Трещина в фундаменте дома

Цель капитального строительства — получение качественной продукции, а именно, зданий и сооружений, с наименьшими затратами времени и ресурсов.

Любое здание, а также многие виды других строительных конструкций возводятся на фундаментах. Фундаментом, согласно СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83», называют частично заглубленную в грунт основания конструкцию, которая распределяет нагрузку от здания или сооружения и передает ее на более глубокие слои основания, отличающиеся более высокой прочностью.

От надежности и прочности фундамента зависят надежность самой конструкции, ее стабильное положение и возможность эксплуатации в течение предусмотренного проектом времени.

Изготовление фундамента — процесс дорогостоящий. Как правило, затраты на его устройство составляют от 25 до 40 % общих затрат на строительство здания или сооружения, поэтому уменьшение расходов на возведение фундамента всегда дает значительную экономию. Но снижение затрат должно производиться с учетом сохранения надежности и долговечности фундамента, поэтому любое строительство начинается с предварительных работ:

1. изучения условий на строительной площадке — типа грунта, глубины залегания грунтовых вод, климатических условий;
2. изучения особенностей строительства и эксплуатации аналогичных, уже существующих, зданий и сооружений в подобных условиях;
3. учета неблагоприятных внешних воздействий.

С учетом собранных данных, производятся расчеты, на основании которых выбираются строительные материалы и технологии, которые будут применяться при возведении объекта. Каждый из этих этапов должен быть выполнен специалистами, имеющими соответствующую квалификацию и опыт выполнения подобных видов работ.

Если говорить упрощенно, готовая конструкция должна иметь такие характеристики, которые обеспечат ее полноценную безопасную эксплуатацию в течение предусмотренного проектом времени. При этом должны учитываться нагрузки и воздействия, которые будут на нее влиять, а также необходимость разумной экономии ресурсов.

Фундамент из железобетона

Фундаменты классифицируются на виды по форме, материалу и методу изготовления. По форме они подразделяются на:

1. плитные;
2. столбчатые;
3. ленточные;
4. свайные.

По методу изготовления — на монолитные и сборные.

Монолитные фундаменты изготавливаются из железобетона, то есть, бетона, армированного металлическим каркасом.

По сравнению со сборными фундаментами, которые выполняют из кирпичной, каменной кладки или блоков, монолитный железобетонный фундамент имеет в 2–4 раза более высокую прочность, долговечность и надежность.

К минусам монолитного фундамента относятся необходимость выполнить работы, по возможности, в один прием, чтобы конструкция не имела швов, а также необходимость выдерживания свежеуложенного бетона в течение нескольких недель до того, как фундамент можно будет начать нагружать.

Почему появляются трещины в фундаменте дома

Появление трещин в фундаменте — проблема, которая требует тщательного анализа и выбора решения. Причин, по которым в фундаменте могут появиться трещины, существуют немало, хотя в итоге все они сводятся к одной — несоответствию характеристик конструкции нагрузкам, которые она воспринимает в процессе изготовления и эксплуатации.

Ошибки на этапе выполнения расчетов

Фундамент — это конструкции, которая воспринимает нагрузку от сооружения и подвергается влиянию различных внешних воздействий, поскольку эксплуатируется на открытом воздухе.

Согласно СП 63.13330.2012 « Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003», начальные характеристики изделия должны обеспечивать:

1. Эксплуатационную пригодность изделия, то есть, отсутствие образования или чрезмерного раскрытия трещин, чрезмерных колебаний, перемещений или повреждений, затрудняющих нормальную эксплуатацию и/или нарушающих требования к внешнему виду изделия при любых расчетных воздействиях.
2. Безопасность — исключение разрушений любого характера и нарушения эксплуатационной пригодности, возникновения любых разрушений, которые могут принести вред жизни, здоровью или имуществу граждан при любых расчетных воздействиях в процессе строительства и эксплуатации.
3. Долговечность — удовлетворение требованиям безопасности и эксплуатационной пригодности на протяжении всего заданного времени эксплуатации при влиянии любых расчетных нагрузок.

В проектной документации также могут содержаться дополнительные требования.

С целью обеспечения надежности конструкции, в соответствии с ГОСТ 27751-2014 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения», производят расчеты по предельным состояниям:

1. Первой группы, которые приводят сооружение к полной непригодности к эксплуатации. К расчетам по предельным состояниям первой группы относятся расчеты по прочности, по устойчивости формы (для тонкостенных конструкций), по устойчивости положения.
2. Второй группы — затрудняющих нормальную эксплуатацию или снижающих предусмотренную долговечность конструкций. К расчетам по предельным состояниям второй группы относятся расчеты по образованию и раскрытию трещин и по деформации.

Все расчеты производятся таким образом, чтобы предельные состояния не были достигнуты во время строительства и эксплуатации изделия в течение установленного срока эксплуатации и с учетом воздействия расчетных нагрузок, а также различных аварийных ситуаций.

