Результаты мониторинга прочностных характеристик монолитных бетонных плит на основе неразрушающих методов контроля
По материалам Международной научной конференции "Технология строительства и реконструкции: проблемы и решения" — TCR-2004, состоявшейся 25-26 октября 2004 г. в Минске в БНТУ.
Эксплуатационные качества бетонных изделий в значительной степени определяются соблюдением требований технологии монолитного бетонирования, ее стабильностью, правильным выбором состава бетона с учетом условий эксплуатации готовых изделий. Наличие системы мониторинга — в первую очередь прочностных характеристик — позволит не только констатировать степень соответствия фактических показателей качества бетона проектным, но и обеспечить производственный цикл дополнительной информационной обратной связью, позволяющей оперативно выявлять отклонения в технологии процесса и вносить соответствующие коррективы.
Особая роль при этом принадлежит неразрушающим методам контроля. Неразрушающие методы контроля прочности бетона, нашедшие свое место в практике строительства, можно разделить на две группы:
— методы, основанные на локальном разрушении (микро-макро) фрагмента (участка) изделия (отрыв со скалыванием, скалывание ребра, пластическая деформация);
— методы, прогнозирующие прочность по упруго-деформативным свойствам (метод упругого отскока, ударно-импульсный метод и ультразвуковой импульсный метод).
За последние 10-15 лет парк средств неразрушающего контроля бетона претерпел некоторые изменения в плане совершенствования конструкций и дизайна, но сами методы контроля остались практически неизменными.
Как показали проведенные исследования, обеспечение требований к надежности контроля прочностных характеристик бетона, особенно на стадии его "созревания", каким-либо одним из существующих неразрушающих методов выглядит проблематичным. Одним из многообещающих направлений совершенствования неразрушающего контроля является, по нашему мнению, разработка системы оценки распалубочной прочности бетона современными неразрушающими методами при бетонировании конструкций в построечных условиях, основанной на комплексном использовании нескольких взаимно дополняющих методов контроля.
Для накопления исходного статистического материала с последующей математической обработкой и формированием акустической модели твердеющего бетона с 1 июня 2004 г. выполняются работы (на базе натурных испытаний) по оценке распалубочной прочности бетона при бетонировании конструкций в построечных условиях на строительстве "Подземного общественно-торгового центра" на площади Независимости и на объекте "Национальная библиотека" (ряд измерений) в г. Минске с применением комплекса современных неразрушающих методов контроля прочности: метода упругого отскока, ультразвукового и ударно-импульсного методов.
На рис. 1, 2 и 3 показаны приборы оценки прочности бетона монолитных изделий. Оценка прочности бетона выполнена тремя разными методами контроля. Для более точной привязки результатов неразрушающих испытаний к фактической кубиковой прочности бетона было выполнено несколько заборов кернов бетона непосредственно в зонах неразрушающего контроля (рис. 4).
Для контроля использовалась без предварительной подготовки открытая (верхняя) поверхность плиты. Наибольший объем экспериментальных данных получен на плитах основания, условно обозначенных как "Плита №1" и "Плита №2", которые расположены в юго-западной части котлована объекта на площади Независимости (рис. 8). На рис. 5 и 6 показаны планы расположения зон (постов) контроля и диаграммы распределения отсчетов прочности бетона по линиям (сечениям) контроля для плиты основания №1. Возраст бетона на момент испытаний — двое суток. В табл. 1 и на рис. 7 — данные испытаний плиты №1 в 10-суточном возрасте бетона. Зоны контроля размечены с шагом 1,8-2,0 м, расстояние от края плиты — 1 м. В табл. 2 и 3 и на рис. 9 приведены данные контроля бетона плиты основания №2.
Расположение постов контроля и диаграммы распределения прочности бетона по сечению 1 плиты основания №1 (возраст бетона — двое суток).
Расположение постов контроля и диаграммы распределения прочности бетона по сечению 2 плиты основания №1 (возраст бетона — двое суток).
Расположение постов контроля и диаграммы распределения прочности бетона по сечению 2 плиты основания №1 (возраст бетона — 10 суток).
Научно-исследовательские работы по развитию и совершенствованию системы мониторинга прочностных характеристик монолитных бетонных изделий на основе неразрушающего экспресс-контроля включают в себя:
1) исследования степени влияния технологических факторов на оценки прочностных и упруго-деформативных характеристик бетона неразрушающими методами:
1.1) экспериментальные исследования влияния водосодержания бетона на оценки прочности неразрушающими методами;
1.2) экспериментальные исследования влияния гранулометрического состава, вида заполнителя бетона и различных типов добавок на акустические параметры (скорость, затухание импеданс области контакта ультразвуковых датчиков с поверхностью) для различных значений прочности и возраста бетона;
1.3) исследование корреляции перечисленных технологических параметров бетона (пункты 1.1 и 1.2) с оценками его прочности испытанием образцов — кернов и методами отрыва со скалыванием, ударно-импульсного и упругого отскока;
2) математическую обработку экспериментальных данных, формирование поля информационных параметров; разработку алгоритма комплексного, интегрального учета оценок распалубочной прочности бетона неразрушающими методами;
3) разработку методики оценки распалубочной прочности монолитного бетона на основе совместного использования приборов, реализующих:
— ультразвуковой метод (бетон-тестер ультразвуковой БНТУ);
— ударно-импульсный метод (ИПС-МГ4);
— метод упругого отскока.
