Разработка требований к автоматизации процесса испытаний плит перекрытий железобетонных сплошных для крупнопанельных зданий марки 2П36.60-3л

Разработка требований к автоматизации процесса испытаний плит перекрытий железобетонных сплошных для крупнопанельных зданий марки 2П36.60-3л

1 Описание объекта испытаний

Железобетонные сплошные плиты марки 2П36.60-3л (далее - плиты), изготовляемые из конструкционного легкого бетона, предназначены для использования их в качестве несущей части перекрытий крупнопанельных зданий различного назначения с расчетной нагрузкой на перекрытие (без учета собственного веса плиты) до 3,0 кПа включительно.

Плиты применяются в зданиях, возводимых по действующим проектам, изготавливаются только в заводских условиях и предназначены для применения в перекрытиях и покрытиях многоэтажных жилых, общественных и производственных зданий с несущими стенами, сборным или сборно-монолитным каркасом. Железобетонные плиты марки 2П36.60-3л опираются на несущие конструкции здания по четырем сторонам, длина плиты 3580 мм, ширина 5980 мм, толщина 120 мм, плита с напрягаемой арматурой. Максимальный шаг поперечных несущих стен, на которые опирается плита, - 3,6 м. Конструкции пола, с которыми могут применяться в жилых домах плиты марки 2П36.60-3л, следующие: деревянный пол по лагам; покрытие из древесно-волокнистых плит, бесподосновного линолеума, штучного паркета по стяжке и звукоизоляционному слою, покрытие из линолеума на теплозвукоизолирующей подоснове по стяжке.

Из бетонной смеси, марки БСГ В12,5 П2 F200 W2 D900 ГОСТ 7473-94, готовой к употреблению, производят бетон, позволяющий повысить теплотехнические и акустические характеристики сооружения, а также уменьшает вес постройки, что особенно важно при строительстве многоэтажных зданий и строительстве в областях с повышенной сейсмической активностью. Кроме того, использование легкого бетона в значительной мере снижает стоимость строительства (на 10-20%) и трудовые затраты (на 50%), и в общей сложности повышает эффективность производства примерно на 20%.

2 Условия эксплуатации

Плиты перекрытий железобетонные сплошные для крупнопанельных зданий марки 2П36.60-3л могут эксплуатироваться в следующих климатических и геофизических условиях:

- температура воздуха наиболее холодных суток - до минус 40°С включительно;

- температура воздуха наиболее жарких суток - до плюс 60°С включительно;

- расчетная сейсмичность до 9 баллов включительно;

- с неагрессивной степенью воздействия воздушных потоков при использовании бетона с нормальной проницаемостью, с агрессивной степенью воздействия при использовании бетона с пониженной и особо низкой проницаемостью;

- суммарная солнечная радиация (прямая и рассеянная) на горизонтальную поверхность при безоблачном небе должна составлять не более 900 МДж/м²;

- во время воздействия дождя с ветром (указаны самые неблагоприятные условия): ориентация осадков и ветра - любая, количество осадков за дождь - 500 мм, интенсивность дождя - 0,6 мм/мин, средняя скорость ветра во время дождя - 40 м/с, продолжительность дождя - 2500 мин;

- снеговая нагрузка на кровлю для средних широт - 100 кг/м².

Расчетная нагрузка на перекрытие (без учета собственного веса плиты) должна быть не более 3 кПа. [СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»]

3. Наличие обязательных требований

3.1 Обязательные требования к конструкции плит

Форма и размеры плит должны соответствовать установленным рабочими чертежами на эти плиты.

Конструктивную длину и ширину плиты принимают согласно ГОСТ 28984 равными соответствующему координационному размеру плиты, уменьшенному на зазор между смежными плитами.

При разработке рабочих чертежей плит массового применения зазор между смежными плитами следует принимать равным 20 мм (рисунок 1а)).

В случае необходимости перекрытия плитой пространства, превышающего расстояние между соседними координационными осями здания, конструктивную длину плит (например, плит, опираемых на стены лестничной клетки крупнопанельных зданий с поперечными несущими стенами) принимают равной расстоянию между осями, увеличенному на необходимую величину а, определяемую в соответствии с принятым конструктивным решением (рисунок 1б),в)). Плиты должны иметь:

- стальные закладные детали, выпуски арматуры и другие конструктивные элементы, предназначенные для соединения со смежными конструкциями зданий;

- каналы для скрытой электропроводки, гнезда для распаянных коробок и розеток, пластмассовые коробки с анкерами для крепления светильников;

- отверстия и проемы для пропуска инженерных коммуникаций.

