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.)