CC BY
88
УДК 69.035.4
А.И. Закоршменный
СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОСТИ БЕТОНА ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ В НАТУРНЫХ УСЛОВИЯХ, ПОЛУЧАЕМЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРЯМЫХ И КОСВЕННЫХ МЕТОДОВ ИСПЫТАНИЙ
Семинар № 18
Основными факторами, влияющими на долговечность конструкций городских подземных и заглубленных сооружений, являются воздействия воды, водяного пара, мороза, солей-антиобледенителей и температур.
К бетонам сооружений, работающим в агрессивных средах, нормами проектирования предъявляются требования по плотности, которые характеризуются марками по водонепроницаемости. Однако, пользуясь ими, нельзя определить долговечность железобетонных конструкций.
В настоящее время не существует нормативной документации на методы оценки проницаемости бетона в железобетонных конструкциях, эксплуатирующихся в условиях воздействия воды и паров.
Отсутствие методов оценки водонепроницаемости бетонов не позволяет определить качество эксплуатируемой конструкции через определенный период времени, что затрудняет планирование выполнения текущих и капитальных ремонтов, осложняет подбор ремонтных и защитных составов. Под воздействием агрессивных сред состояние конструкций ухудшается и начальные заложенные по проекту характеристики, по истечении определенного срока эксплуатации начинают не соответствовать необходимым значениям.
Контроль плотности, водонепроницаемости и пористости бетона будет способствовать принятию своевременных мер по повышению срока службы железобетонных конструкций подземных сооружений, работающих в различных эксплуатационных средах.
Введение. К образцам бетона (ГОСТ 12730.5-84), работающим в агрессивных средах, в зависимости от степени агрессивного воздействия среды, нормами проектирования предъявляются требования по плотности, которые характеризуются марками по водонепроницаемости. Однако, пользуясь марками по водонепроницаемости, нельзя рассчитать долговечность железобетонных конструкций, полученных из проектируемых бетонов в агрессивных средах. Для этого необходимы такие параметры плотности бетона, работающего в конструкции, как коэффициенты водо- и газопроницаемости.
В настоящее время на практике применяются несколько методов определения водо- и паропроницаемо-сти бетона косвенными и прямыми способами, которые можно разделит на следующие группы:
- С использованием приборов косвенного определения водонепроницаемости поверхности бетонных конструкций, применяемых в лабораториях и на строительных объектах;
Оценка водонепроницаемости основана на измерении потока воздуха или других газов через бетон. Подобные тесты приводятся путем сверления отверстий в бетоне или приложения вакуумирующего элемента непосредственно к поверхности бетона. В большинстве случаев применяется способ контроля потери вакуума, что и принято считать показателем воздухопроницаемости бетона.
- С применением приборов прямого определения водонепроницаемости поверхностных слоев бетонных конструкций, используемых в лабораториях и на строительных объектах;
Оценка проницаемости направлена на выяснение длительности сопротивления (долговечности) бетонной поверхности воздействию воды. Принцип оценки водонепроницаемости бетона заключается в замере времени прохождения жидкости в тело бетона, тем самым направлен на моделирование механизма переноса воды. Учитывается объем воды поглощенной бетоном.
- С привлечением стационарных лабораторных установок прямого определения водонепроницаемости бетона контрольных образцов и кернов.
Принцип оценки водонепроницаемости бетона заключается в замере времени прохождения жидкости в тело бетона, тем самым производится моделирование механизма переноса влаги. Учитывается как фиксация начала фильтрации по «мокрому пятну», так и по объему воды, поглощенной бетоном. Отличительными особенностями получения данных с использованием приборов данной группы является малая погрешность измерения и отсутствие возможности получения значений водонепроницаемости в реальных условиях.
Все способы определения водонепроницаемости бетона моделируют процесс перемещения воды в конструкции. Подобный механизм является самым распространенным при проникновении влаги вглубь бетона, он нарушает физические и химические свойства субстрата.
Контроль плотности и пористости бетона будет способствовать своевременному принятию мер и тем самым повышению срока службы железобетонных конструкций, работающих в условиях воздействия агрессивных сред, что значительно сократит затраты на эксплуатацию.
