой конструкции. Неструктурный или косметический ремонт, если его не провести в надлежащее время, может привести к повреждению конструкции.

Шаги, которые необходимо предпринять

Если конструкция показывает признаки повреждения или повреждения, в принципе необходимо предпринять следующие шаги:

(i) Предварительное расследование, детальное расследование

(ii) Диагностика

(iii) Составление спецификаций на ремонт

(iv) Подбор материалов

(v) Подготовка поверхности

(vi) Текущий ремонт

(vii) Периодическое обслуживание

Возможные причины износа конструкционного бетона

Прежде чем приступить к расследованию повреждений конструкции, необходимо понять факторы, контролирующие разрушение бетона.знание того, почему, и тщательное расследование могут привести только к правильному диагнозу. Различают две стадии, на которых может начаться разрушение бетона.

В значительной степени, благодаря надлежащим мерам, мы можем остановить или минимизировать разрушение бетона на первом этапе, то есть до или во время строительства. Однако во втором случае мы не можем повлиять на большинство факторов, влияющих на долговечность бетона. На данном этапе мы можем только предпринять шаги для поддержания и предпринять немедленные действия для смягчения последствий.

Трещины в бетоне

Бетон подвержен растягивающим напряжениям в конструкциях. Однако бетон трескается, когда эти растягивающие напряжения превышают его предел прочности. Такое случается часто, и трещины становятся одним из врожденных дефектов. Причин появления трещин в бетоне много.

Причины появления трещин в бетоне

Важно знать о трещинах. Можно сказать, что наличие трещин не означает, что есть дефекты, требующие ремонта.Сначала следует установить, являются ли трещины: (а) структурными или (б) неструктурными.

Структурные трещины в основном возникают из-за:

(i) Ошибки при расчете напряжений

(ii) Ошибки при строительстве

(iii) Избыточные нагрузки в условиях эксплуатации по сравнению с расчетными нагрузками

(iv) Поселения

(v) Непредвиденные физические повреждения, такие как пожар и взрывы

(vi) Уменьшение сечения арматуры на второй стадии коррозии.

Неструктурные трещины в основном возникают из-за:

(i) Растрескивание при пластической усадке — быстрое испарение воды

(ii) Растрескивание при усадке

(iii) Оседание пластических трещин — оседание бетона в опалубке

(iv) Растрескивание при термическом сжатии — выделение теплоты гидратации

(v) Трещины из-за ненадлежащего изготовления

(vi) Реакция щелочного агрегата

Тщательное наблюдение за трещинами дает очень ценную информацию, которая не только позволяет определить причину появления трещины, но и является основным ориентиром при выборе материала.

Важные вещи, которые следует отметить в трещинах:

(i) Структура трещин — вертикальная, горизонтальная или диагональная

(ii) Ширина трещины

(iii) Движение в трещине — Температурные вариации. Динамические или подвижные нагрузки

(iv) Влага в трещине

(v) Грязь в трещине.

Растрескивание из-за коррозии арматуры имеет тенденцию следовать по линии или арматуре.

Предварительное исследование и детальное исследование конструкций ПКР

Целью расследования является прежде всего определение степени повреждения или бедствия, является ли повреждение структурным или неструктурным, и выяснение причин такого определения.

Поскольку, если причина бедствия не установлена, меры по исправлению не имеют значения, поскольку устранять должна быть причина, а не внешний вид поверхности поврежденной конструкции.

Проведено обследование бетонных конструкций для выяснения:

(a) Газирован ли бетон

(b) Высокие ли уровни хлоридов

(c) Глубина карбонизации и толщина покрытия

(г) Степень коррозии

(e) Текущая несущая способность конструкции

(е) Являются ли дефекты локализованными или общей площадью

(г) Внешний вид трещин и типы трещин

(h) Одинаковы ли расчетные нагрузки и эксплуатационные нагрузки.

Необходимо получить важную информацию о возрасте конструкции, типе конструкции, допущениях при проектировании конструкции, текущих условиях нагрузки, о том, проводились ли уже ремонтные работы и их сроке службы.

Исследования при ремонте конструкций должны в основном включать в себя полудеструктивные и неразрушающие испытания. Результаты испытаний следует перепроверить перед тем, как приступить к выбору бетона.

Диагностика железобетонных конструкций

Диагноз — это интерпретация результатов исследований.Интерпретация требует глубоких знаний и опыта в этой области и в основном должна выполняться квалифицированными инженерами.

