Зимнее бетонирование – обследование и испытание конструкций

Инженеры компании оказывают услуги по обследованию конструкций, выполненных в условиях зимнего бетонирования. Выполняется оценка несущей способности, прочности и надежности.
Автор материала:
Кандидат технических наук,
Бахотский И.В.
Дата публикации статьи: 05.01.2025 г.


Оказание услуг по обследованию и мониторингу зданий и сооружений: ООО «ЭПБ – Проект»
Телефон: +7 812-244-37-80
E-mail: epb-proekt@mail.ru

При какой температуре замерзает бетон?

Зимнее бетонирование – сложный технологический процесс, обусловленный низкими температурами окружающей среды.

При температуре ниже 5-ти градусов по Цельсию все химические процессы необходимые для гидратации (схватывания) цемента замедляются, а при понижении температуры останавливаются.

Согласно графику зависимости набора прочности бетона от температуры и времени, при температуре ниже 5 градусов по Цельсию бетон не наберет необходимую прочность.
Графика зависимости набора прочности бетона от температуры и времени твердения – бетона.jpg

График зависимости набора прочности бетона от температуры и времени твердения бетона.

Бетон замерз, последствия.

Проморозили бетон

Последствия замерзания бетона. Монолитное железобетонное перекрытие.

Последствия промерзания конструкций:
  • бетон не набирает проектную прочность;
  • возникают внутренние и наружные трещины, усугубляющиеся воздействием замерзшей воды в порах (выкол бетона);
  • концентрация напряжений на стыках «замерзшего» и «прогретого» бетона приводит к образованию трещин.
Низкая прочность бетона может привести к его деформациям и обрушению после нагружения.
За счет образования трещин в «теле» бетона развиваются процессы коррозии в арматуре, что приводит к уменьшению сечения арматуры и выколам бетона.

При обнаружении замораживания бетона, необходимо выполнить инструментальное обследование строительных конструкций.

Не рекомендуется:
  • выполнять обследование и испытание бетона с помощью методов неразрушающего контроля, а именно: упругого отскока, ультразвука и отрыва со скалыванием. Методы неразрушающего контроля не позволяют адекватно оценить повреждение бетона на всю толщину конструкции;
  • испытывать бетон во влажном состоянии и при отрицательных температурах (перед испытанием бетон следует тщательно просушить и отогреть). Влажный и замерзший бетон существенно влияет на результаты испытаний.

Обследование замерзшего бетона

Инженерами компании выполнено обследование монолитной железобетонной плиты перекрытия многоквартирного жилого дома с признаками промерзания бетона.

На основании ГОСТ 31937-2024 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния» инженерами разработана программа обследования в которой отражены основные работы необходимые для определения категории технического состояния и возможности дальнейшего использования строительной конструкции.

Исходные данные для проведения экспертизы:
  • чертежи марки КЖ (конструкции железобетонные);
  • чертежи марки АР (архитектурные решения);
  • исполнительная схема;
  • паспорт качества бетонной смеси.
Обследования замерзшего бетона плиты перекрытия

Фрагмент программы обследования монолитной железобетонной плиты перекрытия.

Состав работ по обследованию

Отбор кернов для лабораторного испытания замерзшего бетона.

Отбор кернов для проведения лабораторных испытаний.

Для достижения указанной цели и решения поставленных задач, в соответствии с методикой проведения технического обследования и на основании технического задания, было выполнено:

Подготовительный этап обследования:
  • ознакомление с объектом обследования (анализ исходной проектной и технической документации);
  • разработка программы обследования.

Визуально инструментальное обследование:
  • выявление дефектов и повреждений, их фотофиксация и замеры;
  • составление схемы дефектов и ведомости дефектов с указанием характера и степени аварийности дефектов;
  • определение прочности бетона монолитной конструкции в соответствии с ГОСТ 18105-2018 «Бетоны. Правила контроля и оценки и прочности», ГОСТ 28570-2019 «Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций»;
  • отбор бетонных кернов из монолитной конструкции при помощи установки алмазного бурения – не менее 18 шт;
  • определения глубины морозной деструкции бетона;
  • лабораторное определение прочности образцов-кернов;
  • определение категории технического состояния конструкции в соответствии с ГОСТ 31937-2024;
  • камеральная обработка полученных данных с выдачей итогового технического заключения по результатам визуально – инструментального обследования с выводами и рекомендациями.

Визуальное обследование

На стадии визуального обследования выявлены многочисленные продольные трещины, развивающиеся в нижней зоне плиты перекрытия.

