3149

РАБОТА ВЫПОЛНЕНА В НИЖЕГОРОДСКОМ ГОСУДАРСТВЕННОМ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНОМ УНИВЕРСИТЕТЕ

Научный руководитель

кандидат технических наук, доцент

Яворский Андрей Андреевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Ким Борис Григорьевич,

кандидат технических наук, доцент

Огай Климент Александрович

Ведущая организация

Государственное предприятие Нижегородской области «ОРГТЕХСТРОЙ»

Защита состоится « 2_» июня 2005г. в 14— часов на заседании диссертационного совета Д 212.162.03 при Нижегородском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 603950, г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65, корпус 5, аудитория 202.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан « 29 » апреля 2005г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

А к т у а л ь н о с т ь работы Постоянный рост объемов монолитного строительства является одной из

основных тенденций, характеризующих современный период российского строительства. Однако в настоящее время массовый переход к строительству из монолитного железобетона может иметь негативные последствия, связанные с достаточно низким уровнем качества отдельных объектов. Среди основных причин низкого качества возводимых монолитных зданий необходимо выделить следующие.

Во-первых, большинство действующих в настоящее время в России нормативных документов создавались в эпоху приоритетного развития строительства из сборного железобетона, поэтому совершенно естественны их направленность на заводские технологии и недостаточная проработка вопросов строительства из монолитного железобетона. Во-вторых, у большинства строительных организаций отсутствуют достаточный опыт и необходимая технологическая культура монолитного строительства, а также качественное техническое оснащение. В-третьих, не создана эффективная система управления качеством монолитного строительства, включающая систему надежного технологического контроля качества работ.

Законом РФ «О техническом регулировании» строительные объекты (здания, строения, сооружения) отнесены к видам продукции, обязательные требования к процессам производства и эксплуатации которых должны определяться положениями общих технических регламентов. Введенные в действие 01.01.05 г. и развивающие положения данного Федерального закона СНиП 12- 01-2004 «Организация строительства» расширяют функции производственного контроля качества строительства, выполняемого производителем работ, увеличивают возможности авторского надзора, прописывают задачи технического надзора застройщика, а также регламентируют деятельность органов государ-

ственного контроля (надзора) по оценке соответствия процесса строительства и возводимого объекта требованиям законодательства, технических регламентов, проектной и нормативной документации.

В связи с этим, одной из важнейших задач совершенствования технологии монолитного строительства должна стать разработка надежной системы технологического контроля качества работ, включающей в себя входной контроль качества материалов, операционный контроль в процессе выполнения и по завершении операций, позволяющей с достаточной степенью объективности оценивать необходимые параметры.

Цель диссертационной работы Целью диссертационной работы является повышение эффективности и

технологической надежности монолитного строительства путем совершенствования технологического контроля качества уплотнения в процессе бетонирования конструкций и прочности монолитного бетона в различном возрасте за счет создания новых и усовершенствования существующих методов и средств контроля.

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие основные задачи исследования:

- исследование существующей системы технологического контроля качества работ при возведении монолитных зданий, включая ее обеспеченность требованиями нормативной документации, для качественного совершенствования методов и средств, обеспечивающих повышение организационнотехнологической надежности строительства;

-разработка метода инструментального контроля степени уплотнения бетонной смеси в процессе бетонирования монолитных конструкций;

-совершенствование методики контроля прочности бетона ультразвуковым импульсным методом, наиболее полно отвечающей сложным условиям моно-

литного строительства;

-усовершенствование методики расчетного определения прочности по темпе- ратурно-временному фактору;

-совершенствование метода контроля прочности бетона с помощью испытания контрольных образцов-кубов, извлекаемых из тела монолитной конструкции, путем создания специальной закладной формы и технологии бездефектного извлечения образцов;

-повышение надежности контроля прочности бетона монолитных конструкций

вразном возрасте путем создания комплексной системы, интегрирующей результаты наиболее эффективных методов, базирующихся на разных физических принципах.

