Ю.Г.Смирнов, А.О.Орлов
Горный институт Кольского научного центра РАН

При освоении новых месторождений полезных ископаемых требуется создание различных объектов инфраструктуры, необходимой для экономически эффективной и приемлемой с экологической точки зрения хозяйственной деятельности в регионе. Создание таких объектов в Баренц-регионе приобретает особую значимость и связано, прежде всего, с обеспечением высокого качества строительных работ, в частности заданных прочностных свойств бетона в возводимых строительных конструкциях в период строительства.

В условиях воздействия низких температур обеспечение прочностных свойств бетона связано с определенными трудностями, а мониторинг состояния железобетонных конструкций имеет целый ряд специфических особенностей. При этом в качестве важнейшей предпосылки для безопасной эксплуатации объекта всегда принимается высокое качество строительных работ.

Сущность оперативного контроля прочности бетона заключается в использовании методов неразрушающего контроля прочностных свойств бетона.

Применяемая в настоящее время аппаратура основана на использовании элементов микропроцессорной технологии и других новейших разработок в сочетании с современной системой управления и анализа получаемых результатов. Новое поколение электронных склерометров DIGI-Schmidt позволяет решить задачу оперативного контроля набора бетоном прочности непосредственно в процессе возведения конструктивных элементов. При строительстве горно-обогатительного комплекса на месторождении «Олений Ручей» решалась задача определения прочности бетона в фундаментах мельниц.

При проведении экспериментальных исследований прочностных свойств бетона в конструкциях фундаментов мельниц корпуса обогащения использовался неразрушающий экспресс-метод. В случае выявления отклонений показателей прочности бетона в отдельных строительных блоках от заданных проектом прочностных характеристик производилось дополнительное выбуривание контрольных образцов-кернов и дальнейшее испытание их на гидравлическом прессе с целью определения прочности бетона разрушающим способом.

Во время производства бетонных работ, на всех стадиях строительства исключалось промерзание и замачивание грунтов основания.

Выполнение работ при отрицательных температурах осуществлялось с учётом специальных мероприятий, предусмотренных в проекте производства работ. В соответствии с проектом класс бетона на рассматриваемых фундаментах мельниц обогатительного комплекса принят В20 (по морозостойкости F100, по водонепроницаемости W6). Для производства бетона использовался местный щебень от проходческих и вскрышных пород.

При использовании методов неразрушающего контроля руководствуются следующими государственными стандартами:

• ГОСТ Р 53231-2008 «Бетоны. Правила контроля и оценка прочности»;

• ГОСТ 22690-88 «Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля. Поправка ИУС №5 1989».

Определение прочности осуществлялось на отдельных площадках (картах бетонирования) фундаментов мельниц корпуса обогащения под открытым небом в сухую погоду. Испытания допускается проводить при отрицательной температуре не ниже минус 10^оС, это требование ГОСТа неукоснительно выполнялось.

Расположение и количество площадок на горизонтальных и боковых поверхностях принималось согласно программе проведения исследований с учётом более полного охвата территории контролируемых участков. Перед началом испытаний производилось выравнивание измеряемой поверхности, где это было необходимо, металлическим скребком и зачистка их от пыли и остатков цементного раствора. Прибор во время производства замера располагался так, чтобы усилие прикладывалось перпендикулярно к испытываемой поверхности в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора.

Зачищенная поверхность площадки имеет круглую или овальную форму, достаточную для снятия 12 измерений. Расстояние между местами (точками) испытаний не менее 30 мм, между площадками - в среднем 1 м. На рис. 1 показано определение прочности бетона неразрушающим методом на фундаменте мельницы.

Рис. 1. Определение прочности бетона неразрушающим методом на фундаменте мельницы

Средняя величина прочности по каждой площадке измерения рассчитывалась как среднеарифметическое значение по 12 замерам (по ГОСТу достаточно пяти замеров). Максимальное и минимальное значение при этом отбрасывались. Определялось также, среднеквадратичное отклонение прочности, коэффициент вариаций и отклонение фактического показателя прочности от проектного параметра. В таблице показаны результаты определения прочности бетона на одном из фундаментов мельниц.

Таблица Результаты определения прочности бетона на одном из фундаментов мельниц

С целью уточнения показателя прочности на фундаментах мельниц строящегося обогатительного комплекса ГОК «Олений ручей» произведено выборочное выбуривание кернов из конструкций фундаментов. На рис. 2 показана установка «Диамант GDB 1600 WE» фирмы «BOSCH» для выбуривания кернов из монолитных конструкций. Для определения класса бетона по прочности на сжатие изготавливались образцы-цилиндры с отношением высоты к диаметру, равным 1:1, и в лабораторных условиях определены их прочностные характеристики.

Проведенный комплекс натурных исследований по определению прочностных свойств бетонных конструкций фундаментов мельниц корпуса обогащения ГОК «Олений ручей» позволяет сделать следующие выводы.

Рис. 2. Выбуривание керна установкой «Диамант GDB 1600 WE»

По данным выполненных натурных измерений неразрушающим экспресс - методом с использованием электронного склерометра Шмидта (DIGI- SCHMIDT-2000) и лабораторных испытаний выбуренных на глубине 20-50 см образцов кернов установлено соответствие прочности бетона в готовых конструкциях фундаментов мельниц проектному классу по прочности В20 на всех участках, где были проведены измерения и выбуривались керны.

Проблемы рационального использования природного и техногенного сырья Баренц-региона