АНАЛИЗ ТРЕЩИН В ЖЕЛЕЗОБЕТОНЕ

Одним из самых распространенных дефектов и индикатором неправильной работы в железобетоне являются трещины. Для начала разберем, какие трещины бывают в бетоне: (Классификация трещин приведена по столбцам)

Таблица 1.

Классификация трещин

Подробно разберем все причины образования трещин:

1. Деформационные и конструктивные

Конструктивные трещины - деформации при воздействии избыточных нагрузок на элементы конструкции. Они появляются в результате воздействия на материал фундамента, стен и перекрытий нагрузок, превышающих несущую способность элемента в конструкции. Причинами образования трещин от внешних воздействий также могут быть: неправильный выбор сечения и месторасположения арматурных стержней, слабое уплотнение бетонного элемента вибрированием, недостаточная или неправильная выдержка бетона, химические повреждения. На практике, в основном, встречается сочетание нескольких причин.

Трещины, возникающие под влиянием внешних сил, разделяют на несколько типов:

-Трещины на изгибе располагаются перпендикулярно продольной оси арматуры, которая подвергается растяжению при изгибе.

-Из трещин на изгибе образуются трещины сдвига. Появляются они в зоне поперечных усилий и располагаются по диагонали к осям арматурных стержней.

-Сквозные трещины полностью пронизывают поперечное сечение бетонной конструкции. Появляются при центральном растяжении или при напряжении на растягивание с малой внецентричностью.

-В местах соединения и анкеровки стержней арматуры возникают трещины при соединениях. Они располагаются параллельно арматурным стержням. Причиной образования таких дефектов являются: неграмотная анкеровка арматурных стержней в углах ленточных фундаментов, просадка или пучение грунта, неправильно рассчитанная или плохо закрепленная опалубка, слишком раннее нагружение бетона до момента его полного затвердевания. Трещины при соединениях вызывают расслоение бетонного элемента.

2. Температурные

Во первых, температурные трещины связаны с изменением размеров бетонного камня при изменении температуры (коэффициент температурного расширения равен:     10^-5 С^-1 , иными словами, при перепаде температур от -40 ºС  до +40 ºС, расширение бетона может достигать 0,8 мм/м). В результате, такие трещины могут появляться при отсутствии деформационных швов во время быстрого перепада температур.  Во вторых, вызвать температурные трещины может попеременно замерзающая и оттаивающая вода в порах бетона, особенно в местах контакта с основанием, агрессивными и химически опасными средами.

Рисунок 1. Температурная трещина

И последнее от чего могут появиться температурные трещины это разница температур внешнего и внутреннего слоев бетонного элемента. Это актуально для больших объемов бетонных работ. В таких случаях следует устраивать технологические перерывы.

3. Усадочные

В силу своих технологических особенностей, обычный бетон  приготовленный на портландцементе (а это примерно 90% от всего производимого бетона) имеет свойства давать естественную усадку порядка 0,5 – 2,5 мм на 1 метр. Проявляется усадка бетона при наборе прочности, в первые трое суток.

Рисунок 2. Усадочные трещины

Причинами подобных трещин является «лишняя» вода в бетонной смеси, так как она способствует развитию в дальнейшем образованию трещин. Так же причиной может служить и «лишний» цемент (больше чем указано в рецептуре). Часто встречаемая ошибка в замесах: бетонная смесь получается слишком жидкой, и человек, дополнительно добавляя цемент, надеется увеличить его прочность, не зная о том, что вместе с этим, растет и усадка бетона. (Излишнюю текучесть бетонной смеси лучше исправлять смесью цемента с песком в пропорции 1/3). Так же усадочные трещины возникают из за недостатка армирования и коррозии арматуры при повреждении защитного слоя.

4. Осадочные

Осадочные трещины в основном проявляются, когда происходит неравномерная осадка фундамента, это приводит к деформации надземных конструкций. Причин, оказывающих влияние на осадку фундамента множество: неравномерное сжатие грунта, дополнительные пристройки, динамические воздействия, пучение и замачивание грунтов.

Рисунок 3. Осадочные трещины

В данном случае трещины являются только индикатором, поэтому в первую очередь устраняют неисправности в работе фундамента или проблемы с основанием и только потом переходят к ремонту трещин.

5. Износа

Трещины износа появляются в результате длительной попеременно действующей нагрузке. При такой эксплуатации трещины возникают закрытые трещины  (внутри сечения), и постепенно увеличиваются в размере. В результате происходит опасное хрупкое разрушение. Если рассмотреть сечение после такого разрушения, то можно увидеть, что одна часть гладкая (как будто зашлифована), а другая с неровностями. Это говорит о том, что в момент образования трещины под действием попеременных нагрузок область между трещинами терлась друг об друга. И в результате, когда сечение ослабевает до критических значений, вторая часть скалывается и выглядит с неровностями.

Список литературы:

1. Бетонные и железобетонные конструкции СП 63.13330.2012
2. Портал «Бетон и строительные технологии»:  http://www.helpbeton.ru/