Лабораторные исследования определения плиты пола на работоспособность

Напольное покрытие согласно комплекта рабочих чертежей – в виде керамогранитной плитки размером 300×300 мм толщиной 13 мм.Рабочей документацией по устройству пола предусмотрено выполнение температурно-усадочных швов путём пропила фибробетонной плиты наглубину 70 мм с последующей заделкой шпаклёвочной композицией на основе портландцемента марки М400. Шаг швов в направлении осей с литерой«Е» составляет 4,8 м, в направлении осей с литерой «F» – 5,3 м. В местахрасположения холодных швов бетонирования плита пола дополнительно армируется стержнями Ø20 мм периодического профиля класса А500С длиной700 мм с шагом 500 мм.Согласно техническому заданию, основной целью обследования являлось определение фактического состояния конструкций участков полов здания, определение причин возникновения повреждений и дефектов, а также определение соответствия состава полов проекту.На основании результатов проведённого визуально-инструментального обследования конструкций полов в семи зонах строящегося ТРЦ «Акварель Пушкино» установлено:1) В обследованных зонах 1 - 6 в местах проверки толщина фибробетонной плиты пола составляет 197 - 210 мм, что в основном соответствует/не ниже значения, приведённого в рабочей документации (200 мм). В обследованной зоне 7 в месте проверки толщина фибробетонной плиты составляет 175 - 180 мм, что ниже значения, приведённого в рабочей документации (200 мм).При осмотре проб-кернов фибробетона, предоставленных Заказчиком для проведения испытаний, отмечена неравномерность толщины плиты пола (длина проб-кернов, выбуренных на всю толщину плиты, составила 151 - 260 мм). 2) В обследованных зонах 1, 4 отмечено расположение холодных швов бетонирования в фибробетонной плите пола (см. схему в приложении 1). Визуально раскрытия швов, наличия трещин по швам не выявлено, однако, в результате выборочной проверки швов ультразвуковым методом отмечено падение скорости прохождения ультразвука через шов в 1,5-1,7 (зона 1), в 2,2-2,6 (зона 4) раза, что говорит о нарушении контакта по шву ранее и позднее залитого фибробетона.3) В обследованных зонах 2, 3, 5, 6, 7 отмечено наличие трещин шириной раскрытия в основном не превышающей 1,5 мм (см. схемы в приложении В настоящего технического отчёта). Трещины преимущественно сквозного характера. Вероятными причинами возникновения отмеченных трещин являются температурно-усадочные деформации, а также общие послепостроечные деформации здания на фоне некачественно выполненных технологических мероприятий по предотвращению появления соответствующих повреждений, пониженной прочности фибробетона, неравномерности распределения фибры в бетоне.4) В обследованных зонах 1-4 отмечено наличие плиток, издающих глухой звук при простукивании, что говорит о нарушении адгезии напольного покрытия к основанию. Нарушение адгезии может быть вызвано несколькими причинами: деформациями плиты пола, вибрационными воздействиями при проведении демонтажа плитки на смежных участках, а также приклейкой плитки на неподготовленное основание.5) Прочность фибробетона плиты пола в обследованных зонах, определённая неразрушающими методами, неоднородна, находится в пределах 19,3 - 34,2 МПа и соответствует классу фибробетона по прочности на сжатие В18 - В27, что ниже проектного значения класса фибробетона – В30.6) Прочность образцов-цилиндров фибробетона, изготовленных из проб, отобранных Заказчиком из конструкций и испытанных в воздушно-влажностном состоянии, неоднородна, находится в пределах 19,9 - 44,9 МПа и соответствует классу фибробетона по прочности на сжатие В16-В36, что в основном ниже проектного значения класса фибробетона – В30.7) Наличие стальной фибры в плите пола зафиксировано на всех обследованных зонах. Применена стальная анкерная фибра типа Hendix Prime 75/52, диаметром Ø0,75 мм, длиной 52 мм с загнутыми концами. При обследовании отмечено неравномерное распределение фибры по телу плиты.8) Техническое состояние конструкций полов в обследованных зонах, в соответствии с классификацией ГОСТ 31937-2011, оценивается как ограниченно работоспособное.