го М.Ю., Лужина О.В., Лукьянова B.C., Мацкевича А.Ф., Миронова С.А., МорщихинаВ.Н., Новгородского М.А., Ногина С.И., Скрамтаева Б.Г., ТопчияВ.Д., Филонидова A.M., Хаютина Ю.Г., Школьника И.Э. и других ученых.

Научная новизна работы:

- теоретически обоснован и практически реализован метод контроля степени уплотнения бетонной смеси в процессе бетонирования, основанный на зависимости между данным параметром и силой тока, потребляемого электродвигателем глубинного вибратора; - предложена методика определения прочности бетона монолитных конструк-

ций ультразвуковым импульсным методом, основанная на учете основных факторов влияния на корреляционную зависимость «скорость ультразвука - прочность бетона»;

- усовершенствована методика расчетного определения прочности по темпера- турно-временному фактору за счет учета влияния основных факторов, определяющих скорость набора бетоном прочности.

На защиту выносятся следующие результаты научных исследований и разработок:

-результаты качественного анализа эффективности существующих методов и средств контроля технологических параметров основных операций возведения монолитных зданий;

-метод и средства контроля степени уплотнения бетонной смеси в процессе бетонирования конструкций, основанный на зависимости между данным параметром и силой тока, потребляемого электродвигателем глубинного вибратора;

-методика определения прочности монолитного бетона ультразвуковым импульсным методом с учетом основных факторов, влияющих на точность корреляционной зависимости «скорость ультразвука - прочность бетона»;

-конструкция закладной формы и технология изъятия с ее помощью из тела монолитной конструкции контрольных образцов-кубов;

-комплексная система контроля прочности монолитного бетона в раннем и зрелом возрасте, включающая результаты испытаний эффективными методами, основывающимися на различных физических принципах.

Практическая значимость работы заключается:

-в определении рациональных методов и средств контроля основных технологических параметров бетонных работ в монолитном строительстве;

-в создании нового эффективного метода контроля степени уплотнения бетонной смеси в процессе ее вибрирования, аппаратной реализации его автоматизированного варианта на базе современной микроэлектроники; - в разработке комплексной системы контроля прочностных параметров моно-

литного бетона, состоящей из ультразвукового импульсного метода, метода

расчетного определения прочности по температурно-временному фактору, метода испытания контрольных образцов-кубов, извлекаемых из тела монолитной конструкции.

лотнения бетонной смеси в процессе бетонирования конструкций и комплексная система контроля прочности монолитного бетона использовались при строительстве четырех монолитных объектов в г. Н. Новгороде.

Теоретические и экспериментальные результаты диссертационной работы использованы при выполнении научно-исследовательских работ в рамках госбюджетной научно-технической программы «Архитектура и строительство» (шифр 04.01.170) и Гранта Минобразования РФ по фундаментальным исследо-

ваниям в области технических наук (шифр ТО 2-12.4-578) в 2002-2004 гг.

Основные положения работы включены в материалы специальной дисциплины «Измерительно-вычислительные системы обеспечения качества» подготовки магистров по программе 550102 - «Теория и практика организационнотехнологических и экономических решений»; используются в курсе повышения квалификации инженеров-строителей, проводимых МИПК ННГАСУ и ФГОУ

ИПК руководящих работников и специалистов.

Апробация работы

Материалы диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на международной научно-технической конференции «Итоги строительной науки» (ВГУ, г. Владимир, 2003 г.); II и III международных науч- но-технических конференциях «Эффективные строительные конструкции: тео-

(г. Дзержинск, 2004-2005 гг.); международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы дорожного и строительного комплекса» (МарГТУ, г. Йошкар-Ола, 2004 г.).

П у б л и к а ц и и По теме диссертационной работы опубликовано 14 печатных работ.

С т р у к т у р а и объём работы Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, основных выводов,

библиографического списка источников, 2 приложений. Общий объем работы составляет 149 страниц, в том числе 34 иллюстрации в виде схем, графиков и фотографий, 31 таблица, библиографический список, включающий 144 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана краткая характеристика работы: обоснована актуальность темы, сформулирована цель исследований, охарактеризованы научная новизна, практическая значимость полученных результатов, приведены сведения об апробации работы.

