Библиографическое описание:

Жуков А. Н. Схема проведения испытаний по восстановлению работоспособности консолей колонн с применением трубобетонных конструкций [Текст] // Технические науки: традиции и инновации: материалы Междунар. науч. конф. (г. Челябинск, январь 2012 г.). — Челябинск: Два комсомольца, 2012. — С. 141-144.

В современном строительстве одним из перспективных направлений развития является применение трубобетонных конструкций при восстановлении работоспособности повреждённых элементов. Совместная работа стали и бетона обеспечивает конструкции прочность при осевом сжатии до 2-х раза больше по сравнению с железобетонными конструкциями. При этом практически полностью исключается коррозия внутренних полостей трубы и непосредственно бетона. Одним из пунктов развития данного направления является применение расширяющегося бетона. Эффект объемного преднапряжения при использовании расширяющихся добавок для бетона улучшает сцепление бетона с обоймой, а применение мелкозернистого бетона улучшает удобоукладываемость смеси в связи с отсутствием крупного заполнителя. Доказано, что применение расширяющегося бетона улучшает общую работу конструкции на 20-25% [1].

В качестве экспериментального исследования в рамках написания кандидатской диссертации был разработан метод по восстановлению работоспособности железобетонной консоли колонны взятием в трубобетонную обойму.

Суть метода заключается в том, что для восстановления работоспособности была изготовлена стальная обойма, состоящая из торцевых швеллеров, боковых накладок из листовой стали и соединительных уголков. Монтаж конструкции производился при помощи сварочного аппарата в следующей технологической последовательности:

  1. составные элементы были разрезаны и подготовлены к монтажу;

  2. сделаны треугольные разрезы в полках торцевого швеллера, после чего при помощи пресса путем сгиба в проектных точках ему придана форма консоли колонны;

  3. поверхность старого бетона промыта водой до полного насыщения;

  4. приварены соединительные уголки к одному из торцевых швеллеров;

  5. швеллер с приваренными уголками устанавливается на консоль колонны, с противоположенной стороны монтируется второй торцевой швеллер;

  6. с боков к конструкции последовательно привариваются боковые накладки из листовой стали;

  7. конструкция устанавливается в проектное положение при помощи строительного уровня;

  8. подготавливается мелкозернистый расширяющийся бетон;

  9. бетон укладывается в полость между обоймой и консолью;

  10. бетонная смесь вибрируется.

Для приготовления мелкозернистого расширяющегося бетона применялась расширяющая добавка РД-Н производства CONSOLIT BARS [2]. Характеристики преднапрягающей добавки представлены в таблице 1. Расширяющая добавка РД-Н представляет собой тонкоизмельчённую смесь, состоящую из алюминатных или сульфоалюминатных и сульфатных компонентов. РД-Н вводится в обычный бездобавочный портландцемент для получения цемента с уникальными специфичными свойствами. Портландцемент с добавкой РД-Н обладает всеми положительными качествами бездобавочного портландцемента и дополнительно обеспечивает в бетонах (растворах):

  • полную водонепроницаемость (W10… W20), при этом дополнительной гидроизоляции не требуется;

  • исключение усадки и её отрицательных последствий;

  • повышенную морозостойкость (в том числе в солях);

  • повышенную стойкость в агрессивных средах;

  • высокую прочность при растяжении.

Таблица 1

Общие характеристики расширяющейся добавки РД-Н

Цвет

Серый

Удельная поверхность

Не менее 350 м2/кг

Массовая доля ангидрида серной кислоты (SO3)

Не менее 17,0% и не более 25,0%

Массовая доля оксида алюминия (Al2O3)

Не менее 19,0% и не более 27,0%

Удельная эффективная активность естественных радионуклидов, согласно НРБ-99 (п. 5.3.4), соответствует 1 классу строительных материалов

Не превышает 370 Бк/кг

Технические характеристики вяжущего, приготовленного из 90% портландцемента ПЦ400-ДО и 10% расширяющейся добавки (РД-Н)

Прочность на сжатие через 28 суток твердения

Не менее 42 МПа

Самонапряжение в возрасте 28 суток

Не менее 2,0 МПа

Линейное напряжение в возрасте 28 суток

Не более 1,5%

Марка по морозостойкости

Не менее F 300

Марка по водонепроницаемости

Не менее W 10


Пропорции соответствую рекомендациям производителя: расход на 1 м3 раствора: РД-Н - 80 кг; ПЦ 500-Д0 (бездобавочный) - 570 кг; песок (чистый, мытый, с модулем крупности МКР=2,0..3,0 и содержанием глинистых включений до 1%) - 950 кг; вода (чистая) - 250 л. Общий вид трубобетонной обоймы представлен на рис.1.

