Дефекты и повреждения железобетонных конструкций: Дефекты железобетонных конструкций — foamin.ru

Содержание

Дефекты железобетонных конструкций

Главная
Дефекты железобетонных конструкций

Задача изготовителя — произвести качественные изделия из железобетона. Для выпуска надежных и прочных конструкций используют специальные технологии и строго следуют рецептурам, но даже строгий контроль каждого этапа не гарантирует целостность изделий. Опасность порчи может поджидать на любом этапе, от производства до перевозки.

Виды дефектов

К производственной порче относится нарушение норм технологического процесса. Из-за этого изделие теряет устойчивость к негативному воздействию. Например, плесени, биологической коррозии, грибкам. Также опасны механические повреждения из-за чрезмерной нагрузки или ударов. В этом случае наблюдается нарушение целостности бетона, из-за чего на поверхность показывается арматура. Сюда относят сколы, нарушение защитного слоя, трещины и другие видимые повреждения. Избежать проблем можно, если выбрать надежного производителя, который контролирует свою продукции на каждом этапе.

Риск порчи возрастает при неправильной транспортировке, использовании в строительстве и даже при хранении. Большинство дефектов в этом случае связаны с нарушением целостности изделия. Для хранения необходимо выбрать сухое и прохладное помещение. Если ЖБИ остаются под открытым небом до начала работ, стоит подумать о защите от избыточной влаги.

Устранимые дефекты

Чаще всего дефекты возникают по вине производителей. На вероятность порчи влияют неправильно подготовленная цементная смесь, использование цемента низкой марки, нарушение одного или нескольких этапов производства.

Условно все повреждения делятся на два типа:

легко устранимые;
неисправимые.

Дефекты, которые можно легко исправить без изменения характеристик ЖБИ, называются устранимыми. Появляются они по вине изготовителя, перевозчика или заказчика. Например, такая погрешность, как сетка из тонких трещин, никак не влияет на эксплуатационные качества плит, и легко исправляется в процессе монтажа. Если поверхность целая, то небольшие сколы заполняют специальными растворами или смолами.

Неустранимые повреждения

Неустранимые дефекты делают дальнейшую эксплуатацию изделий невозможной. Согласно принятым нормам, проверку проводят на самом предприятии. При обнаружении подобных дефектов ЖБИ не выходит за пределы завода.

Возникнуть проблемы могут и на строительной площадке, при несоблюдении технологии монтажа. Например, укладка ЖБИ с дефектом может вызвать обрушение стен и потолочных перекрытий.

Среди разновидностей дефектов этой группы выделяют:

смещение каркаса;
тонкий защитный слой;
неправильная закладка деталей;
отсутствие монтажных петель и т. д.

Сюда же входит биологическая коррозия и другие виды повреждений из-за патогенной флоры. Грибок и плесень ухудшают качество плит, что делает их применение в строительстве крайне опасным. Подобные повреждения вызваны длительным пребыванием ЖБИ в условиях высокой влажности, отсутствием вентиляции в складском помещении и другие нарушениями правил хранения.

Дефекты железобетонных конструкций • «СЗИЦ»

1	Волосяные трещины, не имеющие четкой ориентации, появляющиеся при изготовленни в основном на верхней поверхности	Усадка в результате принятого режима температурно-влажностной обработки, состава бетонной смеси, свойств цемента.	На несущую способность не влияют, могут снизить долговечность.
		Метод выявления — визуальный	Заделка трещин раствором
2	Волосяные трещины вдоль арматуры, следы ржавчины на поверхности бетона	Коррозия арматуры (слой коррозии до 0,5 мм) при потере бетоном защитных свойств (например, при карбонизации). Раскалывание бетона при нарушении сцепления с арматурой.	Снижение несущей способности до 5%. Может снизится долговечность.
		Метод выявления — визуально-инструментальный	Усиление — при необходимости. Восстановление защитного слоя
3	Сколы бетона	Механические воздействия.	При расположении в сжатой зоне — снижение несущей способности за счет уменьшения площади сечения. При расположении в растянутой зоне на несущую способность не влияют, но снижают жесткость элемента.
		Метод выявления — визуальный	Установка обойм по расчету. Заделка сколов мелкозернистым бетоном
4	Промасливание бетона	Технологические протечки.	Снижение несущей способности за счет снижения прочности бетона до 30%.
		Метод выявления — визуально-инструментальный	Устранение протечек. Усиление по расчету, снятие промасленного слоя. Установка обойм или армосеток, обетонирование
5	Трещины вдоль арматурных стержней с шириной раскрытия до 3 мм. Явные следы коррозии арматуры	Развиваются в результате коррозии арматуры из волосяных трещин. Толщины продуктов коррозии до 3 мм.	Снижение несущей способности в зависимости от толщины слоя коррозии и размеров выключенного из работы бетона сжатой зоны. Кроме того, уменьшение несущей способности нормальных сечений до 20% в результате нарушения сцепления арматуры с бетоном. При расположении на опорных участках — состояние аварийное.
		Метод выявления — визуально-инструментальный	Усиление по расчету, восстановление защитного слоя
6	Отслоение защитного слоя бетона	Коррозия арматуры — дальнейшее развитие дефектов в п.2 и п.5.	Снижение несущей способности в зависимости от уменьшения площади сечения арматуры в результате коррозии и уменьшения размеров поперечного сечения сжатой зоны. Кроме того, снижение прочности нормальных сечений до 30% в результате нарушения сцепления арматуры с бетоном. Снижена жесткость элементов При расположении дефекта на опорном участке — состояние аварийное.
		Метод выявления — визуально-инструментальный	Усиление по расчету, восстановление защитного слоя
7	Нормальные трещины в изгибаемых конструкциях и в растянутых элементах конструкций шириной раскрытия для стали класса: А240 — более 0,5 мм; А300, А400, А500, А600 — более 0,4 мм; в остальных случаях — более о,3 мм	Перегрузка конструкций. Смещение растянутой арматуры. Для преднапряженных конструкций — малая величина натяжения арматуры при изготовлении.	Снижение несущей способности и жесткости элементов.
		Метод выявления — визуально-инструментальный	Разгрузка и усиление по расчету
8	То же, что в п.7, но имеются трещины с разветвленными концами	Перегрузка конструкций в результате снижения прочности бетона илинарушения сцепления арматуры с бетоном.	Состояние аварийное.
		Метод выявления — визуально-инструментальный	Немедленная разгрузка и усиление по расчету
9	Наклонные трещины со смещением участков балки относительно друг друга и наклонные трещины, пересекающие арматуру	Перегрузка конструкций. Нарушение анкеровки арматуры.	Состояние аварийное.
		Метод выявления — визуально-инструментальный	Немедленная разгрузка и усиление по расчету
10	Относительные прогибы, превышающие предельно допустимые по нормам проектирования	Перегрузка конструкций.	Степень опасности определяется в зависимости от наличия других дефектов. Например, наличие этого дефекты и по п.7 — состояние аварийное.
		Метод выявления — инструментальный	Разгрузка и усиление по расчету
11	Повреждения арматуры и закладных деталей (надрезы, вырывы)	Механические воздействия, коррозия арматуры.	Снижение несущей способности.
		Метод выявления — визуально-инструментальный	Усиление по расчету
12	Выпучивание сжатой арматуры, продольные трещины в сжатой зоне, шелушение бетона сжатой зоны	Перегрузка конструкций.	Состояние аварийное.
		Метод выявления — визуально-инструментальный	Разгрузка и усиление по расчету
13	Уменьшение площадок опирания против проектных	Ошибки при изготовлении и монтаже.	Возможно снижение несущей способности.
		Метод выявления — инструментальный	Усиление по расчету
14	Разрывы или смещения поперечной арматуры в зоне наклонных трещин	Перегрузка конструкций.	Состояние аварийное.
		Метод выявления — инструментальный	Разгрузка и усиление по расчету
15	Отрыв анкеров от пластин закладных деталей, деформация соединительных элементов, расхождение стыков	Наличие воздействий, не предусмотренных при проектировании.	Состояние аварийное.
		Метод выявления — визуально-инструментальный	Разгрузка и усиление по расчету
16	Трещины, вывалы и оголение арматуры в зоне проходы коммуникаций через стены, перекрытия и покрытия	Механические повреждения при пробивке отверстий и проемов с оголением и вырезкой арматуры, вибрация.	Снижение несущей способности.
		Метод выявления — визуально-инструментальный	Усиление по расчету
17	Трещины, выбоины, раскалывание фундаментов под оборудование, вырыв анкерных болтов	Вибрации, снижение прочности бетона, промасливание.	Состояние предаварийное.
		Метод выявления — визуально-инструментальный	Устранение вибрации. Восстановление фундаментов с усилением
18	Высолы на поверхности бетона	Воздействие агрессивной среды, неправильное применение химдобавок.	Снижение несущей способности за счет коррозии арматуры и бетона.
		Метод выявления — визуально-инструментальный, лабораторный	Восстановление защитных покрытий. В необходимых случаях — усиление по расчету
19	Наличие следов сажи и копоти, шелушение отдельных слоев поверхности бетона, небольшие сколы бетона	Воздействие очагового пожара.	Снижение несущей способности.
		Метод выявления — визуальный	Конструкции требуют восстановления поврежденных поверхностей
20	Полное покрытие поверхности сажей и копотью, сколы и обнажение арматуры по углам, обнажение арматурной сетки плоских элементов до 10%, отделение бетона без обрушения (глухой звук при простукивании), трещины до 0,5 мм	Среднее воздействие пожара.	Снижение несущей способности и жесткости элементов.
		Метод выявления — визуально-инструментальный	Конструкции требуют усиления по расчету с увеличением сечений
21	Цвет бетона — желтый, сколы до 30%, обнажение арматуры до 50%, трещины до 1,0 мм	Сильное воздействие пожара.	Аварийное состояние.
		Метод выявления — визуально-инструментальный	Конструкции требуют усиления по расчету с увеличением сечений бетона и арматуры и устройством дополнительных опор

Характерные дефекты и повреждения железобетонных плит

Недопустимый прогиб плит перекрытия и раскрытие трещин (дальнейшая эксплуатация сооружения невозможна)

Превышение величины расчетной нагрузи на перекрытие.

Несоответствие фактической работы конструкции перекрытия принятой расчетной схеме или качества строительных материалов проекту.

Нарушение технологии производства работ при монтаже перекрытия.

Отклонение расположения рабочей арматуры от проектного положения

Нормальные трещины в растянутой зоне

Действие изгибающего момента при перегрузке, снижение прочности бетона, уменьшение диаметра в результате коррозии

Наклонные трещины у опор

Действие поперечной силы и изгибающего момента при перегрузке, снижение прочности бетона, уменьшение площади поперечной арматуры

Приопорные трещины

Нарушение анкеровки, проскальзывание арматуры

Трещины вдоль арматуры, ржавые подтеки

Коррозия арматуры в результате нарушения защитного слоя бетона и воздействия агрессивных сред

Трещины в полках плит

Действие изгибающего момента при перегрузке,снижение прочности бетона, уменьшение диаметра арматуры в результате коррозии

Трещины по контуру полок плит

Недостаточная анкеровка арматуры полки в продольных ребрах

Усадочные трещины

Усадочные и температурно-влажностные деформации бетона

Нормальные трещины в сжатой зоне

Большие усилия обжатия напрягаемой арматурой при изготовлении плиты.