Цель исследования. Целью исследований является получение корреляционных зависимостей водопогло-щения железобетона подземных сооружений в натурных условиях для контроля качества работ при строительстве и после определенного срока эксплуатации, а также для планирования ремонтов и обоснованного принятия технологических решений.
Методика работы. К существующим сегодня наиболее широко применяемым методикам контроля водонепроницаемости бетона в натурных условиях в России относится определение этого показателя с использованием прибора АГАМА-2Р. Она разработана в 80-х годах и закреплена ГОСТом 12730.5-84 «Бетоны. Методы определения водонепроницаемости». Принципиальная схема устройства приведена на рис. 1.
Принцип работы прибора заключается в измерении времени прохождения через образец единицы объема газа (с/см3), после проведения испытания используя переводную таблицу рассчитывается класс бетона по водонепроницаемости .
Прибор эффективно работает при обследовании конструкций имеющих значительные площади поверхности
Рис. 1. 1 - бетонный образец, 2 - камера устройства, 3 - фланец камеры, 4 - вакуумметрический датчик, 5 - вакуум-насос, 6 - герметизирующая мастика, 7 - вентиль
Фото 1. Работа прибора АГАМА-2Р
2
от 0,25 м и более. На фото 1 показана работа установки на вертикальной поверхности железобетонной стены. К сожалению, прибор имеет очень узкий диапазон работоспособности. Достоверность результатов достигается при температурах +18 -+22 °С и влажности 55-65 %. Исходя из этого видно, что практически невозможно производить обследование таких подземных сооружений как подземные автостоянки, насосные, тоннели и т.п. Для обследования указанных сооружений необходимо производить выбуривание
кернов, для данного прибора размер должен быть Ш >150 мм, что очень сложно и трудоемко. После этого образцы должны выдерживаться в лаборатории до достижения необходимых температурно-влажностных характеристик и подвергаться испытаниям.
Другая схожая, но более современная методика определения водо- и воздухопроницаемости осуществляется на установке TORRENT. Принципиальная схема данного прибора и двухкамерного вакуумного элемента показана на рис. 2, работа продемонстрирована на фото 2.
К особенностям данного метода измерений следует отнести использование двухкамерного вакуумного элемента (рис. 2) и регулятора давления, чем обеспечивается подача воздушного потока под прямым углом к поверхности во внутреннюю камеру. Это позволяет вычислить коэффициент проницаемости кТ на основе теоретической модели.
Наличие влажности как основного фактора, влияющего на проницаемость, компенсируется дополнительным измерением электрического сопротивления р бетона.
Отрицательной стороной данного метода измерения газонепроницаемости являются отсутствие соответствующих нормативов, а швейцарский стандарт, используемый для оценки работы данного прибора, дает не количественную оценку водонепроницаемости измерений, а качественную
- оценивается качество бетона по 5-ти категориям.
Для прямого определения поверхностного водопоглощения строительных конструкций из бетона применяется методика Карстена. Прибор рекомендован для оценки степени водопоглощения или водонепроницае-
Рис. 2. Двухкамерный вакуумный элемент: 1 - внутренняя камера, давление Р1 , 2 - внешняя камера, давление Ро; Ро = Р1, 3 - воздушный поток во внешнюю камеру, 4 - воздушный поток во внутреннюю камеру, Ь= глубина образования вакуума, Ра = атмосферное давление
Фото 2. Определение воздухопроницаемости установкой TORRENT
мости бетонных конструкций стандартами DIN 4117, DIN 1048. В ходе данного испытания возможно определить, какое количество воды за единицу времени проникает на единице площади поверхности. Кроме того, с помощью этого прибора можно проконтролировать качество проведения защитных мероприятий против возможности поглощения воды строительными конструкциями. Прибор существует в двух вариантах -для работы на вертикальных и горизонтальных поверхностях. Его возможно использовать как непосредственно на месте проведения работы, так и в лабораторных условиях. Прибор представляет собой трубку с делениями в мл, нижний конец которой имеет расширенную колоколообразную форму (см. рис. 3).
Порядок проведения испытаний на месте выполнения работ. Прибор приклеивают к испытываемой поверхности при помощи пластилина, бутил- или силикон каучука, для чего клеящий материал вначале скатывают вручную в виде прута, а затем укла-
дывают вдоль кромки расширенного конца трубки. После этого прибор прижимают к поверхности и клеящий материал размазывают, образуя при этом герметичный стык.