Эти требования, а также дополнительные требования, которые могут присутствовать в проектной документации, должны обеспечиваться выполнением требований:

1. к бетонной смеси и ее составляющим;
2. к арматуре;
3. к расчетам конструкций;
4. конструктивных требований;
5. технологических требований;
6. требований по эксплуатации

При проектировании фундамента учитывают, прежде всего, условия на строительном участке:

1. тип основания (надежное или ненадежное);
2. физико-механические характеристики грунтов;
3. наличие рельефа;
4. уровень залегания грунтовых вод и его сезонные колебания;
5. глубину промерзания грунта;
6. климатические, сейсмические, гидрогеологические условия;
7. наблюдаемые неблагоприятные геологические процессы (подтопления, температурные аномалии);
8. возможности изменения гидрогеологических условий и физико-механических свойств грунтов во время строительства и эксплуатации сооружения.

Основания, в соответствии с ГОСТ 25100-82, подразделяются на скальные и нескальные. Первые считаются, в целом, надежными. Вторые называют также грунтовыми; они более рыхлые и менее надежные. К ним относятся крупнообломочные, песчаные, пылевато-глинистые грунты.

Глинистые, пылевато-глинистые грунты, суглинки — это виды грунтов, которые способны впитывать и удерживать воду. При этом они разбухают, а после высыхания просаживаются. Поэтому важно выяснить уровень залегания грунтовых вод на участке с таким типом грунтов.

Если уровень грунтовых вод располагается менее, чем на 2 м ниже глубины промерзания грунта, вода по капиллярам может подниматься к фронту промерзания. Осенью, когда температура воздуха колеблется в районе 0° С, этого достаточно, чтобы грунт, насыщенный водой, стал пучиноопасным. При замерзании его объем увеличивается на 20–100 % — происходит пучение, в результате которого может лопнуть фундамент дома, и трещина может пойти с фундамента на стену.

Поэтому если инженерно-геологические изыскания показали, что на участке существует опасность пучения грунта, должны быть разработаны меры противодействия:

1. дренирование;
2. удаление грунта и замена его песком;
3. упрочнение верхнего слоя грунта связующими материалами;
4. увеличение глубины заложения фундамента;
5. применение мероприятий, которые уменьшают глубину промерзания грунта (утепление).

Ошибки на этапе выбора материалов

Требования к бетону и выполнению бетонных работ изложены в нормативных документах — СП 63.13330.2012 и СТО НОСТРОЙ 2.6.54-2011 «Конструкции монолитные бетонные и железобетонные. Технические требования к производству работ, правила и методы контроля».

Согласно СТО НОСТРОЙ 2.6.54-2011, бетонные работы состоят из следующих этапов:

1. приготовление бетонной смеси;
2. транспортирование бетонной смеси;
3. подача смеси;
4. укладка бетона;
5. уплотнение бетона;
6. уход за бетоном во время твердения.

Все эти этапы должны быть выполнены правильно, чтобы получить качественное изделие.

Основные материалы, которые применяются для строительства железобетонного фундамента — бетонная смесь и металлическая арматура.

Армирование обязательно применяется в изделиях, которые работают в условиях одновременного воздействия сжимающих, растягивающих сил, крутящих моментов, поэтому бетонный фундамент всегда выполняется армированным.

Отсутствие армирования фундамента, неправильное или недостаточное армирование может привести к трещинам и разрушению фундамента. При некорректной анкеровке арматуры появляются трещины, параллельные ей.

Бетонная смесь — это композитный материал, который состоит из вяжущего (как правило, цемента), заполнителей — мелких (песка) и крупных (щебня, гравия и других подобных материалов), а также воды и модифицирующих добавок, улучшающих свойства бетона или придающих ему требуемые характеристики.

Характеристики бетонов и растворов регулируются ГОСТ 25192-2012 Межгосударственный стандарт «Бетоны. Классификация и общие технические требования». Согласно этому стандарту, бетоны классифицируются:

1. По средней плотности (D) — на особо легкие (меньше D800), легкие (D800–D2000), тяжелые (D2000–D2500), особо тяжелые (свыше D2500) Число соответствует массе кубометра бетона в кг.
2. По прочности на сжатие — на классы, которые обозначаются буквой В и числом, соответствующим значению кубиковой прочности бетона в МПа с обеспеченностью 0,95. Она также называется нормативной кубиковой прочностью.
3. По морозостойкости — на классы, обозначаемые литерой F и числом, соответствующим количеству циклов замораживания/оттаивания, которое образцы выдерживают без разрушения. К материалам низкой морозостойкости относятся бетоны классов до F50; средней морозостойкости — от F50 до F300; высокой морозостойкости — выше F300.
4. По водонепроницаемости — на классы, которые обозначаются литерой W и числом, соответствующим максимальному давлению воды в кг/см², при котором образцы не пропускают воду. Бетоны низкой водонепроницаемости имеют класс по водонепроницаемости ниже W4, средней водонепроницаемости — W4–W12, высокой водонепроницаемости — выше W12.