Спецификации методов ремонта бетона

Поскольку область ремонта и технического обслуживания является специализированной, очень важно, чтобы были изложены соответствующие спецификации для проведения корректирующих мероприятий. В спецификации должны быть указаны:

(а) Материалы для ремонта

(б) Расчет дополнительной арматуры для ремонта конструкций

(c) Материалы для заделки трещин

(d) Рекомендации по подготовке поверхности

(e) Этапы ремонта

(f) Меры предосторожности при использовании материалов, а также процедуры отверждения и т. Д.

(g) Надзор и контроль качества на объектах

Выбор материалов для ремонта бетона

При выборе материала следует руководствоваться типом ремонта, о котором идет речь.

При выборе материала следует брать за основу следующие пункты:

(a) Существующая поверхность и возможности склеивания

(б) Прочность необходимых ремонтных материалов

(в) Безусадочные характеристики материала

(d) Температура применения и рабочая температура

Для полного ремонта могут потребоваться два отдельных типа материалов — один для заполнения трещин и второй для косметического ремонта.При выборе материалов необходимо также учитывать экономические соображения.

Подготовка поверхности поврежденного бетона

Этот шаг очень важный, но, как правило, ему не уделяется должного внимания. Многие системы, требующие надлежащих спецификаций и правильного выбора материалов, не работают из-за неправильной предварительной обработки и небрежного отношения к подготовке поверхности.

Не вдаваясь в подробности, в целом бетонную поверхность следует проверять на наличие пустот с помощью ударных испытаний.Все незакрепленные участки следует расточить стамеской и молотком. Арматура должна выступать примерно на 50 мм больше от проржавевшей арматуры в любом случае.

Сталь следует очистить подходящими механическими или другими способами. Поверхности должны быть прочными и очищенными от масел и жиров, чтобы обеспечить надлежащее сцепление последующих слоев.

Актуальные методы ремонта бетонных конструкций

Фактический ремонт будет зависеть от типа повреждения конструкции, то есть структурного или неструктурного.Шаги в обоих случаях совпадают и принципиально одинаковы. Следует тщательно придерживаться основ гражданского и строительного строительства, иначе те же проблемы проявятся в больших масштабах.

В случае ремонта конструкции необходимо выполнить следующие шаги:

(a) Заливка структурных трещин подходящими материалами

(б) Усиление конструкции гинитингом

(c) Косметический ремонт при необходимости или на небольших участках

(d) Покрытия поверхностей

В случае неструктурного ремонта:

(a) Заделка трещин для предотвращения утечек воды и т. Д.

(б) Ремонт косметический

В случае бетона, загрязненного хлоридом, ремонт можно проводить только двумя способами:

(a) Обеспечение полного инертного барьера вокруг всей арматуры

(б) Применение катодной защиты

Периодическое обслуживание железобетонных конструкций

Периодические осмотры очень важны, поскольку они позволяют обнаружить повреждения на очень ранних стадиях, и их можно немедленно отремонтировать. Периодические проверки следует проводить, чтобы не допустить следующих событий.

(i) Появление трещин

(ii) Окрашивание от ржавчины

(iii) Выкрашивание бетона

(iv) Выявление подкреплений

(v) Утечки воды через бетонное тело

(vi) Утечки воды через сантехническую арматуру

(vii) Рост мха, грибов и растений на влажных поверхностях

(viii) Отслаивание штукатурок и строительных растворов

(ix) Степень износа красок и поверхностных покрытий.

Своевременное устранение этих дефектов может привести к экономии и увеличению срока службы конструкций.Проверки могут проводиться квалифицированными инженерами примерно раз в три года и документироваться. Владельцы должны быть предупреждены о том, что они должны сообщать о повреждении или ухудшении состояния при их первом появлении.

Краски для наружных работ предназначены не только для декоративных целей, но и обеспечивают дополнительную защиту бетона, заделывают мелкие трещины и предотвращают попадание воды и кислорода в бетонную массу, тем самым снижая скорость коррозии.

Меры предосторожности при ремонте, обслуживании и восстановлении бетонных конструкций

Хотя это приемлемый факт, что дефекты появляются во время строительства, что отрицательно сказывается на долговечности бетона, все же возможно отлить хороший бетон, который может иметь долгосрочную долговечность с минимальным обслуживанием, если некоторые основные и не очень сложные меры предосторожности наблюдаются.

(a) В проектно-конструкторском бюро следует выполнить надлежащую детализацию, чтобы показать детали усиления и т. Д. На стыках, где имеется скопление подкреплений. Опалубочные работы должны быть предназначены не только для центровки, но и для осадки стоек и т. Д.

(b) На объекте должна быть установлена ​​надлежащая опалубка, арматура должна быть выровнена с должным образом спроектированными постоянными крышками с использованием стержневых распорок.

