Проблема качества железобетонных строительных
конструкций, поврежденных выколами бетона
Г.И. ШАПИРО, В.Ф. ШАБЛЯ, Л.В.
ОБУХОВА, В.С. КОРОВКИН,
О.В. ШЕВЧЕНКО, Ю.А. ЭЙСМАН, А.Н. РОСЛОВ
В последнее время московские строители
столкнулись с такой серьезной проблемой, как повреждения железобетонных
строительных конструкций в виде конусообразных выколов бетона. Они происходят
либо сразу после формования изделий, либо после монтажа домов, либо в процессе
их эксплуатации [1]. О
масштабах проблемы свидетельствуют факты массовых выколов на объектах в
Северном Тушино, Куркино, Перово, Северном Бутово, по 1-й Миусской ул., 4-му
Вятскому пер. и т.д.
Причина брака железобетонных
конструкций - в низком качестве используемых для их производства строительных
материалов, и прежде всего цемента, а также в неудовлетворительном входном
контроле материалов на заводе-изготовителе.
На производстве при
термовлажностной обработке изделий значительное число выколов обнаруживается, и
эти изделия, как правило, отбраковывают. Однако через несколько месяцев или
даже полтора-два года после монтажа конструкций выколы начинаются вновь - в уже
заселенном доме - и иногда продолжаются даже после проведения ремонта.
С отдельными повреждениями
такого рода строители уже сталкивались, однако сегодня они носят массовый
характер из-за низкого качества цемента.
Исследования НИИЖБ поврежденных
выколами железобетонных плит междуэтажных перекрытий домов в р-не Перово
показали, что дефекты поверхности бетона представляют собой локальные вздутия с
отделением от плит кусков бетона конусообразной формы различного диаметра.
В вершине каждого конуса
обнаруживается зерно материала (5-30 мм), рассыпающегося при надавливании,
светло-серого, темно-коричневого или темно-серого цвета. При этом большинство
выколов имеют диаметр 20-50 мм, в отдельных местах - 200-300 мм.
Для химических исследований
было отобрано несколько проб материала включений, вызвавших повреждения бетона
на поверхности плит перекрытий.
По результатам химического
анализа, материал включений можно отнести к известково-магнезиальному продукту
- строительной извести по ГОСТ 9179-77 «Известь
строительная. Технические условия», классифицируемому этим стандартом как
магнезиальная известь, комковатая (п. 1.3 и 1.5 ГОСТ 9179-77).
Известно, что гидратация
магнезиальной извести протекает тем медленнее, чем выше температура обжига
исходного сырья для получения строительной извести. Процесс еще более
замедляется, если присутствуют глинистые примеси Al2О3+Fe2O3, содержание
которых в анализируемом материале составляет 7,11-8,39 %. Гидратация оксидов
СаО и МgО
(присоединение воды) и последующая карбонизация гидроксидов СО2
приводит к увеличению объема этих включений и выколам бетона.
Таким образом, причина подобных
повреждений - попадание в состав бетона зерен магнезиальной извести, причем эти
повреждения будут возникать до тех пор, пока не произойдет полная гидратация
указанных зерен.
Следует отметить, что опасность
выколов заключается еще и в том, что вслед за поверхностным разрушением изделия
эти дефекты могут проявиться в его глубине, на опорах и т.д., что может
привести к потере несущей способности элемента или узла. В связи с этим
возникает проблема не только ремонта, но и замены отдельных сборных
железобетонных элементов в построенных домах.
В 2006 г. МНИИТЭП по заказу ЗАО
«МЖС» провел обследование двух жилых домов серии П46М в Перово, заселенных в
2004 г.
Выколы бетона в плите
перекрытия
Обследование было инициировано
многочисленными жалобами жильцов. По свидетельствам одних, выколы появились
сразу же после заселения и с течением времени их число увеличилось, по
свидетельствам других - выколы появились позднее.
На сегодняшний день не
существует методов надежного обнаружения вредных включений в массе бетона и
прогнозирования появления и развития таких дефектов. Обследование домов, в
основном визуальное, сводилось к фиксации и оценке степени повреждения
железобетонных элементов.
