Повышение качества строительных материалов

Инфракрасный метод испытания.

Его можно применять при поиске скрытых протечек в рулонных кровлях с любым основанием. Инфракрасный метод позволяет определить местонахождение скоплений влаги в верхних слоях покрытия поиском зон повышенных температур поверхности кровли, поскольку участки покрытия, содержащие влагу, имеют более высокую теплопроводность и теплоемкость, чем сухие участки. В теплое время года тепловая энергия от солнца лучше поглощается влажными участками покрытия и затем сохраняется в течение нескольких часов после заката, поэтому при осуществлении инфракрасного метода кровлю, как правило, сканируют ночью. Основными преимуществами инфракрасного метода являются достигаемая сплошность обследования кровли и высокая производительность, а недостатками – высокая стоимость инфракрасных камер, существенная зависимость метода от погоды, возможность его применения только в ночное время суток (как правило, до полуночи).

Радиоизотопный метод испытания.

Предпочтительнее других методов применять при проверке влагосодержания балластных и инверсионных кровель. Ограничено применение метода на кровлях из материалов, в состав которых входят углеводороды (в том числе битум). Метод основан на проверке присутствия водородных молекул (водяного пара) в верхних слоях покрытия. Метод осуществляется с помощью радиоизотопного влагомера, который способен определять влажность материала по количеству медленных отраженных нейтронов (выпущенных из быстрого нейтронного источника), так как при увеличении влажности материала количество отраженных нейтронов увеличивается, и показания радиоизотопного влагомера, соответственно, возрастают. Преимуществом метода является возможность его применения в широком диапазоне погодных условий и при любом уклоне кровли, а недостатком – его экологическая опасность.

Результаты выполняемого в Ростовском государственном строительном университете исследования по совершенствованию методов дефектоскопии строительных конструкций подтверждают работоспособность. А также достаточную эффективность каждого из представленных в данной статье методов и позволяют рекомендовать их (с учетом указанных преимуществ и ограничений по использованию) для массового применения при выявлении скрытых протечек в рулонных кровлях как строящихся, так и эксплуатируемых зданий.

Электрофизические методы испытания.

Основаны на проверке электроизоляционных свойств водоизоляционного ковра, которые резко ухудшаются в местах скрытых протечек кровли. К таким методам относятся метод разности потенциалов, а также высоковольтный и емкостной методы. Метод разности потенциалов (низковольтный метод). Предназначен для обнаружения скрытых протечек в кровлях, в которых водонепроницаемый ковер не является электрическим проводником, а основание выполнено из металла или железобетона.

Поиск скрытых протечек осуществляют измерением разности потенциалов в различных точках переменного электрического поля, создаваемого на поверхности кровли с помощью низковольтного импульсного генератора тока (напряжением до 40 В), один из выводов которого соединен с основанием кровли. А другой – с электропроводящим контуром (из гибкого неизолированного электрического провода), укладываемым на смоченную водой поверхность обследуемого участка кровли (рис. 2).

Применение метода особенно эффективно на участках кровли, где протечки продолжались в течение продолжительного времени и ее основание оказалось обильно смоченным водой. Недостатком метода является невозможность его осуществления на участках кровли с выступающими над ее поверхностью заземленными элементами инженерного оборудования из электропроводных материалов.

Высоковольтный метод. По области применения и физической сущности высоковольтный метод подобен низковольтному методу. Отличие первого метода от второго заключается в том, что на поверхность кровли подается положительный высоковольтный заряд с безопасным по величине электрическим током (от аккумулятора или источника постоянного тока), причем не на электропроводящий контур, а на щеточный электрод с щетиной из медной проволоки (рис. 3). Положительными сторонами метода являются достаточно высокая его производительность, а также возможность точно определять местонахождение скрытых протечек. Недостаток метода – невозможность его применения при обследовании кровель в утепленных покрытиях и кровель с защитным слоем из гравия или с загрязненной поверхностью.