Состав бетона

Прочность на сжатие — это главная нормируемая характеристика бетона. Не отвердевший раствор имеет класс по прочности В0; чем выше числовой показатель, тем выше прочность бетона.

Выбор прочности бетона на сжатие производится в зависимости от нагрузок, которые будет воспринимать конструкция. Например, для фундамента, на котором поставят легкий деревянный дом или баню, бетон высокого класса по прочности на сжатие не нужен, но если из такого бетона изготовить фундамент многоэтажного дома, он разрушится.

Таким образом, если фундамент дома треснул, причиной может быть неправильный выбор класса бетона по прочности на сжатие.
Прочность бетона прямо пропорционально связана и с другими его нормируемыми показателями — плотностью, водонепроницаемостью, морозостойкостью.

Чем бетон плотнее, тем меньше в его структуре содержится капилляров, пор, пустот, и он прочнее. В поры и капилляры может попадать вода. Чем их меньше, тем бетон более водонепроницаем. Поскольку при отрицательных температурах вода в порах бетона замерзает и повреждает его структуру, более плотная структура бетона обеспечивает и более высокую морозостойкость изделий из него.

Прочность бетона, в основном, зависит от трех факторов:

1. количества цемента в растворе;
2. активности цемента;
3. водоцементного соотношения.

При увеличении количества цемента и его активности прочность возрастает, а при повышении водоцементного соотношения — наоборот, снижается.

В таблице показано, как меняются основные нормируемые показатели бетона при повышении количества цемента в растворе.

Таким образом, для предотвращения появления трещин необходимо, прежде всего, правильно выбрать класс бетона и его состав.

Поскольку цемент — самый дорогостоящий компонент бетонной смеси, выбор чрезмерно прочного бетона нецелесообразен. Необходимо точно произвести расчеты и выбрать минимально достаточный класс бетона по прочности на сжатие.

Укладка бетона

При укладке бетонной смеси необходимо проследить, чтобы она заполняла все промежутки между стержнями арматуры и между арматурой и опалубкой.

Бетонная смесь по своей консистенции может быть как очень жесткой, так и более жидкой и текучей. По удобоукладываемости растворы подразделяются на классы, перечисленные в таблице ниже.

Как видим, смеси могут быть сверхжесткими, жесткими и подвижными.

Подвижные смеси, в свою очередь, подразделяются на пять классов по подвижности — от П1 (низкой подвижности) до П5 (высокой подвижности, литьевые).

Во всем мире большинство строителей предпочитают смеси класса по подвижности от П3 до П5. Высокоподвижные смеси растекаются под своим весом и самоуплотняются, не требуя виброобработки.

Консистенция смеси напрямую зависит от количества воды в ней: чем воды больше, тем смеси более текучая. Очевидным приемом для повышения подвижности смеси кажется повышение водоцементного соотношения, но мы помним, что оно приводит к снижению прочности бетона. Кроме того, при добавлении воды смесь может расслаиваться. Смеси с чрезмерно большим количеством воды при твердении дают сильную усадку, и это может стать причиной появления мелких трещин на фундаменте.

Перед строителями стоит задача повысить подвижность бетонной смеси, при этом снизить ее расслаиваемость и, как минимум, не уменьшить прочность.

Чтобы добиться необходимой подвижности раствора без снижения прочности бетона, применяют пластификаторы и суперпластификаторы. Они относятся к модифицирующим добавкам, которые применяются в бетонных смесях и растворах.

Добавками, по определению ГОСТ 24211-2008 Межгосударственный стандарт «Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия», называются органические и неорганические вещества, которые добавляют в состав бетонных смесей в ничтожно малых количествах для получения бетонов и растворов с требуемыми характеристиками.

Классы, группы и подгруппы добавок для бетонных растворов перечислены в таблице.

Пластификаторы и суперпластификаторы — это добавки, которые позволяют повысить подвижность бетонной смеси без повышения водоцементного соотношения.

Компания CEMMIX производит суперпластификатор для фундаментных работ Cem Base.

Добавление суперпластификатора Cem Base в растворы из расчета 0,5–2 л добавки на 100 кг цемента позволяет:

1. повысить подвижность бетонной смеси с П1 до П5;
2. уменьшить водопотребность смеси при сохранении удобоукладываемости;
3. устранить расслаивание раствора;
4. повысить живучести смеси;
5. отказаться от виброобработки, снизив трудоемкость бетонных работ и обеспечив экономию времени при их выполнении;
6. уменьшить усадочные явления и образование трещин;
7. повысить раннюю прочность бетона и скорость строительства;
8. увеличить марочную прочность бетона, его плотность, водонепроницаемость, водостойкость;
9. сэкономить до 10 % цемента без потери прочности бетонного изделия.