Таким образом «колокол» ограничивает собой круговую поверхность диаметром 28 мм. После этого трубку заполняют водой до нулевой отметки, чтобы давление создавало около 10 см столба воды. При производстве работ прибор дополнительно прижимают рукой к поверхности, чтобы препятствовать возможному отслаиванию материала. Через равные промежутки времени (рекомендуется использовать секундомер) замеряется падение уровня воды по отношению к нулевой отметке. Как только зарегистрировано поглощение 1 или 2 мл воды, трубку снова необходимо быстро наполнить водой для поддержания давления столба воды величиной 10 см. Производство измерения прибором Карстен в натурных условиях показано на фото 3.
Оценка результатов испытаний степени водопоглощения или водоне-
Рис. 3. Прибор Карстен в двух вариантах - для работы на вертикальных и горизонтальных поверхностях
проницаемости строительных материалов определяется согласно техническим условиям измерения. Среднее значение по 5 проведенным замерам через 1 минуту после начала подачи воды в трубку, чтобы поверхностное увлажнение не повлияло на результат замера, выражается в мл воды в минуту. Для получения величины объема отфильтровавшейся воды в мл/мин через единицу площади, необходимо среднее значение разделить на величину испытываемой поверхности.
Недостатками данного метода, во-первых, является высокое требование к качеству подготовки поверхности. При наличии неровностей на участке испытуемой бетонной конструкции, рабочая площадь прибора будет больше, а учитывая внутренний объем трубок, который достаточно мал это резко сказывается на точности производства измерений.
Во-вторых, рекомендуемые производителем герметики не совершенны и часто отслаиваются, а более прочные и надежные составы приводят к поломке прибора.
В-третьих, использование данного метода на бетонных конструкциях с крупным заполнителем приводит к значительным расхождениям получаемых результатов, ввиду малой рабочей площади расширенного конца трубки.
Фото 3. Производство измерения прибором Карстен в натурных условиях.
Однако следует заметить, что тест Карстен является сегодня международным стандартом при определении водопроницаемости бетона и кирпича со стороны ожидаемого воздействия воды.
Для подземных сооружений все существующие способы оценивают качество бетона внутренних поверхностей, которые не определяют водонепроницаемость конструкции. Внешняя сторона и бетон сооружения не контролируются.
Для измерения глубинной водонепроницаемости конструкции применяется прибор определения водопо-глощения бетонных конструкций
(ВБК-1, патент на изобретение №2285910, «Устройство для определения водопоглощения строительной конструкции и способ определения водопоглощения строительной конструкции») см. фото №4.
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 %).
Фото 4. Обший вид прибора ВБК-1
В бетонной конструкции алмазной коронкой под определенным углом просверливается отверстие Ш32 мм, на необходимую глубину (от 160 до 410 мм в зависимости от толщины конструкции). Полученный керн отбирается для определения водопо-глощения; косвенного показателя водонепроницаемости бетона конструкции. Измерительная трубка ВБК-1 закрепляется распорными манжетами и прибор заполняется водой.
Проводимые испытания влияния алмазного резания 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 ограниченной двумя манжетами внутри конструкции. Таким образом, резиновые уплотнители ограничивают область измерения. Трубку заполняют водой
Фото 5. Определение глубинной водонепроницаемости конструкций в на-турныгх условиях прибором ВБК-1
до нулевой отметки, чтобы давление создавало около 20 см столба воды. Как только зафиксировано поглощение 3-4 условных единиц воды (1 у.е. = 1,13 мл), необходимо снова наполнить трубку водой для поддержания давления воды величиной 20 см. Контрольное время проведения замера с момента заполнения трубки водой составляет 15 минут, что позволяет выявить возможные дефекты конструкции. Определение глубинной водонепроницаемости конструкций в натурных условиях прибором ВБК-1 показано на фото 5.
Данный способ решает проблему достоверности результатов за счет увеличенного времени проведения замера и большей рабочей площади трубки. Качество поверхности железобетонной конструкции не имеет никакого значения, коэффициент вариации значений получается достаточно низким, что значительно уменьшает количество точек проведения измерений.