Ширина раскрытия трещин на поверхности конструкции составляет 0,1 – 0,3 мм., шаг между трещин в среднем составляет 400 мм. Через трещины фиксируются выходы солей, т.н. высолы.

Фотофиксация трещин, высолов сведена в ведомость дефектов и повреждений.

На плане перекрытия в графических материалах обследования отмечено расположение всех дефектов и повреждений.

Выполненные геодезические измерения – прогибов плиты не выявили.
Определение ширины раскрытия трещины в железобетоне.

Определение ширины раскрытия трещины с помощью шаблон – линейки.

Инструментальное обследование

Трещины в теле замороженного бетона

Внутренние скрытые дефекты и повреждения бетона.

В зонах дефектов и повреждений бетона отобраны керны диаметром 100 мм в количестве 18-ти штук. Керны отобраны не только в зонах повреждений, но и в зонах визуально внешне удовлетворительного состояния бетона.

В местах отбор проб, визуально фиксировалось состояние защитных слоёв бетона, а также наличие скрытых повреждений в теле конструкции (трещины, каверны, крупные поры и пр.).

У верхнего защитного слоя зафиксированы визуальные нарушения структуры бетона в виде повышенной пористости, каверн, нарушений контактов цементного камня с крупным заполнителем – повреждения на глубину до 30 мм.

У нижнего защитного слоя визуальных нарушений структуры не выявлено.

При отборе керна на фото вскрыта трещина. Раскрытие трещины на поверхности конструкции составляет 0,1 мм. Раскрытие трещины в теле конструкции составляет 0,5 мм.

Результаты осмотра кернов и отверстий сведены в таблицу для дальнейшего анализа повреждений.
В результате освидетельствования вскрытий установлено, что наибольшие повреждения структуры бетона (в виде повышенной пористости, каверн, нарушения контактов цементного камня с крупным заполнителем) получил только верхний защитный слой бетона.

Глубина повреждений в целом не превышает фактическую толщину защитного слоя бетона. В среднем глубина повреждений составляет 20,6 мм.

В результате освидетельствования вскрытий выявлены внутренние трещины в 40 % случаев. Ширина раскрытия трещин составляет 0,1 – 1,1 мм.

Трещины связаны с температурно – усадочными явлениями в бетоне, возникшими в результате нарушений режима электропрогрева и раннего ухода за бетоном.

Трещины расположены преимущественно между верхней и нижней рабочей арматурой и местами выходят на нижнюю поверхность плиты перекрытия.
Визуальный осмотр кернов промороженного бетона перекрытия

Визуальный осмотр кернов с целью поиска дефектов и повреждений.

Камеральная обработка полученных данных

Визуальный осмотр кернов промороженного бетона перекрытия

Отобранные керны с плиты перекрытия. Частично забракованные.

Для определения фактической прочности бетона отбирались пробы в виде кернов при помощи установки алмазного бурения.

Керны диаметром 100 мм и высотой 180 ±5 мм (высота кернов соответствует толщине перекрытия) после выбуривания упаковывались, транспортировались и хранились до испытания в паронепроницаемой упаковке (полиэтиленовая стреч-плёнка высокой плотности).

Лабораторное определение прочности бетона выполнялось разрушающим методом при помощи пресса по образцам, предварительно подготовленным из проб-кернов, в соответствии с ГОСТ 28570-2019 «Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций» и ГОСТ 10180-2012 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам».
Для определения прочности бетона перекрытия и оценки степени снижения прочности бетона у верхнего защитного слоя (наиболее повреждённого при раннем замораживании) готовились образцы следующим образом:
  1. Серия образцов для испытания защитного слоя бетона. Для этого, из верхней части исходных проб-кернов (Ø 100 мм и h=180 мм) выпиливались образцы-цилиндры диаметром 44 мм и высотой 38 мм, при этом, для выравнивания, на верхнюю плоскость образца-цилиндра наносился тонкий слой ремонтного состава соответствующей прочности.
  2. Серия образцов без защитного слоя, для этого из оставшейся части исходных проб-кернов выпиливались цилиндры диаметром 100 мм и высотой 70-130 мм (в зависимости от наличия в исходных пробах арматуры).
Схема испытания промороженного бетона при обследовании

Схема подготовки образцов для определения прочности бетона перекрытия и оценки степени снижения прочности бетона у верхнего защитного слоя.

Плотность бетона определялась в соответствии с ГОСТ 12730.1-2020 «Бетоны. Методы определения плотности». Согласно ГОСТ 12730.1-2020 средняя плотность образцов «dc» определяется как отношение массы бетона (образца) к его общему объёму (с порами) в состоянии естественной влажности.