Еще одна полезная добавка в бетонные растворы для изготовления фундаментов — полипропиленовая и базальтовая фибра. Фиброй называют короткие отрезки волокон, которые добавляют в бетонные растворы при замешивании. Фибра распределяется во всем объеме бетона и обеспечивает объемное армирование, повышающее ударную вязкость бетона и его устойчивость к раскалывающим нагрузкам.

Благодаря снижению усадки при добавлении фибры в раствор, предотвращается образование трещин.

Одной из причин разрушения бетона являются экстремальные нагрузки, например, при пожаре. Добавление базальтовой фибры повышает огнестойкость бетона.

Уход за бетоном

Погода за окном может быть очень разной, но это не повод отменять бетонные работы. Между тем, нормальными условиями твердения бетона являются температура воздуха + 18–22° С и влажность воздуха, близкая к 100 %.

Это важно, потому что цемент — активный компонент раствора — является вяжущим водного твердения. А значит, бетон твердеет в присутствии воды.

При слишком высокой температуре и низкой влажности воздуха раствор пересыхает, при отрицательных температурах вода в смеси замерзает, и твердение прекращается. Твердение в неблагоприятных условиях снижает расчетную прочность бетона и приводит к образованию трещин.

Важно!

Расчетной называют прочность бетона на 28-е сутки при нормальных условиях твердения. Распалубочной — прочность, при которой можно снимать опалубку (она должна быть указана в проектной документации). Критической называют прочность бетона, по достижении которой его можно замораживать без снижения основных характеристик. Критическая прочность составляет от 30 до 70 % от расчетной; ее значение указывается в рабочей документации. При отсутствии указаний, по умолчанию критической считают 70 % от расчетной прочности.

В соответствии с СТО НОСТРОЙ 2.6.54-2011, уход за бетоном производится для обеспечения достижения требуемых показателей в проектном возрасте. Способы и продолжительность первичного и последующего ухода, а также все контролируемые в процессе ухода показатели и методы их контроля указываются в технологическом регламенте.

Согласно СП 70.13330, бетон сразу после окончания бетонирования до достижения критической прочности, а также во время перерывов при укладке должен быть предохранен от испарения воды и попадания на него атмосферных осадков.

Уход за бетоном в жаркую сухую погоду

Жаркой погодой считается температура воздуха в тени в 13 часов выше + 25° С и влажность воздуха менее 50 %. Если наблюдается ветер, каждые 2 м/с равны добавлению 1° С.

Первичный уход за бетоном после укладки, направленный на предотвращение испарения воды из раствора, начинают, спустя не более 10 минут после окончания работ по отделке поверхности уплотненной смеси и продолжают до достижения прочности 1,5 МПа. Применяются такие мероприятия, как:

1. укрытие влагонепроницаемыми материалами;
2. нанесение пленкообразующих покрытий;
3. для горизонтальных поверхностей, которые подвергаются воздействию солнечных лучей при температурах воздуха от +30° С и выше — укрытие теплоизоляционными материалами.

Последующий уход применяют для обеспечения благоприятных температурно-влажностных условий до достижения 70 % расчетной прочности бетона или, при наличии обоснования, до достижения 50 % от расчетной прочности, но в течение не менее 7 дней.

В это время осуществляются создание влагоемких покрытий и непрерывное орошение.

Уход за бетоном зимой

Зимним бетонированием называют бетонные работы при среднесуточных температурах ниже + 5° С либо при минимальных температурах ниже 0° С.

На графике показано, как меняется скорость твердения бетона при понижении температуры.

Для обеспечения твердения бетона при зимнем бетонировании применяют различные методы прогрева и обогрева бетона («теплый бетон»). Подробнее можно ознакомиться с ними в материале «Уход за бетоном». Однако все эти методы требуют применения специального оборудования и зачастую — дополнительных и весьма существенных расходов электроэнергии.

Чтобы уменьшить время применения таких дорогостоящих мероприятий, при зимнем бетонировании «теплого бетона» используют ускорители твердения.

Комплексный ускоритель твердения CemFix со свойствами пластификатора для бетона не вызывает коррозии арматуры. При добавлении в количестве 1 л на 100 кг цемента повышает класс подвижности бетонной смеси с П1 до П5, раннюю прочность бетона повышает на 20–40 %, а марочную — на 15–20 %, позволяет сэкономить 5–10 % цемента без снижения прочности готового изделия.

Бетонировать зимой можно и без тепловлажностной обработки. Такое бетонирование называют «холодным бетоном». В этом случае качественное твердение обеспечивается применением противоморозных добавок.