С. ЛЕОНОВИЧ, доктор техн. наук, Д. СНЕЖКОВ, В. МУЛЯРЧИК, Минск
Эксплуатационные качества бетонных изделий в значительной степени определяются соблюдением требований технологии монолитного бетонирования, ее стабильностью, правильным выбором состава бетона с учетом условий эксплуатации готовых изделий. Наличие системы мониторинга — в первую очередь прочностных характеристик — позволит не только констатировать степень соответствия фактических показателей качества бетона проектным, но и обеспечить производственный цикл дополнительной информационной обратной связью, позволяющей оперативно выявлять отклонения в технологии процесса и вносить соответствующие коррективы.
Особая роль при этом принадлежит неразрушающим методам контроля. Неразрушающие методы контроля прочности бетона, нашедшие свое место в практике строительства, можно разделить на две группы:
— методы, основанные на локальном разрушении (микро-макро) фрагмента (участка) изделия (отрыв со скалыванием, скалывание ребра, пластическая деформация);
— методы, прогнозирующие прочность по упруго-деформативным свойствам (метод упругого отскока, ударно-импульсный метод и ультразвуковой импульсный метод).
За последние 10-15 лет парк средств неразрушающего контроля бетона претерпел некоторые изменения в плане совершенствования конструкций и дизайна, но сами методы контроля остались практически неизменными.
Как показали проведенные исследования, обеспечение требований к надежности контроля прочностных характеристик бетона, особенно на стадии его "созревания", каким-либо одним из существующих неразрушающих методов выглядит проблематичным. Одним из многообещающих направлений совершенствования неразрушающего контроля является, по нашему мнению, разработка системы оценки распалубочной прочности бетона современными неразрушающими методами при бетонировании конструкций в построечных условиях, основанной на комплексном использовании нескольких взаимно дополняющих методов контроля.
Для накопления исходного статистического материала с последующей математической обработкой и формированием акустической модели твердеющего бетона с 1 июня 2004 г. выполняются работы (на базе натурных испытаний) по оценке распалубочной прочности бетона при бетонировании конструкций в построечных условиях на строительстве "Подземного общественно-торгового центра" на площади Независимости и на объекте "Национальная библиотека" (ряд измерений) в г. Минске с применением комплекса современных неразрушающих методов контроля прочности: метода упругого отскока, ультразвукового и ударно-импульсного методов.
На рис. 1, 2 и 3 показаны приборы оценки прочности бетона монолитных изделий. Оценка прочности бетона выполнена тремя разными методами контроля. Для более точной привязки результатов неразрушающих испытаний к фактической кубиковой прочности бетона было выполнено несколько заборов кернов бетона непосредственно в зонах неразрушающего контроля (рис. 4).
Расположение постов контроля и диаграммы распределения прочности бетона по сечению 1 плиты основания №1 (возраст бетона — двое суток).
Расположение постов контроля и диаграммы распределения прочности бетона по сечению 2 плиты основания №1 (возраст бетона — двое суток).
Расположение постов контроля и диаграммы распределения прочности бетона по сечению 2 плиты основания №1 (возраст бетона — 10 суток).
Научно-исследовательские работы по развитию и совершенствованию системы мониторинга прочностных характеристик монолитных бетонных изделий на основе неразрушающего экспресс-контроля включают в себя:
1) исследования степени влияния технологических факторов на оценки прочностных и упруго-деформативных характеристик бетона неразрушающими методами:
1.1) экспериментальные исследования влияния водосодержания бетона на оценки прочности неразрушающими методами;
1.2) экспериментальные исследования влияния гранулометрического состава, вида заполнителя бетона и различных типов добавок на акустические параметры (скорость, затухание импеданс области контакта ультразвуковых датчиков с поверхностью) для различных значений прочности и возраста бетона;
1.3) исследование корреляции перечисленных технологических параметров бетона (пункты 1.1 и 1.2) с оценками его прочности испытанием образцов — кернов и методами отрыва со скалыванием, ударно-импульсного и упругого отскока;
2) математическую обработку экспериментальных данных, формирование поля информационных параметров; разработку алгоритма комплексного, интегрального учета оценок распалубочной прочности бетона неразрушающими методами;
3) разработку методики оценки распалубочной прочности монолитного бетона на основе совместного использования приборов, реализующих:
— ультразвуковой метод (бетон-тестер ультразвуковой БНТУ);
— ударно-импульсный метод (ИПС-МГ4);
— метод упругого отскока.
С. ЛЕОНОВИЧ, доктор техн. наук, Д. СНЕЖКОВ, В. МУЛЯРЧИК, Минск
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 47 за 2004 год в рубрике материалы и технологии
