Тепловая обработка бетонных и железобетонных изделий (стр. 7 )

Для заделки трещин и дефектов в глубине конструкции применяют нагнетание в них специальных составов. При значительных размерах дефектов используют составы на неорганических веществах: высокопрочном или тампонажном цементе, жидком стекле и др. Для залечивания более мелких дефектов широко применяют составы на основе полимеров. В зависимости от размеров дефектов и их состояния (сухие или влажные) используют различные составы (табл. 13.1).

Для ремонта используют специальное оборудование и технологию (рис. 13.6). На поверхность конструкции в местах ремонта наносят поверхностное герметизирующее покрытие, оставляя в нем отверстия для подачи пропитывающего состава. Затем с помощью специальных устройств через эти отверстия в бетон нагнетают пропиты­вающий состав.

В одних устройствах смо­ла и отвердитель смешиваются непосред­ственно в смесительной головке, в других производят предварительное смешивание компонентов в специальных смесителях и затем через рабочую головку нагнетают готовую смесь в бетон под значительным давлением. Применяют составы со скоро­стью затвердевания от 10 мин до несколь­ких часов и прочностью 20 ... 120 МПа в зависимости от условий ремонта и требо­ваний, предъявляемых к прочности конст­рукции.

Таблица 13.1 – Композиции для ремонта бетонных и железобетонных конструкций

Рис. 13.6 - Ремонт трещин и неплотностей в бетонных и железобетонных конструкциях: 1 - поверхностное герметизи­рующее покрытие с отверстиями для подачи пропитывающего состава; 2 - смесительная головка; 3 - бетонная конструкция

В современных условиях все боль­шее применение для ремонта находят ком­позиции на основе полимерных связую­щих, свойства которых можно изменять в широких пределах. Для этого в их состав вводят различные вещества, изменяют со­отношения между составными частями композиции. Одни вещества способству­ют ускорению или замедлению затвердевания композиции, другие - пласти­фицируют смесь, улучшают ее адгезию к бетону, третьи - задерживают ста­рение и т. д. В табл. 13.1 приведены примеры полимерных композиций, при­меняемых при ремонте железобетонных конструкций.

При повреждении арматуры в каждом конкретном случае должны разрабатываться специальные предложения по ремонту, учитывающие на­значение конструкции, характер повреждения, условия ремонта. После вос­становления арматуры или ее замены проводят бетонирование защитных слоев бетона и при необходимости осуществляют меры по улучшению структуры и свойств отремонтированных участков конструкции рассмот­ренными выше способами.

Ремонт и усиление бетонных и железобетонных конструкций позво­ляет продлить срок их службы при сравнительно небольших затратах ресур­сов, а также осуществлять реставрацию и санацию зданий и сооружений.

Лекция № 14 – КОНТРОЛЬ И УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ

ПРОИЗВОДСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ И КОНСТРУКЦИЙ ИЗ БЕТОНА, ЖЕЛЕЗОБЕТОНА И ДРУГИХ МАТЕРИАЛОВ

Вопросы:

14.1 Организация контроля качества при производстве бетона и ЖБИ;

14.2 Неразрушающие методы контроля качества бетона;

14.3 Контроль за деформациями бетона

14.1 Организация контроля качества при производстве

бетона и ЖБИ

Постоянно действующий производственный контроль является гаран­тией получения изделий и конструкций высокого качества. Производственный контроль должен охватывать все стадии технологического процесса. Он включает в себя входной, операционный и приемочный контроль. В табл 14.1 представлена организация контроля производства и качества железобетонных изделий. В ГОСТ 13015.1-80 установлены правила приемки сборных конструкций по показателям их качества по данным входного, операционного и приемочного контроля. К входному контролю относится контроль качества материалов для приготовления бетона, арматурных из­делий отделочных, теплоизоляционных и смазочных материалов; к опера­ционному - контроль состава и свойств бетонной смеси, контроль за технологическим процессом изготовления железобетонных изделии, конт­роль соответствия требованиям технологической документации; к прие­мочному - контроль всех нормируемых качественных показателей затвердевшего бетона.