Противоморозные добавки CemFrio и HotIce позволяют получать качественные бетонные изделия при температуре воздуха до – 20° С. Добавки совместимы с любыми цементами отечественного производства. Они не вызывают коррозию металлической арматуры и улучшают их сцепление с бетоном.

Имея свойства пластификаторов, добавки CemFrio и HotIce при добавлении, соответственно, 1,7–3,5 л или 3–10 л на 100 кг цемента (в зависимости от температуры воздуха), повышают подвижность и удобоукладываемость раствора, позволяют уменьшать количество цемента в смеси на 10 % и повышают прочность бетонных изделий.

Что делать, если треснул фундамент

Если лопнул фундамент дома, первое, что нужно сделать — выяснить причину образования трещины и степень ее влияния на конструкцию.

Важно понимать, что хотя повреждение бетона всегда сопровождается образованием трещин, не всегда образование трещин является признаком разрушения бетона.

Наличие повреждения и его степень оценивается, исходя из комплекса факторов:

1. глубина и ширина раскрытия трещины;
2. локализация;
3. степень ее подверженности агрессивным воздействиям.

Эти факторы всегда легко определимы при осмотре конструкции, в отличие от выяснения причины образования трещины.

Перед принятием решения о ремонте, проводят мониторинг технического состояния конструкции. Трещины могут:

1. не оказывать влияния на прочность конструкции;
2. уменьшать прочность на 5–50 %;
3. уменьшать прочность конструкции более, чем на 50 % (разрушать ее).

В соответствии с ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния», техническое состояние конструкции может быть оценено как:

1. Нормативное, то есть, соответствующее установленным в проектной документации значениям с учетом пределов их изменения.
2. Работоспособное, то есть, с повреждениями, не приводящими к нарушению работоспособности и несущей способности.
3. Ограниченно-работоспособное, то есть, имеющее дефекты и повреждения, которые привели к снижению несущей способности, но опасность внезапного разрушения отсутствует.
4. Аварийное, то есть, имеющее повреждения, которые свидетельствуют об исчерпании несущей способности конструкции и опасности ее обрушения.

После обследования объекта специалистом принимается решение о дальнейшей эксплуатации. Если конструкция не удовлетворяет требованиям поверочных расчетов по несущей способности и эксплуатационной пригодности, ее необходимо усилить, либо снизить нагрузку на нее.

Согласно ГОСТ 27751, ширина раскрытия трещин (в конструкциях, в которых допускается образование трещин) устанавливается в соответствии с требованиями, предъявляемыми к конструкции, условиями ее эксплуатации, воздействием окружающей среды, характеристиками материалов, включая особенности коррозионного поведения арматуры.

Также необходимо установить, меняется ли ширина раскрытия трещин. Нестабильные трещины под воздействием различных факторов или просто со временем могут менять свои размеры:

1. При влиянии временных перегрузок, после их отмены трещина может закрыться.
2. Сжимающие напряжении, действующие перпендикулярно трещине, могут сдерживать ее расширение.
3. Некоторые химические процессы могут приводить к «самозалечиванию» трещин. Это связано с продолжающейся гидратацией зерен цемента, которая может наблюдаться в течение многих лет после строительства.
4. При постоянных перегрузках, скорее всего, будет наблюдаться тенденция к расширению трещины.

Обычно рекомендуется максимальной принимать ширину раскрытия трещин 6,3 мм. В условиях агрессивной среды эта величина составляет 0,004 от толщины защитного слоя арматуры. Например, если защитный слой имеет толщину 40 мм, то максимальная ширина раскрытия трещин составит 0,16 мм (у поверхности бетона).

Проблема даже небольших трещин в фундаменте состоит в том, что внутрь трещины может попадать вода. При отрицательных температурах она замерзает, расширяется, превращаясь в лед и расклинивает края трещины. При каждом цикле замораживания/оттаивания ситуация повторяется, что приводит к увеличению ширины раскрытия и глубины трещины. Таким образом она может дойти до арматуры, и начнется процесс коррозии металла. Поскольку продукты коррозии металла имеют больший объем, чем металл, их накопление будет вызывать дальнейшее расслоение и растрескивание бетона.

В целом, любые трещины, имеющие ширину более 0,1 мм в наружных элементах (или подвергающихся агрессивным воздействиям) должны быть загерметизированы с целью предотвращения попадания влаги и дальнейшего разрушения.

Классификация трещин

По ширине раскрытия трещины подразделяются на три вида:

1. Волосяные, с шириной раскрытия до 1 мм. Появление таких микротрещин в фундаменте практически неизбежно, но на его несущую способность они, как правило, влияния не оказывают.
2. Трещины среднего размера, с шириной раскрытия до 10 мм.
3. Массированные трещины, более 10 мм в ширину.

В зависимости от глубины, различают трещины неглубокие, глубокие и сквозные.

По направлению трещины могут быть горизонтальными, вертикальными и диагональными. Последние два вида могут оказывать негативное влияние на несущую способность фундамента.

