Методика оперативного температурно-прочностного контроля

В дальнейшем к рассмотрению принята методика оперативного температурно-прочностного контроля (ОТПК) как один из наиболее продуманных подходов к решению вопросов контроля состояния бетона в конструкциях на ранних этапах выдерживания, отвечающий современным требованиям.

В результате своего развития сложилась в комплексную систему ОТПК, имеющую все необходимые организационные, информационно-технические и методические составляющие, которые органически связаны, естественным образом вписываются в действующие нормативные требования и решают большинство существующих проблем контроля выдерживания бетона.

Основными компонентами методики ОТПК являются:

- множественные прямые и косвенные (через опалубку) измерения температуры бетона;

- обработка данных измерений на объекте при помощи компьютерной программы, выполняющей полный анализ температурных параметров бетона с определением прочности бетона в контрольных точках и оформлением исполнительной документации по температурному контролю;

- выборочный неразрушающий контроль прочности бетона для подтверждения достоверности температурно-прочностных расчётов и настройки программы на реально применяющийся бетон;

- оперативные решения по управлению выдерживанием бетона и оценка качества применяемого бетона.

В части определения температуры бетона в составе этой системы были разработаны специальные способы (прямые и косвенные) и технические средства (различные типы температурных датчиков, единый регистрирующий прибор) для измерений температур бетона, позволяющие вести объективный контроль в необходимом объёме, существенно повысить темп измерений (5...10 секунд на точку) и их безопасность.

Примечательно применение компьютерной программы температурно-прочностного мониторинга (TRM), реализующей детальный анализ по всем КТ температурных измерений на объекте в ходе тепловой обработки с расчетным прогнозированием прочности бетона и оформлением результатов наблюдений в табличном и графическом виде с цветовым акцентированием температурных и прочностных критериев в КТ, что существенно упрощает анализ состояния бетона. Наряду с оперативными оценками текущего состояния бетона различных конструкций, с помощью программы, может быть осуществлено краткосрочное (по складывающемуся тепловому режиму) и долговременное (период остывания и выдерживания с температурами воздуха) прогнозирование прочности. Также могут производиться вероятностные оценки разбросов температур и прочностей по всему объему выборки однородных конструкций при сложившихся условиях выдерживания, делаться статистические сводки режимов выдерживания отдельных конструкций. Действия с программой предусматривают, также, процедуры обработки результатов натурных испытаний прочности (в КТ температурного контроля). Единая температурная история и специальная методика статистической обработки данных позволяет производить настройку расчетов на бетон, методы выдерживания и испытаний в производственных условиях, тем обеспечивая соответствие расчетных показателей прочности используемому методу неразрушающих испытаний.

Организационно методика ОТПК предполагает использование на объекте группы специально обученных людей – термометристов (обустройство КТ и измерение температур) и сменного инженера (выборочный контроль прочности, обработка и анализ данных). При этом неизменно важным компонентом является техническое (приборное) и информационное (технологический регламент, правила выполнения контроля и т.п.) обеспечение.

Более подробное рассмотрение методики ОТПК, а также методов температурно-прочностного контроля в целом, показало, что:

1. Не раскрывается вопрос о необходимой точности температурных измерений при осуществлении построечного температурного контроля, что важно в свете использования непрямых измерений температуры бетона.

2. Стендовые эксперименты, выполненные в рамках обоснования метода косвенных измерений с применением теплоизолирующих накладок [19] не учитывают ряд показателей, характерных для построечных условий, что затрудняет оценку производственной точности метода.

3. Отсутствуют обоснованные приёмы проведения температурного контроля с применением косвенных измерений температуры бетона, их комбинаций с прямыми измерениями, а также с применением различных измерительных средств.

4. Открытым остаётся вопрос о соотношении поверхностной и средней прочности в сечениях конструкций различной массивности — поскольку при косвенных измерениях температура и, соответственно, прочность по ней определяется именно в поверхностных слоях бетона, также как и при неразрушающих методах контроля (в 2,5-Змм слое).

5. Недостаточно проработанным видится прогнозирование прироста прочности в период неконтролируемого выдерживания - при остывании с разрешённых температурных перепадов «бетон-воздух» и при выдерживании с реальными температурами наружного воздуха.

Цели и задачи исследования

В результате анализа существующей системы температурно-прочностного контроля с учетом существующих тенденций, в диссертации поставлена цель исследований: повышение эффективности ненадёжности процессов управления тепловой обработкой и выдерживанием бетона монолитных конструкций зданий, в том числе подвергающихся ранней распалубке, посредством разработки новых и совершенствования существующих технологических приёмов оперативного объектного температурно-прочностного контроля.

Для достижения поставленной цели сформулированы и решены следующие основные задачи исследования:

- теоретически обоснован метод косвенного определения температуры бетона через опалубку с использованием ИК термометрии;

- теоретически обоснован метод косвенного определения температуры бетона через опалубку с использованием контактных датчиков температуры и теплоизолирующих накладок;

- разработан метод организации оперативного мониторинга состояния возводимых монолитных конструкций в реальном масштабе времени;

- определены перспективные направления дальнейших исследований в рамках обозначенной предметной области;

- проведен анализ факторов, определяющих неоднородность условий выдерживания бетона в объеме отдельных конструкций и их фрагментов;

- разработаны правила выполнения косвенного определения температуры бетона в построечных условиях;

- разработаны типовые приёмы построечного температурного контроля с применением различных приборных средств и методик измерений для надёжной оценки теплового режима содержания конструкций и прогнозирования прочности;

- составлены рекомендации по выдерживанию вертикальных монолитных железобетонных конструкций, подвергающихся ранней распалубке;

- разработан способ оценки конструктивной прочности бетона монолитных конструкций по значению прочности бетона в наружных слоях (на ранних этапах выдерживания).

 

Выводы по главе

1. Рассмотрение декларируемых в нормативной и методической литературе методов оценки и контроля состояния бетона при выдерживании монолитных конструкций показало отсутствие универсальных методов контроля температуры и прочности бетона, полностью отвечающих современным производственным требованиям и позволяющих достоверно оценивать состояние бетона монолитных конструкций в ходе выдерживания.

2. Анализ особенностей существующей технологии монолитного домостроения показал, что в условиях значительного возрастания объёмов и темпов монолитного строительства обозначилась острая необходимость в методах производственного температурно-прочностного контроля, встроенных непосредственно в производственный процесс, позволяющих эффективно управлять процессами выдерживания бетона с одновременным обеспечением качества изготавливаемых конструкций.

3. Анализ выявил необходимость совершенствования нормативно ­методической базы контроля выдерживания бетона монолитных конструкций на основе современных представлений, подходов, методов и средств оперативной оценки температурно-прочностного состояния бетона, разработки приемов выдерживания монолитных конструкций с учётом существующих технологий работ. Показана необходимость совершенствования и внедрения в практику монолитного строительства информационно, технически и организационно обеспеченной комплексной системы температурно-прочностного контроля выдерживания бетона, основывающейся на полном инженерно-технологическом сопровождении работ по управлению интенсификацией твердения и контролю динамики нарастания прочности бетона на различных этапах возведения зданий.