Выводы и рекомендации по результатам обследования

Выводы
Установлено, что повреждения структуры бетона в виде повышенной пористости, каверн, нарушения контактов цементного камня с крупным заполнителем получил только верхний защитный слой бетона. В среднем глубина повреждений составляет 20,6 мм, что в целом не превышает фактическую толщину защитного слоя бетона до рабочей арматуры.

Фактический класс прочности бетона конструкции плиты перекрытия удовлетворяет требования проекта и завода изготовителя бетонной смеси. Прочность верхнего защитного слоя бетона (наиболее повреждённого при раннем замораживании) снизилась по отношению к основной толще плиты перекрытия на 12,01 %. На основании поверочных расчетов можно утверждать, что несущая способность плиты с учетом локального снижения класса бетона обеспечена.

Зафиксированы массовые повреждения в виде продольных трещин. Ширина раскрытия трещин составляет 0,1 – 1,1 мм. Глубина трещин 100 – 150 мм. Данные трещины связаны с температурно – усадочными явлениями в бетоне, возникшими в результате нарушений режима электропрогрева и раннего ухода за бетоном.

Рекомендации:
С целью восстановления эксплуатационной надежности выполнить ремонт трещин в плите перекрытия методом инъектирования.
Объекты компании «ЭПБ-Проект»
Объекты компании расположены не только в Санкт - Петербурге и Ленинградской области, но и по все России (Москва, Псков, Новгород, Петрозаводск, Петропавловск-Камачатский, Архангельск, Вологда, Сыктывкар, Мурманск, Мариуполь, Иркутск, Калининград и т.д. )
Цены | Обследование зданий в 2025 году | Техническое обследование зданий
Предоставим сметный расчет по обследованию здания. Разработаем техническое задание и предоставим коммерческое предложение с учетом Ваших задач и необходимым Вам сроком.
Обследование зданий | Техническое | Строительное| Визуальное| Инструментальное
Выполняем обмерные чертежи, обследование зданий и сооружений для разработки проектно - сметной документации по капремонту и реконструкции здания. Обследование технического состояния здания.

Как спасти замерзший бетон?

Если бетон замерз в течении первых суток, то его необходимо срочно отогреть. Если удастся отогреть бетон, то на марочную прочность бетона уже не выйти, но можно постараться максимально приблизится к этому значению. В 70 % случаев закладывают в проекте и заказывают марку бетона выше, чем необходимо исходя из несущей способности. Не стоит полагаться на противоморозные добавки в бетон, так как они позволяют только довести бетон до строительной площадки.

Порядок действий по спасению замерзшего бетона

Утепление и прогрев замерзшего бетона

Спасение замерзшего бетона создание теплового контура и прогрев тепловыми пушками.

  1. Создать теплый контур. Накрыть бетон пленкой и утеплить с наружной стороны по верху пленки. Контур необходимо делать максимально низкий, чтобы не обогревать лишнее пространство.
  2. Установить тепловые пушки. Положение пушек периодически менять, чтобы обогрев был равномерный.
  3. С поверхности бетона убрать лишнюю воду, не создавать луж. Бетон должен быть увлажнен, а не плавать в воде. В противном случае изменится водоцементное отношение, что приведет к снижению прочности бетона.
  4. Греть бетон от трех до десяти суток в зависимости от температуры нагрева бетона. Контролировать температуру бетона с помощью бесконтактного термометра (пирометра).
  5. Через 28 суток провести испытания бетона специализированной организацией по обследованию зданий.
Важно помнить, что при использовании тепловых пушек выделяется углекислый газ, который приводит к карбонизации бетона. Для предотвращения карбонизации бетона, необходимо периодически проветривать «тепляк».

Если все будет выполнено согласно рекомендациям и в срок, то возможно пострадает только поверхностный слой бетона (толщиной до 10 мм), который до производства работ необходимо будет демонтировать.
Закажите звонок инженера!
Или Вы можете позвонить нам сами
+7 (812) 244-37-80
Объекты компании «ЭПБ-Проект»
Объекты компании расположены не только в Санкт - Петербурге и Ленинградской области, но и по все России (Москва, Псков, Новгород, Петрозаводск, Петропавловск-Камачатский, Архангельск, Вологда, Сыктывкар, Мурманск, Мариуполь, Иркутск, Калининград и т.д. )
О компании ООО «ЭПБ-Проект»
Инженеры компании оказывают услуги по обследованию и мониторингу технического состояния зданий и сооружений.
Контакты ООО «ЭПБ – Проект»
Контакты компании по обследованию зданий и сооружений ООО «ЭПБ – Проект»