Рис.1 Общий вид трубобетонной конструкции

Для исследования напряженно-деформированного состояния на конструкцию наклеены тензорезисторы. Тензорезисторы выполнены из константановой проволоки на фольговой основе с базой 10мм (сопротивление R=111,5Ом, коэффициент тензочувствительности К=2,16). Для обработки данных с датчиков (тензорезисторов) применяется тензометрическая система ММТС-64.01. Соединение тензодатчика с кабелем (шлейфом) измерительной станции выполнено с помощью клеммы в пластиковой оболочке через провод типа МГТФ диаметром 0,7мм. Шлейфы изготовлены из проводов типа МГТФ и БПВЛ. Схема расположения тензодатчиков показана на рис.2. Общее количество датчиков на каждый образец принято равным 28-ми. Тензорезисторы наклеены в предположительно наиболее напряженных зонах конструкции.



Рис.2 Схема наклейки тензорезисторов

Наклейка датчиков производилась в следующей технологической последовательности [3]:

  • поверхность зачищалась наждачной бумагой № 100;

  • поверхность промывалась техническим ацетоном до полной очистки;

  • наносился тонкий слой клея БФ-2 на подготовленную поверхность и тензорезисторы;

  • в течение 30-40 секунд клей на поверхности арматуры и датчиках подсушивался феном при температуре 100-1100С;

  • наносился следующий слой клея на поверхность арматуры;

  • датчики приклеивались к конструкции;

  • на датчик укладывалась полиэтиленовая пленка и прижималась резиновым валиком для удаления излишек клея;

  • производилась просушка клея в течение 10-15 минут, после чего конструкции досушивались в естественных условиях в течение 3-5 дней.

Образцы консолей колонн предварительно были испытаны на проектную нагрузку и доведены до разрушения Общий вид конструкции после монтажа и наклейки тензорезисторов показан на рис.3. Нагрузка на конструкцию передается с помощью насосной станции через домкрат ДГ-100. Опирание домкрата на трубобетонную консоль выполнено через сферический шарнир, на бетон. Предельная несущая способность конструкции предположительно должна увеличиться в 2-3 раза.

Рис.3 Общий вид конструкции перед испытанием

Приведенная схема является универсальной для проведения экспериментов с использованием тензометрических комплексов. Данный способ восстановления работоспособности консолей колонн может быть адаптирован и применен и к другим видам конструкций. Таким образом, применение трубобетона является перспективным направлением развития строительной отрасли.


Литература:
  1. Кришан А.Л. Прочность трубобетонных колонн с предварительно обжатым ядром: Автореф. дис. на соискание ученой степени д-ра тех. наук. - Ростов-на-Дону, 2011. – 38 с.

  2. Расширяющая добавка [Электронный ресурс] URL: http://www.consolit.ru/rd.html (дата обращения 17.11.2011)

  3. Руководство по тезометрированию строительных конструкций и материалов: Отдел научно-технической информации НИИЖБ. – М.: Производственные экспериментальные мастерские ЦИНИСа Госстроя СССР, 1971. 313с.

Основные термины: консолей колонн, работоспособности консолей колонн, восстановлению консолей колонн, железобетонных консолей колонн, восстановления работоспособности, восстановлению работоспособности, восстановлению работоспособности консолей, работоспособности железобетонных консолей, восстановления работоспособности консолей, Образцы консолей колонн, использованием балансирного устройства, железобетонных конструкций, применение мелкозернистого бетона, трубобетонных конструкций, восстановлению работоспособности железобетонной, добавка РД-Н, работоспособности повреждённых элементов, усиления железобетонных консолей, применение трубобетонных конструкций, бетона промыта водой

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle