книги / Мониторинг состояния цементобетонных дорожных конструкций

По 3, 5 и 6-му вариантам снижение стоимости составляет

30 × 2,37 + 20 × 0,04 – 1,27 × 10 = 58,48 руб.,

при этом дополнительные затраты по 5-му варианту составят

2,2 × 0,04 + 2,2 × 8,5 = –18,71 руб.

2. Теплоэнергия.

Снижение стоимости теплоэнергии составит по 4-му и 6-му вариантам

4,14 × 0,0808 = 0,3345 руб.

Удельные капитальные вложения составят для вариантов 4-го и 6-го Ку = 840 000/60 000 = 14,00 руб/м3.

Удельные капитальные вложения составят для вариантов 1, 2, 3, 5-го Ку = 840 000/53 000 = 15,85 руб/м3.

Таблица 5.16

Приведенные затраты по вариантам составили:

З1 = 6090 + 0,15 × 15,85 = 6092,38 руб. З2 = 6040 + 0,15 × 15,85 = 6042,38 руб. З3 = 6022 + 0,15 × 15,85 = 6024,38 руб.

211

З4 = 6047 + 0,15 × 14 = 6049,1 руб.

З5 = 6055 + 0,15 × 15,85 = 6057,38 руб. З6 = 5999 + 0,15 × 14 = 6001,1 руб.

Расчет годового экономического эффекта Э от создания и использования новых плит ПДН производится по формуле

Э = [(З1 + Зс1)j + Ээ – (З2 + Зс2)]A2,

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; j – коэффициент изменения срока службы новой строительной конструкции по сравнению с базовым вариантом. Указанный коэффициент рассчитывается с учётом P1 и P2 – доли сметной стоимости плиты в расчете на 1 год её службы по сравниваемым вариантам.

Коэффициент реновации железобетонных конструкций определяется из выражения φ = (P1 + Eн)/(P2 + Eн) и составит по вариантам:

φ2–1 = 0,967, φ3–1 = 0,965, φ4–1 = 1,005, φ5–1 = 0,928, φ6–1 = 0,955.

Ожидаемый годовой экономический эффект по вариантам составит Эг = (З1φ – З2)А2.

2-й вариант (6092,38 × 0,967 – 6042,38) × 53 000 = –8 005 572,62 руб. 3-й вариант (6092,38 × 0,965 – 6024,38) × 53 000 = –7 697 364,9 руб. 4-й вариант (6092,38 × 0,967 – 6049,1) × 60 000 = –9 466 112,4 руб.

5-й вариант (6092,38 × 1,005 – 6057,38) × 53 000 = 3 469 480,7 руб. 6-й вариант (6092,38 × 0,928 – 6001,1) × 60 000 = –20 842 281,6 руб.

При этом прибыль завода-изготовителя за счёт снижения себестоимости плит ПДН составит:

по 2-му варианту (6092,38 – 6042,38) × 53 000 = 2 650 000 руб. 3-му варианту (6092,38 – 6024,38) × 53 000 = 3 604 000 руб. 4-му варианту (6092,38 – 6049,1) × 60 000 = 2 596 800 руб. 5-му варианту (6092,38 – 6057,38) × 53 000 = 1 855 000 руб.

212

6-му варианту (6092,38 – 6001,1) × 60 000 = 5 476 800 руб.

Экономия или убытки потребителя плит ПДН в сфере эксплуатации за срок их службы Ээ определялась по формуле

Ээ = (И1 −И2Р)2−+ЕЕн (нК′2 −К′1 ) ,

где И1 и И2 – годовые издержки в сфере эксплуатации на единицу конструктивного элемента сооружения или объект в целом по сравниваемым вариантам, руб. К ним относятся: затраты на капитальный ремонт плит, восстановление и поддержание предусмотренной проектом надежности плит и сооружений в целом, ежегодные затраты на эксплуатацию;

Ен – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложе-

ний;

К′1 и К′2 – сопутствующие капитальные вложения в сфере эксплуата-

ции автомобильной дороги (капитальные вложения без учета стоимости плит) в расчете на единицу конструктивного элемента сооружения или объект в целом по сравниваемым вариантам, руб.;

А2 – годовой объем строительно-монтажных работ с применением новых плит в расчетном году, в натуральных единицах.

При этом заказчик (потребитель) за счёт снижения качества плит ПДН потерпит убытки: по 2-му варианту – 10 918 000 руб., 3-му варианту –

11 978 000 руб., 4-му варианту – 16 560 000 руб., 6-му варианту –

26880 000 руб.

Итолько в одном случае (5-й вариант) 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 соста-

вит 4 611 000 руб.