Неправильная перевозка и складирование

Раздробление бетона между наклонными трещинами

Раздавливание бетона главными сжимающими напряжениями при перегрузке, снижение прочности бетона

Сколы бетона, продавливание полки

Механические повреждения при перевозке и эксплуатации. Оголение арматуры с целью подвески технологического оборудования

Шелушение поверхности бетона

Воздействие агрессивных сред.

Попеременное замораживание–оттаивание или увлажнение–высыхание

Отслоение лещадок бетона

Огневое воздействие.

Коррозия арматуры.

Давление новообразований (солей,льда)

Характерные повреждения и дефекты железобетонных конструкций

1 Волосные трещины, не имеющие четкой ориентации, появляющиеся при изготовлении; в основном на верхней (при изготовлении) поверхности

2 Волосные трещины вдоль арматуры, иногда след ржавчины на поверхности бетона

3 Сколы бетона

4 Промасливание бетона

5 Трещины вдоль арматурных стержней с шириной раскрытия до 3 мм. Явные следы коррозии арматуры

6 Отслоение защитного слоя бетона

7 Нормальные трещины в изгибаемых конструкциях и в растянутых элементах конструкций шириной раскрытия для стали класса: А—I — более 0,5 мм; A—II, A-III, A-IIIв, A-IV — более 0,4 мм; в остальных

случаях — более 0,3 мм

8 То же, что в п. 7, но имеются трещины с разветвленными концами

9 Наклонные трещины со смещением участков балки относительно друг друга и наклонные трещины, пересекающие арматуру

10 Относительные прогибы, превышающие предельно допустимые по нормам проектирования

11 Повреждения арматуры и закладных деталей (надрезы, вырывы и т.п.)

12 Выпучивание сжатой арматуры, продольные трещины в сжатой зоне, шелушение бетона сжатой зоны

13 Уменьшение площадок опирания конструкций против

14 Разрывы или смещения поперечной арматуры в зоне наклонных трещин

15 Отрыв анкеров от пластин закладных деталей, деформация соединительных элементов, расхождение стыков

16 Трещины, вывалы и оголение арматуры в зоне прохода коммуникаций через стены, перекрытия и покрытия

17 Трещины, выбоины, раскалывание фундаментов под оборудование, вырыв анкерных болтов

18 Высолы на поверхности бетона

19 Наличие следов сажи и копоти; шелушение отдельных слоев поверхности бетона, небольшие сколы бетона

20 Полное покрытие поверхности сажей и копотью, сколы бетона и обнажение арматуры по углам, обнажение арматурной сетки плоских элементов до 10 %, отделение бетона без обрушения (глухой звук

при простукивании), трещины до 0,5 мм

21 Цвет бетона — желтый, сколы до 30 %, обнажение арматуры до 50 %, трещины до 1,0 мм

Характерные повреждения и дефекты в зданиях и сооружениях с железобетонным каркасом Здания с несущими и самонесущими стенами

1 Наклонные, вертикальные и горизонтальные трещины в кирпичных стенах

2 Отрыв поперечных (торцевых) и продольных стен от каркаса

3 Трещины в плитах перекрытий и покрытий, сдвиги плит относительно стен и по швам

4 Трещины и выколы бетона в основаниях колонн с оголением и выпучиванием арматуры

5 Трещины, выколы и разрушение бетона в консолях и оголовках колонн с оголением и выпучивани-

ем арматуры

6 Смещение опорных частей балок и ферм относительно колонн

7 Трещины, выколы и разрушение бетона в опорных участках и пролетах балок, ригелей, подкрановых

балок с оголением и выпучиванием арматуры

8 Разрушение каменной кладки в местах опирания железобетонных элементов перекрытий и покрытий

9 Отрыв стен перегородок от каркаса, трещины и вывалы

10 Вырыв или разрывы закладных деталей, разрывы сварных швов и болтовых соединений

Здания с навесными панелями и с кирпичным заполнением в плоскости каркаса

11 Разрушение и вывалы каменной кладки из плоскостей каркаса

12 Трещины в элементах каркаса

13 Трещины по швам замоноличивания панелей

14 Трещины панелей, расхождение горизонтальных и вертикальных швов, выпадение герметика в

стыках панелей

15 Трещины и сколы в стенах-диафрагмах жесткости и в местах их стыковки с каркасом

16 Вертикальные и наклонные трещины в зонах узловых сопряжений элементов каркаса, а также со

стенами, перегородками и в местах опирания подкрановых балок и конструкций перекрытий и покрытий

6.5 Виды повреждений бетонных и железобетонных конструкций

•Разрушение защитного слоя бетона

•Интенсивное или систематическое увлажнение бетона

•Промерзание ограждающих конструкций

•Деформации формы конструкций (прогибы, выгибы, перекосы, кручение)

•Дефекты, связанные с огневым воздействием

•Разупрочнение стыков сборных ж.б. конструкций

Виды коррозии бетона и арматуры

•Химическая коррозия бетона

•1 вида – выщелачивание извести в цементе под действием мягкой воды

•2 вида – реакции замещения под действием кислот и сильных щелочей

•3 вида – кристаллизационное разрушение бетона солями и солевыми растворами

•Электрохимическая коррозия арматуры во влажной среде

•Физическая коррозия

•Морозная деструкция бетона из-за периодического замораживания-оттаивания

•Механические внешние воздействия (удары, вибрации)

•Воздействие производственных масел и эмульсий

Повреждения панелей при температурных деформациях в плоскости стены (перекос панелей, раскрытие швов, трещины в панелях)

1 – tн/tв=23°/23°; 2 — tн/tв=21°/20°; 3 — tн/tв=-9,5°/-1°; 4 — tн/tв=-17°/7°.

Причины повреждения – большая протяженность фасадов, отсутствие температурных швов

Повреждения отдельных панелей в уровне первого этажа при температурных деформациях (температурные трещины, отслоение штукатурного слоя)

Причины повреждения — большая протяженность фасадов, отсутствие температурных швов

Разрушение изгибаемых элементов по наклонному сечению

а) от доминирующего действия изгибающего момента б) от доминирующего действия поперечной силы

в) по сжатой полосе между наклонными трещинами при перенапряжении бетона

Разрушение бетона в опорной зоне балки по наклонной полосе

Причины повреждения – перенапряжение бетона в зоне действия главных сжимающих напряжений по причине недостаточной прочности бетона

Силовая трещина в нормальном сечении балки

Причины повреждения – пластические деформации в арматуре при напряжениях близких к пределу текучести стали

Трещины в ж.б. балке по направлению расположения арматуры

Причины повреждения – выдавливание защитного слоя бетона продуктами коррозии арматуры

Разрушение бетонных стеновых блоков

Сколы защитного слоя бетона, коррозия арматуры и закладных

Следы интенсивного увлажнения межэтажного перекрытия

Причины повреждения – нарушение гидроизоляции полов, нарушение работы систем водопровода и канализации

Анализ дефектов и повреждений железобетонных конструкций, характерных для подземных сооружений, на примере защитных сооружений гражданской обороны Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Оригинальная статья / Original article УДК 691.328.1

DOI: http://dx.d0i.0rg/l 0.21285/2227-2917-2019-1 -124-133

Анализ дефектов и повреждений железобетонных конструкций, характерных для подземных сооружений, на примере защитных сооружений гражданской обороны

а,ьНациональный исследовательский Московский государственный строительный университет, г. Москва, Российская Федерация

с,с|Общество с ограниченной ответственностью «Строй Техно Инженеринг», г. Москва, Российская Федерация

Резюме: В статье рассмотрены наиболее характерные дефекты и повреждения железобетонных конструкций подземных сооружений на примере защитных сооружений гражданской обороны (ЗС ГО), а также их влияние на прочность бетона и несущую способность отдельных конструкций. Проведено инженерно-техническое обследование одиннадцати ЗС ГО, включающее в себя визуальное, детальное обследование и поверочные расчёты. В рамках детального обследования были определены прочностные характеристики материалов несущих конструкций неразрушающим методом. Выявлены характерные дефекты железобетонных конструкций ЗС ГО: разрушение бетонного пола, трещины, разрушение защитного слоя бетона, оголение и коррозия арматуры, коррозия бетона первого и второго типа, биологическая коррозия. Определены прочностные характеристики материалов несущих конструкций, которые показывают, что прочность бетона колонн и ригелей снижена до 20 %, стеновых ограждений и плит покрытия до 33 %. На основе результатов поверочных расчётов установлено, что максимальное снижение запаса прочности достигает: для колонн — 20 %, для балок — 30 %; для плит покрытия — 40 %. Установлено: основной причиной возникновения выявленных дефектов является разрушение или отсутствие гидроизоляционной защиты несущих конструкций; развитие дефектов во времени без проведения ремонтных работ снижает прочностные характеристики бетона колонн, ригелей — до 20 %, балок, плит покрытия — до 33 %, несущую способность колонн — до 20 %, балок — до 30 %, плит покрытия — до 40 %; снижение прочностных характеристик и несущей способности железобетонных конструкций не зависит от года постройки ЗС ГО, а связано с несоблюдением условий эксплуатации и поддержания работоспособного состояния несущих конструкций убежищ.

Ключевые слова: дефекты, повреждения, железобетонные конструкции, гидроизоляция, трещины, коррозия бетона, коррозия арматуры, прочность, несущая способность, защитные сооружения гражданской обороны

Информация о статье: Дата поступления 14 января 2019 г.; дата принятия к печати 11 февраля 2019 г.; дата онлайн-размещения 29 марта 2019 г.

Для цитирования: Соловьёв В.Г., Шувалова Е.А., Орехова А.Ю., Тюрина А.А. Анализ дефектов и повреждений железобетонных конструкций, характерных для подземных сооружений, на примере защитных сооружений гражданской обороны. Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2019;9(1):124-133. DOI: 10.21285/2227-2917-2019-1-124-133.