Для подъема и монтажа плит применяют монтажные петли или специальные захватные устройства, конструкцию которых устанавливает изготовитель по согласованию с потребителем и проектной организацией - автором проекта здания (сооружения).

а)

б) в)

Рисунок 1 - Координационная длина плиты:

l - конструктивная длина плиты; L₀ - расстояние между поперечными координационными осями здания; а - привязка боковой грани плиты к координационной оси

Плиты, изготовляемые в вертикальных формах (кассетах), должны иметь петли, предназначенные для извлечения плит из формы.

Плиты применяют с учетом их предела огнестойкости, указанного в рабочих чертежах, плит, на основании испытаний в соответствии с ГОСТ 30247.0 и ГОСТ 30247.1.

3.2 Общие технические требования

Плиты изготовляют в соответствии с требованиями ГОСТ 12767-94 и утвержденной предприятием-изготовителем технологической документации, содержащей требования к изготовлению плит на всех стадиях производственного процесса, по проектной документации, утвержденной в установленном порядке.

Плиты подлежат изготовлению в формах, обеспечивающих соблюдение установленных ГОСТ 12767-94 требований к качеству и точности изготовления плит.

Плиты должны удовлетворять установленным при проектировании требованиям по прочности, жесткости и трещиностойкости.

Прочность, жесткость и трещиностойкость плит оценивается путем испытания нагружением перед началом их массового изготовления, при внесении в них конструктивных изменений или изменений технологии их изготовления а также в процессе серийного производства плит в случаях, если это предусмотрено рабочими чертежами конкретных плит, - периодически в сроки, установленные этими чертежами.

Прочность, жесткость и трещиностойкость плит обеспечиваются соблюдением комплекса нормируемых и проектных показателей, характеризующих геометрические размеры плит, прочность бетона, вид и физико-механические свойства арматурной стали, размеры арматурных изделий и прочность их сварных соединений, расположение арматуры и арматурных изделий, толщину защитного слоя бетона, которые проверяются в соответствии с требованиями настоящего стандарта в процессе входного, операционного и приемочного контроля.

Параметры звукоизоляции плит должны быть следующие: индекс изоляции воздушного шума плитой без пола должен составлять 45-47 дБ, индекс приведенного уровня ударного шума под плитой без пола - 88-84 дБ.

Плиты марки 2П36.60-3л следует изготовлять из конструкционного легкого бетона плотной структуры средней плотности 1600-2500 кг/м³ классов (марок) по прочности на сжатие, установленных проектной документацией.

Фактическая прочность бетона должна соответствовать требуемой, назначаемой по ГОСТ 18105 в зависимости от нормируемой прочности (класса или марки по прочности на сжатие, передаточной и отпускной) и от характеристики фактической однородности прочности бетона.

Нормируемая передаточная прочность бетона предварительно напряженных плит в зависимости от класса (марки) бетона по прочности на сжатие, вида и класса напрягаемой арматуры должна соответствовать указанной в проектной документации.

Значение нормируемой отпускной прочности бетона на сжатие предварительно напряженных плит из тяжелого или легкого бетона принимают равным значению нормируемой передаточной прочности, а плит с ненапрягаемой арматурой - 70% прочности бетона, соответствующей его классу.

При поставке плит в холодный период года, а также для обеспечения сохранности их при перевозке железнодорожным транспортом (по согласованию с потребителем плит) нормируемая отпускная прочность бетона плит может быть повышена до 85% прочности бетона, соответствующей его классу (марке).

Нормируемая отпускная прочность бетона плит из плотного силикатного бетона должна быть равна 100% прочности бетона на сжатие, соответствующей его классу (марке).

Морозостойкость и водонепроницаемость бетона плит должна соответствовать его маркам по морозостойкости и водонепроницаемости, установленным проектной документацией конкретного здания и указанным при заказе плит.

Бетон, а также материалы, применяемые для его приготовления, должны удовлетворять требованиям ГОСТ 25820.

Вид и класс арматурной стали, применяемой для армирования плит, должны соответствовать установленным рабочими чертежами конкретных плит.

Форма и размеры арматурных и закладных изделий и их положение в плитах должны соответствовать указанным в рабочих чертежах плит.

Сварные арматурные и закладные изделия должны удовлетворять требованиям ГОСТ 10922.

