ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА ОБСЛЕДУЕМЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

При проведении обследования технического состояния железобетонных конструкций важной задачей является определение прочности бетона для последующего корректного выполнения поверочных расчетов конструкций и определения категории их технического состояния.

Основным нормативным документом в области контроля и оценки прочности бетона является ГОСТ 18105-2010 «Бетоны. Правила контроля и оценки прочности». При этом как для этапа возведения, так и для этапа эксплуатации строительного объекта (например, при проведении технических обследований) предусматриваются следующие нормируемые методы (группы методов) контроля:

1) определение прочности по контрольным образцам по ГОСТ 10180-2012;

2) определение прочности по образцам, отобранным из конструкций, по ГОСТ 28570-90;

3) определение прочности механическими методами неразрушающего контроля по ГОСТ 22690-2015;

4) ультразвуковой метод определения прочности по ГОСТ 17624-2012.

Испытания методами групп 1 и 2 являются разрушающими и реализуются в лабораторных условиях с использованием пресса. Испытания методами групп 3 и 4 являются неразрушающими и применяются, преимущественно, непосредственно на объекте – преимущественно при проведении технических обследований. При этом в группе 3 выделяются прямые (стандартные) неразрушающие методы (3.1) и косвенные неразрушающие методы (3.2) определения прочности бетона. К 3.1 относятся методы отрыва со скалыванием и скалывание ребра, к 3.2 – методы упругого отскока, пластической деформации, ударного импульса и отрыва.

Результаты, получаемые с использованием методов групп 1 и 2, в большей степени соответствуют истинному значению прочности материала. При этом методы группы 1 ограничиваются, по сути, возможностью контроля и оценки прочности бетона при возведении зданий. Методы группы 2 предполагают локальное повреждение конструкций, которое в большинстве случаев Заказчик не приемлет. Данные обстоятельства наряду с высокой стоимостью испытательного оборудования, большой трудоемкостью процесса измерения и, следовательно, его себестоимостью значительного ограничивают применение данных методов в реальной практике.

Отмеченные выше положения обуславливают широкое применение в современной строительной практике методов групп 3 и 4 при контроле и оценке прочности бетона конструкций. При этом в значительном числе случаев профильными организациями применяются методы упругого отскока и ударного импульса, а также ультразвуковой метод. Такие испытания относительно дешевы ввиду невысокой стоимости оборудования, отсутствия необходимости в длительном обучении специалистов работе с приборами, возможности сравнительно быстрого получения предварительных результатов определения прочности бетона непосредственно на объекте и т.д. При этом строгое соблюдение требований соответствующих нормативных документов накладывает определенные ограничения на их применение, что, тем не менее, игнорируется большинством профильных организаций. Основным здесь является требование привязки заложенных в приборы градуировочных зависимостей к бетону обследуемых конструкций путем сопоставления получаемых косвенными методами значений прочности бетона конкретного участка конструкции с аналогичными значениями, полученными методом отрыва со скалыванием по стандартной схеме или методом испытания кернов по ГОСТ 28570-90. Полученный коэффициент привязки вводят в прибор для последующего учета при испытаниях.

Такое категоричное требование норм по отношению к косвенным неразрушающим методам контроля обусловлено рядом факторов:

• большой неопределенностью (погрешностью) результатов измерения фиксируемого параметра (причина – приборная составляющая погрешности, обусловленная техническим состоянием измерительного прибора);
• ряд внешних факторов, обусловленных состоянием исследуемого бетона в зоне измерения.

Отметим также что, что в случае применения приборов, реализующих методы ударного импульса и ударного отскока, определяется поверхностная прочность бетона. При этом прочность бетона в теле конструкции может отличаться от поверхностной прочности в разы (как в большую, так и в меньшую сторону). Данное обстоятельство подтверждается результатами технических обследований и экспериментальных исследований, выполненных специалистами ООО «НПЦ «Перспектива».

В 2017-2018 гг. сотрудником ООО «НПЦ «Перспектива» при участии преподавателей из РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева были выполнены экспериментальные исследования, целью которых являлось получение количественной оценки возможного изменения прочности бетонных образцов-кубов с нарушенной структурой на различных этапах промасливания. Значения поверхностной прочности бетона промасленных образцов на всех контрольных этапах в целом соответствовали начальной прочности непромасленного бетона. При этом в ходе испытаний контрольных образцов на прессе было отмечено прогрессирующее снижение прочности бетона образцов, помещенные в минеральное масло в течение 3, 6 и 9 месяцев.

В 2019 г. было проведено обследование технического состояния плит ПАГ, уложенных и эксплуатируемых в качестве дорожного покрытия на стоянке автомобилей. Вследствие ряда факторов, основным из которых было нарушение технологии при изготовлении плит, последние за два зимних сезона практически полностью утратили свои эксплуатационные качества ввиду наличия большого количества дефектов и повреждений. Стандартизированный способ изготовления плит (бетонирование верхней рабочей поверхностью «вниз») обуславливает высокую поверхностную прочность бетона доступной для контроля верхней грани плиты. При этом результаты испытаний прочности бетона методом отрыва со скалыванием выявили пониженную прочность бетона непосредственно в теле плит, что явилось основанием для получения Заказчиком компенсации от поставщика.

Таким образом, при проведении обследований технического состояния железобетонных конструкций необходимо учитывать тип и характер работы конструкций, особенности их изготовления, наличии дефектов и повреждений конструкций и ряд дополнительных факторов, игнорируемых рядом экспертных организаций. В ООО «НПЦ «Перспектива» работают опытные высококвалифицированные специалисты, в том числе доктора и кандидаты технических наук, действующие преподаватели ВУЗов, которые способны успешно и в поставленные сроки решать сложные технические задачи. Наличие современных высокоточных приборов, собственной лаборатории неразрушающего контроля позволяет выполнять весь комплекс исследовательских работ на объекте без привлечения на субподряд сторонних организаций.