CC BY
17
УДК: 625.843-033.38
ЯНКОВСКИЙ ЛЕОНИД ВАЦЛАВОВИЧ, канд. техн. наук, доцент, yanekperm@yandex. ru
Пермский национальный исследовательский политехнический университет,
614990, г. Пермь, пр. Комсомольский, 2 К ВОПРОСУ ОЦЕНКИ СТОЙКОСТИ
БЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ, ЭКСПЛУАТИРУЮЩИХСЯ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ КЛИМАТА*
Описаны результаты натурных экспериментов по изучению влияния пластификаторов и плёнкообразующих препаратов на долговечность бетонных конструкций. Расчёт долговечности бетонных конструкций произведён по новому методу оценки состояния бетона с учётом воздействия климата северных территорий на материал. Представлены расчёты экономической оценки эффективности внедрения пластификатора и плёнкообразующего препарата при производстве дорожных плит.
Ключевые слова: оценка состояния; бетонные конструкции; воздействие климата; остаточный ресурс; бетон; долговечность; срок службы
YANKOVSKY, LEONID VASLAVOVICH, Ph.D., Assoc. Prof., yanekperm@yandex. ru
Perm National Research Polytechnic University,
29 the Komsomol avenue, Perm; 614990, Russia
ESTIMATION OF FIRMNESS OF CONCRETE STRUCTURES OPERATED UNDER THE INFLUENCE OF CLIMATE
The results of natural experiments on studying the influence of plasticizers and film-forming compounds on durability of concrete structures are described. A new method of estimation of concrete structures durability was used. The influence of climate of northern territories on the material was taken into account. The calculation of economic efficiency due to the introduction of softener and a film-forming compound in production of road slabs is given in the article.
Key words: estimation of condition; concrete structures; climate impact; a residual resource; concrete; durability; life cycle.
Известно, что климатическое воздействие оказывает сильное влияние на долговечность конструкций и сооружений из цементобетона (далее бетона), и это необходимо учитывать при проектировании [1, 2]. Существуют различные методы оценки долговечности армированных конструкций при действии нагрузок и агрессивных сред [3]. Воздействие изменяющихся параметров реального климата северных территорий на бетон конструкций способствует
* Исследование проведено при финансовой поддержке государства в лице Минобрнауки России из федерального бюджета в рамках реализации федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, соглашение № 14.В37.21.1222.
© Л.В. Янковский, 2013
развитию микро- и макродефектов в бетоне, что приводит к снижению долговечности конструкций или сооружений [4].
В работе [5] автором предложен практический метод оценки и прогнозирования долговечности бетонов. Метод основан на определении значений характеристик Rb, R°crc, Ж до начала и Rb*, R°*cra Ж* после воздействия климатической среды на бетон конструкции или сооружения в течение одного года. Определяется время воздействия климатической среды Т, потребное для достижения бетоном предельного состояния по формуле
Т = [(я/2)*]/[(я/2)-ф] , (1)
где ф = arccos
я* я? + Я0ПР + Ж *Жир
сгс сгс
>/( я;)2+(к: )2+(ж *)2 у/( яг )2+(яс )2+(ж п)
я?,
я
Опр
Жпр - предельно допустимые изменения значений характеристик
относительно начальных значений бетона до начала воздействия климата.
Величина остаточного ресурса в годах может определяться также графическим способом по номограмме, разработанной нами и представленной на рисунке.
Возраст бетона, годы
Номограмма для определения времени воздействия эксплуатационной среды, в течение которого цементный бетон достигнет состояния, принятого за предельное: ф, t -мера близости и возраст бетона в момент определения свойств бетона в текущем состоянии
Определенный интерес представляет использование этой методики при исследовании свойств пластифицированных бетонов непосредственно в натурных конструкциях. В качестве таких конструкций были выбраны сборные дорожные предварительно-напряженные плиты (ПДН) [6].
2
Предварительно испытаниями была установлена недостаточная трещи-ностойкость плит. В соответствии с расчётами примерно 44 % трещинообра-зования плит ПДН обеспечивается бетоном. Изготовление и эксплуатация плит ПДН в климатических условиях Урала и Сибири предъявляют специфические требования к бетону.
