Контроль предварительно напряженных бетонных пустотных плит
Контроль предварительно напряженных бетонных пустотных плит
Введение
Предварительно напряженные бетонные пустотные плиты (ППП) являются ключевыми элементами сборного железобетона, широко применяемыми в междуэтажных перекрытиях зданий и сооружений. Их несущая способность, жесткость и долговечность напрямую зависят от точности изготовления и качества всех составляющих, особенно состояния предварительного напряжения. Систематический контроль на всех этапах производства – от входного сырья до испытания готовой продукции – гарантирует соответствие плит проектным требованиям и нормам безопасности.
1. Объекты испытаний
Объектами контроля являются непосредственно готовые плиты перекрытий, а также применяемые для их изготовления материалы и технологические процессы:
- Готовые плиты: Основной объект контроля. Испытываются плиты различных типоразмеров (например, серии ПК, ПБ, ПНО и др.), определяемых проектом. Основные параметры:
- Габаритные размеры (длина, ширина, высота).
- Форма и размеры пустот.
- Толщина защитного слоя бетона над арматурой и напрягаемыми элементами.
- Прямолинейность верхней и нижней граней.
- Прочность бетона на сжатие.
- Трещиностойкость (отсутствие трещин или допустимая ширина).
- Прогибы под нагрузкой.
- Величина фактического передаваемого или контролируемого предварительного напряжения.
- Целостность структуры бетона.
- Материалы:
- Бетонная смесь: Консистенция (удобоукладываемость), температура, однородность.
- Затвердевший бетон: Прочность на сжатие (на контрольных образцах-кубах или цилиндрах).
- Арматура: Основная напрягаемая (канаты, стержни, проволока) – класс, диаметр, механические свойства (временное сопротивление, относительное удлинение), состояние поверхности. Ненапрягаемая (монтажная и конструктивная) – класс, диаметр.
- Анкерные устройства: Соответствие чертежам, отсутствие дефектов.
- Закладные детали и монтажные петли: Размеры, положение, качество сварки или изготовления.
- Технологические процессы:
- Натяжение арматуры (сила натяжения, выдержка под нагрузкой).
- Передача усилия предварительного напряжения на бетон.
- Укладка и уплотнение бетонной смеси.
- Термовлажностная обработка (режимы пропаривания).
- Маркировка и складирование.
2. Область испытаний
Контроль охватывает все критические параметры плит, влияющие на их эксплуатационные характеристики:
- Геометрические параметры:
- Линейные размеры (длина L, ширина B, высота H).
- Размеры и положение пустот (диаметр/ширина, шаг, расстояние до краев и торцов).
- Толщина защитного слоя над напрягаемой арматурой (особенно важно в зонах анкеровки) и ненапрягаемой арматурой.
- Отклонение от плоскостности верхней и нижней поверхностей.
- Прямолинейность боковых граней и торцов.
- Положение закладных деталей и монтажных петель.
- Прочностные и деформационные характеристики бетона:
- Класс (марка) прочности бетона на сжатие.
- Упругие характеристики (модуль упругости).
- Морозостойкость, водонепроницаемость (контроль на образцах).
- Характеристики арматуры и напрягающих элементов:
- Фактический класс, диаметр и расположение арматуры в плите.
- Величина фактического предварительного напряжения.
- Целостность канатов/стержней и надежность их анкеровки.
- Состояние поверхности арматуры (отсутствие коррозии, повреждений).
- Трещиностойкость и жесткость:
- Отсутствие трещин после распалубки и передачи усилия.
- Ширина раскрытия трещин при испытаниях под нагрузкой (если трещины допустимы нормами).
- Прогибы плиты под контрольной (испытательной) нагрузкой.
- Качество поверхности: Отсутствие раковин, наплывов, значительных сколов (особенно на верхней поверхности и торцах).
- Маркировка: Четкость и полнота информации (марка плиты, дата изготовления, клеймо ОТК).
3. Методы испытаний
Для контроля применяются следующие методы:
- Измерительный контроль:
- Ручные инструменты: Стальные рулетки, штангенциркули, нутромеры, щупы (для трещин), угольники, линейки, шаблоны. Используются для проверки геометрических параметров, толщины защитного слоя (косвенным методом), ширины трещин.
- Оптические/Лазерные инструменты: Нивелиры, теодолиты, лазерные уровни и дальномеры – для проверки плоскостности, прогибов, прямолинейности длинных плит.