Методика выполнения работ по определению прочностных характеристик материалов полов с применением неразрушающих методов, и обработки полученных результатов Прочность фибробетона монолитной плиты пола в обследованных зонах определена ультразвуковым методом способом поверхностного прозвучивания в соответствии с ГОСТ 17624-2012 при помощи прибора «ПУЛЬСАР-1.1» с применением универсальной градуировочной зависимости, привязанной к конкретным условиям путём параллельных испытаний одних и тех же участков конструкций ультразвуковым методом и механическим неразрушающим методом отрыва со скалыванием в соответствии с ГОСТ 22690-2015 и МИ 2016-03 «Методика выполнения измерений при натурных испытаниях методом вырыва анкера» при помощи прибора «ОНИКС-ОС» (основные технические характеристики прибора представлены в таблице Д.2).Класс бетона по прочности на сжатие определен в соответствии с п. 7.5 ГОСТ 18105-2010 «Бетоны. Правила контроля и оценки прочности».Участки испытаний располагались на доступной для проведения испытаний бетонной поверхности конструкций в местах демонтированной плитки и клеевого состава напольного покрытия, а также покрытия типа MasterTop.Каждый участок перед проведением испытаний очищался от загрязнений. На каждом участке испытания при помощи прибора «ПУЛЬСАР-1.1» выполнено не менее 3-х измерений скорости распространения ультразвука в двух взаимно перпендикулярных направлениях, зафиксировано среднее значение по направлению Vi,j. Далее для уточнения универсальной градуировочной зависимости на отдельных выбранных участках (10 участков согласно техническому заданию) проведены испытания методом отрыва со скалыванием прибором «ОНИКС-ОС». В ходе испытаний зафиксировано усилие вырыва P0,i и измерена величина проскальзывания анкера Δhi.При обработке результатов испытаний, выполненных методом отрыва со скалыванием, вычислены прочности фибробетона на участке Ri по формуле Ri = m1 · m2 · P0,i · γi Таблица 2.1 - Ведомость результатов определения прочности фибробетона монолитной плиты пола методом отрыва со скалыванием при помощи прибора "ОНИКС-ОС"Дата проведения испытаний: 28.11.2018 г.№участкаиспытания,iМесторасположение участкаиспытанияРабочаяглубиназаделкианкерногоустройстваhн, ммИзмеренное усилиевырываP0,i, кНВеличина ПроскальзыванияанкераΔhi, ммПоправочный коэффициентγiКоэффициентпропорциональностиm2Прочностьфибробетонана участкеRi, МПа123456781плита пола в осях E2-Е3/F3-F4 (зона 1)4828,750,51,020,926,42плита пола в осях E2- E3/F4-F5 (зона 5)4825,051,01,040,923,53плита пола в осях "E10/1"-E11/ F4-F5 (зона 2)4822,831,01,040,921,44плита пола в осях E12-E13/F3 (зона 3)4836,880,51,020,933,95плита пола в осях E11-E12/F1-F2 (зона 4)4829,51,51,070,928,36плита пола в осях E13-E14/F3-F4(зона 7)4832,210,01,000,929,07плита пола в осях E13-E14/F3-F4 (зона 7)4830,871,51,070,929,68плита пола в осях E12-"E12/1"/F4-"F4/1" (зона 6)4823,792,01,090,923,39плита пола в осях E13-"E13/1"/F4-"F4/1" (зона 6)4826,391,51,070,925,310плита пола в осях E13-"E13/1"/F4-"F4/1" (зона 6)4825,482,01,090,925,0Среднее значение прочности фибробетона Rm = 26,6 МПаСреднее квадратическое отклонение прочности фибробетона Sm = 3,68 МПаКоэффициент вариации прочности фибробетона Vm = 13,9 %Коэффициент Стьюдента (при числе испытаний n =10) tα = 1,81Класс фибробетона B = Rm∙(1-tα∙Vm) = 19,9 МПаПримечания:1. Проектный класс фибробетона испытанных конструкций - В30 (по данным рабочих чертежей).2. Возраст бетона конструкций на момент проведения испытаний - более 28 сут. (более 2 мес.).3. Испытания проведены в соответствии с ГОСТ 22690-2015.4. Значение прочности фибробетона