По расположению трещины бывают:

1. локальными — на некоторых участках;
2. расположенными по углам или краям;
3. сплошными, по всей поверхности изделия.

В зависимости от влияния на несущую способность конструкции, трещины подразделяются на следующие виды:

1. оказывающие влияние на несущую способность конструкции;
2. трещины от пожара;
3. не оказывающие влияние на несущую способность конструкции.

Трещины, оказывающие влияние на несущую способность конструкции (конструктивные)

Причины их появления:

1. ошибки в расчетах;
2. превышение расчетных нагрузок, связанное с изменением условий эксплуатации;
3. нарушение технологии строительства;
4. некачественные материалы;
5. непредвиденные нагрузки (взрыв, удар).

Трещины от пожара

При пожаре возникают трещины как конструктивные, так и не конструктивные, которые сопровождают повреждение бетона.

Трещины, не оказывающие влияние на несущую способность конструкции

Также называются структурными или неконструктивными. К ним относится большинство трещин в бетоне. Основные причины их появления — низкое качество бетона и недостаточный защитный слой арматуры.

Советуем изучить: Армированный бетон

Структурные трещины подразделяются на несколько типов

1. трещины при пластической усадке;
2. температурно-усадочные трещины в бетоне в раннем возрасте;
3. усадочные трещины при высыхании;
4. трещины из-за коррозии арматуры.

Трещины при пластической усадке бетона

К этой категории относятся два вида трещин, которые появляются в ранние сроки после укладки бетона.

Первый вид — поверхностные трещины. Они образуются на горизонтальных бетонных поверхностях из-за их пересыхания. Особенно часто это происходит в сухую жаркую или ветреную погоду. Обычно эти трещины неглубокие, но в некоторых случаях могут быть и сквозными. По ширине они волосяные, имеют длину от 50 до 750 мм и довольно прямолинейную форму.

Профилактика появления таких трещин — правильный уход за свежеуложенным бетоном, о чем речь шла выше.

Ремонт поверхностных трещин, если они неглубоки и не приводят к разрушению конструкции, заключается в заполнении их цементным раствором, после чего отремонтированную поверхность необходимо укрыть пленкой минимум на 48 часов.

Второй вид — трещины, которые появляются из-за оседания бетонной смеси. Они могут появиться вследствие сопротивления поверхности твердеющего бетона оседанию либо из-за застревания смеси на арматуре. В первом случае трещины имеют глубину 20–25 мм и у поверхности они шире, чем в глубине. Во втором — трещина у поверхности может выглядеть небольшой, но внутри образуется раковина.

Чтобы предотвратить появление трещин этого типа, необходимо более тщательно проводить уплотнение смеси, а также корректировать ее состав, в частности, применять пластифицирующие добавки.

Ремонт таких трещин производят методами инъектирования.

Температурно-усадочные трещины в бетоне в раннем возрасте

Обычно трещины этого типа появляются после снятия опалубки либо, если опалубка не применялась, в течение 48 часов после укладки, но не всегда они могут быть заметны сразу.

Их появление связано с экзотермическим характером реакций гидратации, которые протекают в бетонной смеси. Чем конструкция массивнее, тем больше тепла выделяется.

Поверхность бетона охлаждается быстрее, чем смесь в толще элемента, что вызывает возникновение температурных напряжений (как правило, растягивающих). Если они превышают прочность бетона на растяжение или прочность сцепления бетона с арматурой, происходит образование трещин.

Эти трещины пронизывают весь элемент и, хотя не оказывают влияния на несущую способность конструкции, являются местами, где бетон ослаблен. Поэтому они должны быть отремонтированы. Обычно стабильные температурно-усадочные трещины заполняют жесткими цементными растворами методом инъектирования. Нестабильные трещины герметизируют и закрывают изоляционным слоем (например, отделкой).

Усадочные трещины при высыхании

Трещины этого типа в фундаментах, как правило, не образуются. Они более характерны для ненесущих элементов без арматуры. Вызываются неправильным подбором состава смеси, обычно чрезмерным количеством воды в ней или применением некачественных заполнителей с большим количеством очень мелких фракций.

Эти трещины со временем увеличиваются в ширине; в возрасте 180 суток их ширина в четыре раза больше, чем в возрасте 28 суток.

Однако усадка бетона при высыхании приводит к тому, что ширина раскрытия любых других типов трещин увеличивается. Введение в растворы добавок, уменьшающих усадочные явления, таких, как пластификаторы и фибра, предотвращает увеличение раскрытия трещин.

Трещины из-за коррозии арматуры

Эти трещины связаны с недостаточной толщиной защитного слоя (то есть, слоя бетона от поверхности стержня арматуры до края элемента) либо низким качеством бетона. Как уже отмечалось, продукты коррозии металла объемнее, чем сам металл, поэтому при коррозии арматуры бетон начинает отслаиваться и крошиться.