Испытания проводились на подземных и заглубленных строительных объектах из монолитного железобетона. Опробование способов измерений водопроницаемости проходило как на новых объектах, так и на
Количество измерений по объекту Показатели приборов Образцы бетона Глуб. влажность конст-рук., % Характ-ки окруж. среды
Торрент, Агама-2Р, Трубка Карстена, мл/мин Водомер, мл/15мин Влаж- ность, % Водопо-гло ше-ние, % Темпе- ратура, °С Влаж- ность, %
кТ, х 10 16 м2 Ь, мм с/см3 см3/с
ОБЪЕКТ №1
1. 3,561 70,0 3,0 0,3331 0,2 6,8 2,92 4,10 71,5 12,2 43,5
2. 2,012 57,5 4,1 0,2412 0,3 6,1 3,15 4,05 74,4 11,9 45,0
3. 2,309 60,4 4,0 0,2483 0,2 6,4 2,87 4,05 72,9 12,5 43,0
4. 4,135 73,9 2,9 0,3466 0,2 7,0 3,06 4,23 72,2 12,7 42,8
5. 0,688 41,6 7,4 0,1360 0,2 5,2 3,06 3,95 73,8 12,0 44,6
6. 3,337 69,0 3,2 0,3169 0,3 6,8 3,19 4,09 75,1 11,5 47,1
7. 2,976 66,4 3,3 0,3017 0,2 6,5 2,89 4,06 72,3 12,1 43,8
8. 4,526 76,3 2,5 0,4018 0,3 7,1 2,91 4,15 70,9 12,9 42,5
9. 1,999 57,7 4,1 0,2452 0,2 6,2 3,22 4,00 74,4 12,7 44,4
10. 3,732 71,2 3,0 0,3384 0,3 6,9 3,03 4,14 73,0 11,5 44,8
11. 1,337 50,6 5,3 0,1879 0,2 5,8 2,98 4,10 72,1 12,9 42,2
12. 5,147 80,5 2,4 0,4229 0,2 7,4 2,93 4,33 70,6 12,6 42,0
13. 4,006 73,0 2,9 0,3498 0,2 6,9 3,25 4,12 71,4 12,7 44,2
14. 4,084 73,7 2,7 0,3663 0,3 6,9 3,18 4,11 72,2 12,9 43,3
15. 1,093 47,0 5,7 0,1746 0,2 5,5 2,97 4,07 72,8 11,8 44,7
16. 4,584 77,4 2,6 0,3904 0,2 7,1 3,06 4,25 72,0 12,0 44,5
17. 0,385 35,0 10,3 0,0975 0,1 5,0 2,94 3,94 69,9 12,8 42,2
18. 0,476 36,9 8,8 0,1130 0,1 5,1 3,07 4,03 73,3 11,5 45,9
19. 4,609 76,7 2,5 0,4028 0,2 7,2 3,09 4,11 72,9 12,5 44,6
20. 5,501 81,9 2,3 0,4271 0,2 7,3 3,15 4,30 73,0 12,2 44,9
21. 2,831 65,3 3,4 0,2935 0,2 6,5 3,10 4,05 74,1 12,0 45,0
22. 1,674 54,5 4,7 0,2142 0,2 5,9 3,19 4,04 74,1 12,6 45,0
23. 3,061 66,7 3,2 0,3078 0,2 6,5 3,22 4,18 74,1 12,8 43,9
24. 3,973 72,8 2,7 0,3718 0,2 6,9 2,98 4,21 70,2 12,3 43,2
25. 2,153 59,0 3,9 0,2591 0,2 6,1 3,12 4,04 77,1 11,6 46,2
26. 4,943 79,5 2,5 0,4038 0,2 7,3 3,23 4,24 77,4 11,8 46,1
27. 1,819 56,1 4,3 0,2335 0,2 6,0 3,26 4,15 76,3 12,7 45,0
28. 0,346 34,7 10,7 0,0939 0,2 4,9 3,01 4,02 74,5 11,6 45,0
29. 1,378 50,9 5,1 0,1942 0,1 5,9 3,09 4,13 70,9 12,6 43,6
Количество измерений по объекту Показатели приборов Образцы бетона Глуб. влажность конст-рук., % Характ-ки окруж. среды