на участке Ri (кубиковой прочности фибробетона на сжатие) получено по формуле В.1ГОСТ 22690-2015 (с учётом п. 7.6.3 ГОСТ 22690-2015).5. Крупность заполнителя < 50 мм, коэффициент, учитывающий максимальный размер крупного заполнителя в зоне вырываm1 = 1 на основании приложения В ГОСТ 22690-2015.6. Коэффициент пропорциональности принят равным m2 = 0,9 на основании табл. В.1 ГОСТ 22690-2015.7. Статистическая оценка прочности фибробетона выполнена в соответствии с приложением Б СП 13-102-2003.8. При обозначении месторасположения указаны оси, ближайшие к участкам испытаний Методика выполнения работ по определению прочностныххарактеристик материалов полов посредством лабораторных испытанийобразцов, и обработки полученных результатовВ дополнение к объёму работ, предусмотренному техническим заданием, произведено определение прочности на сжатие фибробетона монолитнойплиты пола посредством испытания образцов-цилиндров, изготовленных изпроб-кернов, отобранных из конструкций.Отбор проб фибробетона из конструкций плиты пола произведён Заказчиком 13.12.2018-14.12.2018 г. Отбор выполнен в виде кернов диаметром143 мм, высотой равной толщине плиты с использованием установки алмазного бурения.Пробы бетона (7 проб) доставлены Заказчиком в НИУ МГСУ для проведения испытаний 14.12.2018 г. Пробы имели маркировку, нанесённую маркером на верхнюю грань, в виде соответствующего порядкового номера (1-7).Перед изготовлением образцов путём резки кернов 14.12.2018 г. произведён осмотр полученных проб фибробетона. В ходе осмотра зафиксированыдефекты, обусловленные наличием пор, раковин, отверстий. В пробах № 4, 5,7 отмечено наличие арматурных элементов.В процессе изготовления образцов-цилиндров (изготовление образцовпутём резки проб-кернов произведено 14.12.2017 г.) на каждый образец нанесена маркировка с присвоением порядкового номера, соответствующего порядковому номеру пробы, при этом из каждой пробы изготовлен один образец (учитывая геометрические параметры предоставленных проб, изготовитьбольшее количество образцов для испытания сериями не представилось возможным).После изготовления образцов-цилиндров, 17.12.2018 г. произведёноизмерение геометрических параметров (d, h) образцов, определение их массы(m), а также осмотр всех изготовленных образцов-цилиндров, подготовленных к испытаниям. В ходе осмотра зафиксированы дефекты, обусловленныеналичием пор, раковин, отверстий. В образцах № 4, 7 отмечено наличие арматурных элементов (избежать попадания арматурных элементов в образецучитывая геометрические параметры предоставленных проб, не представилось возможным).Образцы-цилиндры испытаны 17.12.2017 г. в воздушно-влажностномсостоянии после выдерживания в лабораторных условиях при температуревоздуха (20±5) °С и относительной влажности воздуха не менее 55% в течение 3 сут. (по просьбе Заказчика, срок выдерживания образцов, регламентированный п. 4.2 ГОСТ 28570-90 «Бетоны. Методы определения прочности пообразцам, отобранным из конструкций», сокращён).Испытания образцов-цилиндров выполнены в соответствии сГОСТ 10180-2012 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольнымобразцам» на испытательной системе «Instron Satec» типа 1000HDX,ГР № 27809-04 (зав. № 1000HDX5555, свидетельство о поверке № 278434,действительно до 27.03.2019 г.).В ходе испытаний зафиксированы показания силоизмерителя испытательной системы (разрушающая нагрузка) F.Обработка результатов испытаний произведена в соответствии с ГОСТ 28570-90 (см. табл. Ж.1).Значение фактического класса фибробетона для каждого образца, в соответствии с примечанием к п. 4.3 ГОСТ 18105-2010, вычислено по формуле 13 ГОСТ 18105-2010: Bф = 0,8·R.