Свойства бетона определялись по результатам испытания кернов, которые отбирались в различные сроки из плит ПДН. Для этого были использованы две партии плит по три штуки в каждой. Передаточная прочность бетона, определенная по результатам испытания стандартных образцов, изготовленных, пропаренных и хранившихся с плитами на открытом полигоне завода, равнялась 28,5 и 32,6 МПа, что составляет 81,3 и 93,3 % от проектной марки бетона, и соответствовала проектным требованиям. Основные характеристики свойств бетона плит первой и второй партии (ПДН) приведены в табл. 1.
Таблица 1
Значения характеристик свойств бетона плит ПДН
Наименование характеристики Значение характеристики свойств бетона в возрасте
1 мес. 3 мес. 5 мес. 7 мес. 9 мес. 11 мес. 19 мес. 20 мес.
Средняя прочность, 40,0 46,1 53,0 53,6 52,1 51,6 51,3 -
МПа 31,6 33,6 35,1 39,2 - 45,9 48,7 50,5
Коэффициент вариации - - - 5,8 6,0 6,2 6,7 -
прочности, % - - - 10,8 - 10,1 9,4 -
Модуль упругости, 3,74 3,7 3,85 4,1 3,95 3,9 3,8 -
МПа-104 3,09 - 3,2 3,4 - 3,5 3,7 3,86
Коэффициент Пуассона 0,147 0,113 — 0,162 0,131 0,167 0,134 0,167 0,169 0,140 0,174 0,160 0,148
Водопоглощение, % і 1 і 11,1 11,4 - 1 - 10,10 10,0 10,0 10,0 10,0 9,95 10,15 10,0
Нижний уровень микротрещино- образования і 1 і - 1 - 0,37 0,37 0,38 0,37 - 1 - 0,38 0,39 0,39 0,41 0,41
Примечания: 1. Над чертой приведены значения характеристик бетона с добавкой ПЯ-01, под чертой - бетона без добавки. 2. Значения характеристик в возрасте 1 и 3 мес. определены испытанием лабораторных образцов, изготовленных и хранившихся вместе с плитами.
Анализ данных, приведенных в табл. 1, показывает, что использование добавки ПЯ-01 повышает прочность, модуль упругости, нижний уровень мик-ротрещинообразования бетона в возрасте до 7 месяцев. Выдерживание плит в природных условиях климата в большей степени сказывается на свойствах бетонов с добавкой ПЯ-01. Упрочняющее воздействие добавки ПЯ-01 на бетон плит в возрасте примерно 7 месяцев ослабевает, и в результате развития
микродефектов наблюдается снижение прочности, увеличивается коэффициент вариации прочности, в бетоне с добавкой развитие микродефектов под воздействием климата сопровождается увеличением коэффициента Пуассона и снижением модуля упругости.
В бетоне без добавок за тот же период (7-20 месяцев) под воздействием климата продолжают увеличиваться прочность, модуль упругости и нижний уровень микротрещинообразования. Определение стойкости бетона плит показало, что для достижения состояния, принятого за предельное, бетону с добавкой ПЯ-01 в условиях воздействия климата необходимо 17,4 лет.
Сопоставление с результатами определения стойкости бетона по лабораторным образцам показывает, что стойкость бетонов плит в условиях воздействия климатической среды выше стойкости бетона образцов. Это может быть объяснено спецификой воздействия климата на бетон конструкции и образца, различием их массивности.
Определенный интерес вызывает изучение влияния пластификации бетона добавкой ПЯ-01 с одновременным снижением расходов цемента и воды на трещиностойкость плит. Для определения трещиностойкости были изготовлены 2 партии плит ПДН из бетона разного состава. На 3-4 день после изготовления плиты вывозились на полигон завода и до испытания (в течение 1-2 месяцев) выдерживались под воздействием природной климатической среды.
Методика испытаний плит на трещиностойкость соответствовала проекту, их результаты представлены в табл. 2.
Анализ результатов испытаний показал, что из 9 испытанных плит тре-щиностойкостъ обеспечена только в двух, при изготовлении которых применен бетон с добавкой.
Трещиностойкость нижней зоны обеспечена в 4 плитах, 3 из которых изготовлены из бетона с добавкой ПЯ-01. Трещиностойкость верхней зоны обеспечена в 4 плитах, изготовленных из бетона с добавкой ПЯ-01.
Таким образом, использование добавки ПЯ-01 повысило трещинойкость плит ПДН, но испытания проводились после воздействия климата в течение
1-2 месяцев и не учитывали те изменения свойств бетона, которые имели место при воздействии климатической среды в течение 7 и более месяцев. При нормативном сроке службы плит ПДН 20 лет применение добавки ПЯ-01 с одновременным уменьшением расходов цемента и воды снизило стойкость бетона до 17,4 лет, т. е. уменьшило её против базовой на 13,0 %. Пропаренный бетон соответствует требуемой стойкости.
Интенсификация производства плит ПДН на заводе ЖБК осуществлялась на базе внедрения форсированного режима тепловлажностной обработки (0+4+2+7). В связи с этим возникла необходимость изучения возможности использования такого режима при изготовлении плит из бетона с добавкой ПЯ-01.
Из бетонов с добавкой ПЯ-01 и без добавки были изготовлены образцы и плиты. Тепловлажностная обработка осуществлялась по режиму 0+4+2+7.
Таблица 2
Результаты испытания плит ПДН на трещиностойкость верхних
и нижних зон
Партия плит и дата изготовления Индекс плиты и дата испытания Контрольная нагрузка по трещиностойкости при оценке зоны Фактическая испытательная нагрузка на плиту и её состояние при оценке трещиностойкости зоны Обеспечение трещиностойкости
плиты по зоне пар- тии плит
нижней верхней нижней верхней нижней верхней
П-1 24.VI.08 (без добавки) П-1-1 28.VII.08 П-1-2 28.VHI.08 39.0 39.0 32.0 32.0 39.0 трещина на 30-й мин 30.0 трещина на 2-й мин 19, 2 трещина на 1-й мин 22,0 трещина на 1-й мин Да Нет Нет Нет Нет Нет
П-2 14.IV.08 (с добавкой ПЯ-01) П-2-1 23.V.08 П-2-2' 18.VI.08 39.0 39.0 32.0 32.0 30.0 трещина на 3-й мин 30.0 трещина на 5-й мин 32.0 трещин нет 32.0 трещин нет Нет Нет Да Да Нет Нет
П-3 7.ГУ.08 (без добавки) П-3-1 23.V.08 П-3-2 23.V.08 39.0 39.0 32.0 32.0 17,5 трещина на 1-й мин 15,0 трещина на 2-й мин Нет Нет Нет Нет
П-4 3.ГУ.08 (с добавкой) П-4-1 14.V.08 П-4-2 14.V.08 П-4-3 14.V.08 37.0 37.0 37.0 31.0 31.0 31.0 38.9 трещин нет 38.9 трещин нет 38.9 трещин нет 32.5 трещин нет 27.5 трещина на10-й мин 32.5 трещин нет Да Да Да Да Нет Да Да Нет Да
На третий день после изготовления образцы и плиты были вывезены на полигон завода и в дальнейшем хранились в условиях воздействия климатической среды. Результаты определения свойств бетона лабораторных образцов и кернов, отобранных из плит, представлены в табл. 3.
Как было установлено, пропарка изделий приводит к увеличению стойкости бетона при воздействии на него климата, но одновременно способствует образованию дефектов структуры, которые при определенных условиях
могут сказаться на стойкости бетонов. Использование форсированных режимов пропарки, увеличение температуры пропарки приводят к увеличению дефектности структуры бетона к началу воздействия на него климата и может стать определяющим в обеспечении стойкости.
Таблица 3
Характеристика свойств бетона образцов и плит
№ п/п Наименование характеристик Значение характеристик свойств бетона
лабораторных образцов в возрасте кернов, отобранных из плит в возрасте
3 суток 12 45 суток 6 месяцев
1 Призменная прочность, МПа 29,0 31,5 - 3,25
34,0 37,5 3,45 3,83
2 Модуль упругости, МПа 3,00 3,16 - 3,25
3,2 3,32 3,45 3,83
3 Кубиковая прочность, МПа 39,7 41,6 - 36,2
44,8 48,5 44,8 57,1
4 Нижний уровень 0,36 0,37
микротрещино-образования 0,36 0,37 - -
5 9,8 9,2
Водопоглощение, % —
10,9 10,0 - -
Примечание. Над чертой приведены значения характеристик бетона с добавкой ПЯ-01, под чертой - бетона без добавки.