Analysis of defects and damages of reinforced concrete structures specific to underground constructions on the example of civil defence shelters

Vadim G. Solovyev, Elena A. Shuvalova, Anastasia Yu. Orekhova, Anastasia A. Turina

National Research Moscow State University of Civil Engineering, Moscow, Russian Federation LLC «Stroy Techno Engineering», Moscow, Russian Federation

Abstract: The article considers the most characteristic defects and damages to reinforced concrete structures of underground constructions on the example of civil defence shelters (CDS), as well as their effect on the strength of concrete and the carrying capacity of individual structures. An engineering and technical sur-

Том 9 № 1 2019

Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость с. 124-133 Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate Vol. 9 No. 1 2019 _pp. 124-133

ISSN 2227-2917 Л 24 (print)

124 ISSN 2500-154X (online)

vey of eleven CDS was carried out, including a visual detailed inspection and verification calculations. As part of a detailed survey, the strength characteristics of materials used for supporting structures were determined by a non-destructive method. The characteristic defects of reinforced concrete structures of the CDS were identified, namely: destruction of the concrete floor and the protective layer of concrete; cracks, exposure and corrosion of reinforcement; corrosion of the first and second type of concrete; biological corrosion. The strength characteristics of supporting structural materials are identified. This process showed that the strength of concrete columns and girders is reduced to 20 %, while concrete used in wall fences and covering slabs is reduced to 33 %. Based on the results of verification calculations, it was found that a maximum reduction in the safety margin reaches: for columns — 20 %; for beams — 30 %; for covering slabs — 40 %. It was established that the main cause of the identified defects is the destruction or lack of waterproofing protection of supporting structures. In addition, the development of defects in time without carrying out repairs reduces strength characteristics as follows: concrete columns and girders — up to 20 %; beams, covering slabs — up to 33 %; bearing capacity of columns — up to 20 %; beams — up to 30 %; covering slabs — up to 40 %. Moreover, a decrease in the strength characteristics and bearing capacity of reinforced concrete structures does not depend on the year of construction of the CDS but is associated with non-observance of the operating conditions and maintenance of the operational state of the supporting structures of shelters.

Keywords: defects, damages, reinforced concrete structures, waterproofing, cracks, corrosion of concrete, corrosion of reinforcement, strength, bearing capacity, civil defense shelter

Information about the article: Received January 14, 2019; accepted for publication February 11, 2019; available online March 29, 2019.

For citation: Solovyev V.G., Shuvalova E.A., Orekhova A.Yu., Turina A.A. Analysis of defects and damages of reinforced concrete structures specific to underground constructions on the example of civil defence shelters. Izvestiya vuzov. Investitsii. Stroitel’stvo. Nedvizhimost’ = Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate. 2019;9(1):124-133. (In Russ.) DOI: 10.21285/2227-2917-2019-1-124-133.

Введение

С каждым годом растут объемы капитального строительства. Все шире внедряются новые строительные и отделочные материалы. Однако наиболее востребованным остаётся бетон, благодаря своим высоким физико-механическим характеристикам (прочность, морозостойкость, водонепроницаемость, долговечность и т. д.). Бетонные и железобетонные конструкции служат основой для возведения жилых, общественных и промышленных зданий, а также для сооружений специального назначения.

Опыт эксплуатации показывает, что в строительных конструкциях присутствуют дефекты и повреждения, снижающие их эксплуатационные характеристики, что приводит к необходимости проведения внеплановых ремонтов. Явные и скрытые дефекты, независимо от своих размеров, могут развиваться во времени, вызывать серьезные повреждения, снижать несущую способность конструкций и

Том 9 № 1 2019

с. 124-133 Уо1. 9 N0. 1 2019 рр. 124-133

служить причиной обрушений зданий и сооружений, а также гибели людей [1, 2].

Причинами возникновения многих дефектов и повреждений могут служить ошибки при проектировании строительных конструкций, несоблюдение технологии производства работ при возведении зданий и сооружений, нарушение условий эксплуатации [3, 4].

Дефекты и повреждения конструкций подразделяются на две основных категории. К одной из них относятся видимые и скрытые недостатки, которые приводят к снижению несущей способности и эксплуатационных характеристик конструкций, что может привести в дальнейшем к внезапному обрушению отдельных частей здания и сооружения. К таким дефектам можно отнести: сквозные и наклонные трещины шириной раскрытия более 0,3 мм, протечки, высолы по поверхности конструкций, биологическая коррозия в виде мхов, грибков, ли-

ISSN 2227-2917

(print) Л 25

N 2500-154X 125 (online)_

Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate

шайников, перекос, искривления и прогиб конструкций, коррозия бетона и арматуры [5-7].

К другой категории относятся видимые и скрытые недостатки, приведшие к некоторому ослаблению и снижению несущей способности конструкций, но не вызывающие нарушения их устойчивости и не угрожающие целостности зданий и сооружений. К такого рода дефектам можно отнести волосные трещины, сколы, раковины, неровности, наплывы и др. Однако, не- смотря на то, что эти дефекты кажутся незначительными, при несоблюдении правил эксплуатации и своевременного проведения текущих и плановых ремонтных работ, они развиваются и, в конечном счете, могут привести к аварийным ситуациям [5-7].

Наряду с жилыми, общественными и промышленными зданиями не менее ответственными являются подземные сооружения, такие как метрополитены, коллекторы, бомбоубежища.

В статье представлены дефекты и повреждения наиболее характерные для подземных сооружений на примере защитных сооружений гражданской обороны и их влияние на прочность бетона и несущую способность элементов конструкций.

Защитные сооружения гражданской обороны (ЗС ГО) — подземные сооружения, предназначенные для защиты населения и материальных средств от воздействия поражающих факторов оружия массового поражения и чрезвычайных ситуаций техногенного характера. В соответствии с требованиями СП 88.13330.2014 стеновое ограждение и плиты покрытия ЗС ГО проектируют железобетонными из тяжелого бетона класса не ниже В15, а ригели и колонны класса не менее В25. Допустимый класс рабочей напрягаемой и конструктивной арматуры должен быть не менее

А300. При строительстве необходимо обеспечивать гидроизоляционную защиту всех конструктивных элементов и предусмотреть организованный водоотвод поверхностных вод и дренажную систему для отвода грунтовых вод.

Методы

Сотрудниками НИУ МГСУ было проведено инженерно-техническое обследование одиннадцати ЗС ГО в Московском регионе с целью определения фактического технического состояния их строительных конструкций. Четыре ЗС ГО располагаются на территории медицинских учреждений, семь — на территории промышленных предприятий. Ввод в эксплуатацию датируется 1956-1987 гг. Из одиннадцати объектов эксплуатационное состояние поддерживается только на двух.

При выполнении работ было проведено визуальное и детальное обследование строительных конструкций, а также выполнены необходимые поверочные расчёты. В рамках детального обследования были определены прочностные характеристики материалов несущих конструкций (стеновое ограждение, колонны, ригели, плиты покрытия) неразрушающим методом в соответствии с ГОСТ 22690-88:

— ударно-импульсным методом при помощи электронного склерометра ОНИКС-2,5;

— отрыв со скалыванием при помощи прибора ОНИКС-ОС.

Поверочными расчетами были определены несущие способности: колонн, балок и плит покрытия. Проверка прочности сечений выполнялась по первому предельному состоянию. Расчеты выполнялись:

— по бездефектной схеме с учетом класса бетона и процента армирования, принятых по проекту;

— по дефектной схеме с учетом выявленных дефектов (коррозионного

ISSN 2227-2917 Том 9 № 1 2019 126 (print) Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость с. 124-133 126 ISSN 2500-154X Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate Vol. 9 No. 1 2019 _(online)_pp. 124-133

поражения рабочей стержневой арматуры и снижения прочности бетона).

Результаты и их обсуждение

В процессе визуального обследования были выявлен ряд характерных дефектов:

1. Разрушение бетонного пола по причине затопления помещений вследствие изменения уровня грунтовых вод в весенне-осенний период (рис. 1). Это связано с интенсивным таянием снега весной, затяжными дождями осенью, притоком вод из близлежащих водоёмов. Затопление помещений влечет за собой изменение температурно-влажностного режима помещений.

2. Образование и развитие трещин в конструкциях стен и покрытия вследствие неравномерной осадки фундаментов из-за подмыва грунтов основания (рис. 2).

3. Разрушение защитного слоя бетона, оголение и коррозия конструктивной и рабочей арматуры вследствие проникновения влаги через толщу бетона. Коррозия арматуры характеризуется потерей сечения. Потеря сечения наиболее опасна в растянутой зоне плит покрытия и балок. На некоторых участках потеря сечения достигает 100 % (рис. 3).

4. Коррозия бетона первого и второго типа, возникающая при воздействии водной среды. При отсутствии или разрушении гидроизоляции подземные сооружения, как правило, подвергаются воздействию агрессивных атмосферных вод с растворенными в них противогололедными реагентами, технологическими продуктами, содержащие хлориды и т. д. Первый вид коррозии или «выщелачивание» сопровождается растворением некоторых составляющих цементного камня, в первую очередь, гидрата окиси кальция и вымывания их из тела бетонной конструкции. При выщелачивании СаО из цементного рас-

твора в количестве 15-30 % снижается прочность конструкции на 40-50 % [8, 9]. Выщелачивание проявляется в виде белого налёта или потёков по поверхности железобетонных конструкций (рис. 4).

Второй вид коррозии «кислотная» обусловлена воздействием водных растворов, содержащих различные органические и неорганические кислоты, вступающие в реакции с цементным камнем. В результате образуются либо растворимые в воде продукты реакции, либо нерастворимые продукты в виде рыхлых аморфных масс по поверхности конструкций (рис. 5). Эти процессы также ведут к потере прочностных характеристик железобетонных конструкций.

5. Биологическая коррозия по поверхности конструктивных элементов, представленная в виде мхов, лишайников, грибов вследствие нарушения температурно-влажностного режима (рис. 6). Часто пищевой средой для развития подобных микроорганизмов служат растворенные в воде соли, которые попали в конструкцию с влагой из окружающей среды. Размножаясь спорами, микроскопические организмы разъедают толщу железобетонной конструкции, что приводит к снижению ее несущей способности.

Также встречаются дефекты, вызванные чрезмерным давлением грунта и вибрационными нагрузками (движение транспорта, ремонтные работы, новое строительство), которые выражаются в заметных искривлениях и деформациях несущих конструкций подземных сооружений, но подобного рода дефекты в обследуемых ЗС ГО не встречались. Характерные дефекты и повреждения отдельных несущих конструкций подземных сооружений на примере защитных сооружений гражданской обороны, а также причины их возникновения представлены в табл. 1.

Том 9 № 1 2019 ISSN 2227-2917

Рис. 1. Разрушение пола вследствие затопления помещения Fig. 1. Destruction of the floor due to flooding of the area

Рис. 2. Трещины в конструкции стен и покрытия Fig. 2. Cracks in the construction of walls and coatings

ISSN 2227-2917 Том 9 № 1 2019 128 (print) Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость с. 124-133 128 ISSN 2500-154X Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate Vol. 9 No. 1 2019 _(online)_pp. 124-133

железобетонных конструкций, характерных для подземных сооружений …

Рис. 3. Разрушение защитного слоя бетона, оголение и коррозия арматуры Fig. 3. The destruction of protective layer of concrete, exposure and corrosion of reinforcement

Рис. 4. Коррозия бетона первого типа — выщелачивание Fig. 4. Corrosion of concrete of the first type-leaching

Рис. 5. Коррозия бетона второго типа Рис. 6. Биологическая коррозия (грибок) Fig. 5. Corrosion of concrete of the second Fig. 6. Biological corrosion (fungi)

type-leaching

Том 9 № 1 2019 ISSN 2227-2917

Таблица 1

Характерные дефекты и повреждения несущих конструкций защитных сооружений гражданской обороны

Table 1

Typical defects and damage of the supporting structures of civil defense shelters

Характерные дефекты Наименование конструкции % повреждения Причины возникновения

эксплуатируемые ЗС ГО нексплуа-тируемые ЗС ГО

Разрушение пола вследствие затопления помещений Конструкция пола 10 86,7 — неправильно запроектированный тип гидроизоляции; — ошибки при монтаже гидроизоляции; — отсутствие организованного водоотвода поверхностных вод; — отсутствие или разрушение гидроизоляции в процессе эксплуатации; — изменение температурно- влажностного режима; — несоблюдение условий эксплуатации и сроков проведения текущих и плановых ремонтных работ.

