Об авторах

Клевцов Владимир Александрович 

Заведующий лабораторией НИИЖБ (Москва), член-корр. РААСН, доктор техн. наук, профессор, Заслуженный деятель науки и техники РСФСР, почетный строитель РФ, лауреат премий СМ СССР и Правительства РФ.

Коревицкая Мария Георгиевна 

Ведущий научный сотрудник НИИЖБ, канд. техн. наук, директор ООО «Стройдиагностика», лауреат премии СМ СССР.

Объемы применения неразрушающих методов для контроля прочности бетона за последние годы значительно увеличи­лись. Если раньше основной областью применения НК являлся контроль проч­ности бетона при производстве сбор­ных конструкций, то сейчас неразрушающие методы широко применяются при возведении монолитных зданий и сооружений. Увеличению объемов применения неразрушающих методов способствует ликвидация дефицита приборов НК. Увеличение объемов применения нераз­рушающих методов выявило ряд органи­зационно-технических недостатков, за­трудняющих контроль, а в ряде случаев - снижающих его достоверность.

В настоящее время НК прочности бе­тона регламентируется следующими нор­мативными документами:

-   ГОСТ 17624-87 «Бетоны. Ультразвуко­вой метод определения прочности»;

-   ГОСТ 22690-88 «Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля».

Задачей НК прочности бетона являет­ся не только определение прочности бе­тона в отдельном участке конструкции, но и изменчивости прочности в конструк­ции или группе конструкций и на этой основе определение класса бетона по прочности на сжатие. Это потребовало разработки методики оценки изменчиво­сти прочности с учетом косвенности нераз­рушающих методов и методики оценки класса бетона конструкций, регламентированных ГОСТ 18105-86 «Бетоны. Пра­вила контроля прочности» и частично разделом 6 СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции».

Со времени создания нормативных докумен­тов, регламентирующих НК прочности бетона, прошло от 14 до 18 лет. За это время измени­лось очень многое. Действующие нормативные документы создавались в период, когда основой строительства являлся сборный железобетон. Поэтому они базировались на исследованиях, связанных с применением неразрушающих ме­тодов на заводах сборного железобетона, и предназначались, в основном, для НК при про­изводстве сборных железобетонных конструк­ций. Вопросы НК монолитного железобетона и определение прочности бетона при обследова­нии эксплуатируемых конструкций изложены в недостаточном объеме. За период, прошедший со времени создания действующих нормативных документов, проведены исследования, позволив­шие по иному подойти к оценке изменчивости прочности бетона при контроле неразрушающими методами, а, следовательно, и его класса. Имеется еще целый ряд положений (например, контроль прочности бетона при отрицательных температурах, методика и оценка погрешности градуировочных зависимостей), по которым дей­ствующие нормативные документы устарели.

Остановимся на некоторых, с нашей точки зрения, наиболее важных техни­ческих вопросах, по которым использо­вание действующих нормативных доку­ментов ошибочно и может привести к переоценке прочности бетона.

В соответствии с ГОСТ 18105-86 при изготовлении монолитных конструкций статистический контроль прочности бето­на должен вестись на заводах товарного бетона. Стандарт достаточно подробно регламентирует правила контроля на за­воде-изготовителе бетона. В соответст­вии с этими правилами требуемая (сред­няя) прочность бетона регулируется в зависимости от значения коэффициента вариации: чем ниже значение коэффици­ента вариации, тем меньше может быть значение средней прочности. При этом

надежность конструкции не уменьшает­ся, так как расчетное значение прочно­сти остается неизменным.

Такой подход совершенно правилен для сбор­ных конструкций, изготовление которых террито­риально совмещено с изготовлением бетонной смеси. Что же касается монолитных конструкций, то процесс бетонирования отделен от процесса изготовления бетонной смеси пространством и временем. При этом свойства бетонной смеси на строительной площадке могут отличаться от свойств на заводе. Кроме того, одна строитель­ная площадка может иметь несколько постав­щиков бетонной смеси, которая отличается по значениям коэффициентов вариации прочности бетона. В то же время ГОСТ 18105-86 содержит требование принимать значение коэффициента вариации для монолитного бетона по данным ис­пытаний образцов на заводе при изготовлении бетонной смеси. При НК, когда в качестве еди­ницы прочности бетона принимается прочность участка в соответствии с ГОСТ 18105-86, ис­пользуется прием, приравнивающий коэффици­ент изменчивости прочности бетона, полученный при испытании неразрушающими методами на строительной площадке, к изменчивости проч­ности контрольных кубов на заводе-изготовите­ле бетонной смеси. Совершенно очевидно, что в случае контроля прочности бетона конструкций из монолитного железобетона, это не правиль­но. Более того, опыт НК показывает, что измен­чивость прочности бетона в конструкциях выше, чем изменчивость прочности на заводе-изготовителе бетонной смеси. Поэтому подход, регла­ментированный ГОСТ 18105-86, приводит к за­вышению класса бетона как при контроле по кубам, так и при НК, а, следовательно, к сниже­нию надежности конструкций. 