Определение стойкости бетонов показало, что для достижения состояния, принятого за предельное, необходимо воздействие климатической среды на бетон с добавкой ПЯ-01 11,9 лет, на бетон без добавки - 13,2 лет. Следовательно, использование форсированного режима снизило стойкость бетона без добавки на 15,9 %, а бетона с добавкой ПЯ-01 - на 24,2 % по сравнению с базовой стойкостью бетона, определенной ранее.
Неравномерность температурного поля в бетоне при прогреве бетона контактным способом является причиной перемещения свободной влаги вследствие процесса термовлагопроводности, на который накладывается перенос влаги под действием градиента общего внутреннего давления в твердеющем бетоне. Из-за неравномерности температурных полей процессы гидратации и кристаллизации в массе бетона протекают неравномерно, образуются участки, различные по прочности, что в соответствии с «теорией структурных неоднородностей» приводит к общему снижению прочности бетона. В последнее время широко ведутся исследования по смягчению этого недостатка посредством покрытия поверхностей изделий, свободных при прогреве от опалубки, пленкообразующими материалами, например препаратом К-9 водорастворимого полимера, соответствующего ТУ 606-17-03-77.
Была произведена оценка стойкости пропаренных бетонов с добавкой ПЯ-01, защищенных пленкообразующими материалами. Покрытие пленкообразующим препаратом поверхности лабораторных образцов производилось сразу после распалубки. Через 4 часа после покрытия пленкообразующим препаратом образцы подвергались воздействию климата. Характеристики свойств бетона определялись в возрасте 28 суток, 12 месяцев и представлены в табл. 4.
Таблица 4
Характеристики свойств бетона, защищенного плёнкообразующим препаратом
Наименование характеристик 3начения характеристик свойств бетона в возрасте Значения параметров состояния бетона после 12 месяцев воздействия климата
28 суток 12 месяцев
Rb, МПа 35,5 42,5 0,197
О 0 *'-сгс 0,37 0,4 0,081
г, % 10,5 9,3 -0,114
Стойкость бетона с добавкой ПЯ-01, защищенного после изготовления от воздействия климата пленкообразующим препаратом К-9, составила 15,9 лет. Таким образом, защита пленкообразующим препаратом повысила стойкость бетона с добавкой ПЯ-01 на 16,9 %.
Изучение структуры бетона с добавкой ПЯ-01, покрытого препаратом К-9, показало, что по основным характеристикам структуры защищенный бетон близок к бетону, который после изготовления твердел в нормальных условиях. Основные характеристики структуры представлены в табл. 5.
Таблица 5
Характеристики структуры бетона образцов в возрасте 29 месяцев
Характеристики структуры бетона Единица измерения Бетон, твердевший в условиях
нормальных реальной климатической среды
покрытый пленкой непокрытый
Непрогидратированные реликты % 7-10 7-10 10
Пористость % 3 2-3 5
Размеры пор микрон 60-120 80-120 80-120
Размеры микротрещин микрон 10-12 2-5 7-12
Г идрогель % 5-7 7 7-8
Г идросиликаты и гидроокись Са % 2-3 7 1,5-2
Г идросульфоалюминат % 0,5 - 1,5-2
Цементный камень бетона, защищенного пленкообразующим препаратом К-9, характеризуется плотной игольчатой структурой, в промежутках между слоевыми кристаллами вторичного портландита наблюдаются мелкие призматические кристаллы и их сплетения. Мелкие кристаллы заполняют по-ровое пространство, тем самым упрочняют цементный камень.
В цементном камне незащищенного бетона крупные кристаллы несут в себе отпечатки зародышей кристаллизации. Контакты крупного заполнителя с цементным камнем неплотные, наблюдаются полые микротрещины шириной 7-12 микрон. Контакты цементного камня с мелким заполнителем выполнены в основном гидросульфоалюминатом.
Автором рассчитана технико-экономическая эффективность анализируемых способов смягчения негативного воздействия климата. При подсчете технико-экономической эффективности за базовую принята существующая на заводе ЖБК технология производства плит ПДН. Расчет экономической эффективности произведен в соответствии с указаниями СН 509-78, по которым выявляется экономическая эффективность от внедрения новых технологических процессов, обеспечивающих экономию производственных ресурсов без изменения конструктивных решений [7]. Сравнивались варианты, представленные в табл. 6.