Торрент, Агама-2Р, Трубка Карстена, мл/мин Водомер, мл/15мин Влаж- ность, % Водопо-гло ше-ние, % Темпе- ратура, 0С Влаж- ность, %
кт х 10 16 м2 Ь, мм с/см3 см3/с
30. 5,700 83,1 2,3 0,4426 0,2 7,5 3,27 4,18 74,6 12,0 46,5
31. 3,515 69,9 2,9 0,3425 0,2 6,8 3,17 4,22 74,5 12,1 45,1
32. 3,783 72,2 2,9 0,3409 0,2 6,8 3,04 4,08 74,0 12,1 44,8
33. 5,194 81,0 2,4 0,4249 0,3 7,4 3,02 4,32 70,3 12,8 43,2
34. 0,620 40,2 7,9 0,1269 0,2 5,3 3,26 4,13 77,1 11,8 46,4
35. 3,434 69,0 3,2 0,3145 0,2 6,9 3,13 4,25 74,1 12,4 44,9
36. 5,168 80,3 2,3 0,4350 0,2 7,3 3,29 4,21 73,8 12,4 45,0
37. 3,306 68,6 3,1 0,3175 0,2 6,6 3,13 4,18 73,6 11,9 44,9
38. 4,127 74,6 2,9 0,3442 0,2 7,1 3,20 4,15 75,7 11,5 46,3
39. 3,081 67,3 3,3 0,3008 0,2 6,7 3,06 4,21 72,9 12,0 44,6
40. 3,006 66,1 3,2 0,3103 0,2 6,5 2,90 4,13 73,4 12,1 43,3
41. 3,644 70,8 3,0 0,3332 0,2 6,8 3,12 4,12 73,8 11,7 45,6
42. 0,662 40,7 7,4 0,1358 0,2 5,4 2,95 4,09 69,0 12,3 42,9
43. 5,640 83,4 2,2 0,4489 0,2 7,5 3,16 4,17 73,1 11,9 45,1
44. 3,531 69,8 3,0 0,3302 0,3 6,7 2,89 4,11 73,4 11,9 43,3
45. 0,759 42,1 7,0 0,1430 0,2 5,3 3,02 4,01 70,6 12,7 43,7
ОБЪЕКТ №2
1. 15,75 121,4 1,2 0,8038 0,4 9,5 3,06 4,67 61,4 30,1 28,8
2. 12,74 111,5 1,4 0,7289 0,4 8,8 3,35 4,52 62,1 31,2 29,0
3. 12,03 109,5 1,5 0,6680 0,3 8,7 3,24 4,57 60,2 29,9 30,1
4. 26,40 146,2 0,8 1,1985 0,5 10,6 3,38 5,14 61,9 28,8 30,3
5. 11,75 108,6 1,3 0,7484 0,4 8,7 3,30 4,46 61,2 29,3 29,6
6. 55,62 186,2 0,5 2,0183 0,8 12,7 3,61 6,54 63,6 29,3 31,6
7. 39,19 166,9 0,6 1,6410 0,6 11,7 3,65 5,84 63,6 30,4 31,0
8. 19,01 129,2 1,1 0,9148 0,4 9,7 3,28 4,87 62,1 29,0 30,5
9. 39,10 167,2 0,6 1,8051 0,6 11,8 3,37 5,70 60,6 30,1 29,9
10. 49,21 179,9 0,4 2,8289 0,8 12,4 3,54 6,13 63,4 29,5 30,7
11. 20,92 134,2 0,9 1,1273 0,4 10,1 3,11 4,85 58,0 30,3 28,7
12. 32,54 157,1 0,6 1,7190 0,6 11,2 3,50 5,49 61,1 30,4 30,4
13. 24,22 141,7 0,9 1,0589 0,5 10,4 3,32 5,04 61,3 29,8 29,8
14. 24,27 141,1 0,9 1,1044 0,5 10,5 3,27 5,17 62,1 30,5 29,6
Количество измерений по объекту Показатели приборов Образцы бетона Глуб. влажность конст-рук., % Характ-ки окруж. среды
Торрент, Агама-2Р, Трубка Карстена, мл/мин Водомер, мл/15мин Влаж- ность, % Водопо-гло ше-ние, % Темпе- ратура, 0С Влаж- ность, %
кт х 10 16 м2 Ь, мм с/см3 см3/с
15. 37,69 164,9 0,6 1,7384 0,6 11,6 3,40 5,67 61,2 30,3 30,4