В этих домах выколы
располагались в основном в плитах перекрытий (см. рисунок). В отдельных случаях
обнажилась рабочая арматура, которая подверглась частичной коррозии; размеры
посторонних включений достигали 30-50 мм; были также обнаружены не полностью
проявившиеся выколы.
В большинстве квартир
наблюдались единичные дефекты плит перекрытий. Значительные повреждения отмечены
в 109 квартирах (всего в домах 350 квартир), а в 12 квартирах плиты находились
в аварийном состоянии: были неремонтопригодны вследствие больших повреждений
бетона и подлежали замене.
Борьба с выколами из-за
недостаточной изученности процесса их образования представляет собой весьма
трудную задачу.
Какие же методы борьбы с этим
явлением применяют сегодня?
Если выколы проявились еще на
заводе, то изделие отбраковывают, если после монтажа или после въезда жильцов в
квартиру, то изделие ремонтируют.
Ремонт сводится к высверливанию
очагов поражения и заполнению раковин, оставшихся от выпавших кусков бетона,
полимерцементным раствором по методике, разработанной НИИМосстрой [2].
По предложению МНИИТЭП после
этих операций по всей поверхности потолка специальным штукатурным составом
приклеивают стеклотканую сетку, по которой наносят слой грунтовки и шпатлевки с
дальнейшей окраской или оклейкой обоями.
Такой ремонт не может исключить
дальнейших выколов, но вновь отваливающиеся куски бетона, задерживаемые сеткой,
не станут падать вниз, но будут заметны. В дальнейшем в связи с возможностью
образования новых повреждений периодически следует осуществлять контроль за
состоянием несущих конструкций. Это позволит своевременно их удалять и
восстанавливать защитное покрытие потолка.
Для интенсификации процесса
гидратации посторонних примесей в бетоне перед ремонтом целесообразно провести
увлажнение верхней и нижней поверхностей плит в течение нескольких суток.
Для тех случаев, когда
повреждения очень сильны и занимают 50 % и более поверхности потолка, а плиты
перекрытия близки к полному исчерпанию своей несущей способности, МНИИТЭП
разработал методику замены аварийных плит междуэтажных перекрытий панельных
домов монолитными участками.
Поскольку каждая плита
перекрытия образует с несущими внутренними стеновыми панелями платформенный
стык, демонтаж плиты осуществляют поэтапно. В зависимости от реальных нагрузок
и несущей способности стыков плиту разделяют на несколько захваток. Перед
началом работ под плитой устанавливают инвентарные стойки и опалубку, а
наружную стеновую панель временно раскрепляют инвентарной металлической балкой
(в случае примыкания плиты к наружной стене).
Работы производят в следующем
порядке.
Сначала удаляют бетон и
арматуру с первого участка плиты, затем укладывают новую арматуру и бетонируют
этот участок, оставляя боковые выпуски арматуры верхней и нижней сеток
армирования. Удаление бетона с последующего участка плиты, его армирование и
бетонирование выполняют после достижения бетоном 70 %-ной прочности на
предыдущем участке, обеспечивая нахлест верхних и нижних арматурных сеток.
Параллельно с бетонированием инъецируют цементно-песчаным раствором
восстановленные платформенные стыки. По достижении бетоном последнего участка
плиты 70 %-ной прочности демонтируют инвентарные подмости и металлическую
балку.
Подшивка потолков листовыми
материалами, обнаруженная в отдельных квартирах, может привести к еще более
серьезным последствиям: накопившиеся за обшивкой куски бетона могут вызвать
внезапное обрушение подшивного потолка сразу на большом участке с падением
крупных обломков бетона.
Для решения проблемы выколов
бетона железобетонных конструкций необходим комплекс мер по улучшению качества
строительных материалов и повышению качества их входного контроля на заводах -
изготовителях строительных изделий.
ЛИТЕРАТУРА
1. Качество
объекта начинается с цемента // Стр-во. 2006. № 5.
2. Технические
рекомендации по ремонту сколов, околов, вырывов, отстрелов кусков бетона в
железобетонных конструкциях объектов жилых, общественных и соцкультбыта /
НИИМосстрой. М., 2005
(Журнал «Промышленное
и гражданское строительство» № 5 2007 г.)