Трещины Стеновое ограждение — 5

Плиты покрытия — 5

Коррозия бетона I и II вида Стеновое ограждение — 69

Колонны — 15,2

Балки — 19,2

Плиты покрытия — 25,3

Разрушение защитного слоя бетона Балки — 70,4

Плиты покрытия — 78,2

Оголение и коррозия рабочей и конструктивной арматуры Балки — 30,5

Плиты покрытия — 62,4

Биологическая коррозия по поверхности конструкций (грибок, лишайник, мох) Стеновое ограждение — 10

Колонны — —

Балки — 30,4

Плиты покрытия — 39,1

Разрушение отделочного слоя по поверхности конструкции Стеновое ограждение 10 82,2

Колонны 10 70

Балки 12,5 83,3

Плиты покрытия 25 90

Таким образом, основными причинами возникновения характерных дефектов конструкций подземных сооружений являются отсутствие или техническое состояние гидроизоляционного слоя, а также несоблюдение правил эксплуатации. Запроектированная гидроизоляция в соответствии с требованиями нормативно-

ISSN 2227-2917 130 (print) 130 ISSN 2500-154X _(online)

технической документации и своевременная ее замена является определяющим фактором безаварийной эксплуатации подземных сооружений.

В рамках детального обследования было проведено не менее пятидесяти испытаний для каждой конструкции, 5 из которых — методом отры-

том 9 № 1 2019

ва со скалыванием, 45 — ударно-импульсным методом.

Анализ полученных результатов показывает:

— прочность бетона стенового ограждения находится в пределах 13,9-24,6 МПа, что соответствует бетону класса не менее В10;

— прочность бетона колонн находится в пределах 26,3-32,7 МПа, что соответствует бетону класса не менее В20;

Таблица 2

Результаты определения прочностных характеристик материалов несущих конструкций неразрушающими методами контроля

Table 2

Results of determination of strength characteristics of materials of bearing structures by _non-destructive testing methods_

— прочность бетона ригелей находится в пределах 21,0-27,5 МПа, что соответствует бетону класса не менее В20;

— прочность бетона плит покрытия находится в пределах 13,4-27,3 МПа, что соответствует бетону класса не менее В10.

Результаты выполненных работ представлены в табл. 2.

% элементов с классом

Наименование Фактический класс бетона по ГОСТ 26633-91 Требуемый класс бетона по СП 88.13330.2014 бетона, соответствующий проектному

конструкции эксплуатируемые ЗС ГО нексплуа-тируемые ЗС ГО

Стеновое ограждение В10 В15 100 17,8

Колонны В20 В25 100 30

Ригели В20 В25 100 16,7

Плиты покрытия В10 В15 95 10

Результаты определения прочностных характеристик материалов несущих конструкций неразрушающи-ми методами показывают, что нарушение температурно-влажностного режима подземных сооружений и выявленные дефекты с течением времени снижают прочность бетона всех несущих конструкций: колонн и ригелей до 20 %, стеновых ограждений и плит покрытия — до 33 %. =1,13-

1,4.

Максимальное снижение запаса прочности достигает: для колонн — 20 %, для балок — 30 %; для плит покрытия — 40 %.

Выводы

В результате инженерно-технического обследования установлено:

— основной причиной возникновения выявленных дефектов является разрушение или отсутствие гидроизоляционной защиты основных несущих конструкций;

— развитие дефектов во времени без проведения ремонтных работ снижает:

— прочностные характеристики бетона колонн, ригелей — до 20%, балок, плит покрытия — до 33 %;

ISSN 2227-2917

(print) ISSN 2500-154X (online)

Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate

— несущую способность колонн — 20 %, балок — 30 %, плит покрытия -40 %;

— снижение прочностных характеристик бетона и несущей способности железобетонных конструкций не

зависит от года постройки ЗС ГО, а связано с несоблюдением условий эксплуатации и поддержания работоспособного состояния несущих конструкций убежищ.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Ерёмин К.И., Махутов Н.А., Павлова Г.А., Шишкина Н.А. Реестр аварий зданий и сооружений 2001-2010 годов. Магнитогорск. Магнитогорский дом печати, 2011. 320 с.

2. Kai Qian, Bing Li, Jia-Xing Ma Load-Carrying Mechanism to Resist Progressive Collapse of RC Buildings // Journal of Structural Engineering / Volume 141 Issue 2 — February 2015.

3. UFC 4-023-03. «Unified facilities criteria (UFC) Design of buildings to resist progressive Collapse». Department of Defense USA, 2016.

4. Махутов Н.А., Лобов О.И., Ерёмин К.И. Безопасность России. Безопасность строительного комплекса. М.: МГОФ «Знание», 2012. 798 с.

5. Добромыслов А.Н. Диагностика повреждений зданий и инженерных сооружений. М.: Справочное пособие. Изд-во АСВ, 2006. 256 с.

6. Леденев В.В., Скрылев В.И. Предупреждение аварий. М.: Изд-во АСВ, 2002. 240 с.

7. Физдель И.А. Дефекты и методы их устранения в конструкциях и сооружениях. 2-е изд., доп. и испр. М.: Стройиздат, 1970. 176 с.

8. Волженский А.В., Буров Ю.С., Колокольни-ков В.С. Минеральные вяжущие вещества. М.: Стройиздат, 1979. 476 с.

9. Баженов Ю. М. Технология бетона: учеб. пособие для вузов. М.: Высш. Школа, 1978. 455 с.

REFERENCES

1. Eremin K.I., Makhutov N.A., Pavlova G.A., Shishkina N.A. Reestr avariy zdaniy I sooruz-heniy 2001-2010 godov [Register of accidents of buildings and structures 2001-2010]. Magnitogorsk. Magnitogorsk house press Publ., 2011, 320 p.

2. Kai Qian, Bing Li, Jia-Xing Ma Load-Carrying Mechanism to Resist Progressive Collapse of RC Buildings // Journal of Structural Engineering / Volume 141 Issue 2 — February 2015.

3. UFC 4-023-03. «Unified facilities criteria (UFC) Design of buildings to resist progressive Collapse». Department of Defense USA, 2016

4. Makhutov N.A., Lobov O.I., Eremin K.I. Be-zopanost’ Rossii. Bezopasnost’ stroitelnogo kom-pleksa. [Security of Russia. The safety of the construction industry].Moscow: MGOF Knowledge Publ., 2012, 798 p

5. Dobromyslov A.N. Diagnostika povrezhdeniy

zdaniy i Inzhenernih sooruzheniy [Diagnosis of damage to buildings and engineering structures]. Moscow: Reference manual. ASV Publ., 2006, 256 p.

6. Ledenev V.V., Skrylev V.I. Preduprezhdenie avariy [Accident prevention]. Moscow: Reference manual. ASV Publ., 2002, 240 p.

7. Fizdel I.A. Defecti i metodI ih ustranenia vkon-strukciyah I sooruzheniyah [Defects and methods of their elimination in constructions and structures]. Moscow: Stroizdat Publ., 1970, 176 p.

8. Volginskiy A.V., Burov Y.S., Kolokolnikov, V.S. Mineralnye vyazhushie veshestva [Mineral bind-ers].Moscow: Stroiizdat Publ., 1979, 476 p.

9. Bazhenov U.M. Tekhnologiya betona ucheb-noe posobie dlya vuzov [Technology of concrete: study guide for universities]. Moscow: Higher school Publ., 1978, 455 p.

Сведения об авторах Соловьёв Вадим Геннадьевич,

кандидат технических наук, доцент кафедры технологии вяжущих веществ и бетонов, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет,

г. Москва, Российская Федерация, e-mail: [email protected]

Information about the authors Vadim G. Solovyev,

Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor of the Department of Technologies of Binders and Concrete,

National Research Moscow State University of Civil Engineering, Moscow, Russian Federation, e-mail: [email protected]

ISSN 2227-2917 Том 9 № 1 2019 132 (print) Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость с. 124-133 132 ISSN 2600-164X Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate Vol. 9 No. 1 2019 _(online)_pp. 124-133

Сведения об авторах Шувалова Елена Александровна,

аспирант, старший преподаватель кафедры технологии вяжущих веществ и бетонов, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет,

e-mail: [email protected] Орехова Анастасия Юрьевна,

инженер производственно-технического отдела,

Общество с ограниченной ответственностью «Строй Техно Инженеринг», г. Москва, Российская Федерация, e-mail: [email protected] Тюрина Анастасия Александровна, инженер производственно-технического отдела,

Общество с ограниченной ответственностью «Строй Техно Инженеринг», г. Москва, Российская Федерация, e-mail: [email protected]

Information about the authors Elena A. Shuvalova,

Postgraduate, Senior lecturer of the Department of Technologies of Binders and Concrete, National Research Moscow State University of Civil Engineering, Moscow, Russian Federation, e-mail: [email protected] Anastasia Yu. Orekhova, Engineer of Production and Technical Department,

LLC «Stroy Techno Engineering», Moscow, Russian Federation, e-mail: [email protected]

Anastasia A. Turina,

Engineer of Production and Technical Department,

LLC «Stroy Techno Engineering», Moscow, Russian Federation, e-mail: [email protected]

Критерии авторства

Соловьёв В.Г., Шувалова Е.А., Орехова А.Ю., Тюрина А.А. имеют равные авторские права. Шувалова Е.А. несет ответственность за плагиат.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Contribution

Vadim G. Solovyev, Elena A. Shuvalova, Anastasia Yu. Orekhova, Anastasia A. Turina have equal author’s rights. Elena A. Shuvalova bears the responsibility for plagiarism.

Conflict of interests

The authors declare no conflict of interests regarding the publication of this article.

Том 9 № 1 2019 ISSN 2227-2917

Дефекты железобетонных конструкций

Дефекты железобетонных конструкций Главная » Статьи » Дефекты железобетонных конструкций

Повреждения железобетонных конструкций приводят к снижению несущей способности и отклонениям в геометрических размерах, что приводит к непригодности эксплуатации сооружения.