Таблица 6
Варианты изменения технологий
Наименование варианта Изменение технологии Долговечность
1 Существующая технология (базовая) 20 лет
2 Использование добавки ПЯ-01 без экономии
цемента 17,3 лет
3 Использование добавки ПЯ-01 при экономии
цемента 17,4 лет
4 Использование форсированного режима
пропарки 16,8 лет
5 Защита препаратом К-9 при использовании
добавки ПЯ-01 и экономии цемента 20,3 лет
6 Использование форсированного режима пропарки изделий из бетона с добавкой ПЯ-01
при экономии цемента 15,2 лет
Изменение технологии по вариантам сопровождается изменением отдельных технологических параметров, которые представлены в табл. 7.
Таблица 7
Изменение технологических параметров
Наименование параметров Варианты технологий
2 3 4 5 6
Снижение водопотребности 5 % 15 % 15 % 15 %
Снижение расхода цемента 10 % 10 % 10 %
Окончание табл. 7
Наименование параметров Варианты технологий
2 3 4 5 6
Увеличение удобоукладываемости в 2 раза
Сокращение времени термообработки 4 часа 4 часа
Дополнительные затраты на покрытие плёнкообразующим препаратом К-9, руб./м2 4
Исходные данные для определения экономической эффективности представлены в табл. 8.
Таблица 8
Исходные данные для расчёта экономической эффективности
Показатель Обоснование Варианты технологий
1 2 3 4 5 6
Годовой объём выпуска плит ПДН, шт. План 31 550 31 550 31 550 35 715 31 550 35 715
То же, м3 53 000 53 000 53 000 60 000 53 000 60 000
Снижение расхода цемента на 1 м3 бетона Тех. процесс 30 30 30
Стоимость 1 т цемента, руб. Фин. план 2 370 2 370 2 370 2 370 2 370 2 370
Снижение расхода пара, кг Тех. процесс 80,8 80,8
Стоимость 1 т пара Фин. план 414 414 414 414 414 414
Снижение трудозатрат (чел.-ч) формования 1 м3 изделия Тех. процесс 0,14
Снижение расхода воды (л) на приготовление 1 м3 бетона Тех. процесс 7 20 20 20
Стоимость 1 м3 воды, руб. Бухгалтерия 4 4 4 4 4 4
Расход ПЯ-01(кг) на 1 м3 бетона Тех. процесс 1,27 1,27 1,27 1,27
Стоимость ПЯ-01 за 1 т, руб. Бухгалтерия 10 000 10 000 10 000 10 000
Мощность вибростолов, кВт Энергоцех 48 48 48 48 48 48
Экономия заработной платы при формовании 1 м3 плит ПДН, руб. Расчёт 100
Окончание табл. 8
Показатель Обоснование Варианты технологий
1 2 3 4 5 6
Экономия затрат на содержание и эксплуатацию оборудования, руб. Расчёт 500
Расход К-9 на 1 м3 бетона, кг Расчёт 2,2
Стоимость К-9 за тонну, руб. Бухгалтерия 8 500
Дополнительные затраты на нанесение плёнкообразующего препарата, руб./м3 Расчёт 4
Основные производственные фонды, тыс. руб. Бухгалтерия 84 000 84 000 84 000 84 000 84 000 84 000
Срок службы плит, годы Расчёт 20 17,3 17,6 16,8 20,3 15,2
Расчёт себестоимости изготовления 1м3 плит ПДН представлен в табл. 9.
Таблица 9
Калькуляция себестоимости и формования плит ПДН
Статьи работ По вариантам технологий
1 2 3 4 5 6
Сырьё и материалы 3 064 3 077 3 006 3 064 3 025 3 006
Основная и дополнительная зарплата 493 483 493 493 497 493
Отчисление на соцстрах 26 26 26 26 26 26
Содержание и эксплуатация оборудования 1 379 1 329 1 379 1 379 1 370 1 379
Электрическая энергия 23 20 23 23 23 23
Тепловая энергия 333 333 298 298 298 298
Расходы цеховые 298 298 298 298 298 298
Расходы общезаводские 414 414 414 414 414 414
Всего: 6 090 6 040 6 032 6 047 6 055 5 999
1. Сырьё и материалы
По варианту 2 увеличение стоимости сырья и материалов составит 12,7 • 10 - 7 • 0,04 = 12,67 руб.