Таблица 14.1 – Организация контроля производства и качества железобетонных изделия

Контроль	Контролируемые параметры материалов, процессов н продукции	Исполнители
Входной	Цемент: -вид, марка, наличие паспорта; -физико-механические свойства.	Отдел снабжения, Лаборатория
Заполнители: -вид, наличие паспорта; -физико-механические свойства, Влажность.	Отдел снабжения, Лаборатория
Столь арматурная: -вид, класс, марка стали, наличие сертификатов; -физико-механические свойства.	Отдел снабжения, Лаборатория
Операционный	Изготовление бетонной смеси: -точность дозирования; -степень перемешивания; -удобоуклалывасмостъ.	Лаборатория, Работники БСЦ
Изготовление арматурных изделий: -применение стали заданного класса и диаметра; -размеры изделий, испытание стали, режима сварки, прочности сварных соединений.	Лаборатория, ОТК и работники арматурного цеха
При формовании железобетонных изде­лий: -установка и фиксация арматурных изделий, натяжение арматуры; -степень уплотнения бетонной смеси, время и режим тепловлажностной обработки; -передаточная прочность бетона, режим отпуска натяжения арматуры	Лаборатория, ОТК и работник формовочного цеха
Приемочный	Отпуск изделий: -отпускная и марочная прочность бетона, -прочность, жесткость, трещиностойкость -приемка готовых изделий	Лаборатория, ОТК

Для управления производством и качеством бетона используют вы­числительную технику и автоматизированные системы управления.

Управление качеством бетона осуществляется на основе поопера­ционного контроля производства. Для его проведения используют экспресс-методы, позволяющие быстро оценить свойства материала или пара­метры процесса, разрабатываются специальные полуавтоматические и авто­матические средства, а также используется выборочная проверка объектов контроля. Для оценки свойств цемента предложены рентгенографические и другие методы экспресс-анализа его минералогического состава и способы быстрого определения удельной поверхности цемента. По их результатам прогнозируется возможное влияние качества цемента на свойства приготов­ляемой бетонной смеси и бетона и при необходимости производятся изме­нения состава бетона и режима технологических операций. Необходимое быстродействие обеспечивается обработкой результатов на ЭВМ по специ­альной программе.

Качество заполнителя оценивают стандартными методами или по результатам его испытаний непосредственно в бетоне. Влажность заполни­теля может определяться электрофизическими и радиационными методами. Влияние заполнителя на свойства бетонной смеси сравнительно просто можно установить по результатам испытания смеси: по ее сопротивлению перемешиванию или по оценке ее подвижности.

За изменением прочности бетона в процессе твердения можно сле­дить по изменению показаний ультразвуковых приборов. Повышение проч­ности бетона связано с ростом количества новообразований цементного камня и увеличением его плотности, что приводит к повышению скорости прохождения ультразвука через бетон (рис. 14.1). Контроль прочности бетона производится стандартными методами. В процессе производства прочность бетона оценивают неразрушающими методами.

Рис. 14.1 – Изменение скорости ультразвука в процессе твердения бетона:

1 – в период затвердевания бетонной смеси;

2 – в период твердения бетона

При производстве железобетонных конструкций контролируются:

1) отпускная прочность бетона;

2) передаточная прочность бетона - для предварительно напряженных конструкции;

3) прочность бетона в установленном проектной документацией инструкции (при снятии несущей опалубки и т. д.);

4) прочность бетона в проектном возрасте - для сборных и монолитных конструкций.

Определение прочности бетона в партии производят на основе испы­тания контрольных образцов бетона или неразрушающими методами.