С помощью визуального и визуально-инструментального методов определяют следующие типы дефектов и повреждений:

Волосяные трещины вдоль арматуры появляются в результате коррозии арматуры, когда бетон теряет защитные свойства, в результате снижается долговечность конструкции. Такая проблема требует восстановления защитного слоя. Также подобные трещины могут появиться в результате усадки при изготовлении, несущая способность остается прежней, но трещины лучше заделать раствором.
Сколы бетона появляются в результате механических воздействий, снижают несущую способность и жесткость элемента. Такие сколы заделываются мелкозернистым бетоном.
Промасливание бетона снижает прочность конструкции почти втрое, что также сказывается на несущей способности. Необходимо устранить протечку масла, снять промасленный слой, установить обоймы или армосетки.
При механических воздействиях и коррозии может произойти повреждение арматуры и закладных деталей, что снизит несущую способность. Требуется усиление по расчёту.
Результатом перегрузки конструкций могут стать следующие дефекты: разрывы и смещения поперечной арматуры, а также выпучивание сжатой арматуры, трещины и шелушение бетона. Здание с такими дефектами считается аварийным, требуется разгрузка и усиление по расчету.
Воздействие агрессивной внешней среды или некорректное применение химических добавок приводит к высолам на поверхности бетона – коррозия бетона и арматуры приводит к снижению несущей способности. Требуется восстановить защитное покрытие, при необходимости – усилить по расчету.
При воздействии пожаров различной силы, возникают различные повреждения и дефекты: следы или полное покрытие сажей и копотью, сколы и обнажение арматурной сетки, трещины и изменение цвета бетона. Такие конструкции требуют восстановления поверхности и усиления по расчету с увеличением сечений.
Если наблюдается деформация соединительных элементов, отрыв анкеров от пластин закладных деталей и расхождение стыков – здание в аварийном состоянии, требуется разгрузка и усиление по расчету.
Ошибки при монтаже и изготовлении могут привести к уменьшению площадок опирания относительно заложенных в проекте. Несущая способность уменьшается, требуется усиление по расчету.

C нами сотрудничают

Наши свидельства и лицензии

Проектно-строительное управление

Адрес: 125438, г.Москва,
2-й Лихачевский переулок, дом.1, стр.11

Задать вопрос менеджеру

Написать директору

Обследование строительных конструкций 5-го бокса производственного корпуса трамвайного депо им. Апакова, расположенного по адресу: г. Москва, ул. Шаболовка, дом 9

✓

Ваша заявка принятаМы свяжемся с вами в ближайшее время

Заказать услугу

Если Вас заинтересовали наши услуги, заполните форму ниже, и наши специалисты свяжутся с Вами для уточнения всех деталей

Интересующая услуга: Обследование зданий и сооружений Судебная экспертиза Строительная экспертиза (аудит) Строительный контроль Проектирование зданий Тепловизионное обследование прочее

Повреждения и дефекты конструкционного бетона

Мы занимаемся обслуживанием и ремонтом железобетона в течение 18 лет, и за последние годы мы заметили значительное увеличение объема работ по замене и ремонту, которые сейчас необходимо выполнить.

Это может просто отражать тот факт, что большое количество железобетонных конструкций сейчас «доживают» и нуждаются в ремонте или замене за счет естественного использования, но также произошли некоторые изменения в материалах, используемых за последние двадцать лет. так что это может указывать на что-то еще в работе…

Обнаружение щелочных реактивных агрегатов

В начале семидесятых считалось, что в Великобритании нет залежей агрегатов, реагирующих с щелочами, и все же в течение нескольких лет реакция агрегатов щелочных металлов стала предметом большого интереса, поскольку обнаруживалось все больше случаев.

Этот рост проблем с реакциями щелочного кремнезема может быть связан с увеличением содержания щелочи в цементе в предыдущие годы. В свете этой детали стало ясно, что бетон следует рассматривать как сложную смесь материалов, и каждый компонент сам по себе может изменяться или подвергаться влиянию факторов окружающей среды.

Кроме того, увеличение прочности цемента в раннем возрасте могло означать, что указанные минимальные значения прочности были достигнуты с меньшим количеством цемента, чем использовалось ранее.Это уменьшение количества используемого цемента, в свою очередь, окажет соответствующее влияние на последующую долговечность.

Исходя из нашего опыта, около 90% проблем, с которыми мы сталкиваемся при ремонте бетона, связаны с коррозией стальной арматуры в качестве основной проблемы.

По большей части это будет полностью вызвано простой карбонизацией бетона и / или присутствием хлоридных солей либо из хлорида кальция, используемого в качестве ускорителя, либо, в некоторых случаях, даже из противообледенительной соли.

Другие возможные причины повреждений бетона

Однако может быть целый ряд других возможностей причинения ущерба, например,

Заполнитель усадочный
Мороз
сульфатная атака
структурные трещины

Необходимо учитывать, что многие из этих проблем могут проявиться, прежде всего, в областях с низким покрытием и карбонизированным бетоном; это будет происходить потому, что «микротрещины» по той или иной из этих причин позволили карбонизации в бетоне развиваться быстрее, чем это было бы в противном случае.

В таких случаях слишком легко взглянуть на симптомы проблемы (например, коррозию стали) и ошибочно определить их как причину.

Попытка отремонтировать бетон, затронутый такими проблемами, вместо устранения основной причины может просто означать, что проблема возобновится через относительно короткий промежуток времени.

Вот почему мы рекомендуем и предоставляем широкий спектр испытаний и проверок бетона, чтобы точно определить, что необходимо для решения конкретной проблемы с дефектным бетоном.

Пожалуйста, ознакомьтесь с нашим ассортиментом доступных тестов для бетона или просто свяжитесь с нами, если вам нужна дополнительная информация.

Идентификация источника повреждения железобетонной конструкции с использованием метода акустической эмиссии

Метод акустической эмиссии (AE) является одним из методов неразрушающей оценки (NDE), который был рассмотрен в качестве основного кандидата для контроля состояния конструкций и повреждений нагруженных конструкций. Этот метод был использован для исследования процесса повреждения образцов железобетонного (ЖБ) каркаса.Ряд железобетонных железобетонных рам были испытаны в цикле нагружения и одновременно контролировались с помощью AE. Данные испытаний AE были проанализированы с использованием метода анализа местоположения источника AE. Результаты показали, что метод АЭ подходит для определения местоположения источников повреждений в ЖБ-конструкциях.

1. Введение

Железобетонные конструкции требуют периодических проверок для обеспечения безопасной эксплуатации. Диагностический осмотр на текущее состояние износа необходим для обслуживания.Кроме того, любые решения по ремонту, модернизации и реконструкции существующих структур требуют данных в реальном времени. Таким образом, существует растущая потребность в оценке повреждений и прогнозировании оставшегося срока службы. Существует несколько неразрушающих методов оценки конструкций, но эти методы испытаний бетонных и стальных конструкций не дают полной информации о серьезности дефектов в режиме реального времени. Следовательно, существует необходимость в разработке эффективного метода неразрушающего контроля и соответствующих критериев оценки для оценки их уровня повреждения и остаточной грузоподъемности перед принятием такого решения.

Метод АЭ — это мощный инструмент для тестирования в реальном времени поведения материалов, деформирующихся под нагрузкой [1]. На протяжении десятилетий этот метод используется в качестве основного кандидата для мониторинга состояния конструкций и повреждений нагруженных конструкций [2]. Этот метод оказался очень эффективным, особенно для оценки и измерения явлений повреждения, происходящих внутри конструкции, подвергающейся механической нагрузке [3]. Сообщалось об обширных исследованиях акустической эмиссии (AE) RC-структур, и этот метод был предложен для мониторинга RC-структуры, но необходимы дополнительные исследования для разработки методов анализа данных, записанных во время мониторинга.

Акустическая эмиссия (АЭ) определяется как класс явлений, при которых переходные упругие волны генерируются быстрым высвобождением энергии из локализованных источников в материале или генерируемыми переходными волнами [4]. Известно, что условия нагружения, существующие в конструкции, заставляют такие материалы, как сталь и бетон, излучать АЭ-энергию в форме упругих волн из-за различных механизмов повреждения материала. Развивающийся дефект в этих материалах испускает всплески энергии АЭ в виде высокочастотных звуковых волн, которые распространяются внутри материала и принимаются датчиками [1].

Основной целью данного исследования была оценка повреждений конструкции RC с анализом местоположения источника AE. Обычно предыдущие работы были сосредоточены на локальной оценке ж / б балок. Однако в этом исследовании изучалась пригодность этого метода для глобальной оценки RC-фрейма.

2. Методология

2.1. Расположение источника

Одно из самых полезных приложений AE — обнаружение активных дефектов. Местоположение активных дефектов рассчитывается по разнице времен прихода сигнала на два или более преобразователя.Линейная локализация дефекта рассчитывается следующим образом: где — расстояние между источником и средней точкой между двумя датчиками, — время прибытия на датчик, — время прибытия на датчик, и является константой, определяемой из скорости распространения волны через материал [5].

Первым шагом в количественном анализе АЭ является оценка пространственных и временных параметров источника волны напряжения. Оценка пространственных и временных параметров источника волны напряжения — первый шаг в количественном анализе АЭ.

Определение местоположения источника в методе АЭ осуществляется путем измерения разницы во времени прихода во время сигнала АЭ на разных датчиках [6]. Обычно используются времена прихода p-волны, потому что они представляют собой первое невозмущенное прибытие волны напряжения и их легче всего вывести. Если по крайней мере четыре датчика обнаруживают дискретный сигнал волны напряжения, он может быть идентифицирован как событие АЭ и могут быть оценены временные параметры источника волны напряжения [7].

Основными источниками АЭ являются процессы деформации, такие как рост трещин и пластическая деформация.Источники АЭ генерируют и распространяют упругие волны в материалах во всех направлениях. В конечном итоге упругие волны достигают поверхности материала и обнаруживаются датчиками, прикрепленными к поверхности образца. Энергия АЭ — это полная упругая энергия, выделяемая событием АЭ, произошедшим у источника [8]. Энергия АЭ определяется следующим образом [9]: где — переходный процесс напряжения на th канала, — время начала записи переходного процесса напряжения, и — время окончания записи переходного процесса напряжения.

3. Методика эксперимента

3.1. Детали материала

Была проведена серия экспериментов на железобетонном (ЖБ) каркасе. Всего было построено пять образцов железобетонных каркасов. Размеры RC-рам составляли: длина 2000 мм, высота 1000 мм, сечение крокодила мм. Отношение воды к цементу составляло 0,5, а соотношение материалов составляло 1: 3: 4: 0,6 по массе цемента, песка, заполнителя и воды, соответственно. Средняя прочность бетона на сжатие за 28 дней составила 240 МПа.

3.2. Мониторинг испытаний с использованием метода AE

Всего пять описанных ранее образцов RC-каркаса были испытаны в цикле нагружения. Для выполнения мониторинга акустической эмиссии использовалась восьмиканальная система АЭ (DISP-8PCI) производства Physical Acoustics Corporation (PAC). Использовались четыре датчика R6I с резонансной частотой около 60 кГц. На рисунке 1 показано расположение датчиков для испытания на трехточечный изгиб. Аппаратное обеспечение системы AE было настроено на пороговый уровень 45 дБ для всех каналов, чтобы избежать возможности шумового воздействия.Была определена циклическая картина нагрузки. Нагрузка прикладывалась с шагом 10 кН в середине пролета железобетонной рамы. Нагрузка прилагалась от 0,5 кН до максимума каждого цикла нагружения (с шагом 10 кН) и поддерживалась постоянной в течение одной минуты. Затем нагрузка разгружалась с максимума каждого цикла нагружения до 0,5 кН и удерживалась в течение 2 минут. На протяжении всего теста за тестом следил AE. Измерения нагрузки, прогиба в середине пролета и данные AE записывались непрерывно во время испытания на трехточечный изгиб.