16. 35,17 161,0 0,7 1,5056 0,6 11,4 3,43 5,53 63,1 29,3 31,0
17. 21,43 134,9 0,8 1,2049 0,5 10,0 3,22 5,06 61,2 30,9 29,3
18. 23,32 139,2 0,9 1,1348 0,4 10,3 3,45 5,13 61,2 31,2 29,9
19. 49,83 180,1 0,4 2,3067 0,8 12,6 3,74 6,28 63,5 31,2 31,2
20. 11,51 107,5 1,4 0,7060 0,3 8,8 3,02 4,50 57,3 30,0 28,3
21. 43,85 173,0 0,5 2,1453 0,7 12,0 3,33 5,90 62,5 31,1 29,3
22. 28,86 150,4 0,7 1,3619 0,6 11,0 3,52 5,23 62,5 29,5 31,3
23. 37,65 164,9 0,6 1,7294 0,7 11,6 3,44 5,71 64,3 28,7 31,3
24. 50,77 181,8 0,5 1,9470 0,8 12,3 3,48 6,38 62,1 28,9 31,5
25. 32,49 156,9 0,6 1,5853 0,6 11,1 3,41 5,45 61,8 30,2 29,7
26. 11,78 108,5 1,5 0,6818 0,3 8,8 3,23 4,51 62,2 29,0 29,9
27. 40,55 168,2 0,5 2,1778 0,8 11,9 3,56 5,78 62,1 31,3 30,6
28. 45,40 174,8 0,4 2,4904 0,8 12,1 3,57 6,06 63,5 29,5 30,8
29. 54,58 185,3 0,4 2,5622 0,9 12,7 3,49 6,49 61,1 28,8 30,8
30. 19,48 130,7 1,0 0,9881 0,4 9,9 3,34 4,97 61,0 29,0 30,0
31. 52,16 182,7 0,5 2,0938 0,8 12,4 3,68 6,39 61,0 29,9 30,9
32. 60,32 191,2 0,4 2,7757 1,0 12,9 3,83 6,66 64,9 31,3 31,5
33. 15,94 121,9 1,3 0,7983 0,3 9,5 3,09 4,77 59,1 29,4 29,7
34. 33,72 159,1 0,6 1,5670 0,6 11,3 3,58 5,58 63,2 31,0 30,1
35. 27,81 148,2 0,8 1,1977 0,5 10,8 3,48 5,15 63,8 29,6 31,3
36. 9,03 98,8 1,8 0,5512 0,3 8,2 3,02 4,50 58,0 31,2 28,1
37. 51,51 182,5 0,5 2,0208 0,8 12,5 3,65 6,38 63,8 29,1 31,6
38. 53,15 184,4 0,5 2,0050 0,8 12,5 3,82 6,40 64,2 30,8 31,2
39. 29,55 151,7 0,6 1,5747 0,6 10,9 3,25 5,41 62,7 28,7 30,7
40. 42,94 172,0 0,4 2,3501 0,7 12,1 3,49 6,02 60,5 31,2 29,7
41. 13,44 114,7 1,3 0,7538 0,3 9,1 3,05 4,65 58,1 29,6 28,7
42. 36,68 163,4 0,5 1,9680 0,6 11,4 3,42 5,59 60,7 30,6 29,8
43. 15,76 120,6 1,1 0,8833 0,5 9,4 3,04 4,70 60,2 30,3 28,6
44. 18,80 128,9 1,1 0,9074 0,4 9,8 3,17 4,83 59,6 31,4 29,2
45. 51,85 182,3 0,4 2,5491 0,8 12,5 3,74 6,28 65,0 30,4 31,5
Диаграмма зависимости показателей приборов ВБК-1 и трубка Карстена
Трубка Карстена, мл/мин
Рис. 4
сооружениях со сроком эксплуатации более 15 лет. Следует заметить, что при монолитном возведении в сравнении со строительством из сборных заводских конструкций, значительно чаше попадаются дефекты такого рода как: осадочные и усадочные тре-шины, холодные швы, пустоты вдоль арматурного каркаса, расслаивание бетона по высоте заходки и образование полостей внутри конструкции из-за недостаточной вибрации бетона в момент укладки.