Емкостной метод. Применяют для определения местонахождения областей повышенного содержания влаги в толще покрытия на глубине до 50 мм, которые в большинстве случаев могут быть приняты как наличие протечки кровли. Метод основан на создании переменного электрического поля и измерении его напряженности в верхних слоях покрытия с помощью переставных или сканирующих электронных влагомеров емкостного типа. Большим значениям напряженности электрического поля соответствуют участки покрытия с увлажненным основанием под кровлей, а значит, с поврежденным или дефектным водоизоляционным ковром. Емкостным методом можно достаточно легко определить границы сырых мест с точностью до нескольких сантиметров. Недостатком метода являются высокая стоимость электронных емкостных влагомеров.

Влагомер МГ-4 предназначен для оперативного производственного контроля влажности строительных материалов и изделий, пилопродукции и деревянных деталей по ГОСТ 21718 и ГОСТ 16588.

Влагомер может быть использован для измерения влажности широкой номенклатуры твёрдых и сыпучих материалов при их дополнительной градуировке, разработке и аттестации методики выполнения измерений. Принцип работы влагомера основан на диэлькометрическом методе измерения влажности, а именно на корреляционной зависимости диэлектрической проницаемости материала от содержания в нем влаги при положительных температурах.

При взаимодействии с измеряемым материалом емкостный преобразователь вырабатывает сигнал пропорциональный диэлектрической проницаемости, который регистрируется измерительным блоком и преобразуется в значение влажности.

Результаты измерений выводятся на экран дисплея влагомера.

Использование геодезических приборов и инструментов при освидетельствовании и испытания конструкций.

Для выявления деформаций зданий, вызванных неравномерной осадкой фундаментов (крена, прогиба, выгиба, перекоса), отклонений от проектного положения конструкций из-за ошибок при их возведении (смещения в плане и по высоте, наклон и др.) и составления исполнительных планов здания применяют геодезические методы обследования.

Основными инструментами при этом являются высокоточные или точные нивелиры, теодолиты высокой и средней точности, фототеодолиты, нивелирные рейки, мерные ленты.

Для определения осадок фундаментов и вертикальных деформаций стен, колонн и перекрытий производят периодическое повторное нивелирование марок, установленных на зданиях или сооружениях, по отношению к практически неподвижным реперам.

В качестве опорных реперов чаще всего используют городскую геодезическую сеть.

Реперная головка изготавливается из бронзы или нержавеющей стали в виде полусферической поверхности радиусом 40 мм.

Базой репера служат металлический штырь, труба, зацементированная в бетонном основании, металлическая забивная или железобетонная (набивная, буроинъекционная) свая. Выбор базы зависит от инженерно-геологических условий застроенной площадки.

Нивелирные осадочные марки размещают в здании так, чтобы по результатам наблюдений можно было узнать о деформации здания (осадке, крене, перекосе) и его основания. Осадочные марки бывают разной конструкции. Горизонтальная часть марки делается из круглой стали диаметром 25 мм, а вертикальная – из круглой стали диаметром 20 мм. Вертикальная часть заканчивается полусферической головкой.

Закрытую марку закладывают заподлицо со стеной и закрывают крышкой, которую во время наблюдения снимают; вместо нее ввинчивают болт с шаровой головкой. После ввинчивания болта расстояние от центра головки до плоскости стены должно быть 40…50 мм. Хвостовик скрытой марки представляет собой трубу с внутренней нарезкой и внешними анкерами для заделки в гнезде.

Для определения крена и стрелы прогиба фундамента устанавливают от трех до семи марок вдоль продольной и поперечной осей сооружения.

В сборных конструкциях осадочные марки закладывают на несущих колоннах каркаса по периметру и внутри здания, на углах торцевых стен, у осадочных швов и в местах примыкания к существующим зданиям. Расстояние между марками в этих зданиях должно быть в пределах 10…15 м.

При определении деформации сооружения нивелированием предельное расстояние от нивелира до рейки должно быть не менее 3 м и не более 25 м. Оптимальная длина визирного луча находится в пределах 10…15 м.

Нивелирование целесообразно производить одной рейкой. При повторном нивелировании прибор следует устанавливать на одних и тех же точках, соблюдая по возможности постоянство направления ходов при одинаковом количестве станций в них. Должна быть составлена схема расположения и нивелирования осадочных марок с привязкой стоянок нивелира к зданию (приложение 4).

На основе результатов систематического нивелирования определяют скорость осадок марок во времени.