4.Анализ и обсуждение результатов
Рамы RC, описанные ранее, были протестированы в цикле нагрузки. На рис. 2 показано типичное развитие трещин на образце железобетонных рам. Поведение всех железобетонных рам в цикле нагружения можно разделить на семь стадий разрушения, а именно: (I) микротрещины в середине пролета железобетонной рамы, (II) первые изгибные трещины в середине пролета железобетонной рамы, (III) распределенные изгибные трещины. в середине пролета железобетонной рамы, (IV) первые трещины в зонах соединения балки с колонной, (V) распределенные трещины в зонах соединения балки с колонной, (VI) локализация повреждений в зоне соединения балки с колонной, (VII) разрушение в зона соединения балка-колонна.

Чтобы объяснить анализ местоположения источника АЭ и поведение образцов RC-каркаса при цикле нагружения, образцы RC-каркаса были разделены на 7 зон, которые показаны на рисунке 3. Зона 1 связана с зоной нагружения. Зоны 2 и 3 — зона соединения балки с колонной. Зоны 6 и 7 являются опорной областью балок. Анализ местоположения источника АЭ по абсолютной энергии был проведен, образец будет объяснен.

SPRCF1 был испытан при цикле нагружения.Нагрузка была приложена при двадцати циклах нагружения с шагом 10 кН. Этот образец вышел из строя при 120 кН, и местом разрушения была зона соединения балки с колонной. На рисунке 4 (а) показана фотография развития трещины в SPRCF1. Кроме того, две фотографии развития трещины в середине пролета и соединения балка-колонна этого образца показаны на рисунках 4 (b) и 4 (c).
На фотографиях видно, что первые трещины видны в 4-м цикле нагружения (40 кН) и расположены в середине пролета балки; Кроме того, первые трещины, которые видны в балке-колонне, относятся к циклу нагружения 7 (70 кН).Кроме того, на фотографиях показано место отказа в 12-м цикле нагружения (120 кН). Сводка наблюдений и абсолютная энергия в зависимости от положения во время цикла нагрузки представлены в таблице 1. Анализ местоположения источника АЭ с точки зрения абсолютной энергии согласно семи стадиям разрушения образца RC-рамы будет объяснен и обсужден.
1 Трещины не видны невооруженным глазом. 1 и 5 наблюдались 80110
Номер цикла. Нагрузка (кН) Визуальное наблюдение Абсолютная энергия (аДж)
Зона 1 Зона 3 Зона 4 Зона 5
2.8 — — 2,0
4 40 Трещины были распределены в зоне 1 и 5 2,9 — — 3,5 50103 Трещины были распределены в зонах 1, 4 и 5 5,5 — — 3,5
6 60 Трещины были распределены в зонах 1, 4 и 5 5 .5 — 2,0 3,5
7 70 Первые трещины в зоне 3 были обнаружены 5,5 7,5 2,0 3,5
9013 Трещины были распределены в зоне 3 5,5 7,8 2,0 3,5
9 90 Трещины были распределены в зоне 3 5,5 7.9 2,0 3,5
10 100 Трещины были распределены в зоне 3 5,5 8,0 .0 3,5
11 локализован в зоне 3 5,5 55 2,0 10
12 120 Рама RC вышла из строя в зоне 3 5,5 55 2.0 20
На первом этапе отказа ни одной трещины невооруженным глазом не было видно. Во время циклов нагрузки 1-2, активность АЭ была на низком уровне по всему образцу RC-каркаса. Кроме того, во время цикла 3 два пика абсолютной энергии наблюдались в зонах 4 и 5. Эти пики были aJ и aJ в зонах 1 и 5, соответственно. На рисунке 5 (а) показано расположение линейного источника с точки зрения абсолютной энергии и положения во время цикла 3.
На второй стадии разрушения первые видимые трещины наблюдались в зонах 1, 4 и 5. На рисунке 5 (b) показано расположение линейного источника с точки зрения абсолютной энергии и положения во время цикла 4. AE были распределяется по образцу рамы ЖЦ со средним уровнем. Трещины сопровождались увеличением абсолютного уровня энергии в зонах 1, 4 и 5. Однако самые высокие пики были оценены,, и aJ в зонах 1, 4 и 5 соответственно.
На третьей стадии разрушения трещин были распределены в зонах 1, 4 и 5; на этом этапе не наблюдалось никаких изменений в самых высоких пиках, чем на предыдущем этапе.Однако самые высокие пики были оценены как, и aJ в зонах 1, 4 и 5 соответственно.
На четвертой стадии разрушения первые видимые трещины наблюдались в зоне 3 (соединение балки с колонной), и эти трещины сопровождались высоким абсолютным уровнем энергии в этой зоне. На Рисунке 5 (c) показано расположение линейного источника с точки зрения абсолютной энергии и положения во время цикла 7. Трещины сопровождались увеличением абсолютного уровня энергии в зоне 3, и на этой стадии никаких изменений не наблюдалось в самых высоких пиках в зоне 3. зоны 1, 4 и 5, чем на предыдущем этапе.Однако самые высокие пики были оценены,,, ,, и aJ в зонах 1, 4, 5 и 3 соответственно.
На шестой стадии разрушения трещины были распределены в зонах 1, 4, 5 и 3, никаких изменений не наблюдалось в самых высоких пиках, чем на предыдущей стадии.
В седьмой стадии отказа , RC-каркас вышел из строя в зоне 3. Это явление сопровождалось только увеличением пика абсолютной энергии в зоне 3 от до aJ. На рисунке 5 (d) показано расположение линейного источника с точки зрения абсолютной энергии и положения, а на рисунке 5 (e) показаны три измерения местоположения источника с точки зрения абсолютной энергии во время цикла 12 и на семи стадиях отказа.
На основании результатов, полученных в результате локализации источника АЭ в стадии от микротрещин, было показано, что метод АЭ может быть использован для получения роста внутренних микротрещин в критическом месте. Кроме того, результаты показывают, что первые видимые трещины в каждом месте образца железобетонной рамы увеличились по совокупной абсолютной энергии в этих местах.
Кроме того, во время распределенных трещин кумулятивная абсолютная энергия была приблизительно постоянной. Кроме того, местоположение источника повреждения может быть идентифицировано путем сравнения визуальных наблюдений за трещинами и местоположением источника АЭ.
5. Выводы
В этой статье представлены результаты испытаний сварного образца стальной балки при цикле нагружения, которые контролировались AE на протяжении всего испытания. На основании активности АЭ и анализа характеристик сигнала с использованием анализа местоположения источника АЭ, выводы представлены в следующем: (1) Результаты показали, что метод АЭ очень чувствителен к росту трещин в образцах RC-каркаса. (2) Результаты показали, что метод АЭ можно использовать для выявления источников повреждений в бетонной конструкции.(3) Результаты показали, что AE можно рассматривать как жизнеспособный метод для прогнозирования оставшегося срока службы железобетонной конструкции.
Благодарность
Авторы хотели бы поблагодарить Universiti Sains Malaysia (USM) за поддержку в рамках краткосрочного гранта (304 / PAWAM / 6039047).
Методы и материалы для удаления и ремонта бетона

Методы и материалы для удаления и ремонта бетона
Джон Пуллен, П.E.

Краткое содержание курса
Это трехчасовое онлайн-курс содержит общие рекомендации по удалению поврежденных или распавшихся бетон, подготовка поверхности после удаления, а также методы и материалы используется для ремонта бетона и арматуры. Методы, обычно используемые для удаление бетона, взрывные работы, дробление, резка, удар, фрезерование и предварительное дробление обсуждаются их использование, преимущества и ограничения. Способы ремонта и материалы состоят из различных затирок, полимерных покрытий, накладок и инъекций, виды цемента, бетона и добавок.Также рассматривается подготовка подготовки и замены бетонных поверхностей и арматурной стали и добавление арматурной стали для успешного и прочного ремонта бетона. Методы контроля за повреждением оставшегося бетона после завершения представлены работы по удалению. Существующее состояние и причина или причины повреждений рассматриваются для выбора подходящих методов и материалов для ремонта. Повреждения бетона включают в себя растрескивание, износ поверхности, дефекты конструкции, повреждения суставов, эрозия, просачивание и растрескивание.
Этот курс включает в себя викторину с несколькими вариантами ответов в конце, которая предназначена для улучшить понимание материалов курса.
Обучение Объектив
в По завершении этого курса студент:
Имейте понимание методов, используемых для удаления бетона, с соответствующим подбором, преимущества и недостатки каждого метода. Методы удаления обсуждаются и резюмируются;
Понять мероприятия по подготовке бетонных поверхностей и арматурной стали для обеспечения Прочные поверхности для приклеивания заменяющих материалов.Подготовительные меры включают химическую, механическую и струйную очистку, дробеструйную очистку и кислотную очистку травление;
Считать поверхность явки для выяснения основной причины повреждений и выбора ремонта метод для тех случаев, когда ущерб будет продолжаться;
Понять типы повреждений бетона, такие как разрушение, перемещение, эрозия, просачивание и скалывание. Включены типичные ситуации;
Будьте в курсе различные методы, устройства и исследования, используемые для оценки состояния оставшегося бетона после удаления поврежденного бетона;
Будьте знакомы с важными свойствами ремонтных материалов, общие соображения, преимущества а также ограничения и факторы, которые следует учитывать при прочном ремонте бетона.Обычно используемые ремонтные материалы включают фибробетон, торкретбетон, усадку компенсационный бетон и кварцевый бетон;
Рассмотрим важность правильного обращения с отходами и жидкостями и их утилизации возникшие в результате работ по удалению бетона;
Будьте знакомы с материалами и методами анкеровки нового бетона к существующему конкретный;
Будьте знакомы с использованием различных методов, таких как блокирование трещин, сверление и закупоривание, сухая набивка, гибкое уплотнение и пропитывание под действием силы тяжести, используемые для ремонта трещин и их применения, ограничения и процедуры; и
Будьте знакомы с различными методами ремонта, облицовкой, затиркой, накладками, покрытиями и инъекциями.

Целевая аудитория
Этот курс предназначен для инженеров-строителей, проектировщиков и подрядчиков.

Пособие участникам
Студент будет ознакомиться с инструкциями по выбору методов и материалов обычно используется для ремонта или восстановления дефектного бетона. Имеющийся бетон Обсуждаются методы ремонта, материалы, преимущества, ограничения и процедуры.Методы ремонта включают облицовку, затирку, перекрытия, покрытия и инъекции. Методы, используемые для удаления бетона, а также их выбор, преимущества и Обсуждаются ограничения каждого метода. Важные свойства ремонтных материалов приведены факторы, которые необходимо руководствоваться при выборе, а также правильное обращение и утилизация. отходов обсуждаются. Обычно используемые материалы включают армированные волокном бетон, торкретбетон, перекрытия, различные растворы, покрытия, цементы и герметики. Причины повреждений бетона включают случайную нагрузку, химическое воздействие и перепады температуры.Студент поймет меры, необходимые для подготовки бетонные поверхности и арматурная сталь для надежного и долговременного ремонта повреждений.

