CC BY
35
© А.И. Закоршменный, 2007
УДК 69.035.4
А.И. Закоршменный
НОВЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ В НАТУРНЫХ УСЛОВИЯХ
Функциональный срок службы железобетонной конструкции строго зависит от ее свойств. Проникновение и распространение агрессивных веществ в бетон осуществляется через систему пор в матрице цемента или по микротрещинам. Микроклимат подземных сооружений характеризуется, как правило, повышенной влажностью и значительными, в зависимости от назначения объекта, разбросами температур.
Существующие методики определения водонепроницаемости бетона моделируют поглощение воды конструкцией. Подобный механизм воздействия окружающей среды является самым частым способом проникновения влаги вглубь бетона. Данное воздействие нарушает физические и химические свойства материала конструкции, что приводит к ее постепенному разрушению.
Все методики, описывающие способы испытаний на проницаемость бетона включают ограничения: чувствительность к влажности и температурным изменениям; изменения в механизме транспортировки жидкости в ходе проведения испытаний; изменение воздухопроницаемости в зависимости от подаваемого давления; влияние бурения бетона на определяемые значения. Для поверхностных
способов испытаний следует учитывать высокие требования к качеству контролируемой поверхности конструкции. Эмпирический характер испытаний и сложность движения жидких и газовых потоков не дают возможность получить достоверные результаты оценки качества бетона в реальных условиях эксплуатации подземных сооружений. Для способов, основанных на бурении испытательных отверстий, действие ударного механизма перфоратора может вызывать нарушение целостности бетонного массива вокруг тестируемой области - эффект не поддающийся контролю. В конструкции могут образоваться трещины, которые позволят воде или воздуху распространяться по ним с большей интенсивностью. Это условие может привести к значительному разбросу результатов, особенно при испытании на водопоглощение.
Для подземных сооружений все существующие способы оценивают качество внутренних поверхностей бетона, которые не определяют водонепроницаемость конструкции. Внешний контур и качество бетон сооружения не контролируются.
Для определения эксплуатационных характеристик и качества бетона конструкций подземных сооружений во внешнем контуре, разработан
Фото 1. Обший вид прибора ВБК-1
прибор определения глубинной водонепроницаемости бетонных конструкций (ВБК-1, патент на изобретение №2285910, «Устройство для определения водопоглощения строительной конструкции и способ определения водопоглощения строительной конструкции»).
Принципиальное отличие прибора заключается в определении водонепроницаемости железобетонного массива на глубину до 40 см, тем самым максимально приближаясь к внешней стороне бетона подземного сооружения для получения достоверных результатов. Глубина в 40 см была принята как наиболее частая величина толщин бетонных конструкций подземных сооружений (более 90 %). В основе действия лежит создание низкого давления воды высотой столба около 30 см. Определение глубинной водонепроницаемости конструкций в натурных условиях прибором ВБК-1 показано на фото 1 и 2.
Особенностью способа определения водонепроницаемости прибором ВБК-1 является бурение испытательного отверстия алмазной коронкой с водяным охлаждением для снижения трещиноватости, увеличения скорости
Фото 2. Определение глубинной водонепроницаемости конструкций в натурных условиях прибором ВБК-1
работ и снижения износа инструмента. Для снижения влияния намокания конструкции на точность результатов и корректировки полученных результатов необходимо производить замеры сопрот ивления бетона. Проводимые в лаборатории испытания влияния алмазного бурения железобетонных конструкций, давали по качеству поверхность эквивалентную по удельному водопоглощению поверхности бетона после снятия гладкой металлической опалубки. Результат эксперимента свидетельствует об отсутствии дефектов в конструкции при алмазном бурении от внешних воздействий, в отличие от применения перфоратора с ударным механизмом.
В ходе данного испытания определяется, какое количество воды за единицу времени проникает на площади 100 см2 поверхности отверстия в бетоне ограниченной двумя манжетами. Изменяя положение манжет по длине пробуренного отверстия можно расширять диапазон измерения водонепроницаемости.
Определение водонепроницаемости железобетонных конструкций прибором ВБК-1 осуществляется путем измерения коэффициента фильт-
рации по закону Дарси. Факторы, влияющие на оценку результатов измерения, учитываются посредством внесения поправочных коэффициентов. К ним относятся трещиноватость массива, влажность и температура воздуха, коэффициент армирования и крупность заполнителя и пр.
Применение ВБК-1 имеет ряд преимуществ. Данный способ позволяет получить достоверность результатов за счет увеличенного времени проведения замера и большей рабочей площади трубки. Качество поверхности железобетонной конструкции оказывает минимальное воздейст-
1. ГОСТ 12730.3-78 «Бетоны. Метод определения водопоглощения»
2. ГОСТ 12730.4-78 «Бетоны. Методы определения показателей пористости»
3. ГОСТ 12730.5-78 «Бетоны. Методы определения водонепроницаемости»
вие, так как коэффициент вариации значений получается достаточно низким, что уменьшает необходимость проведения значительного количества измерений. Процессы карбонизации и наличие хлоридов в поверхностном слое не влияют на результаты измерений, так как он не входит в рабочую зону прибора. Отбор контрольных проб бетона из исследуемой конструкции на водопоглощение является частью общего технологического процесса. По кернам оценивается качество укладки бетона, процентное содержание заполнителя и размер фракций щебня.
------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
4. «Рекомендации по методам определения проницаемости бетона» Государственный комитет по делам строительства СССР. НИИЖБ. Центральная лаборатория коррозии, Москва 1972 г. ШИН
— Коротко об авторе --------------------------------------------
Закоршменный А.И. - Московский государственный горный университет. Рецензент д-р техн. наук, проф. Шилин А.А.
---------------------------------------------- РУКОПИСИ,
ДЕПОНИРОВАННЫЕ В ИЗДАТЕЛЬСТВЕ
МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА
1. Толмачев А.И. Кадровый потенциал горнорудных компаний: мировые тенденции и российские реалии (597/11-07 — 30.07.07) 5 с.
2. Кузнецова Г.А., Хотченков Е.В. Физические основы применения геоакустического каротажа (598/11-07 — 31.07.07) 4 с.
