Управление Ростехнадзора по Калужской области

Особенности проведения неразрушающего контроля железобетонных конструкций


Все во власти разрушений

Светлана ЗЕМСКОВА, начальник отдела по экспертизе зданий и сооружений ЗАО НПО «Техкранэнерго» (г. Владимир)

Алексей МОРОЗОВ, заместитель начальника отдела по экспертизе зданий и сооружений ЗАО НПО «Техкранэнерго» (г. Владимир)

Обследование строительных конструкций в составе экспертизы промышленной безопасности зданий и сооружений проводится, как правило, в три этапа и строится на подготовительных работах, предварительном (визуальном) и детальном (инструментальном) обследованиях.

Важной частью детального обследования конструкций, выполненных из бетона, является определение фактических прочностных характеристик материалов основных несущих конструкций и их элементов. Указанные прочности необходимы для получения расчетных характеристик конструкционных материалов, используемых в поверочных расчетах, на основании которых производится оценка технического состояния и делаются выводы о возможности и условиях дальнейшей эксплуатации объекта.

К настоящему времени в бетонных и железобетонных конструкциях прочность бетона определяется механическими методами неразрушающего контроля (ГОСТ 22690-88), ультразвуковым методом (ГОСТ 17624-87), а также методами определения прочности по образцам, отобранным из конструкций (ГОСТ 28570-90).

Условия эксплуатации обследуемого здания или сооружения, а именно факторы технологического процесса и окружающая среда, влияют на особенности проведения обследования, в частности на выбор метода определения прочности. Процесс разрушения (коррозия) железобетонных и бетонных конструкций в прямой степени зависит от агрессивности среды, поэтому первоочередной задачей при обследовании является получение сведений о характере подобного воздействия и выяснение особенностей влияния среды на интенсивность, скорость коррозии, а также степень коррозионной стойкости материалов конструкции. В качестве примера рассмотрим монолитную железобетонную трубу высотой 150 метров с футеровкой из глиняного кирпича Владимирской ТЭЦ. К настоящему времени накоплен большой опыт по эксплуатации подобных сооружений в условиях как проектных, так и непроектных режимов. Основные причины отступления от проектного режима эксплуатации (что характерно и для работы указанной дымовой трубы) заключаются в следующем:

■ применение мокрого способа очистки дымовых газов от золы на станциях, работающих на твердом топливе, что сопровождается снижением температуры и повышением влажности отводимых газов;

■ постепенная замена в 70-х годах твердого топлива сернистым топочным мазутом;

■ снижение температуры отводимых дымовых газов за счет применения теплоутилизаторов;

■ замена в середине 80-х годов сернистого мазутного топлива природным газом.

В последние годы к числу неблагоприятных факторов, негативно сказывающихся на техническом состоянии дымовых труб, добавилось еще и общее снижение потребности в тепловой и электрической энергии, что привело к уменьшению объема отводимых газов и переменному режиму работы ТЭЦ. В 2007 году экспертной организацией было проведено полное комплексное обследование, которое выявило следующие дефекты и повреждения ствола трубы:

■ разрушение защитного слоя бетона на глубину до 60 миллиметров с оголением и коррозией рабочей арматуры в верхней части ствола трубы (с отметки +140 метров до +150 метров);

■ коррозионное разрушение звеньев чугунного колпака оголовка;

■ шелушение бетона поверхности ствола по всей высоте с разрушением маркировочной окраски;

■ локальные следы выхода конденсата через дефектные швы бетонирования;

■ сульфатная коррозия и вертикальные трещины футеровки.

Также в составе работ были проведены замеры прочности железобетонной оболочки трубы механическим методом неразрушающего контроля с использованием приема упругого отскока – склерометром ОМШ–1. Замеры показали общее снижение прочности поверхностного слоя бетона ствола до 16 МПа по сравнению с проектной – в 30 МПа.

Причинами возникновения обнаруженных повреждений были названы:

■ дефекты строительства (отступления от требований технологии возведения труб в переставной опалубке при устройстве швов бетонирования и укладке бетонной смеси);

■ эксплуатационные повреждения (коррозионное воздействие на футеровку и бетон ствола агрессивных составляющих отводимых дымовых газов, которое максимально проявилось на оголовке трубы из-за явления самоокутывания).

Кроме того, негативное воздействие на наружную поверхность ствола трубы оказывало образование конденсата и его фильтрация. Основываясь на результатах проведенного обследования и значениях прочности бетона, экспертами были сделаны выводы о необходимости усиления трубы железобетонной обоймой с отметки 50 метров до отметки 150 метров. Ориентировочная стоимость проведения таких работ составила около 100 миллионов рублей. В 2009 году, чтобы выявить динамику развития повреждений и определить возможности продления срока эксплуатации до проведения капитального ремонта, специалисты нашей организации провели дополнительное обследование дымовой трубы. Были произведены замеры прочности бетона с использованием метода ударного импульса прибором ИПС–МГ 4.03. Они подтвердили пониженную прочность бетона ствола. В ходе исследования характера и мест расположения повреждений были сделаны предварительные выводы о том, что агрессивное воздействие фильтрующегося конденсата, снижающего прочность бетона, локализовано на небольших участках ствола, на которых также отсутствовали повреждения силового характера, обязательно проявившиеся бы при общем снижении прочности ствола трубы. То есть основные эксплуатационные повреждения были вызваны наружным агрессивным воздействием дымовых газов, что не могло привести к общему снижению прочности бетона. Для подтверждения этого предположения было решено произвести замеры с использованием метода вырыва анкерного устройства из тела бетона с помощью прибора ПОС-50 МГ4 «Скол». Замеры проводились как на неповрежденных участках, так и в местах разрушения защитного слоя бетона с оголением арматуры.

Результаты замеров показали, что средняя прочность бетона в массиве ствола (даже поврежденных участков) составила 30 МПа и соответствовала требованиям проекта. Исходя из этого, появилась возможность выполнить локальный ремонт поврежденных участков трубы ремонтными составами проникающего действия, что позволит намного сократить финансовые затраты по приведению дымовой трубы в работоспособное состояние. Подводя итоги, отметим, что при проведении обследований сложных и ответственных конструкций использование нескольких методов контроля просто необходимо. Применение одного метода контроля не позволяет в полной мере оценить техническое состояние ответственных конструкций. Специалистам, проводящим обследование, следует не только разбираться в особенностях поведения конструкций в сложившихся условиях эксплуатации, но и иметь представление об особенностях существующих методов неразрушающего контроля. Более того, они должны быть обязательно аттестованы по визуальному и измерительному методу контроля. Желательно также пройти аттестацию и по другим методам НК.