Курс Введение
Планирование и дизайн для успешного и прочного ремонта бетона — это методичный процесс. Бетон текущее состояние должно быть оценено на предмет повреждений и причин. Обследования состояния, подводные обследования, лабораторные испытания, исследования и неразрушающие используются тестирование и документируются проблемные области.Причина или причины, связанные к наблюдаемому ущербу затем определяются. Способ ремонта и материалы затем выбирается на основе результатов и данных, уже собранных и оцененных а также из уроков, извлеченных из аналогичных ремонтов.
Бетон — строительный материал со многими свойствами и недостатками, которые должны быть тщательно спроектированы для хороших строительных и восстановительных работ. Некоторые дефекты бетона можно отнести к добавлению арматурной стали. поскольку коррозия закладной стали — одна из наиболее частых причин бетонных покрытий. повреждать.Бетон сильно щелочной и обладает электрическим сопротивлением, что дает встроенная сталь некоторая защита от коррозии. Однако это пористый материал и со временем не очень устойчив к кислым химикатам. Дайсера хлориды, а также химические реакции в бетоне разрушают защиту. В дополнение к другое означает, что существует два типа ингибиторов коррозии, вызывающих интерес для ремонта бетона. Во-первых, нитрат кальция, добавка для свежего бетона, используется уже несколько лет с хорошими результатами.Применяются другие ингибиторы снаружи на затвердевшем бетоне. Они функционируют, перемещаясь через бетон. покрытие арматурной стали. Однако их эффективность сомнительна для длительный срок.
Правильный диагноз причины или причин имеет важное значение для выбора подходящего метода и материалы для успешного ремонта. Например, если пятен ржавчины не видно, тогда разрушение бетона может быть вызвано циклами замораживания-оттаивания, а не от коррозии стали и, следовательно, удаление бетона не будет столь обширным.Если появляются трещины, причиной может быть коррозия арматурной стали, усадка при высыхании, тепловое движение или структурное напряжение. Если вызвано высыханием усадки, трещина со временем стабилизируется и может подойти ремонт с помощью жесткого материала. Однако трещины, вызванные структурным напряжением, продолжатся. Тогда будет необходимо для определения первопричины выбора подходящего метода и материалов для ремонта. Случайная погрузка, химические атаки, ненадлежащее строительство или ремонт и изменения температуры могут вызвать повреждения.
За исключением периодических изданий проводятся проверки конструкций, отсроченный ремонт бетона приведет к к дорогостоящему ремонту или восстановительным работам. Разумное пренебрежение или осторожная отсрочка ремонта иногда уместно, если не будет немедленного воздействия на структура. Сколы или другие дефекты поверхности могут указывать на более серьезные повреждение конструкции, проникающее в конструкцию здания. Требуются ремонтные работы внутри здание дорогое и может потребовать опалубки, распорки стен и защитных меры для внутренних пространств.
Планировка для бетона ремонт должен включать такие факторы, как качество существующего бетона, совместимость ремонтных материалов, свойства, данные производителя, подготовка поверхности, способы применения и условия эксплуатации. Зная дизайн смеси существующих бетон помогает в выборе ремонтных материалов. Бетонный ремонт часто выходит из строя, потому что плохого подбора ремонтных материалов и неправильной подготовки бетонных поверхностей и арматурная сталь. Свойства новых ремонтных материалов, такие как коэффициент теплового расширения и модуля упругости часто отличаются от существующих конкретный.Если ремонтный материал несовместим физически или химически с существующим бетоном может произойти расслоение, растрескивание или разрушение. Поврежденный область должна быть правильно подготовлена, а детали для удаления тщательно спланированы. Если весь бракованный бетон и продукт коррозии от арматуры сталь не удаляется, ремонт может выйти из строя из-за некачественного бетона или стальная подготовка. И что не менее важно, зная качество бетона. помогает в прогнозировании возможности дальнейшего ухудшения, а также в планировании и бюджет на текущий и будущий ремонт.
Состояние бетон, оставшийся на месте, должен быть оценен после демонтажных работ. Различные методы начиная от визуального осмотра и заканчивая испытаниями на проницаемость, хлорид-ионы, керн проводятся испытания на прочность на сжатие или скорость пульса. Петрографические экзамены с помощью микроскопа покажет любые хрупкие изломы или трещины, вызванные бетоном методы удаления.

Курс Содержимое
Этот курс основан на главах 5 и 6 армейского корпуса США. Пособие для инженеров «Оценка и ремонт бетонных конструкций», EM 1110-2-2002 (издание 1995 г., 43 страницы), PDF-файл.
Ссылка на каждую главу Руководства инженера в формате PDF:
Оценка и ремонт бетонных конструкций — Глава 5 — Удаление и ремонт бетона
Оценка и ремонт бетонных конструкций — Глава 6 — Материалы и методы ремонта и реабилитация
Для изучения этого курса вам необходимо открыть или загрузить указанные выше документы.
Краткое содержание курса
Этот курс учитывает методы и материалы, подходящие для ремонта повреждений бетона.Планирование ремонтных работ состоит из оценки текущих условий, касающихся возможных причина или причины наблюдений и выполненных тестов, а затем выбор из возможные методы ремонта и материалы, основанные на оценках и наблюдениях дефектов. Методы и материалы для ремонта обычных типов бетона. Представлены повреждения, которые включают трещины, износ и дефекты поверхности. Характеристики, преимущества, ограничения, возможные проблемы, которых следует избегать, такие как Обсуждается несовместимость ремонтных материалов с существующим бетоном.Выбор методов и материалов для ремонта, удаления бетона и армирования. Обсуждаются и резюмируются сталь, замена и дополнительная арматура.
Соответствующий Стандарты ASTM и ACI отмечены в тексте.
Список литературы
Для доп. техническую информацию, относящуюся к этой теме, можно найти по адресу:
http://www.concut.com/ot_mainmenu.htm
«Concrete Cutting and Breaking, Inc.», Информация о различных бетонах методы удаления.
http://www.kleinandhoffman.com/Pages/21evaluating.html
«Создание основы для успешной ремонтной программы»

Тест
Один раз вы закончите изучать выше содержания курса, тебе надо пройти тест для получения кредитов PDH .

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: Материалы содержащиеся в онлайн-курсе не являются заявлением или гарантией со стороны Центра PDH или любого другого лица / организации, упомянутых здесь.Материалы предназначены только для общей информации. Они не заменяют грамотного профессионала. совет. Применение этой информации к конкретному проекту должно быть пересмотрено. зарегистрированным архитектором и / или профессиональным инженером / геодезистом. Кто-нибудь делает использование информации, изложенной в настоящем документе, делает это на свой страх и риск и предполагает любую вытекающую из этого ответственность.