По вариантам 3, 5 и 6 снижение стоимости составляет
30 • 2,37 + 20 • 0,04 - 1,27 • 10 = 58,48 руб., при этом дополнительные затраты по варианту 5 составят
2,2 • 0,04 + 2,2 • 8,5 = -18,71 руб.
2. Теплоэнергия
Снижение стоимости теплоэнергии составит по вариантам 4 и 6 4,14 • 0,0808 = 0,3345 руб.
Удельные капитальные вложения составят для вариантов 4 и 6 Ку = 840 000/60 000 = 14,00 руб./м3.
Удельные капитальные вложения составят для вариантов 1, 2, 3, 5 Ку = 840 000/53 000 = 15,85 руб./м3.
Приведенные затраты по вариантам составили:
31 = 6 090 + 0,15 15,85 = 6 092,38 руб.
32 = 6 040 + 0,15 15,85 = 6 042,38 руб.
33 = 6 022 + 0,15 15,85 = 6 024,38 руб.
З4 = 6 047 + 0,15 14 = 6 049,1 руб.
З5 = 6 055 + 0,15 15,85 = 6 057,38 руб.
З6 = 5 999 + 0,15 14 = 6 001,1 руб.
Расчет годового экономического эффекта Э от создания и использования новых плит ПДН производится по формуле [8]
Э = [(З1 + Зс1)у + Ээ - (З2 + Зс2)] А2 , (2)
где З1 и З2 - приведенные затраты на заводское изготовление конструкций (деталей) с учетом стоимости транспортировки до строительной площадки по сравниваемым вариантам базовой и новой техники, в руб. на единицу измерения; Зс1 и Зс2 - приведенные затраты по возведению конструкций на стройплощадке (без учета стоимости заводского изготовления) по сравниваемым вариантам базовой и новой техники, в руб. на единицу измерения; ] - коэффициент изменения срока службы новой строительной конструкции по сравнению с базовым вариантом. Указанный коэффициент рассчитывается с учётом Р1 и Р2 - доли сметной стоимости плиты в расчете на 1 год её службы по сравниваемым вариантам; Ээ - экономия в сфере эксплуатации конструкций за срок их службы.
Расчет годового экономического эффекта Эг от создания и использования новых плит ПДН производится по формуле
Эг = (З1 ф - з2)а2 , (3)
где З1 и З2 - приведенные затраты на заводское изготовление конструкций (деталей) с учетом стоимости транспортировки до строительной площадки по сравниваемым вариантам базовой и новой техники, в руб. на единицу измерения; ф - коэффициент реновации железобетонных конструкций, определяется из выражения ф = (Р1+Ен)/(Р2+Ен) и составит по вариантам: ф2 = 0,967, ф3 = 0,965, ф4 = 1,005, ф5 = 0,928, ф6 = 0,955 [8]; А2 - программа выпуска новой техники, количество произведенных за год плит (штук) в вариантах 4 и 6; за
счёт снижения времени термообработки увеличивается производительность и соответственно число выпускаемых заводом плит с 53 000 до 60 000 шт. Ожидаемый годовой экономический эффект по вариантам составит:
2-й вариант (6 092,38 • 0,967 - 6 042,38) • 53 000 = -8 005 572,62 руб.
3-й вариант (6 092,38 • 0,965 - 6 024,38) • 53 000 = -7 697 364,9 руб.
4-й вариант (6 092,38 • 0,967 - 6 049,1) • 60 000 = -9 466 112,4 руб.
5-й вариант (6 092,38 • 1,005 - 6 057,38) • 53 000 = 3 469 480,7 руб.
6-й вариант (6 092,38 • 0,928 - 6 001,1) • 60 000 = -20 842 281,6 руб.
При этом прибыль завода-изготовителя за счёт снижения себестоимости плит ПДН составит:
2-й вариант (6 092,38 - 6 042,38) • 53 000 = 2 650 000 руб.
3-й вариант (6 092,38 - 6 024,38) • 53 000 = 3 604 000 руб.