В первой главе выполнен анализ действующей в Российской Федерации нормативной литературы (СНиП, ГОСТ и т.д.), регламентирующей вопросы контроля основных технологических параметров монолитного строительства. Установлено существенное отставание степени обеспеченности нормативной литературой монолитного строительства по сравнению со сборным. В результате анализа выявлены технологические параметры, контроль которых в недостаточной степени регламентирован существующими нормативными источниками: степень уплотнения бетонной смеси и прочность монолитного бетона конструкции в раннем и зрелом возрасте.

Методом паутинной сети автором проведен многокритериальный анализ существующих методов контроля степени уплотнения бетонной смеси в процессе бетонирования (рис. 1 ). Критериями оценки являлись: К/ - достоверность метода; К2 - быстродействие и возможность автоматизации; К3 - возможность применения в каждой точке уплотнения и к различным конструкциям (по форме, армированию, ответственности); К4 - стоимость, трудоемкость и безопасность проведения испытаний; К5 - обеспеченность нормативной литературой. Критерии выражаются в баллах от 0 до 1,0 с градацией по 0,1. Самый высокий балл 1,0 указывает на соответствие критериям качества.

Рис. I. Качественное сравнение по выделенным критериям различных методов контроля степени уплотнения бетонной смеси: 1 - визуальный метод по появлению основных признаков уплотнения; 2 - радиоактивный метод; 3 - метод контроля по электропроводимости;

4 - ультразвуковой импульсный метод; 5 - СВЧметод

В результате анализа выявлено отсутствие на настоящий момент методов надежного оперативного контроля данного параметра в условиях открытой строительной площадки. Влияние степени уплотнения на основные характеристики бетона (пористость, морозостойкость, прочность и другие) обусловило необходимость создания простого и надежного метода ее контроля.

На основании выполненного анализа существующих методов контроля прочности монолитного бетона (рис. 2) установлено, что применение большинства из них не позволяет полностью оценить прочностные показатели в различном его возрасте с достаточной достоверностью. Большинство из существующих методов не позволяют достичь оптимального баланса между трудоемко-

8

стью и объективностью контроля. Критериями оценки являлись: К1 - достоверность метода и обеспеченность нормативной литературой; К2 - быстродействие и возможность автоматизации; Кз - возможность применения к различным конструкциям (по форме, армированию, ответственности); К4 - стоимость, трудоемкость и безопасность проведения испытаний; К5 - негативное влияние на конструкцию и необходимость устранения образовавшихся дефектов. Необходимо отметить, что для контроля прочности в раннем возрасте (до снятия опалубки) применимы только методы, представленные на рис. 2в.

Рис. 2. Качественное сравнение по выделенным критериям различных методов контроля прочности монолитного бетона (а, б, в): 1 - метод испытания образцов-кубов, твердеющих около конструкции; 2 - метод испытания образцов-кубов, извлекаемых из конструкции с помощью закладных форм; 3 - метод испытания образцов-кернов, вырезаемых из конструкции; 4 - метод отрыва со скалыванием; 5 - метод отрыва; 6 - метод скалывания ребра конструкции; 7 - ультразвуковой импульсный метод; 8 — метод упругого отскока; 9 - метод пластиче-

ских деформаций; 10 - метод ударного импульса; 11 - метод контроля по температурновременному фактору; 12 - метод контроля по электропроводимости; 13 - радиоактивный метод; 14 - огнестрельный метод

По результатам анализа определены наиболее эффективные для монолитного строительства методы контроля прочности бетона, такие как ультразвуковой импульсный метод, метод испытания образцов, извлекаемых из тела монолитной конструкции с помощью специальных закладных форм, и метод расчетного определения прочности по температурно-временному фактору. Комплексное применение этих методов, основывающихся на различных физических принципах, позволит осуществлять надежный контроль данного важнейшего параметра бетона в раннем и зрелом возрасте.