Во всех остальных вариантах технологии потребитель будет нести убытки за счёт снижения качества плит ПДН, хотя при этом заводизготовитель получит прибыль.

Выводы по главе 5

1. Предложен и обоснован практический метод расчёта долговечности бетона эксплуатируемой конструкции или сооружения

213

2.Предложен и обоснован метод оценки остаточного ресурса бетона конструкции или сооружения.

3.По результатам испытаний установлено, что пластификация бетонной смеси добавкой ПЯ-01 понижает стойкость пропаренных бетонов

квоздействиям природных условий климата.

4.При использовании жестких режимов термовлажностной обработки изделий пластификация бетонов с добавкой ПЯ-01 существенно понижает стойкость бетона к климатическим воздействиям.

5.Показано, насколько защита бетона от воздействия климата пленкообразующим препаратом К-9 повышает стойкость бетонов, пластифицированных добавкой ПЯ-01 до нормативных значений.

6.Установлено, что пластификация бетонных смесей добавкой ПЯ-01 и защита бетона пленкообразующим препаратом К-9 повышает жесткость и трещиностойкость плит ПДН и ПГА-IV-2Т в 1–2-месячном возрасте.

7.Предлагаемый и научно обоснованный метод прогнозирования стойкости бетона изделий в природных условиях климата обеспечивает достоверность оценки экономической эффективности рассматриваемых изменений технологии изготовления плит.

214

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1.Получены экспериментальные данные об изменении комплекса характеристик свойств и структуры бетонов естественного твердения, пропаренных и с добавкой ПЯ-01 под воздействием природных условий климата в течение 18–34 месяцев относительно аналогичных характеристик бетонов, твердевших после изготовления в нормальных условиях.

2.Установлено, что воздействие природных условий климата приводит к изменению состояния бетона. Дефекты, приобретенные бетоном при изготовлении, под воздействием климата развиваются, появляются новые дефекты. При сезонной смене неблагоприятных для твердения бетона условий на благоприятные, дефекты устраняются частично. Имеет место накапливание дефектов.

3.Результаты экспериментальных исследований подтвердили гипотезу о значимом влиянии комплекса характеристик свойств бетона на изменение его состояния в условиях воздействия климатической среды. Состояние бетона достаточно полно (информативность 86,7 %) описывается

комплексом относительных значений характеристик (Rb, Rcrc0 , W). При

этом состояние бетонов естественного твердения, пропаренных и пластифицированных добавкой ПЯ-01, может рассматриваться с единых позиций.

4. Для оценки и прогнозирования состояния бетона, испытывающего воздействие климатических условий, предложен метод, в котором используется закономерность кинетики накопления дефектов структуры. Степень поврежденности бетона достаточно полно оценивается близостью его состояния к предельному. В качестве меры близости используется величина угла φ между векторами, описывающими сравниваемые состояния бетона в n-мерном пространстве, в формализованном виде отражающего результат воздействия климата. Метод прогноза состояния позволяет по изменению значений наиболее информативных характери-

стик свойств (Rb, Rcrc0 , W) за один год воздействия климата определять

время (в годах) воздействия климатических условий, потребное для достижения бетоном предельного состояния.

5. Доказано, что пластификация бетонной смеси добавкой ПЯ-01 снижает стойкость бетона к воздействию климата на 13 %. Весьма существенно снижается стойкость пластифицированных бетонов при использовании форсированных режимов тепловлажностной обработки и прогрев изделий контактным способом. Защита бетона с добавкой ПЯ-01 от воз-

215

действия климата пленкообразующим препаратом К-9 улучшает его структуру и стойкость, увеличивает жесткость и трещиностойкость конструкций (плит ПДН и ПГ) из него.

6.Выполнен технико-экономический анализ технологий изготовления изделий из бетонных смесей, пластифицированных добавкой ПЯ-01. Определены условия применимости добавки ПЯ-01 для бетонов, испытывающих негативное воздействие климата.

7.Результаты исследований использованы при решении практических

задач.

216

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Абрамкина В.Г., Курбатова И.И., Высоцкий С.А. Влияние температуры на гидратацию цемента в начальный период твердения // Технология бетонных работ в условиях сухого жаркого климата: сб. тр. НИЖБ. –

М., 1979. – С. 97–102.

2.Александров П.Е. Исследование условий формирования структуры замкнутых пор в бетоне в связи с его морозостойкостью: автореф.

дис. … канд. техн. наук. – Л., 1965. – С. 14–18.

3.Александровский С.В. Расчет бетонных и железобетонных конструкций на изменение температуры и влажности с учетом ползучести. –

М.: Стройиздат, 1973. – С. 432.

4.Алимов Л.А. Исследование влияния структурных характеристик на основные физико-механические свойства бетонов: автореф. дис. …

канд. техн. наук. – М., 1970, – 12 с.