Если конструкция эксплуатируется в условиях агрессивных воздействий, для предотвращения коррозии арматуры особенно важно, чтобы она была изготовлена из водонепроницаемого бетона.

Фундамент эксплуатируется в непосредственном контакте с грунтом, который содержит воду с растворенными в ней химическими соединениями, подвергается воздействию атмосферных осадков, перепадов температур, отрицательных температур.

При постоянном воздействии, вода для бетона является агрессивной средой. Она может проникать в поры и капилляры на высоту до 2 м. При отсутствии защиты, воздействие неблагоприятных факторов среды вызывает преждевременное разрушение бетона.

Согласно СП 28.13330.2017 «Защита строительных конструкций от коррозии», методы защиты подразделяются на первичные, вторичные и специальные:

1. К первичным мерам относится выбор материалов и технологий, применение которых позволяет изготовить конструкцию, успешно сопротивляющуюся внешним агрессивным воздействиям. По отношению к бетону, это выбор класса бетона по водонепроницаемости и морозостойкости. Получение такого бетона обеспечивается выбором состава, в том числе, применением добавок. Введение в состав бетонной смеси гидрофобизатора CemAqua обеспечивает объемную гидрофобизацию, грязе- и водоотталкивающие характеристики бетона, отсутствие намокания и предотвращение появления высолов. Также CemAqua повышает удобоукладываемость раствора и позволяет сэкономить до 10 % цемента без снижения прочности.
2. Вторичные меры — это создание изоляционных слоев на поверхности конструкции, чтобы защитить ее от агрессивных внешних воздействий. Например, комплексное влагоотталкивающее средство CemAquaStop — это пропитка, которая при нанесении на пористые поверхности (бетон, кирпич) образует паропроницаемую водоотталкивающую полимерную пленку и таким образом предотвращает намокание, появление высолов, преждевременное разрушение материала.

Важно!

Для фундаментов обычно применяются первичные меры защиты и иногда — вторичные.

Методы ремонта трещин в фундаменте

Структурные трещины не снижают несущую способность конструкции, но в конструкциях, эксплуатирующихся под открытым небом (как фундаменты) они будут постепенно расширяться. Поэтому ремонт необходим. После его выполнения фундамент может эксплуатироваться еще, как минимум, 10–15 лет.

Ремонт структурных трещин обычно не вызывает сложностей. Проблема может быть только в сохранении внешнего вида изделия. Она решается нанесением декоративных покрытий.

Для ремонта небольших трещин в фундаменте, которые не влияют на несущую способность, применяют безусадочные цементные растворы:

1. На одну объемную часть цемента берут три части песка (крупность зерен которого выбирается в зависимости от ширины раскрытия трещины), добавляют по 0,7 части воды и клея Elast Сemmix. Раствор имеет высокую эластичность, повышенную адгезию к основанию, тиксотропность, благодаря чему не сползает даже при нанесении на вертикальные поверхности, повышенную на 20 %, по сравнению с бездобавочными растворами, прочность на сжатие и на 50 % — на изгиб. Быстро схватывается, может применяться при срочном ремонте.
2. Безусадочный быстротвердеющий водонепроницаемый раствор на основе жидкого стекла Liqui имеет антисептические свойства. На одну объемную часть цемента добавляют по 3 части песка и жидкого стекла Liqui, которое заменяет в растворе воду полностью.

Трещину расшивают, используя молоток и зубило либо «болгарку», удаляют рыхлый материал, увеличивая ширину трещины, как минимум, на 5 мм.

Обнажившуюся арматуру, очищают жесткой щеткой либо сжатым воздухом от ржавчины и обрабатывают антикоррозионным средством.

Крупные трещины расшивают углошлифовальной машиной по типу «ласточкин хвост» со сторонами 20 x 20 мм.

Подготовленные поверхности очищают от пыли пылесосом либо промывают водой и высушивают, грунтуют грунтовкой по бетону или клеем Elast Сemmix. Устанавливают армирующие скобы, при помощи кельмы наносят и разравнивают ремонтный раствор, плотно заполняя трещины. Излишки раствора удаляют так, чтобы участок, подвергшийся ремонту, слегка возвышался над основной поверхностью, с расчетом на небольшую усадку.

Важно!

При ремонте трещин должна обеспечиваться равнопрочность отремонтированных участков конструкции с основным бетоном.

Ремонт небольших трещин

Перед ремонтом трещины обстукивают молотком на предмет обнаружения пустот. Если таковые не обнаруживаются, бетон не крошится, и на нем нет ржавых пятен, предполагают, что коррозия арматуры незначительна, и трещина не нуждается в расшивании. В качестве методов диагностики рекомендуется вырубить бетон в нескольких местах, чтобы проверить состояние арматуры и взять несколько проб бетона на анализ.