(c) Бетон должен иметь правильную осадку, чтобы обеспечить текучесть в форме.Необходимо строго соблюдать водоцементное соотношение. Смесь должна быть спроектированной смесью с оптимальным количеством цемента с учетом того, что количество цемента требуется не только для прочности, но и для долговечности. Для замешивания бетона следует использовать заполнители, не содержащие хлоридов, и питьевую воду.

(d) Для надлежащего уплотнения требуется оптимальная вибрация. В случае сомнений по вибрации лучше, чем по вибрации.

(e) Формовочная работа должна быть удалена после того, как будут набраны необходимые силы.Соты и трещины следует заполнять сразу после этого, так как промедление может привести к заполнению стыков и т. Д. Грязью, маслом и т. Д.

(f) Обязательным условием является правильное отверждение. Отверждение мембранообразующими отвердителями защищает бетон даже на начальных этапах.

Из предыдущего обсуждения очевидно, что меры предосторожности лучше лечения. Необходим надлежащий надзор на строительных площадках со стороны квалифицированных инженеров. Необходимо строго придерживаться кодексов практики.

Диагностика и интерпретация данных исследования должны анализироваться опытными инженерами.Выбор материалов требует не только глубоких структурных знаний, но и материаловедения.

Знание ограничений или недостатков материалов будет лучшим руководством для лица, принимающего решение, а не преимуществ и высоких претензий.

Ремонт следует рассматривать как систему, а работу следует поручить опытным компаниям. Требуются периодические осмотры и своевременное устранение мелких дефектов. Краткосрочная экономика должна быть исключена из-за долгосрочных последствий.

Правильный и своевременный уход — залог прочности бетона и долговечности конструкций.

.

Катодная защита железобетонных конструкций

Катодная защита железобетонных конструкций

В железобетоне за счет щелочного портландцемента вокруг арматурной стали создается пассивная оксидная пленка, которая защищает сталь от коррозии. Эта оксидная пленка ослабевает или разрушается, когда агрессивные ионы, такие как хлориды, атакуют бетон вокруг арматурной стали, вызывая коррозию арматурной стали.

Коррозия — это электрохимический процесс, при котором на стали образуются анодные и катодные области.Когда цепь коррозионной ячейки дополняется наличием непрерывных стальных стержней, соединяющих анодную и катодную области, и погружением в один и тот же электролит, коррозия возникает в анодных областях. Коррозия продолжается до тех пор, пока не произойдет разрушение анодной области.

Катодная защита — это метод контроля коррозии стали в загрязненном бетоне, который работает путем создания катодной арматурной стали. Когда сталь становится катодной, гидроксильные ионы накапливаются вокруг нее, что делает ее пассивной в течение длительного времени.

Арматурная сталь электрически соединена с другим металлом, который становится анодом, с применением внешнего источника питания или без него. Системы катодной защиты, которые работают в отсутствие внешнего источника питания и в присутствии менее благородного металла (например, цинка) в качестве анода, называются жертвенными пассивными системами .

В случае катодной защиты наложенным током , внешний источник питания используется для пропускания небольшого количества электрического тока через арматурную сталь для противодействия протеканию тока, вызванному процессом коррозии.Металл, такой как платина, служит анодом, который очень медленно корродирует.

Катодная защита используется для защиты практически любых типов железобетонных конструкций, включая горизонтальные плиты, стены, башни, балки, колонны и фундаменты. Однако этот метод имеет следующие ограничения:

• Катодная защита не заменяет корродированную сталь
• Системы катодной защиты наложенным током не рекомендуются для общего использования на предварительно напряженных бетонных конструкциях, поскольку выделяемый водород может сделать высокопрочные стали хрупкими по своей природе.
• Пассивные защитные системы могут использоваться для пост-напряженных конструкций после подробного анализа коррозии.
• Электрическая целостность арматурной стали и ионная проводимость бетона должны быть подтверждены во время установки системы.

Жертвенная пассивная катодная защита может быть обеспечена одним из следующих способов:

a) Аноды из цинкового листа, предварительно покрытые проводящим гидрогелевым клеем, наносятся на поверхность бетона. Сформированный анод называется анодом из цинкового гидрогеля, и его внешний вид улучшается за счет покрытия различными красками.

b) Цинк или цинковые сплавы напыляют на бетон с помощью дугового или пламенного напыления.

c) Встроенные гальванические аноды заделаны в ремонтный бетон, соединенный с арматурной сталью.Аноды устанавливаются по периметру бетонного ямочного ремонта для защиты прилегающих участков от коррозии из-за эффекта анодного кольца.

Системы катодной защиты наложенным током содержат анод, источник постоянного тока и соединительные кабели. Различные типы этих систем в зависимости от анодной установки и ее применения следующие:

a) Аноды для поверхностного монтажа без перекрытий устанавливаются на поверхность бетона и не требуют цементного покрытия.Однако износостойкость системы снижается.