4-й вариант (6 092,38 - 6 049,1) • 60 000 = 2 596 800 руб.
5-й вариант (6 092,38 - 6 057,38) • 53 000 = 1 855 000 руб.
6-й вариант (6 092,38 - 6 001,1) • 60 000 = 5 476 800 руб.
Экономия или убытки потребителя плит ПДН в сфере эксплуатации за срок их службы Ээ определялась по формуле
Э = (И - И2) - ен(К2 - к; ) э Р2 + Ен , ( )
где И1 и И2 - годовые издержки в сфере эксплуатации на единицу конструктивного элемента здания, сооружения или объект в целом по сравниваемым вариантам, руб. К ним относятся: затраты на капитальный ремонт строительных конструкций, восстановление и поддержание предусмотренной проектом надежности конструкций и сооружений в целом, ежегодные затраты на текущий ремонт и техническое обслуживание (отопление, освещение, очистка от снега и др.); К и К'2 - сопутствующие капитальные вложения в сфере эксплуатации строительных конструкций (капитальные вложения без учета стоимости конструкций) в расчете на единицу конструктивного элемента здания, сооружения или объект в целом по сравниваемым вариантам, руб. [8].
Заказчик (потребитель) при этом за счёт снижения качества плит ПДН потерпит убытки по: варианту 2 - 10 918 000 руб., варианту 3 - 11 978 000 руб., варианту 4 - 16 560 000 руб., варианту 6 - 26 880 000 руб. И только в одном случае (вариант 5), за счёт улучшения качества плит получит прибыль - 2 756 000 руб.
Таким образом, интересы поставщика и потребителя совпадают только при изготовлении плит из бетона с добавкой ПЯ-01 и покрытием плёнкообразующим препаратом К-9. Экономический эффект при этом составит
4 611 000 руб. Во всех остальных вариантах технологии потребитель будет нести убытки за счёт снижения качества плит ПДН, хотя при этом завод-изготовитель получит прибыль.
Выводы
1. Предложенный метод оценки остаточного ресурса цементобетонных конструкций, испытывающих воздействие климата, пригоден для инженерных расчётов.
2. Установлено, что пластификация бетонной смеси добавкой ПЯ-01 понижает стойкость пропаренных бетонов, при использовании жестких режимов термовлажностной обработки изделий существенно понижает стойкость бетона к климатическим воздействиям.
3. Доказано, что защита бетона изделий от воздействия климата пленкообразующим препаратом К-9 повышает стойкость бетонов, пластифицированных добавкой ПЯ-01, до нормативных значений.
4. Предлагаемый метод прогнозирования стойкости бетонных изделий в природных условиях климата обеспечивает достоверность оценки экономической эффективности рассматриваемых изменений технологии изготовления плит.
Библиографический список
1. Проблемы долговечности цементных бетонов / П.Б. Рапопорт, Н.В. Рапопорт, А.В. Кочетков, Ю.Э. Васильев [и др.] // Строительные материалы. - 2011. - № 5. - С. 38-41.
2. Состояние современного методического обеспечения расчета и конструирования дорожных одежд / А.В. Кочетков, Н.Е. Кокодеева, П.Б. Рапопорт, Н.В. Рапопорт [и др.] // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Охрана окружающей среды, транспорт, безопасность жизнедеятельности. - 2011. -№ 1. - С. 65-74.
3. Межнякова, А.В. Методы оценки долговечности армированных конструкций при действии нагрузок и агрессивных сред / А.В. Межнякова, И.Г. Овчинников // Промышленное и гражданское строительство. - 2008. - № 8. - С. 44-45.
4. Анализ срока службы современных цементных бетонов / П.Б. Рапопорт, Н.В. Рапопорт, В.Г. Полянский, Е.Р. Соколова [и др.] // Современные проблемы науки и образования. -2012. - № 4. - Условия доступа : http://www.science-education.ru/104-6559.
5. Янковский, Л.В. К вопросу оценки и прогноза состояния цементных бетонов, эксплуатирующихся в условиях воздействия климата Урала и Сибири / Л.В. Янковский // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Охрана окружающей среды, транспорт, безопасность жизнедеятельности. - 2012. - № 2. - С. 86-95.