Обнаружение дефектов в железобетоне из стеклопластика методом акустико-лазерной виброметрии
Абстрактные
Армированный волокном полимер (FRP) для усиления и модернизации бетонных структурных элементов становится все более популярным в системах гражданской инфраструктуры.Когда дефекты возникают в элементах из армированного стекловолокном бетона на границе раздела из стеклопластика и бетона, такие как пустоты или расслоение, FRP скрывает дефект, так что визуальное обнаружение может быть невозможным. Большинство доступных в настоящее время методов неразрушающего контроля (NDT) основаны на физическом контакте; метод неразрушающего контроля, позволяющий дистанционно оценить ущерб, был бы очень полезным. В этой диссертации исследуется новый подход, называемый методом акустико-лазерной виброметрии, который позволяет дистанционно оценивать повреждение армированного стеклопластиком бетона.Он использует тот факт, что области, где FRP отслоился от бетона, будут чрезмерно вибрировать по сравнению с неповрежденным материалом. Для исследования этого метода была использована лабораторная система, состоящая из коммерческого лазерного виброметра и обычного громкоговорителя, для проведения испытаний с изготовленными образцами из армированного стеклопластиком бетона. Результаты измерений в виде резонансных частот сравнивались с результатами, полученными на основе теоретических моделей дефектов и конечно-элементных моделей. С помощью серии измерений были отображены формы колебаний дефектов и степень повреждения.Реализуемость метода была определена посредством серии параметрических исследований, включая уровень звукового давления (SPL), размер дефекта, уровень лазерного сигнала и угол падения. Для этого метода была определена предварительная кривая рабочих характеристик приемника (ROC), и предлагается дальнейшая работа с использованием метода акустической лазерной виброметрии.
Описание
Диссертация (S.M.) — Массачусетский технологический институт, факультет гражданской и экологической инженерии, 2013.
Эта электронная версия была представлена автором-студентом.Заверенная диссертация имеется в Архиве и специальных собраниях института.
Каталогизируется из представленной студентами версии диссертации в формате PDF.
Включает библиографические ссылки (стр. 165-168).
Отдел
Массачусетский Институт Технологий. Департамент гражданской и экологической инженерии.
Издатель
Массачусетский технологический институт
Ключевые слова
Гражданская и экологическая инженерия.
Неразрушающий контроль дефектов и повреждений конструкций в железобетонных фундаментах с использованием оптических волокон стандарта G.652, Российский журнал неразрушающего контроля
Abstract
Актуальность работы обусловлена важностью выявления скрытых дефектов в строительных конструкциях железобетонных фундаментов. Приведены результаты исследования дефектов и повреждений железобетонных конструкций.Предлагается использовать телекоммуникационное оптическое волокно стандарта G.652 в качестве датчика для определения механических воздействий на объекты большой протяженности. Световод размещается непосредственно внутри железобетонного фундамента. В результате были выявлены зависимости увеличения величины дополнительных оптических потерь, возникающих в волокне, находящемся в бетонной балке, при изменении механических напряжений и деформаций с увеличением нагрузки. На основании полученных данных предложены две схемы, позволяющие локализовать локальные скрытые дефекты в конструкциях железобетонных фундаментов.Получены новые результаты измерения величин механических повреждений и деформации бетонных балок в реальном времени при изменении свойств света, проходящего через оптическое волокно стандарта G.652.
中文翻译：
使用标准 Г.652 光纤对钢筋混凝土基础中的结构进行无损检测
摘要
这项工作的相关性是由于识别混凝土基础建筑结构中潜在缺陷的重要性。提供了钢筋混凝土结构缺陷和的研究结果。提出使用 G.652 作为用于对长途物体的机械影响的传感器。光纤钢筋混凝土基础中。结果在的机械应力和中的和量增加的依赖性。根据获得的数据，提出了两种方案，可以在钢筋混凝土中定位局部潜在缺陷。
Как определить разрушение бетона
Как определить разрушение бетона
Железобетон может казаться твердым и непоколебимым, но без должного ухода и внимания он может легко рассыпаться, трескаться и разрушаться.Вот почему так важно знать, как определять конкретные проблемы с поломками, особенно если учесть тот факт, что большинство зданий, мостов, заводов и сооружений преимущественно бетонные!
Разрушение бетона может привести к довольно большим проблемам!
Несмотря на свою долговечность, бетон может быть поврежден и разрушен под воздействием длинного списка факторов. Назову лишь несколько…
Недостаточное усиление
Атака хлоридов
Химическое повреждение
Карбонизация
Погодные условия
Урон от удара
Чрезмерные нагрузки
Структурные повреждения
Урон от огня
Сейсмические повреждения
Урон от взрыва
Одной из основных причин для беспокойства является коррозия стали внутри бетона.Это такая большая проблема, потому что ржавчина может легко занимать в десять раз больше стали, что создает значительные растягивающие напряжения и приводит к растрескиванию, образованию пятен и отслаиванию.
Понимание того, как ржавчина разрушает бетонные конструкции
Этого может быть трудно избежать, поскольку коррозия — это совершенно естественный процесс. Все, что происходит, — это то, что сталь пытается вернуться из искусственного состояния в более стабильное состояние железной руды (это то, из чего она начинала свою жизнь, как и до того, как очищалась, плавилась и лишалась кислорода).
И существует ряд неизбежных экологических проблем, которые могут стать толчком и усугубить проблемы с коррозией. Не только ветер, солнце и дождь будут играть роль, но и уровень грунтовых вод, внутренняя влажность кухонь и ванных комнат, а также тепло, свет и энергия, исходящие от здания. Эти факторы необходимо понимать в каждом конкретном случае, поскольку каждая структура имеет несколько микроклиматов, влияющих на нее
Двумя наиболее частыми причинами поломки являются карбонизация и загрязнение бетона хлоридами.Оба они приводят к коррозии встроенной стальной арматуры, и по мере коррозии стали она расширяется и оказывает давление на бетон, так что в конечном итоге бетон трескается и раскалывается.
Карбонизация
Карбонизация — это процесс потери естественной щелочности бетона. Это вызвано попаданием из атмосферы кислых газов, в основном CO ².
Когда сталь заливается в свежий бетон, она заливается в сильно щелочной среде.По мере схватывания бетона вокруг арматурного стержня образуется пассивирующий слой оксида железа, который эффективно защищает его от коррозии. Проблемы возникают, когда теряется щелочность окружающего бетона, то есть когда бетон становится карбонизированным. Когда фронт карбонизации достигает арматуры, пассивный слой разрушается, и сталь подвергается коррозии при наличии достаточного количества кислорода и влаги.
Степень, в которой карбонизация является проблемой для любой конкретной структуры, зависит от ряда факторов, таких как:
Качество бетона
Глубина бетонного покрытия арматуры
Условия окружающей среды
Атака хлоридов
Другой основной причиной коррозии арматуры является воздействие хлоридов.Хлорид может присутствовать в бетоне, потому что он был залит в бетон в качестве ускорителя, потому что он попал в бетон через использование антиобледенительных солей или из богатой хлоридом прибрежной среды.
Как только ионы хлора достигают стали в достаточном количестве, они могут инициировать коррозионные ячейки, даже в щелочном бетоне. Воздействие хлоридов вызывает локализованное сильное точечное образование арматурной стали, и в результате оно в некоторых отношениях более коварно, чем коррозия, вызванная карбонизацией, поскольку может привести к серьезной потере сечения и потенциальной потере структурной целостности.
Пример питтинга и коррозии, вызванных воздействием хлоридов
Опять же, степень, в которой хлориды представляют собой проблему, может во многом зависеть от качества бетона, покрытия стали и воздействия на конструкцию.
Стадии коррозии
Коррозия — это предсказуемый процесс, и если его не лечить, всегда будут одни и те же стадии. Итак, обратите внимание на…
Стадия 1: Изначально, несмотря на то, что в бетон проникают агрессивные агенты, он кажется прочным, с относительно небольшим растрескиванием и отсутствием «ржавого» изменения цвета из-за образования продуктов коррозии.
Стадия 2: Агенты коррозии достигли стальной поверхности, и началась коррозия. Появились макроскопические трещины, и поверхность бетона покрылась красноватыми побочными продуктами коррозии.
Контрольные красноватые пятна, указывающие на коррозию арматурного стержня внутри
Этап 3: Отслоение бетона, покрывающего арматурную сталь, начинает становиться ясно видимым из-за накопления побочных продуктов коррозии, вызывающих разрушение и фрагменты бетона.
Стадия 4: Очевидно сильное растрескивание бетона на арматурной стали, в результате чего арматурные стальные стержни подвергаются прямому воздействию атмосферы.
Диагностика
После того, как вы заметили явные признаки коррозии, следующим шагом будет точная диагностика того, что ее вызывает. Существует ряд различных тестов, которые можно запустить, чтобы попытаться определить проблему.
Если вы подозреваете, что виноваты хлориды, то это обычно проверяется титрованием и использованием QuanTabs.Если в бетоне содержится больше хлоридов, чем должно быть, это будет отмечено. В бетоне должно присутствовать лишь очень небольшое количество хлорида, чтобы вызвать коррозию. Показания хлоридов можно проверить на соответствие рекомендациям BRE, но в целом, если содержание хлоридов превышает 0,4% от веса цемента на глубине стали, существует риск продолжающейся коррозии.
В тесте на карбонизацию используется очень забавное слово «фенолфталеин», которое представляет собой краситель, меняющий цвет в зависимости от pH бетона.При нанесении на свежую трещину в бетоне индикаторный раствор изменит цвет, если он станет пурпурным, значит pH выше 8,6. Если раствор остается бесцветным, pH бетона ниже 8,6, что свидетельствует о карбонизации. Полностью газированная паста имеет pH около 8,4.
На практике, pH 8,6 может дать только слегка различимый слегка розовый цвет. Сильное мгновенное изменение цвета на пурпурный указывает на более высокий уровень pH, возможно, pH 9 или 10.
Трещина после использования фенолфталеина для проверки содержания хлоридов в бетоне
Надеемся, что эти два теста помогут установить, имели ли место наиболее распространенные причины коррозии.В противном случае существует целый ряд других методов расследования, которые можно использовать, чтобы разобраться в сути дела, например:
Испытание на отрыв
Покровомер
Корончатое бурение и испытания
Молоток Шмидта
Потенциал полуэлемента
Рентгенография
Тепловизор
Мы надеемся, что это дало вам хорошее представление о причинах разрушения бетона, а также о том, как его определить и проверить. В ближайшие недели мы продолжим эту тему с блогом о BS EN1504, стандарте защиты и ремонта железобетона, а также публикацией о том, как ремонтировать поврежденный бетон.
Дэн Эш
Дэниел Эш — менеджер по связям с общественностью и СМИ глобального производителя полимерных напольных покрытий Flowcrete Group Ltd. В обязанности Дэна входит создание пресс-релизов, блогов, официальных документов и тематических исследований по продуктам и проектам Flowcrete, а также образовательного контента. для профессионалов строительной отрасли.
Оценка ультразвуковых методов на бетонных конструкциях (технический отчет)
Клейтон, Дуайт А., Смит, Сайрус М., Ферраро, д-р.Кристофер К., Нельсон, Джордан, Хазанович, доктор Лев, Хуг, доктор Кайл, Чинтакунта, Сатиш и Поповикс, доктор Джон. Оценка ультразвуковых методов на бетонных конструкциях . США: Н. П., 2013. Интернет. DOI: 10,2172 / 1095161.
Клейтон, Дуайт А., Смит, Сайрус М., Ферраро, д-р Кристофер С., Нельсон, Джордан, Хазанович, д-р Лев, Хуг, д-р Кайл, Чинтакунта, Сатиш и Поповикс, д-р.Джон. Оценка ультразвуковых методов на бетонных конструкциях . Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/1095161
Клейтон, Дуайт А., Смит, Сайрус М., Ферраро, доктор Кристофер С., Нельсон, Джордан, Хазанович, доктор Лев, Хоэ, доктор Кайл, Чинтакунта, Сатиш и Поповикс, доктор Джон. Солнце . «Оценка ультразвуковых методов на бетонных конструкциях».Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/1095161. https://www.osti.gov/servlets/purl/1095161.
@article {osti_1095161, title = {Оценка ультразвуковых методов работы с бетонными конструкциями}, автор = {Клейтон, Дуайт А. и Смит, Сайрус М. и Ферраро, доктор Кристофер С. и Нельсон, Джордан и Хазанович, доктор Лев и Хуг, доктор Кайл и Чинтакунта, Сатиш и Поповикс, докторJohn}, abstractNote = {}, doi = {10.

Дефекты железобетонных конструкций

Виды дефектов

Устранимые дефекты

Неустранимые повреждения

Дефекты железобетонных конструкций • «СЗИЦ»

Характерные дефекты и повреждения железобетонных плит

Недопустимый прогиб плит перекрытия и раскрытие трещин (дальнейшая эксплуатация сооружения невозможна)

Нормальные трещины в растянутой зоне

Наклонные трещины у опор

Приопорные трещины

Трещины вдоль арматуры, ржавые подтеки

Трещины в полках плит

Трещины по контуру полок плит

Усадочные трещины

Нормальные трещины в сжатой зоне

Раздробление бетона между наклонными трещинами

Сколы бетона, продавливание полки

Шелушение поверхности бетона

Отслоение лещадок бетона

Характерные повреждения и дефекты железобетонных конструкций

Характерные повреждения и дефекты в зданиях и сооружениях с железобетонным каркасом Здания с несущими и самонесущими стенами

Здания с навесными панелями и с кирпичным заполнением в плоскости каркаса

6.5 Виды повреждений бетонных и железобетонных конструкций

Дефекты железобетонных конструкций

C нами сотрудничают

Наши свидельства и лицензии

Заказчик:

Объект:

Заказчик:

Объект:

Заказчик:

Объект:

Заказчик:

Объект:

Заказчик:

Объект:

Заказчик:

Объект:

Заказчик:

Объект:

Заказчик:

Объект:

Повреждения и дефекты конструкционного бетона

Обнаружение щелочных реактивных агрегатов

Другие возможные причины повреждений бетона

Идентификация источника повреждения железобетонной конструкции с использованием метода акустической эмиссии

1. Введение

2. Методология

2.1. Расположение источника

3. Методика эксперимента

3.1. Детали материала

3.2. Мониторинг испытаний с использованием метода AE

4.Анализ и обсуждение результатов

5. Выводы

Благодарность

Методы и материалы для удаления и ремонта бетона

Обнаружение дефектов в железобетоне из стеклопластика методом акустико-лазерной виброметрии

Абстрактные

Описание

Отдел

Издатель

Ключевые слова

Abstract

摘要

Как определить разрушение бетона

Как определить разрушение бетона

Карбонизация

Атака хлоридов

Стадии коррозии

Диагностика

Дэн Эш

Оценка ультразвуковых методов на бетонных конструкциях (технический отчет)

Ответить Отменить ответ

`Ответить Отменить ответ`