В данной статье приводятся результаты, полученные комплексом приборов определения водонепроницаемости железобетона подземных сооружений в натурных условиях на двух объектах, отличающихся годами постройки (новое сооружение и эксплуатирующееся более 15 лет) и временем производства измерений. Таким образом, проведенная работа позволила построить коре-ляционные зависимости между прибором ВБК-1 и другими способами измерений водонепроницаемости с достоверностью результатов более 95 %, в большом диапазоне температуры окружающей среды и влажности конструкции.
Результаты исследования. На основании произведенных исследований была построена таблица сравнительных результатов полученных с использованием 4-х способов определения водонепроницаемости железобетонных конструкций (таблица). Определены значения водопоглошения образцов-кернов, влажности воздуха и поверхности бетона, температуры воздуха (таблица) и построены графики корреляционных зависимостей разработанного прибора ВБК-1 с су-шествуюшими способами определения водонепроницаемости железобетонных конструкций в натурных условиях (рис. 3-6).
Выводы. Проведенное исследование позволило выявить положительные и отрицательные стороны работы приборов, а также определить условия их достоверного применения.
Положительными сторонами методик, основанных на определении воздухопроницаемости в бетонных конструкциях является быстрота и простота использования. Для производства измерений необходимо только включить вакуумный элемент. В отличие от испытаний с использованием воды, тестирование воздухопроницаемости не изменяют влажностные показатели самого бетона. Разброс значений, получаемых при испытаниях значительно больше, чем при испытаниях водой.
Недостатками способов, определяющих водонепроницаемость конструкций, с применением воды являются большая продолжительность измерений, потребность в герметизации прибора к поверхности бетонной конструкции. Разброс в получаемых значениях проницаемости незначителен.
Все методики, описываюшие способы испытаний 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 сверления бетона на определяемые значения. 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 сверлении испытательных отверстий, действие ударного механизма перфоратора может вызывать нарушение целостности бетонного массива во-
круг тестируемой области - эффект не поддаюшийся контролю. В бетоне могут образоваться трешины, которые позволят воде или воздуху распространяться по ним с большей интенсивностью. Это условие может привести к несоответствию результатов, особенно в испытаниях на водопо-глошение. Однако, с другой стороны, объем этих дефектов, и особенно при алмазном бурении бетона, может соответствовать объемам дефектов, которые имеют место при возведении сооружения и полученные результаты по водонепроницаемости будут соответствовать реальным условиям.
1. ГОСТ 4800-59 «Бетон гидротехнический. Методы испытаний бетона»
2. ГОСТ 12730.2-78 «Бетоны. Метод определения влажности»
3. ГОСТ 12730.3-78 «Бетоны. Метод определения водопоглошения»
4. ГОСТ 12730.4-78 «Бетоны. Методы определения показателей пористости»
5. ГОСТ 12730.5-78 «Бетоны. Методы определения водонепроницаемости»
Способ определения глубинной водонепроницаемости железобетонных конструкций с помошью прибора ВБК-1 показал надежность и простоту использования, возможность использования в широком диапазоне температур и влажности воздуха. Низкий разброс значений объясняется большой рабочей пло-шадью прибора и независимостью от качества поверхности конструкции. Подобный аргумент позволяет уменьшить количество измерений данным способом, что не повлияет на оценку водонепроницаемости сооружения в целом.
------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
6. «Методические рекомендации по ускоренному неразрушаюшему контролю истираемости бетона» Всесоюзный ордена Октябрьской Революции научно-исследовательский институт транспортного строительства, Москва 1991 г.
7. «Рекомендации по методам определения проницаемости бетона» Государственный комитет по делам строительства СССР. НИИЖБ. Центральная лаборатория коррозии, Москва 1972 г.
— Коротко об авторах---------------------------------------------------------
Закоршменный Андрей Иосифович - аспирант кафедры «Строительство подземных сооружений и шахт», старший инженер научно-диагностического отдела, ЗАО «Триада-Холдинг», Московский государственный горный университет.