На заводах сборного железобетона постоянно должны проводиться мероприятия по повышению качества продукции и производиться ее аттес­тация. Особое внимание должно обращаться на узловые вопросы, определя­ющие качество изделий. Важное значение имеет состояние форм. Содержа­ние форм в чистоте, систематическая проверка их состояния, использование доброкачественной смазки — все это способствует повышению качества продукции.

Распространенным дефектом железобетонных изделий является от­клонение установленной арматуры и закладных деталей от проектного по­ложения. В результате ухудшаются технические свойства изделия, затрудня­ется монтаж на строительной площадке. Поэтому необходимо предусматри­вать принудительную надежную фиксацию арматуры и закладных деталей в формах.

Решающее значение для качества и надежности сборного железобе­тона имеет качество бетона. На производстве необходимо проводить систематичес­кий контроль за состоянием дозаторов и бетоносмесителей, за соблюдением длительности перемешивания, применять такие способы транспортировки бетонной смеси, которые не приводят к ее расслаиванию.

При укладке бетонной смеси следует не допускать ее падения с боль­шой высоты, применять смеси, технологические свойства которых соответ­ствуют параметрам вибрационного или другого уплотняющего оборудова­ния, систематически проверять амплитуду и частоту колебаний виброобору­дования, так как его загрязнение, налипание на нем бетона могут привести к ухудшению его рабочих параметров.

В мероприятиях необходимо предусмотреть обеспечение хорошего качества поверхности изделия. При отсутствии специальных механизмов открытая поверхность бетона получается излишне шероховатой, особенно при применении слишком жесткой бетонной смеси. Это ухудшает внешний вид, часто приводит к нарушению заданной толщины изделий и увеличива­ет трудоемкость работ на строительстве.

Поэтому в технологии следует предусматривать соответствующие отделочные устройства и такую организацию производства, которая гаран­тировала бы хорошее качество открытой поверхности изделия. Для этого необходимо обеспечивать равномерное распределение бетонной смеси при ее укладке, эффективную вибрацию при уплотнении, применение пригруза или специальных заглаживающих устройств, виброрейки, вращающегося ролика, дисковой заглаживающей машины, шлифовальных кругов.

Для получения высокого качества поверхностей изделий, прилегаю­щих к форме, следует хорошо очищать и смазывать формы, применять спе­циальные смазки, пластифицировать бетон, использовать отделочные и под­стилающие составы, обеспечивать хорошее соответствие между подвижно­стью бетонной смеси и параметрами вибрации, избегать применения слиш­ком жестких бетонных смесей.

Необходимо предусматривать мероприятия, обеспечивающие сохра­нение высокого качества изделий после их изготовления. Бетон является хрупким материалом, поэтому при небрежном хранении и транспортировке в изделиях легко могут появиться дефекты - отколы углов и кромок, трещи­ны и др. Во избежание этого следует содержать в порядке транспорт, скла­дировать изделия с выполнением всех предупредительных мер - установкой специальных прокладок в соответствующих местах, применять при погруз­ке специальные захваты, использовать соответствующим образом оборудо­ванные транспортные средства.

14.2 Неразрушающие методы контроля качества бетона

Для более полного контроля за качеством бетона в изделиях недоста­точно обычных стандартных методов испытаний. Контрольные образцы, как бы точно ни соответствовало их изготовление условиям производства, имеют другие размеры, что сказывается на условиях их формования и твер­дения, и поэтому они оценивают свойства бетона в изделии лишь с опреде­ленной степенью приближения.

В настоящее время широко используют неразрушающие методы кон­троля прочности бетона, которые условно можно разделить на две группы: механические, или поверх­ностные, и физические. В механических методах поверхность изделия или образца подвергается определенному виду, как правило, механического воз­действия, и о прочности бетона судят по сопротивлению, которое он оказы­вает этому воздействию. Физические методы основываются на оценке прочности бетона по скорости прохожде­ния через него ультразвука или по регистрации колебаний и других физиче­ских величин, которое производится с помощью сложных физических при­боров.