- Толщиномеры защитного слоя: Электронные магнитные или электромагнитные приборы для неразрушающего определения толщины защитного слоя бетона и положения арматуры.
- Неразрушающие методы контроля (НК) бетона:
- Ультразвуковой метод (УЗК): Оценка однородности бетона, выявление внутренних дефектов (раковины, расслоения), косвенная оценка прочности по градуировочным зависимостям.
- Метод ударного импульса (склерометрия): Приборы типа склерометра (молотка Шмидта) для косвенной оценки прочности бетона на поверхностях готовых плит или образцов.
- Метод отрыва со скалыванием: Более точный, чем склерометрия, метод для определения прочности бетона на готовых конструкциях (создает локальное повреждение).
- Визуально-измерительный контроль (ВИК): Обязательный метод для выявления поверхностных дефектов, трещин, качества поверхности.
- Разрушающие испытания бетона:
- Испытание образцов-кубов или цилиндров, изготовленных из бетонной смеси данной партии и прошедших одинаковую с плитами термовлажностную обработку, на сжатие для определения фактического класса прочности (ГОСТ 10180, ГОСТ 28570).
- Контроль предварительного напряжения:
- Инструментальный контроль усилия натяжения: Использование калиброванных динамометров, тензометрированных устройств или манометров на насосных станциях при натяжении арматуры на упоры формы.
- Контроль величины обжатия бетона:
- Механический метод: Измерение упругих деформаций плиты (удлинение) после отпуска натяжных устройств с помощью специальных индикаторов или тензометров, установленных на торец плиты.
- Акустический (струнный) метод: Использование струнных датчиков, забетонированных в плиту в зоне напрягаемой арматуры. Изменение частоты колебаний струны коррелирует с деформацией бетона и силой обжатия.
- Косвенный метод по величине отпуска арматуры: Измерение перемещения торца напрягаемого элемента относительно формы или специальной метки после передачи усилия на бетон.
- Испытания готовых плит на нагрузку (приемо-сдаточные или типовые):
- Статические испытания стандартными нагрузками для измерения прогибов и контроля трещинообразования согласно нормам (например, ГОСТ 8829). Проводятся на стендах, имитирующих расчетные опорные условия.
4. Испытательное оборудование
Для реализации перечисленных методов используется следующее оборудование:
- Контрольно-измерительный инструмент: Стальные рулетки, штангенциркули, нутромеры, щупы наборные, угольники слесарные, металлические линейки, шаблоны для пустот.
- Геодезическое оборудование: Оптические и цифровые нивелиры, лазерные построители плоскостей, лазерные дальномеры (рулетки).
- Приборы неразрушающего контроля бетона:
- Ультразвуковые толщиномеры/дефектоскопы.
- Склерометры (молотки Шмидта разных типов ударной энергии).
- Приборы для отрыва со скалыванием.
- Электронные толщиномеры защитного слоя бетона и арматуры.
- Оборудование для контроля напряжения:
- Калиброванные гидравлические домкраты с манометрами высокого класса точности.
- Механические (индикаторные) или электронные (тензометрические) деформометры/удлиненомеры для торцевых измерений.
- Измерительные приборы для струнных датчиков.
- Штангенциркули/линейки для измерения величины отпуска арматуры.
- Испытательные прессы: Универсальные разрывные машины для испытаний образцов бетона на сжатие.
- Испытательные стенды: Специализированные стенды для испытания плит на прогиб и трещиностойкость под статической нагрузкой (гидравлические или механические системы нагружения, измерительные прогибомеры, щупы для трещин).
- Эталонные меры длины: Поверенные калибры (плитки, концевые меры длины).
Заключение
Комплексный контроль предварительно напряженных бетонных пустотных плит, охватывающий все этапы производства и применяющий современные измерительные и испытательные методы, является неотъемлемой частью технологического процесса. Строгое соблюдение методик контроля, использование поверенного оборудования и квалифицированного персонала гарантирует выпуск продукции, соответствующей требованиям проектной и нормативной документации, обладающей необходимой прочностью, жесткостью, трещиностойкостью и долговечностью для безопасной эксплуатации в строительных конструкциях. Результаты всех видов контроля оформляются протоколами испытаний, являющимися неотъемлемой частью технической документации на партию плит.
