Испытания

Обследования промышленных полов

При реконструкции промышленных зданий часто возникает вопрос о способности существующих полов удовлетворять новым эксплуатационным требованиям. Аналогичные вопросы могут возникнуть при смене арендатора или собственника здания.

Пол может оказаться неспособным выдержать новые условия эксплуатации по ряду критериев.

1. Финишное покрытие:
   • Недостаточная прочность и стойкость к истираемости;
   • Высокая степень износа;
   • Отсутствие химической или термической стойкости;
2. Конструктивные особенности и прочностные характеристики плиты:
   • Недостаточная толщина несущей плиты;
   • Малая прочность бетона несущей плиты;
   • Недостаточное армирование (диаметр арматурных стержней, шаг, дозировка стальной фибры);
   • Верхний слой низкомарочной цементно-песчаной стяжки;
   • Наличие негерметичных швов.
3. Состояние искусственного основания:
   • Грунты с малыми деформационными характеристиками;
   • Недостаточная толщина конструктивных слоёв;
   • Недостаточное уплотнение каких-либо слоёв;
   • Малые деформационные характеристики искусственного основания в целом;
   • Образование полости между плитой и основанием по причине его осадки (неравномерное уплотнение), просадки (при проведении работ по уплотнению при отрицательных температурах) или вымывания грунта в ходе естественных гидрогеологических процессах грунтовыми водами.

Тщательный визуальный осмотр и применение специализированного оборудования позволит комплексно и объективно оценить состояние финишного покрытия пола, конструкцию плиты и деформационные свойства искусственного основания на предмет воздействия различных эксплуатационных нагрузок: механических, температурных, химических.

В ходе диагностики финишного покрытия могут быть выяснены его различные характеристики в зависимости от самого покрытия, например, степень износа упрочнителя бетонной поверхности (топпинга), толщина полимерного покрытия.

Установить конструкцию плиты наиболее точным образом возможно путём выбуривания кернов – отбора образцов цилиндрической формы из плиты на всю её толщину (рис. 2). Для извлечения из обследуемой бетонной плиты керна применяется бурильная машина (керноотборник, рис. 1). Процесс отбора одного образца со всеми подготовительными работами занимает 15-30 минут и не сопровождается выбросом бетонной пыли в воздух, т.к. работы выполняются при водяном охлаждении. Смесь воды с бетонной пылью удаляется с поверхности пола влажной уборкой или при помощи промышленного пылесоса (рис. 3).

Рис. 1.
Готовый к работе керноотборник.

Для примера на рис 4. представлен керн, с помощью которого однозначно определяется конструкция пола (слева направо): мраморная плитка, ЦПС стяжка, несущая армобетонная плита, полиэтиленовая плёнка, бетонная подготовка. Ровная цилиндрическая поверхность отобранного образца позволяет с высокой точностью определить толщину каждого слоя.

Рис. 2.
Выбуренный керн позволяет определить конструкцию пола: цементно-песчаная стяжка по несущей железобетонной плите.

Рис. 3.
Отверстие в плите после отбора образца.

Рис. 4.
На керне видна многослойная конструкция пола.

С точки зрения рациональности производства работ оптимальный диаметр коронки для отбора образцов не превышает 110 мм, поэтому привлечение данного метода обследования не позволит в большинстве случаев выяснить шаг армирования. Поэтому для решения такой задачи необходимо применить либо косвенный неразрушающий, либо прямой разрушающий метод. Косвенный способ заключается в определении положения арматурных стержней с поверхности плиты прибором, принцип действия которого основан на электромагнитной импульсной индукции. С помощью данного метода достаточно однозначно определяется шаг и диаметр арматуры в случае одного пояса армирования и известной толщине защитного слоя арматуры. Ситуацию усложняет наличие второго пояса армирования и отсутствие информации о защитном слое. Поэтому с целью однозначного определения всего комплекса параметров армирования (количество поясов, шаг и диаметр арматурных стержней) предпочтительно демонтировать относительно небольшой участок плиты пола квадратной формы и размером 50х50 см2 (рис. 5а, 5б). Такой участок вскрытия плиты на всю толщину также позволит определить деформационные характеристики искусственного основания. После обнажения искусственного основания с его поверхности проводятся статические штамповые испытания (рис. 6), по результатам которых определяется модуль деформации основания. При определённых обстоятельствах возможно проведение динамических штамповых испытаний (рис.7).

Рис. 5 а.
Демонтированный участок пола.

Рис. 5 б.
Демонтированный участок пола.

Рис. 6.
Статические штамповые испытания искусстенного основания в точке вскрытия промышленного пола.

Рис. 7.
Динамические штамповые испытания искусстенного основания в точке вскрытия промышленного пола.

Количество участков должно быть не менее трёх, их необходимо распределить по всей площади обследуемой плиты. Если имеется информация о прошлых условиях эксплуатации, тогда предпочтительно распределить точки следующим образом:

• В проездах погрузо-разгрузочной техники;
• В зоне стеллажного хранения;
• На участках с пешеходными нагрузками.

В ряде случаев возможно установить условия эксплуатации по цвету финишного покрытия (рис. 8а, 8б) или согласно архитектурному плану.

Меры по такому распределению точек необходимо предпринять для того, чтобы полученные результаты были корректно интерпретированы, в виду доуплотнения искусственного основания в период первых нескольких лет эксплуатации за счёт многократного приложения различных нагрузок. Тем не менее при анализе результатов штамповых испытаний следует иметь в виду то, что однородно уплотнённое основание на момент его приёмки – это редкий случай. Практика показывает, что центральные участки основания уплотняются лучше, чем у колонн и стен.

Рис. 8 a.
Характер нагрузок идентифицируется визуально: светлые полосы – зоны стеллажного хранения (видны точки анкеровки опор стеллажной системы).

Рис. 8 б.
Характер нагрузок идентифицируется визуально: тёмные полосы – проезды погрузо-разгрузочной техники.

Также вскрытие пола позволяет убедиться в отсутствии полостей (рис. 9), которые могут возникнуть между основанием и плитой по причине недостаточного уплотнения слоёв, слагающих искусственное основание, или его промороженности. Образование такого зазора принципиально меняет работу обследуемой конструкции: плита на упругом основании начинает работать как плита перекрытия, что обычно не предусматривает проектный расчёт.

Рис. 9 a.
Вскрытие бетонной плиты позволяет визуально определить наличие зазоров между плитой пола и искусственным основанием.

Рис. 9 б.
Недостаточное уплотнение слоёв искусственного основания или его промороженность во время приёмки бетона может привести к образованию полостей между плитой и основанием.

Полученной информации вышеуказанным способом обычно вполне достаточно для выполнения поверочного расчёта на прочность плиты пола на искусственном основании.

В качестве дополнительной услуги возможен ремонт демонтированных участков специализированным ремонтным составом, применение которого позволит обойтись без работ по восстановлению армокаркаса. Используемые ремонтные составы обладают высокой адгезией (более 2 МПа на 28 сутки) к бетону, отсутствием усадки, высокой прочностью (более 65 МПа на 28 сутки) и высокой скоростью набора прочности (более 30 МПа через 24 часа).

До начала работ разрабатывается и согласовывается программа обследования, которая зависит от его целей и задач. В программе приводятся применяемые методы визуального и инструментального обследования, определяются его этапы и условия выполнения.

После обработки полученных в ходе обследования данных формируется технический отчёт, содержащий всю детальную информацию и основанные на ней выводы и рекомендации.