Метрология стандартизация и сертификация в строительном материалове

Обзор развития экспериментальных методов и результатов опытных исследований показывает, что русская наука всегда стояла на передовых позициях и развивалась в тесной связи с актуальными практическими задачами.

Велики заслуги ученых, сформировавших направление строительной науки, связанное с созданием методов и средств обследования строительных объектов, испытания моделей и сооружений, создавших аппаратурное обеспечение измерений в строительстве. Необходимо отметить работы И.Л. Корчинского, К.И. Безухова, Н.Н. Аистова, Н.А. Крылова и К.А. Глуховского, М.А. Новгородского, Р.И. Аронова, Д.Е. Долидзе, Г.Я. Почтовика, В.А. Клевцова, А.И. Яковлева, Ю.Д. Золотухина и других.

Оригинальные измерительные приборы и преобразователи созданы Н.Н. Максимовым, Н.Н. Аистовым, И.А. Физделем, К.П. Кашкаровым, И.С. Вайнштоком, И.В. Вольфом и другими.

Общие вопросы в области методологии испытаний строительных конструкций были разработаны Ю.А. Нилендером, Н.Н. Аистовым, К.Н. Безуховым. Ю.А. Нилендером впервые была разработана и научно обоснована методика испытаний железобетонных конструкций. В настоящее время методика испытания строительных конструкций развивается и совершенствуется учениками Ю.А. Нилендера под руководством О.В. Лужина, В.А. Клевцова, А.Б. Злочевского и других.

Огромный опыт эксплуатации строительных конструкций, зданий и сооружений показывает, что только экспериментальные исследования позволяют оценить фактическое их состояние, в том числе при различных сочетаниях внешних воздействий. Испытанию подвергаются практиче-

271

ски все новые конструкции и здания из них. К наиболее сложным и ответственным следует отнести испытания Останкинской телевизионной башни, мостов метрополитена

вг. Москве и С.-Петербурге, сборочного корпуса, в котором собиралась ракета «Энергия», и другие.

Ошибки, допущенные при разработке расчетных схем, при проектировании и строительстве, могут привести к авариям.

Строгой классификации причин и характера разрушений строительных конструкций при аварий зданий и сооружений до настоящего времени еще не создано. Но можно выделить следующие объективные обстоятельства, приводящие к разрушению: недостаточное знание условий действительной работы рассматриваемого объекта; ошибки, допущенные в процессе проектирования и в определении величин действующих нагрузок; несовершенство изготовления и монтажа объекта; неправильные условия эксплуатации.

В1904 г. в Нью-Йорке (США) в процессе строительства рухнул металлический каркас недостроенного отеля «Дармингтон» при монтаже 10-го этажа. Причиной явилась потеря устойчивости несущих конструкций.

Поучительна катастрофа, произошедшая в 1940 г.

вСША, связанная с разрушением висячего автомобильного Такомского моста через реку Мэрроуз. Длина моста 1662 м, а длина главного пролета 845 м. При порывистом ветре колебания пролетного строения в горизонтальной плоскости перешли в крутильные и вертикальные колебания, которые привели к разрушению моста.

Теоретический анализ данной аварии был осуществлен крупнейшим советским ученым В.З. Власовым (1906–1958 гг.), который доказал, что разрушение про-

272

изошло из-за значительных изгибно-крутильных форм колебаний тонкостенных стержней.

Недостаточный учет монтажных нагрузок и жесткости стальных конструкций в процессе монтажа привел

кразрушению сооружения шарообразной формы испытательной лаборатории в г. Истра.

Б.И. Беляев и B.C. Корниенко провели анализ 39 аварий стальных конструкций. Анализируя назначения объектов, они определили, что 16 случаев были связаны с обрушением покрытий промышленных зданий, 8 – с разрушением объем- но-листовых конструкций (резервуары, силосы, кожухи технологических агрегатов), 7 – с обрушением опор линий электропередачи (ЛЭП) и радиосвязи, 8 – с обрушением транспортных галерей. Исследователи отмечают, что 59 % аварий произошло в период строительства, 41 % – в период эксплуатации, а 26–28 % аварий происходит по причине ошибок проектировщиков. Следует отметить, что почти половина аварий металлических конструкций связана с потерей местной и общей устойчивости. Анализ аварий и катастроф – это,

ксожалению, очень дорогостоящий процесс фиксации ошибок, допущенных на различных стадиях разработки и возведения строительных объектов.