6. Стандартизация испытаний строительных, дорожных материалов и изделий / И.Б. Чел-панов, С.М. Евтеева, В.В. Талалай, А.В. Кочетков [и др.] // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Охрана окружающей среды, транспорт, безопасность жизнедеятельности. - 2011. - № 2. - С. 57-68.
7. Пугин, К.Г. Экономическая оценка выбора варианта использования твердых отходов черной металлургии / К.Г. Пугин // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Охрана окружающей среды, транспорт, безопасность жизнедеятельности. - 2012. - № 1. - С. 37-46.
8. СН 509-78. Инструкция по определению экономической эффективности использования в строительстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. Утверждена постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 13 декабря 1978 г. № 229.
References
1. Rapoport P.B. Rapoport N.V., Kochetkov A.V., Vasil'ev Ju.Je., Kamenev V.V. Problemy dol-govechnosti cementnyh betonov [Problems of cement concrete durability] // Stroitel'nye mate-rialy [Building materials]. - 2011. - No. 5. - P. 38-41.
2. Kochetkov A.V., Kokodeeva N.E., Rapoport P.B., Rapoport N.V., Shashkov I.G. Sostojanie sovremennogo metodicheskogo obespechenija rascheta i konstruirovanija dorozhnyh odezhd [State of contemporary methodological support of calculation and design of pavement] // Vestnik Permskogo nacional'nogo issledovatel'skogo politehnicheskogo universiteta. Ohrana
okruzhajushhej sredy, transport, bezopasnost' zhiznedejatel'nosti [Proceedings of Perm National Research Polytechnic University. Environmental protection, transportation, life safety]. - 2011. - No. 1. - P. 65-74.
3. Mezhnjakova A. V., Ovchinnikov I.G. Metody ocenki dolgovechnosti armirovannyh konstrukcij pri dejstvii nagruzok i agressivnyh sred [Methods of assessment of reinforced structures durability under the action of loads and corrosive environments] // Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo [Industrial and Civil Engineering]. - 2008. - No. 8. - P. 44-45.
4. Rapoport P.B., Rapoport N.V., Poljanskij V.G., Sokolova E.R., Garibov R.B., Kochetkov A.V., Jankovskij L. V. Analiz sroka sluzhby sovremennyh cementnyh betonov [Life cycle analysis of modern cement concrete] // Sovremennye problemy nauki i obrazovanija [Modern problems of education and science]. - 2012. - No. 4. - Available at : http://www.science-education.ru/104-6559.
5. JankovskijL. V. K voprosu ocenki i prognoza sostojanija cementnyh betonov, jekspluatirujush-hihsja v uslovijah vozdejstvija klimata Urala i Sibiri [On assessment and forecast of cement concrete condition being operated in a climate impact of the Urals and Siberia] // Vestnik Permskogo nacional'nogo issledovatel'skogo politehnicheskogo universiteta. Ohrana okruzha-jushhej sredy, transport, bezopasnost' zhiznedejatel'nosti [Proceedings of Perm National Research Polytechnic University. Environmental protection, transportation, life safety]. - 2012. -No. 2. - P. 86-95.
6. Chelpanov I.B., Evteeva S.M., Talalaj V.V., Kochetkov A.V., Jushkov B.S. Standartizacija ispytanij stroitel'nyh, dorozhnyh materialov i izdelij [Standardization of testing the road building materials and products] // Vestnik Permskogo nacional'nogo issledovatel'skogo politehnicheskogo universiteta. Ohrana okruzhajushhej sredy, transport, bezopasnost' zhiznedejatel'nosti [Proceedings of Perm National Research Polytechnic University. Environmental protection, transportation, life safety]. - 2011. - No. 2. - P. 57-68.
7. Pugin K.G. Jekonomicheskaja ocenka vybora varianta ispol'zovanija tverdyh othodov chernoj metallurgii [Economic evaluation of variant choice for the use of solid waste of iron and steel industry] // Vestnik Permskogo nacional'nogo issledovatel'skogo politehnicheskogo universi-teta. Ohrana okruzhajushhej sredy, transport, bezopasnost' zhiznedejatel'nosti [Proceedings of Perm National Research Polytechnic University. Environmental protection, transportation, life safety]. - 2012. - No. 1. - P. 37-46.