Таблица 2.2 - Ведомость результатов определения прочности фибробетона по образцам, изготовленным из проб (кернов), отобранных из монолитной фибробетонной плиты полаЧисленный эксперимент. Расчет плиты пола в программном комплексеВ заключении обследования был выполнен расчет плиты пола с учетом потери прочности материала, а также уменьшением толщины конструкции относительно проектного размера. Расчет был выполнен с помощью математического моделирования конструкции пола по грунтовому основанию с применением программного комплекса "ЛИРА-САПР 2017".Результаты расчеты задокументированы и приведены ниже.Выводы по результатам расчета и обследованияПо результатам испытаний и расчета плиты пола были даны рекомендации.Для завершения строительства рекомендуется:1 Выполнить ремонт трещин с их расшивкой и заделкой специальными ремонтными, тиксотропными составами.2 Произвести перекладку плитки в местах выявленного глухого звука при простукивании.В построечный период не допускать значительного колебания температур (более 10°С) в помещении, в котором расположены обследованные зоны пола.ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Обоснование целесообразности применяемых методов исследованияПроцесс производства технического обследования конструкций здания или сооруженияпредставляет собой сложную, трудоемкую и дорогостоящую работу, требующую специалистов разного профиляи, порой, использования сложного оборудования. Техническое состояние зданий и сооружений в целом оценивают на основе анализа результатов детального обследования строительных конструкций и поверочных расчетов их несущей способности и эксплуатационной пригодности. При оценке технического состояния конструкций зданий и сооружений по несущей способности анализируют результаты обследования строительных конструкций.Согласно положениям норм конструкции бетонных полов рассчитываются по методу предельных состояний, позволяющему наиболее полно учесть специфику их работы под воздействием эксплуатационных нагрузок.Расчетные предельные состояния для различных типов конструкций полов различаются. При появлении трещин в бетонных неармированных полах их несущая способность практически исчезает. Поэтому для таких конструкций состояние, соответствующее появлению трещин в результате воздействия нагрузок, является расчетным и характеризуется как предельное по прочности. В железобетонных конструкциях полов в стадии эксплуатации трещины допускаются, но ограничивается ширина их раскрытия. Для таких плит расчетное предельное состояние по прочности наступает, когда напряжения в растянутой арматуре достигают расчетного значения, а предельное состояние по раскрытию трещин характеризуется их допустимой шириной и определяется различными условиями.Расчетное предельное состояние фибробетонных полов зависит от прочности бетона-матрицы и параметров армирования; при прочих равных условиях определяющим фактором является объемное содержание фибры в бетоне-матрице. При проценте армирования ниже минимального уровня усилия в сжатой и растянутой зонах до момента образования первой трещины воспринимаются фибробетоном, а момент образования трещины в растянутой зоне соответствует потере элементом несущей способности и характеризуется как предельное состояние по прочности.При проценте армирования выше минимального уровня усилие, возникающее в фибробетонном изгибаемом элементе в момент возникновения трещин, воспринимается в сжатой зоне фибробетоном, а в растянутой – только фибрами, считающимися «размазанными» в пределах площади растянутой зоны. Предельное состояние по прочности характеризуется усилием, возникающим в момент обрыва или выдергивания всех фибр, пересекающих расчетное сечение.При проектировании фибробетонных конструкций и, в частности, промышленных полов необходимо предусматривать содержание фибровой арматуры в бетоне-матрице выше минимального уровня, так как выполнение этого условия обеспечит более эффективное использование применяемых материалов (бетона и фибр).