5.Алтухов В.Д., Грушко И.М. О физических основах прочности

и выносливости бетонов при растяжении // Технология строительства и свойства гидротехнических бетонов для водохозяйственного строительства: тр. ВНИИ Водгео «Гидротехника». – М., 1973. – С. 98–108.

6.Аминов Э.Х. Климат и бетон. – Ташкент: Мехнат, 1988. – С. 183.

7.Анваров А. Р. Обоснование достаточности средств первичной защиты для достижения проектной долговечности железобетона в естественных условиях эксплуатации: автореф. дис. … канд. техн. наук. – Уфа, 2007. – С. 22.

8.Андрукович П.Ф. Применение метода главных компонент в регрессионном анализе // Заводская лаборатория. – 1970. – № 3. – С. 312–316.

9.Андрукович П.Ф. Применение метода главных компонент в практических исследованиях // Сб. тр. МГУ. Вып. 36. – М., 1973. – С. 16, 18.

10.Аркадьев И.А., Браверман Э.М. Обучение машины распознаванию образов. – М.: Наука, 1964. – С. 8–14.

11. Аршинов И.А. Кубиковая и призменная прочность тяжелых и гидратных бетонов при температурах 100–300 °С // Технология и свойства тяжелых бетонов: тр. НИИЖБ. Вып. 29. – М., 1962. – С. 42–45.

12.Атаев А.И., Пунагин В.Н. Исследование трещиностойкости бетонов в условиях сухого жаркого климата // Сейсмостойкое строительство зданий и сооружений. – Ашхабад: Ылым, 1975. – С. 28–64.

13.Ахвердов И.Н. Основы физики бетона. – М.: Стройиздат, 1981. –

С. 464.

217

14.Ахвердов И.Н., Скочеляс В.В. Графоаналитический метод определения ЕБ на плотных заполнителях // Докл. АН БССР. – 1970. –

Т. ХХV, № 10. – С. 893–895.

15.Баженов Ю.М. Критерий оценки поведения бетона в жарком

исухом климате // Бетон и железобетон. – 1971. – № 8. – С. 9–11.

16.Баженов Ю.М. Бетон при динамическом нагружении. – М.:

Стройиздат, 1970. – С. 272.

17.Стойкость бетона при циклическом увлажнении, высыхании, нагревании и остывании / А.Б. Байбулеков [и др.] // Архитектура и строительство Узбекистана. – 1980. – № 8. – С. 10–11.

18.Берг О.Я., Щербаков Е.Н., Писаренко Г.Н. Высокопрочный бе-

тон. – М.: Стройиздат, 1971. – С. 208.

19.Берг О.Я. Физические основы теории прочности бетона и железобетона. – М.: Госстройиздат, 1962. – С. 96.

20.Берг О.Я. О предельном состоянии железобетонных конструкций по долговечности бетона и железобетона // Бетон и железобетон. – 1964. –

С. 486–488.

21.Бойко Л.П., Дубовский Б.Ш., Харитонова Л.Д. Ускоренный беспаровой прогрев бетона с предохранением открытой поверхности плен-

ками // Изв. ВУЗов. – 1967. – № 2. – С. 75–82.

22.Браверман Э.М. Методы экстремальной группировки параметров

изадачи выделения существенных факторов // Автоматика и телемехани-

ка. – М.: Наука, 1970. – № 1. – С. 123–132.

23. Бруссер М.И, Исследование структурной пористости бетона и факторов её определяющих: автореф. дис. … канд. техн. наук. – М., 1971. – С. 24.

24.Исследования процессов гидратации портландцемента при тепловлажностной обработке до 100 °С / П.П. Будников [и др.] // Тр. междунар. конф. по проблемам твердения бетона при изготовлении сборных железобетонных конструкций. – М.: Изд-во литературы по строительству, 1968. – С. 33–40.

25.Бужевич Г.А. Испарение воды из бетона // Тр. НИЖБ. Вып. I. –

М.: Госстройиздат, 1957. – С. 28–300.

26.Бурба Р.П., Свечин Н.В. Влияние климатических факторов на технологию производства бетонных работ в летних условиях Средней Азии // Материалы по производительным силам Узбекистана. Вып. 3. – Ташкент: Изд-во АН УзССР, 1957. – С. 42–46.

218

27.Бутт Ю.М., Колбасов В.М., Тимашев В.В. Гидротермальная обработка бетона при атмосферном давлении // Сб. докл. V Междунар. конгресса по химии цемента. – М.: Стройиздат, 1973. – С. 11–13.

28.Валента О. Долговечность бетона // Первый Междунар. конгресс по химии цемента. – М.: Стройиздат, 1973. – С. 288–296.