Затем трещину и поверхность вокруг нее очищают металлической щеткой и при помощи кисти заполняют ее раствором из 2 массовых частей портландцемента и 1 части эмульсии бутадиен-стирольного латекса. Этот же раствор наносят и вдоль трещины с обеих сторон на ширину около 75 мм (где бетон обработан щеткой). Через 1–2 недели можно нанести второй слой раствора.

Ремонт волосяных трещин

Для волосяных трещин при отсутствии коррозии арматуры и выкрашивания бетона рекомендуется следующий метод:

1. Поверхность бетона промыть водой.
2. Жидким цементным раствором при помощи шпателя заполнить трещину. Для снижения водопроницаемости раствора в его состав добавляют латекс.
3. Через 2 недели промыть поверхность водой.
4. Поскольку прочность отремонтированного бетона все же ниже первоначальной, рекомендуется выполнить гидроизоляцию поверхности.

Ремонт трещин, вызванных коррозией арматуры

Если бетон крошится, разупрочняется, наблюдаются коррозия арматуры и структурные трещины, необходим фрагментарный ремонт.

Сначала необходимо удалить весь крошащийся бетон. Это можно сделать вручную либо с применением напорной струи воды с давлением 20–65 МПа. Струя воды также очищает арматуру от коррозии, а тонкая оксидная пленка, которая после этого образуется на поверхности стали, защищает ее. Если бетон удаляется вручную, обнажившуюся арматуру необходимо очистить от продуктов коррозии.

Очищенные поверхности бетона и арматуры покрывают подготовительным слоем раствора из двух массовых частей портландцемента и одной части эмульсии бутадиен-стирольного либо акрилового латекса. Раствор должен быть жидким, его наносят кистью. Таким образом создается интенсивная щелочная среда для улучшения сцепления старого бетона и арматуры с новым бетоном.

Не позднее, чем через 20 минут после выполнения этой операции, необходимо начать укладку нового раствора (либо бетонной смеси) на портландцементе.

Прочность нового раствора должна примерно соответствовать прочности старого бетона, поскольку если ремонтный раствор будет значительно прочнее, он быстро отслоится.

Нанесение раствора производится вручную, мастерком или методом торкетирования. При ручном нанесении раствора для обеспечения качественного уплотнения в его составе применяют песок более крупных фракций, чем в растворе для торкетирования.

По окончании ремонта, по периметру восстановленной области возникнут волосяные трещины, которые необходимо герметизировать во избежание их дальнейшего расширения. Для этого на поверхность бетона щетками наносят раствор из портландцемента и эмульсии бутадиен-стирольного либо акрилового латекса (в соотношении 2:1 по массе). Желательно по завершении работ нанести декоративное покрытие.

Инъектирование и торкетирование

Это эффективные методы профессионального ремонта бетона, которые требуют применения специальной техники и работы квалифицированных специалистов.

При инъектировании трещины и другие дефекты заполняются раствором под давлением. Раствор нагнетается в специально сделанные отверстия в бетоне, что позволяет усилить конструкцию и обойтись без ее фрагментарной замены.

При торкетировании (напорном бетонировании) ремонтный слой цементно-песчаного раствора наносят под давлением, при этом заполняются все трещины, сколы и любые дефекты.

Усиление фундамента

Железобетонный фундамент можно усилить обоймой, которая охватывает конструкцию с четырех сторон. Толщина слоя бетона обоймы составляет обычно до 0,3 м.

Для этого по периметру конструкции устанавливают арматуру и инвентарную щитовую опалубку. Если бетонирование будет производиться методом инъектирования (что рекомендуется), в опалубке предусматривают инъекционные отверстия.

Для лучшего сцепления свежего бетона обоймы со старым бетоном, поверхность фундамента должна быть подготовлена. С нее снимают слой старого бетона, если обнажилась сохранная арматура, очищают и грунтуют ее. Для придания шероховатости поверхность обрабатывается перфораторами или отбойными молотками со специальными насадками. При небольших объемах работ допустимо нанесение насечек вручную.

Высверливаются отверстия, в которые устанавливают анкера. Поверхность бетона очищают от пыли, промывают, высушивают.

Затем опалубка заполняется бетонной смесью. После того как она наберет расчетную прочность, снимают опалубку.

Возведение и ремонт монолитных железобетонных конструкций — процесс трудоемкий. Внедрение эффективных специализированных материалов и технологий, позволяющих снизить трудоемкость и повысить качество строительства и ремонта — одна из важнейших задач строителей.

Добавки и фибра CEMMIX позволяют строить и ремонтировать качественно и при этом экономить. Купить продукцию CEMMIX можно в строительных сетях и на маркетплейсах, а также оптом по выгодным ценам. Приглашаем к сотрудничеству на взаимовыгодной основе региональных представителей нашей продукции.