Особенности определения прочности бетона при обследовании и реконструкции зданий и сооружений

Практически при всех обследованиях зданий и сооружений одной из задач является определение фактической прочности бетона. Решить эту за­дачу в данном случае значительно сложнее, чем если бы она решалась вовремя строительства. Сложность заключается в том, что с момента изготов­ления конструкций и до их обследования проходит некоторое время, иногда более 50 лет, и за этот срок в бетоне произошли различные деструктивные изменения. В большинстве случаев неизвестны состав бетона, технология его приготовления, способы уплотнения и способы термовлажностной об­работки. Отсутствие таких показателей затрудняет, а иногда делает невоз­можным определение градуировочных зависимостей величин косвенных характеристик от прочности обследуемого бетона. За время, прошедшее с момента изготовления конструкции до ее обследования, прочность бетона может увеличиться за счет продолжения гидратации цемента или умень­шиться вследствие сульфатной коррозии или воздействия агрессивных сред. Эти обстоятельства необходимо учитывать при выборе метода контроля.

Каждое обследование сугубо индивидуальное и зависит от характера объекта, его назначения. Поэтому очень сложно разработать типовые мето­дики оценки фактической прочности бетона в эксплуатируемых конструк­циях. Сложность заключается еще и в том, что, как правило, работа по об­следованию проводится на действующих предприятиях с различными тех­нологиями и температурно-влажностными режимами. Потребность в про­ведении работ по обследованию в последнее время возрастает, что связано с изменением технологии производства и реконструкцией зданий и соору­жений.

Большой опыт, накопленный авторами при обследовании строитель­ных объектов, позволил разработать некоторые рекомендации по определе­нию фактической прочности бетона в эксплуатируемых конструкциях. Эти рекомендации неоднократно проверены при многочисленных обследовани­ях зданий и сооружений гражданского, социального и производственного назначения.

Обследование начинается с предварительного изучения проектно-технической документации, актов скрытых работ, актов приемной комиссии, заключений по предыдущим обследованиям, режимов эксплуатации и нали­чия агрессивных сред. Определяют проектную прочность бетона в конструкциях, способы их изготовления, используемую технологию, состояние бетона и наличие коррозии и, если это возможно, поднимают архивные документы по составу бетона и результатам его испыта­ния.

Получив некоторые сведения о бетоне и способах изготовления конст­рукций, можно приступать непосредственно к определению прочности бе­тона. Руководствуясь рекомендациями, приведенными в разделе 4.4, назна­чают участки, в которых предполагается определять прочность бетона. С помощью шлифовальной машинки на выбранных участках удаляют поверх­ностный слой на площади 200´200 мм и обнажают структуру бетона. Глу­бина шлифовки составляет 3–4 мм и зависит от степени карбонизации бето­на, которую определяют известными способами.

Далее выбирают один из рассмотренных выше методов или комплекс из двух-трех методов для определения прочности бетона. Этот этап обсле­дования очень важный, поскольку от него зависят точность контроля и сте­пень трудоемкости. На выбор метода влияют несколько факторов, к основ­ным из которых можно отнести доступность участков, полноту собранной информации, состояние
бетона и тот факт, отличается ли прочность бетона в поверх­ностном слое от прочности бетона, расположенного в середине сечения. По­следний фактор можно оценить только ультразвуковым импульсным мето­дом путем поверхностного прозвучивания на базе 115 мм при частоте коле­бания 60 кГц и сквозного прозвучивания с соосным или диагональным рас­положением преобразователей. Если скорость ультразвука при поверхност­ном прозвучивании выше, чем при сквозном, то можно предположить, что прочность бетона в поверхностном слое больше, чем в середине сечения. В этом случае необходимо отдать предпочтение ультразвуковому методу с со­осным расположением преобразователей, который учитывает состояние бе­тона по всему сечению.

Если скорость ультразвука в поверхностном слое равна или ниже, чем в середине сечения, можно принять другие методы. Уменьшение прочности поверхностного слоя необходимо учесть соответствующими коэффициента­ми.

Из других методов авторы отдают предпочтение методу ударного им­пульса с использованием прибора ИП-1. Использование ИП-1 позволяет оп­ределять прочность в труднодоступных местах и с меньшими трудозатрата­ми, поскольку результаты измерения выдаются сразу
в единицах прочности. Модификацию прибора (ИП-1, ИП-1 к, ИП-1 г) выбирают в зависимости от материала крупного заполнителя (известняк, керамзит, гранит).

В случае, когда для определения прочности бетона принят ультразвуко­вой импульсный метод, необходимо обратить особое внимание на построение градуировочной зависимости «скорость – прочность», которая может быть получена одним из нижеприведенных методов.

Если при изучении архивных материалов удалось определить состав бетона и технологию изготовления конструкций, то для оценки градуиро­вочной зависимости «скорость – прочность» целесообразнее всего изгото­вить из бетона такого же состава и по такой же технологии контрольные ку­бы, которые после набора прочности следует испытывать ультразвуком и на прессе до разрушения. По результатам испытания построить градуировочную за­висимость.

Однако такое встречается очень редко, чаще всего узнать состав бетона из архивных материалов не удается. В этом случае используют комплексные методы. По структуре вскрытых участков все конструкции объединяются в несколько групп с примерно одинаковыми диаметрами, количеством и ма­териалом крупного заполнителя. В каждой группе, не менее чем в трех уча­стках, определяют скорость распространения ультразвука и прочность бето­на одним из доступных методов. К таким методам можно отнести высвер­ливание керна и метод отрыва со скалыванием. Зная прочность бетона и скорость распространения ультразвука, определяют корреляционные коэф­фициенты для каждой группы конструкций.

Когда нет возможности высверлить керны или применить метод отры­ва со скалыванием (сжатые или тонкостенные конструкции), то прочность бетона определяют методом ударного импульса с использованием прибора ИП1.

Определив прочность бетона в каждом участке как среднюю по ре­зультатам пяти измерений, вычисляют однородность и среднюю прочность бетона в каждой конструкции. Значение этой прочности учитывают в пове­рочном расчете несущей способности конструкции. Если есть участки с очень низкой прочностью по сравнению с проектной, то решается вопрос о замене бетона на этом участке или замене всей конструкции, анализируют причины, вызвавшие понижение прочности бетона, и разрабатывают меро­приятия по исключению возникновения таких причин при дальнейшей экс­плуатации зданий и сооружений.

Дата добавления: 2014-11-25