Арматурная сталь, применяемая для армирования плит марки 2П36.60-3л с напрягаемой арматурой, в соответствии с рабочими чертежами, должна удовлетворять требованиям:

- стержневая термомеханически упрочненная классов Aт-IV, Aт-V и Aт-VI (независимо от показателей ее свариваемости или стойкости к коррозионному растрескиванию) - ГОСТ 10884;

- стержневая горячекатаная классов A-V, A-VI - ГОСТ 5781.

Марки арматурной стали, а также марки проката из углеродистой стали обыкновенного качества или низколегированной стали, применяемого для изготовления закладных изделий, должны соответствовать установленным проектной документацией конкретного здания или указанным при заказе плит.

Монтажные петли следует изготовлять из гладкой арматурной стали класса A-I марок Ст3пс и Ст3сп по ГОСТ 5781.

Арматурную сталь марки Ст3пс не допускается применять для монтажных петель плит, подъем и монтаж которых возможен при температуре воздуха ниже минус 40°С.

Для монтажных петель плит допускается применять взамен арматурной стали класса A-I марок Ст3пс и Ст3сп по ГОСТ 5781 горячекатаный круглый прокат соответственно марок Ст3пс2-1 и Ст3сп2-1 по ГОСТ 535.

В случаях, предусмотренных проектной документацией, арматурные и закладные изделия, выпуски арматуры и соединительные элементы должны иметь антикоррозионное покрытие, вид и технические характеристики которых должны соответствовать установленным проектной документацией.

Значения напряжений в напрягаемой арматуре и их фактические отклонения, контролируемые по окончании натяжения ее на упоры, должны соответствовать указанным в рабочих чертежах плит.

Температура нагрева напрягаемой стержневой арматуры при электротермическом способе ее натяжения не должна превышать 450°С.

Передачу усилий обжатия на бетон (отпуск натяжения напрягаемой арматуры) следует производить после достижения бетоном плит требуемой передаточной прочности, назначаемой в зависимости от нормируемой передаточной прочности.

Действительные отклонения геометрических параметров плит не должны превышать предельных, указанных в таблице 1.

Действительные отклонения толщины защитного слоя бетона до арматуры от его номинального значения, указанного в рабочих чертежах плит, не должны превышать предельных, указанных в ГОСТ 13015.0.

Для размещения скрытой сменяемой электропроводки следует применять пластмассовые трубки. Действительный диаметр каналов сменяемой электропроводки не должен быть менее 0,9 их номинального диаметра.

Таблица 1 - Допустимые предельные отклонения геометрических параметров плит (мм)

Требования к качеству бетонных поверхностей и внешнему виду плит - по ГОСТ 13015.0.

В бетоне плит, поставляемых потребителю, трещины не допускаются, за исключением усадочных и других поверхностных технологических трещин на нижней (потолочной) поверхности плит шириной не более 0,2 мм.

Обнажение арматуры не допускается, за исключением выпусков арматуры или концов напрягаемой арматуры, которые не должны выступать за торцевые поверхности плит более чем на 10 мм и должны быть защищены слоем цементно-песчаного раствора или битумным лаком.

Открытые поверхности стальных закладных изделий, выпуски арматуры, строповочные отверстия и монтажные (подъемные) петли должны быть очищены от наплывов бетона.

4 Номенклатура контролируемых параметров (показателей качества)

ГОСТ 12767-94 устанавливает следующие контролируемые параметры качества плит: прочность плит, жесткость плит и трещиностойкость плит. В соответствии с этим контролируют параметры бетона (ГОСТ 25820-2000): прочность бетона на сжатие и растяжение, морозостойкость бетона, водонепроницаемость, среднюю плотность бетона, его влажность и водопоглощение, показатели пористости, истираемость, призменную прочность, модуль упругости и коэффициент Пуассона, деформации усадки и ползучести, выносливость, тепловыделение, характеристики трещиностойкости бетона. Также контролируют защитные свойства бетона по отношению к стальной арматуре, его коррозионную стойкость, удельную эффективную активность естественных радионуклидов сырьевых материалов, показатели качества добавок, крупного и мелкого заполнителя.

Контроль сварных соединений арматурных и закладных изделий плит осуществляется по ГОСТ 10922-90. Контролируемые параметры качества: размеры арматурных и закладных изделий и сварных соединений, действительные отклонения линейных размеров сварных арматурных и закладных изделий (п.2.3 ГОСТ 10922-90), отклонения размеров конструктивных элементов сварных соединений и их взаимного расположения (п.2.7 ГОСТ 10922-90), средние значения предела прочности сварных соединений арматуры (п.2.14 ГОСТ 10922-90).