Испытания строительных материалов, конструкций, зданий и сооружений являются одним из наиболее объективных и надежных видов контроля их качества.

5.2. ВИДЫ ИСПЫТАНИЙ

Каждый материал, конструкция, здание и сооружение имеет определенные этапы становления, а именно: разработка продукции, проектирование, разработка и освоение

273

технологии изготовления, изготовление и эксплуатация. Каждый этап сопровождается определенным видом испытаний, подтверждающего принятые гипотезы, методы расчета, технологические приемы и т.д. Рассмотрим некоторые виды испытаний.

Испытания опытных образцов. Целью испытаний является проверка методов расчета и принципов конструирования. Испытанию подвергаются опытные образцы вновь разработанных материалов, конструкций, зданий и сооружений. Для испытаний изготавливают строго по проекту три образца материалов и конструкций, два из которых испытывают до разрушения. Здания и сооружения испытывают или до разрушения, или до контрольной нагрузки.

При испытаниях определяют все показатели, приведенные в ГОСТе «Номенклатура показателей» или технических условиях на данный продукт. Полученные фактические величины показателей сравнивают с задаваемыми при разработке продукта и принимают решение о дальнейшем изготовлении (строительстве) данного материала, конструкции или здания и сооружения с целью его эксплуатации. При этом учитывается, что данный продукт будет изготовлен в единственном числе, например выставочный павильон, или серийно.

Испытания проводят специализированные испытательные центры, аккредитованные Госстроем России, при обязательном присутствии разработчиков данногопродукта.

Испытания с целью постановки на производство.

Целью испытания является отработка технологии изготовления конкретной продукции на конкретном предприятии и оценка влияния изменения технологии изготовления на основные показатели. Испытания проводят по всем пока-

274

зателям, приведенным в нормативной документации. По результатам испытаний принимается решение о возможности производства (строительства) данной продукции на данном предприятии. Испытания проводят в специализированном испытательном центре [лаборатории].

Приемо-сдаточные испытания. Целью испытания яв-

ляется оценка соответствия основных фактических показателей требуемым значениям с учетом допусков отклонения. Испытывают или всю продукцию, т.е. каждую отправочную единицу (упаковка, конструкция) при сплошном контроле, или несколько единиц от партии при выборочном контроле. Допускается некоторые показатели определять для всей продукции, а некоторые, в соответствии с нормативной документацией, выборочно для партиипродукции.

Испытания проводятся аттестованными лабораториями и отделами технического контроля предприятий или специально созданными комиссиями при сдаче продукции изготовителем и приемке потребителем. Продукцию испытывают по основным показателям, указанным в соответствующих ГОСТах или ТУ.

По результатам испытаний составляют акт сдачиприемки, на основании которого проводят окончательные финансовые расчеты между изготовителем и потребителем (исполнителем и заказчиком).

Периодические испытания. Проводят с опреде-

ленной периодичностью по времени или по количеству выпущенной продукции, или после изменения технологии. Целью испытаний является подтверждение стабильности производства. Испытания проводят аттестованные лаборатории по показателям, указанным в нормативной документации.

275

Сертификационные испытания. Целью испытаний является подтверждение соответствия фактических величин всех показателей требуемым значениям нормативной документации (ГОСТ, ТУ). По результатам испытаний Госстрой России выдает на продукцию сертификат соответствия в Системе ГОСТ Р. Испытания проводят испытательные центры (лаборатории), аккредитованные Госстроем России в Системе ГОСТ Р.

Наличие сертификата свидетельствует о том, что продукция соответствует требованиям нормативной документации, а производство стабильно.

Инспекционные испытания. Испытания проводят инспектирующие организации при плановых проверках или после аварий и несчастных случаев. Такие испытания имеет право проводить «Госархстройнадзор». Виды показателей и их количество определяют программой инспекции.

Специальные испытания. Испытания проводят с целью определения фактических величин специальных показателей, не характерных для данной продукции. Например, для хранилищ денег и драгоценностей, встроенных в здания, требуются специальные испытания стен и дверей на сопротивление взлому. Если хранилище строится специально, то данный показатель входит в перечень обязательных.