29.Ваучский М.Н. Нанобетон: мифы и реальность // СтройПРО-

ФИль. – 2007. – № 8 (62). – С. 21–25.

30.Применение водорастворимого полимера К-9 при производстве сборного железобетона / Ж.В. Вердыева [и др.] // Архитекутра и строительство Узбекистана. – 1985. – № 2. – С. 36–38.

31.Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества. – М.: Строй-

издат, 1986. – 462 с.

32.Прочность, структурные изменения и деформации бетона / А.А. Гвоздев [и др.]. – М.: Стройиздат, 1978. – С. 297.

33.Гончаров А.А., Гладков B.C. Влияние напряжений сжатия на морозостойкость бетона // Бетон и железобетон. – 1969. – № 5. – С. 37–39.

34.Температурно-влажностные деформации бетонов в связи с их характеристиками строения / Г.И. Горчаков [и др.] // Строительство и архитектура Узбекистана. – 1975. – № 9. – С. 19–22.

35.Зависимость морозостойкости бетонов от их структуры и температурных деформаций / Г.И. Горчаков [и др.] // Бетон и железобетон. – 1972. – № 10. – С. 7–10.

36.Повышение долговечности бетона и железобетона / Г.И. Горчаков [и др.] // Тез. докл. IX Всесоюз. конф. по бетону и железобетону.

г. Ташкент, 25–27 мая 1983 г. – М.: Стройиздат, 1983. – С. 132–140.

37.Горчаков Г.И., Лифанов И.И., Тёрехин Л.Н. Коэффициенты температурного расширения и температурные деформации строительных материалов. – М.: Изд-во стандартов, 1968. – С. 167.

38. Гранковский В.Г., Чистяков В.В. Особенности гидратации и структурообразования портландцемента на ранних стадиях // Журнал прикладной химии. – 1991. – Т. 54, № 1. – С. 15–20.

39.ГОСТ 27.002–89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения.

40.ГОСТ 8829–94. Конструкции и изделия бетонные и железобетонные сборные. Методы испытания нагруженном и оценка прочности, жёсткости и трещиностойкости / Госстрой СССР. – М.: Изд-во стандартов, 1994. – 26 с.

219

41.ГОСТ 10060–95. Бетоны. Методы определения морозостойкости.

42.ГОСТ 20911–89. Техническая диагностика. Термины и опреде-

ления.

43.ГОСТ 26633–91. Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия.

44.ГОСТ 53778–2010. Здания и сооружения Правила обследования

имониторинга технического состояния.

45.Гузеев Е.А., Борисенко В.М., Савицкий Н.В. Механоматематические методы прогноза долговечности железобетонных конструкций // Бе-

тон и железобетон. – 1990. – № 3. – С. 17–18.

46.Гуров С.В., Уткин Л.В. Надёжность систем при неполной инфор-

мации. – СПб., 1999. – 160 с.

47.Жуков С.М. Проблема прочности твердых тел // Вестник АН

СССР. Вып. 78. – 1957. – № II. – С. 78–82.

48.Журков С.Н., Куксенко B.C., Петров В.А. Можно ли прогнозировать разрушение? // Будущее науки. Международный ежегодник. – Вып. 16. – М.: Знание, 1983. – С. 100–111.

49.Джаши Н.А., Петрова Т.М. Современные материалы для строительства и реконструкции автодорожных мостов. – СПб.: Дорожная тех-

ника, 2005.

50.Дибров Г.Д. Молекулярно-поверхностные явления в дисперсных структурах деформируемых в активных средах; автореф. дис. … д-ра техн. наук. – Киев, 1970. – С. 26.

51.Изменение объема (усадки) цементного камня / Г.Д. Дибров

[и др.] // Докл. АН СССР. – 1963. – Т. 149, № 3. – С. 648–651.

52.Дмитриев А.С., Гренроз В.Н. Образование трещин в сооружениях эксплуатируемых в сухом жарком климате // Бетон и железобетон. – 1971. – № 8. – С. 1–13.

53. Дмитриев А.С., Темкин E.С. Образование усадочных трещин в железобетонных конструкциях в условиях СЖК // Технология бетонных работ в условиях СЖК: сб. тр. НИИЖБ. – М., 1979. – С. 32–36.

54.Добролюбов Т., Ратинов В.Б., Розенберг Т.Н. Прогнозирование долговечности бетона с добавками. – М.: Стройиздат, 1983. – С. 129–182.

55.Дорофеюк А.А., Касавин А.Д., Торговицкий И.Ш. Применение методов автоматической классификации для построения статической модели объекта // Автоматика и телемеханика. – 1970. – № 1. – С. 144–147.

220