По ГОСТ 22362 измеряют напряжения в напрягаемой арматуре.

В соответствии с ГОСТ 17625 и ГОСТ 22904 контролируют положение арматуры в плите и толщину защитного слоя бетона до арматуры.

Контролируют качество бетонных поверхностей плит (по ГОСТ 26433.0 и ГОСТ 26433.1): размеры плит, отклонения от прямолинейности профиля верхней их поверхности и профиля боковых граней, отклонения от плоскостности лицевой нижней (потолочной) поверхности, разность диагоналей плиты, размеры и положение арматурных и закладных изделий, выпусков арматуры и монтажных петель или строповочных устройств, наличие антикоррозионного покрытия, наличие жировых и ржавых пятен на лицевых поверхностях плит, правильность нанесения маркировочных надписей и знаков.

Также производится контроль диаметров каналов и трубок для сменяемой электропроводки.

Класс бетона - это числовая характеристика какого-либо его свойства, принимаемая с гарантированной обеспеченностью 0,95.

Так, в соответствии с ГОСТ 25820-2000, легкие бетоны подразделяют на классы по прочности на сжатие (В), по прочности на осевое растяжение (B_t). Также ГОСТ 25820-2000 устанавливает для бетонов марки: по средней плотности в сухом состоянии (D), по морозостойкости (F), по водонепроницаемости (W).

Бетон, изготавливаемый из бетонной смеси, готовой к употреблению, марки БСГ В12,5 П2 F200 W2 D1600 ГОСТ 7473-94 должен иметь значения параметров, не меньше следующих: класс по прочности В12,5 (здесь за проектную марку бетона принимается сопротивление осевому сжатию (кгс/см²) эталонных образцов-кубов, данный бетон замешан на щебне из пористых горных пород), марка по удобоукладываемости П2 (подвижная смесь: осадка стандартного бетонного конуса, высотой 30 см, в который заливается готовая бетонная смесь, равна 5-10 см), марка по морозостойкости F200 (здесь за марку бетона принимают наибольшее число циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое при испытаниях выдерживают образцы), марка по водонепроницаемости W2 (марка обозначает давление воды (кгс/см²), при котором образец-цилиндр высотой 15 см не пропускает воду в условиях стандартного испытания), марка по средней плотности D1600 (кг/м³).

Отпускная влажность бетона изделий и конструкций заводского изготовления должна соответствовать требованиям ГОСТ 13015.0.

Объем межзерновых пустот в уплотненной бетонной смеси для бетона плотной и поризованной структур не должен превышать 3%.

Наибольший размер зерен крупного заполнителя не должен превышать 3/4 расстояния в свету между арматурными стержнями и 1/3 толщины изделий.

Соотношение между классом и маркой бетона по прочности на сжатие представлено в таблице 2.

Таблица 2 - Соотношение между классом и маркой бетона по прочности на сжатие

Допустимые предельные отклонения геометрических параметров плит представлены в таблице 1.

Все показатели качества бетона должны соответствовать ГОСТ 25820-200, показатели качества заполнителей для бетона - ГОСТ 9758.

Теплопроводность железобетонных плит складывается из теплопроводности бетона и теплопроводности стальной арматуры (стали).

Арматуру для плит производят из низкоуглеродистых сталей, коэффициент теплопроводности которых при комнатной температуре колеблется от 0,7 до 1,3 Вт/м·К.

В соответствии со СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника», в таблице 3 представлены теплотехнические показатели бетона на щебне из пористых горных пород.

Таблица 3 - Теплотехнические показатели бетона на щебне из пористых горных пород

5. Факторы, влияющие на контролируемые параметры

На контролируемые параметры качества железобетонных плит влияют внешние воздействующие факторы:

- механические (шум, механический удар, сейсмическое воздействие, воздействие землетрясения, сейсмический удар, механические колебания, вибрация, статическое и динамическое давления);

- климатические (атмосферные осадки (выпадающие и конденсированные), статическая и динамическая пыль, ветер, коррозионно-активный агент окружающей среды, тепловой удар, интегральное солнечное излучение);

- биологические (бактерии, плесневые грибы);

- термические (тепловой удар, радиационное разогревание).

Таблица 4 - Значения контролируемых параметров

В соответствии с маркой бетона по водонепроницаемости, значение коэффициента фильтрации должно быть в пределах, указанных в таблице 5.

Таблица 5 - Соответствие коэффициента фильтрации и марки бетона по водонепроницаемости