Испытания материалов и конструкций при обследовании зданий и сооружений. Целью испытаний является определение фактических величин показателей, которые влияют на работоспособность здания или сооружения. К таким показателям в первую очередь относят: прочность, трещинностойкость, деформативность, тепло-, звукоизолирующая способность, светопропускание, герметичность идр.

276

В строительной области, учитывая специфику производства продукции (строительства объекта), наряду с вышеприведенной классификацией используется следующая классификация испытаний с целью контроля качества продукции на различных этапах производства.

Входной контроль. Контролируют визуально или инструментально качество продукции, поступаемой на строительную площадку или предприятие.

Перечень показателей, их величины и допустимые отклонения приводятся в технической документации на объект и на контролируемую продукцию. Например, для бетонной смеси, поступающей на объект, определяют следующие показатели: состав (вид цемента), крупность и материал заполнителя, пластичность, расслаиваемость, класс бетона, наличие противоморозных и пластифицирующих добавок и другие. Контроль осуществляют мастер или прораб при приемке материалов иконструкций.

Пооперационный или технологический контроль.

Контролируют конструктивные и технологические параметры при производстве продукции. Перечень контролируемых параметров приводится в проектах производства работ и технологических картах или технологических регламентах. Контроль, как правило, сплошной и инструментальный. Например, при изготовлении монолитного железобетонного фундамента контролируют следующие параметры: привязка осей фундаментов к осям здания, отметки котлованов, геометрические размеры и прочность опалубки, диаметр и класс арматуры, шаг арматуры в каркасах, величина защитного слоя, степень уплотнения бетонной смеси, отметки верха фундамента и низа стакана (если он имеется), температура и влажность бетонной смеси при ее

277

твердении, прочность бетона на момент распалубки и загружения внешней нагрузкой, фактическая величина защитного слоя, качество бетонной поверхности и другие.

По результатам технологического контроля составляют акт на скрытые работы и исполнительные схемы, которые входят в перечень обязательной документации при приемке здания или сооружения. Контроль осуществляют мастер, прораб и вспомогательные службы (геодезист, лаборатории).

Выходной контроль или контроль готовой продук-

ции. Контролируется готовая продукция, в том числе здания и сооружения, по показателям, предусмотренным нормативной и технической документацией. Контроль осуществляют ОТК или специальные комиссии.

Далее рассмотрим методы контроля и испытания некоторых материалов и конструкций.

5.3. ИСПЫТАНИЯ СТАЛЬНОЙ АРМАТУРЫ

Арматурная сталь (далее арматура) для армирования железобетонных конструкций по своим физико-механи- ческим характеристикам подразделяется на классы: А-1

(А240), A-II (А300), A-III (A400), A-IV (A500), A-V (А800)

А-VI (А1000), арматурная проволока Вр-1, высокопрочная проволока Вр-II, канаты К-7, К-19. Термически и термомеханически упрочненные стали обозначают индексом Ат, свариваемую сталь – АтС. Арматуру для районов Севера обозначают АС.

По профилю поверхности стержня арматуру подразделяют на гладкую AI (А240) и периодического профиля.

278

По технологии изготовления подразделяют на горячекатаную и холоднотянутую. Арматурную сталь изготавливают из углеродистой и низколегированной стали марок, приведенных в табл. 5.1. Марка стали указывается потребителем в заказе. При отсутствии таких указаний марку стали устанавливает предприятие-изготовитель.

Для стержней класса A-VI (А 1000) марки стали устанавливают по согласованию изготовителя с потребителем.

Допускается изготовление арматуры класса A-V (A800) из стали марок 22Х2Г2АЮ, 22Х2Г2Ри20Х2Г2СР.

Размеры, указанные в скобках, используют по согласованию изготовителя с потребителем.

Химический состав арматурной углеродистой стали должен соответствовать ГОСТ 380–94, низколегированной стали – нормам, приведенным в табл. 5.2.

279

Таблица 5 . 2 Марки низколегированной стали

В соответствии с ГОСТ 5781-82 при испытании арматуры определяют следующие показатели:

–диаметр;

–класс арматуры;

–прочность на растяжение;

280