б) Аноды из токопроводящей мастики состоят из анодов, встроенных в поверхность бетона с токопроводящим покрытием. Их используют на вертикальных поверхностях, потолках и колоннах.

в) Аноды пластинчатого типа состоят из изготовленных анодных пластин, приклеенных к бетонной поверхности.

d) Аноды для поверхностного монтажа с накладками обычно используются на горизонтальных поверхностях и требуют цементного покрытия минимальной толщиной 13 мм.

e) Сетка анода из благородного металла крепится к бетону с помощью нескольких штифтов, называемых анодами из благородного металла сетчатого типа, которые покрыты вяжущим материалом.

f) Полосы из проводящего полимербетона состоят из ряда полос из проводящего полимеробетона, содержащих анод из благородного металла, который прикреплен к бетонной поверхности и покрыт цементным покрытием.

г) Система закладных анодов встраивается в поверхность бетона или размещается на уровне арматуры в новом строительстве.

h) Аноды с пазами изготавливаются путем создания серии пазов небольшой глубины и ширины на поверхности бетона, которые заполняются анодом из благородного металла и проводящим полимерным бетоном.

i) Аноды могут быть размещены на уровне арматуры во время нового строительства. Этот анод не должен иметь прямого контакта с арматурной сталью.

.

Типы трещин в бетонных конструкциях

Типы трещин в бетонных конструкциях

Типы трещин в бетонных конструкциях: структурные и неструктурные.

Конструкционные трещины в бетоне

Структурные трещины — это трещины, возникающие в результате неправильного проектирования, неправильной конструкции или перегрузки, которые могут поставить под угрозу безопасность здания и их обитателей.

Неструктурные трещины в бетоне

Неструктурные трещины возникают в основном из-за внутренних напряжений в строительных материалах.Эти трещины обычно не угрожают безопасности, но могут выглядеть некрасиво, создавать впечатление неправильной работы или вызывать ощущение нестабильности.

Трещины снова появляются на отремонтированной поверхности, поскольку чешуйки ржавчины не удалялись

Дефекты бетона

Дефекты бетона можно условно разделить на две категории:

Макродефекты

Если эти дефекты присутствуют, бетон имеет низкую прочность и быстро разрушается из-за легкого проникновения воды и других химикатов.В любом случае конструкция потребует ремонта в течение нескольких лет после постройки. Причины должны быть проанализированы и дефекты устранены, прежде чем проводить какие-либо дополнительные защитные действия.

Часто гидроизоляция бетонных плит выполняется поверхностно, и она не дает желаемого результата, поскольку дефектный бетон под этим гидроизоляционным слоем не был обработан для герметизации макро / микродефектов, которые существовали внутри бетонной плиты.

Основные причины этих дефектов обычно связаны с несоответствиями в проектировании и / или практике строительства.

Микродефекты

Эти дефекты не видны невооруженным глазом. Обычно они представляют собой очень мелкие пустоты, вызванные крупными капиллярными порами, возникающими в результате использования бетона низкой прочности (прочности) с высоким соотношением воды к цементу.

Они также могут возникать из-за добавления избытка воды или высокого отношения воды к цементу в бетонной смеси. В бетоне обычно присутствуют мелкие трещины, которые могут возникать по разным причинам. На начальном этапе они не представляют серьезной угрозы для разрушения бетона, поскольку, как правило, они неглубокие и прерывистые.

По прошествии времени из-за колебаний температуры, погодных условий, изменений условий нагрузки они увеличиваются по глубине, длине и ширине и в сочетании с другими мелкими трещинами создают непрерывный проход для влаги, хлоридов, сульфатов и других химических веществ из окружающей среды. ввести и запустить коррозию стали в бетоне и другие вредные реакции.

Коррозия стали и отслоение бетона из-за попадания влаги

В заключение, макродефекты и микродефекты в бетоне вредны для здоровья зданий и могут вызывать разрушение бетона в зависимости от степени их присутствия, условий окружающей среды вокруг здания и технического обслуживания, проводимого в течение его жизненного цикла.

Однако макродефекты в силу своего большего размера могут вызвать более быстрое разрушение и большее повреждение структуры, чем микродефекты.

Подробнее:

Заполнение цементным раствором трещин в бетоне и кирпичной кладке

Способы ремонта малых и больших трещин в бетоне

Порядок заполнения швов при ремонте трещин в бетонных конструкциях

Ремонт спящих трещин в бетоне

Заполнение трещин в конструкциях эпоксидной смолой

Пластические усадочные трещины в бетоне и их предотвращение

Типы трещин в бетоне, вызванные изменением влажности

.