Одной из причин отмеченного недостатка ГОСТ 18105-86 явилась сложность учета косвен­ности неразрушающих методов при оценке проч­ности бетона. Как упоминалось, цель контроля прочности бетона - определение его класса, ко­торый зависит от средней прочности и коэффи­циента вариации. Уменьшить влияние случай­ной ошибки при определении средней прочности можно путем увеличения числа участков испы­таний. Сложней обстоит дело с коэффициентом вариации. Этому вопросу было посвящено мно­го исследований (за рубежом - Петков, Факуару, Брунарский и др., в России - Лещинский, Почто­вик, Коршунов, Сидоренко и авторы настоящей статьи). Нами были проведены исследования, в которых коэффициент изменчивости рассмат­ривался как функция случайной переменной (прочности бетона), что позволило разработать методику учета влияния средней квадратической ошибки градуировочной зависимости. Была показана также необходимость учета ко­эффициента корреляции при определении коэф­фициента изменчивости по данным испытаний неразрушающими методами. На основании этих исследований лабораторией железобетон­ных конструкций и контроля качества НИИЖБ разработаны «Методические рекомендации по статистической оценке прочности бетона при испытании неразрушающими методами» (МДС 62-1.2000). 

К числу недостатков действующих нор­мативных документов следует отнести также то, что для контроля прочности монолитного бетона ультразвуковой ме­тод разрешается к применению только при сквозном прозвучивании. Примене­ние способа поверхностного прозвучивания по ГОСТ 17624-86 не разреша­ется. Это объясняется предположением, что прочность поверхностного слоя бето­на не характеризует прочность его глу­бинных слоев.

Такие опасения имеют некоторое основание. Действительно, в ряде случаев, особенно при использовании для бетонной смеси некоторых видов добавок, прочность бетона поверхност­ного слоя ниже. Однако эти особенности могут быть учтены в методике построения градуиро­вочной зависимости. Проведенные исследова­ния и большой опыт применения неразрушающих методов показали возможность использования для контроля прочности монолитного бетона спо­соба поверхностного прозвучивания. НИИЖБ разработаны «Рекомендации по контролю проч­ности бетона монолитных конструкций ультра­звуковым методом способом поверхностного прозвучивания» (МДС 62-2.01), которые устанав­ливают соответствующие правила.

Следующий вопрос. В стандартах, рег­ламентирующих НК, четко сказано, что для всех методов, кроме метода местных разрушений, обязательным является по­строение градуировочной зависимости. Однако многие выпускаемые сейчас приборы, реализующие методы упругого отскока, ударного импульса и ультразву­ковой метод, градуируются в единицах прочности бетона.

В ряде случаев в приборы заложены градуировочные зависимости, построенные на боль­шом экспериментальном материале. Например, градуировочная зависимость прибора Шмидта дает неплохие ориентировочные значения проч­ности бетона в 28-дневном возрасте. В то же время известны случаи, когда эта градуировочная зависимость завышала прочность «старого» бе­тона в два раза. Да и в 28-дневном возрасте ошибка частных результатов может составлять 20-30 % и более. Причем на случайную ошиб­ку, неизбежную при использовании неразру­шающих методов, накладывается систематиче­ская погрешность. Отсутствие данных о средней квадратической ошибке, а также о коэффициенте корреляции делает невозможным определение коэффициента изменчивости прочности бетона. В случае же наличия систематической погрешности ошибочно определяется и средняя прочность.

Пользователи же этих приборов про­водят статистическую обработку полу­ченных результатов и, используя ГОСТ 18105-86, определяют класс бетона. Все это недопустимо. Известно, что даже ис­пользование построенной для конкрет­ных условий градуировочной зависимо­сти без учета ее погрешности приводит к занижению коэффициента вариации прочности бетона и, следовательно, к за­вышению класса. Это чревато созданием аварийных ситуаций.

И последнее. По-видимому, везде, кро­ме строительной отрасли, существует по­рядок сертификации персонала, осущест­вляющего НК. Контроль в строительстве, особенно - прочности бетона, не менее сложен и ответственен, чем в других отрас­лях промышленности, так как его резуль­татом является количественная оценка прочности бетона участка, средняя проч­ность и изменчивость прочности.

В области строительства существуют опреде­ленные правила оценки степени квалификации. Это прежде всего лицензирование. Но лицензи­руются не специалисты, а организация. Сущест­вует множество разрешительных документов для специалистов. Так, например, Мосстройлицензия выдавала квалификационные сертификаты на деятельность в области контроля качества строительных материалов и конструкций. Феде­ральный лицензионный центр выдает Государ­ственные квалификационные сертификаты по разным видам работ. Однако в число видов ра­бот не включен дифференцированный перечень видов НК. Кроме того, очень часто для выдачи квалификационных сертификатов используются формальные признаки. В результате неграмот­ный неразрушающий контроль прочности бетона стал массовым явлением, приводящим к дискре­дитации направления.

Учитывая сложившееся положение, нельзя сразу перенести существующую систему сертификации специалистов НК на строительную отрасль и особенно на контроль прочности бетона. Подготовку к сертификации следует начать с разра­ботки основных правил сертификации, развивающих положение новой версии Европейского стандарта EN 473:2000 «Квалификация и сертификация персона­ла в области неразрушающего контроля. Общие требования». Эта работа может быть поручена группе специалистов, на­пример, при РОНКТД.

Выводы

1. Нормативная база НК прочности бе­тона во многом устарела и требует переработки. В первую очередь требуют пере­работки вопросы НК прочности бетона монолитных конструкций, а также опре­деления физико-механических характе­ристик и дефектоскопии бетона при про­ведении обследований эксплуатируемых конструкций.

2. Необходимо ввести ограничения по использованию приборов НК, градуированных в единицах прочности бетона.

3. Следует приступить к разработке пра­вил сертификации специалистов на пра­во проведения НК прочности бетона.