Таким образом, комплексный подход, включающий неразрушающий контроль железобетонной конструкции и оценку по результатам обследования прочностных показателей, дает возможность уточнить актуальные характеристики технического состояния объекта. Повышение надежности в оценке характеристической прочности бетона возможно на основе комбинирования стандартизированных методов неразрушающих испытаний. Представленная выпускная работа основана на обследовании конструкции существующего пола из фибробетона. Объектом исследования является фибробетонная плита пола магазина «Ашан» в торгово-развлекательном центре «Акварель» на автомобильной дороге федерального значения М-8 «Холмогоры» в городском поселении Пушкино Пушкинского муниципального района Московской области.Обследование конструкции плиты пола было выполнено неразрушающим и разрушающим методом. В дополнение в программном комплексе Лира-САПР был выполнен расчет конструкции пола с учетом уменьшения толщины от проектного значения и снижения реальной марки бетона. В результате проделанной работы были даны рекомендации по ремонту и восстановлению конструкции пола. Конструкция была признана ограничено работоспособной.На основании проделанной работы можно сделать следующие выводы:- применение современных строительных материалов должно сопровождаться тщательным соблюдением технологии монтажа укладки, указанной производителем;- в случае нарушения целостности конструкций, повреждений и т.п. необходимо проведение полноценного обследования конструкций;- обследование конструкций должно включать в себя полный комплекс возможных методов: прочностной расчет, разрушающие и неразрушающие методы;- заключение о возможности использования конструкций можно делать только после получения результатов по всем типам обследования.ПРИЛОЖЕНИЕ 1Схема расположения зон обследования половСПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫСП 29.13330.2011. Свод правил. Полы. Актуализированная редакция СНиП 2.03.13-88" (утв. и введен в действие Приказом Минрегиона РФ от 27.12.2010СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003ГОСТ 22690-88 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроляГОСТ 21243-75 Бетоны. Определение прочности методом отрыва со скалываниемГОСТ 31937-2011. Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния.ГОСТ 18105-2010. Бетоны. Правила контроля и оценки прочности.ГОСТ 17624-2015. Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности.ГОСТ 28570-90. Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций.ГОСТ 10180-2012. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам.СП 13-102-2003. Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений.ГОСТ 14613-83 «Фибра. Технические условия»СП 13-102-2003 «Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений».МИ 2016-03 «Методика выполнения измерений при натурных испытаниях методом вырыва анкера» при помощи прибора «ОНИКС-ОС».В.Г.Штенгель. О методах и средствах НК для обследования эксплуатируемых железобетонных конструкций. - В мире НК. 2002. № 2(16). С.12-15.Ляпидевская О.Б. Методы неразрушающего контроля прочности бетона. Сравнительный анализ российских и европейских строительных норм – МГСУ, 2017А.А.Самокрутов, В.Г.Шевалдыкин, В.Н.Козлов. Ультразвуковая дефектоскопия бетона эхо-методом: состояние и перспективы. - В мире НК. 2002. № 2(16). С.6-10Якубовский Р. Ю., Буланов И. А., Олипер И. А., Клепикова Н. А., Казаков А. А. Мониторинг железобетонных конструкций на основе неразрушающих испытаний бетона // Молодой ученый. — 2015. — №23. — С. 280-283Гроздов В. Т. Техническое обследование строительных конструкций зданий и сооружений. СПб, — Издательский Дом KN+, 2000 - 140 с.Руфферт Г. Дефекты бетонных конструкций/ Пер. с нем. И.Г. Зеленцова; Под ред. В.Б. Семенова – М. Стройиздат, 1987. – 111 с.Вершинина О. С. Практическое пособие строительного эксперта - 2007 г.Козачек В.Г., Нечаев Н.В., Нотенко С.Н. Обследование и испытание зданий и сооружений - 2004 г.