Построение тарировочных зависимостей. В неразрушающих мето­дах контроль прочности бетона производится косвенным путем по опреде­лению степени его сопротивления механическому воздействию на поверх­ность изделия, по твердости, скорости прохождении звука, величине воз­буждаемых при ударе колебаний и другим характеристикам, которые мож­но получить без разрушения изделия или образца. Для определения прочно­сти бетона в этих случаях используют тарировочные зависимости, связыва­ющие прочность бетона с показателями, получаемыми при данном методе испытания. Эти зависимости выявляются путем предварительных испыта­ний по выбранному методу и по стандарту и обычно для удобства пользова­ния выражаются в виде графиков.

Для получения достоверных зависимостей и определения точности испытания необходимо провести не менее 50 предварительных опытов. По результатам испытаний устанавливают величину среднеквадратического от­клонения s при определении прочности бетона по тарировочной кривой:

где ΔRi = RТi - Ri; RТi - предел прочности, полученный по тарировочной кривой; Ri(R1… Rп )- предел прочности, установленный для того же об­разца стандартными испытаниями.

В некоторых случаях представляет интерес опреде­ление прочности бетона на растяжение. По этой прочности можно судить о прочности бетона на сжатие, так как известно, что между ними существует ориентировочная зависимость

где kр - коэффициент, для обычного бетона kр ≈ 0,5; мелкозернистого kр ≈ 0,55.

Испытание на осевое растяжение очень трудоемко и требует специ­альных образцов, поэтому на практике часто пользуются упрощенным ме­тодом определения прочности бетона путем его раскалывания. В этом слу­чае прочность на растяжение

где Р - разрушающая нагрузка, кН; а - сторона куба, см.

При испытании образцов раскалыванием необходимо прикладывать нагрузку в узких полосах сверху и снизу образца с помощью проволочек, стержней (рис. 14.2, а) или другого раскалывающего приспособления. Ре­зультат испытания в некоторой степени зависит от ширины полосы прило­жения нагрузки, например при диаметре стержня d = 14 мм Rр. р = 2,4 МПа, при d = 10 мм Rр. р = 2,2 МПа, при d = 2...5 мм Rр. р = 1,9 МПа. Определение Rр. р следует производить при минимальных диаметрах проволочки 2...5 мм. При испытаниях низкопрочного и легкого бетонов может оказаться невозможным применение проволоки очень малых диаметров, так как в этом случае наблюдается местное смятие бетона и проволока частично утапливается в поверхность образца. Если диаметр проволоки будет очень малым, то возможно почти полное ее вдавливание в бетон и тогда к растя­гивающим усилиям могут добавиться сжимающие усилия плит пресса, осо­бенно если образец имеет недостаточно точные размеры и форму, поэтому диаметр проволоки надо выбирать таким образом, чтобы избежать подобно­го явления. Обычно диаметр 5 мм - оптимальный, и он обеспечивает доста­точную точность результатов испытаний.

Рис. 14.2 – Испытание бетонных образцов раскалыванием: а - приспособление для центрирования образца; б - определение прочности при растяжении и сжатии на одном образце; 1 - направляющие стержни: 2 - раскалывающие стержни; 3 - образец; 4 - положение образца при раскалывании; 5 - положение образца при сжатии.

Ориентировочно оценить прочность бетона на сжатие и растяжение можно путем испытания одного образца. Для этого образец сначала раска­лывают с помощью проволочек на специальном кондукторе для определе­ния прочности на растяжение, затем половинки куба тщательно складыва­ют, добиваясь их первоначального положения, и испытывают на сжатие (рис. 14.2, б). При этом плоскость раскола располагается перпендикулярно действующей нагрузке. Опыты показали, что при таком испытании предел прочности при сжатии в среднем составляет 0,95 предела прочности, полу­ченного стандартными испытаниями.