Среднюю скорость осадки марки вычисляют по формуле

u =(s2-s1)/(t2-t1), (1.24)

где s1 и s2 – осадки одной и той же марки в моменты времени t2 и t1.

Как отмечалось выше, минимальное расстояние от нивелира до рейки у обычных нивелиров равно 3 м. Однако при производстве нивелирных работ внутри здания появляется необходимость в более близком расположении нивелира от рейки. В этом случае на нивелире устанавливается насадка, в которую вмонтированы оптические стекла с разной диоптрией. В комплект насадки входит измерительная рейка, состоящая из штока, по которому перемешается подсвечиваемая рейка. Длина рейки 1000 мм. Насадка, в зависимости от расположенной против объектива нивелира линзы, позволяет производить отсчеты по рейке, установленной на расстоянии от 0,5 до 3 м.

Наклон здания, отклонения плоскости стен и углов от вертикали измеряют теодолитами высокой и средней точности. Теодолит центрируют над постоянным знаком, заделанным в грунт; в верхней части здания и сооружения выбирают какую-нибудь заметную точку и проектируют ее по вертикальной нити теодолита на цокольную часть здания при двух положениях трубы теодолита. Периодически снося точку вниз и отмечая на цоколе ее проекции штрихами, определяют крен за какой-то промежуток времени.

Крены зданий измеряют с двух взаимно перпендикулярных сторон (рис. 8) для того, чтобы, определив частное приращение крена со станции 1 – q1, и частное приращение крена со станции 2 – q2, получить полное приращение крена по формуле

 (1.25)

Для характеристики направления крена по отношению к сторонам света на плане вектора крена обычно указывают направление меридиана.

Теодолит устанавливают над центром хорошо закрепленного знака А (на расстоянии 20…50 м по направлению продолжения одной стены), измеряют угол b между маркой В, находящейся на верхнем обрезе стены, и каким-нибудь удаленным постоянным предметом С на местности. Затем прибор переносят на линию продолжения другой стены в точку A 1 и измеряют угол b1 между маркой В и тем же или новым удаленным пунктом местности С1. Периодически измеряя углы b и b1, получают приращение значений кренов здания в градусах. Для перехода от градусов к линейным размерам используют зависимость

q= D b» L r» (1.26)

где q и D b» – частичное приращение крена соответственно в мм и с;

L – горизонтальное расстояние от станции А до проекции точки В, мм;

r " – радиан, с.

Полное приращение крена определяют по формуле (1.25). Чтобы вычислить не только полное приращение крена, но и его абсолютное значение, на вертикальной грани, проходящей через точку В, нужно установить на фундаменте вторую марку B1 (штырь в виде крюка), удаленную от угла или плоскости стены на такое же расстояние, что и верхняя марка В. Из тех же точек стоянок теодолита А и А1 измеряют горизонтальные углы между В и В1.

Вначале вычисляют абсолютные значения частных кренов грани стены между точками В и В1, а затем – полный крен. Формула (1.25) пригодна только в том случае, если станции наблюдения располагаются во взаимно перпендикулярных направлениях. Если это условие не соблюдается, то полный крен определяют графически по правилу перпендикуляров (рис. 10).

Технический отчет о геодезическом обследовании зданий и сооружений включает в себя следующую информацию: цель обследования; краткую топографическую характеристику площадки застройки; описание наблюдаемого объекта; планы фундаментов и первого этажа; продольные и поперечные разрезы основных несущих конструкций; план расположения знаков высотной основы (реперов) и осадочных марок на сооружении; ведомости осадок и отметок марок по всем циклам измерений; таблицы среднемесячных и среднегодовых скоростей осадок для наиболее показательных точек сооружения; план фундаментов с нанесенными линиями равных осадок за весь период измерений; график осадок нивелирных марок во времени; развернутый график осадок в виде последовательных линий деформаций фундаментов.

По характеру линий равных осадок в пределах контура фундаментов определяют местонахождение очага осадков и направление кренов различных участков здания.

Стереофотограмметрический метод.

Этот вид геодезических работ находит широкое применение при обследовании объектов, составляющих историко-культурное наследие городов России.

В основу таких работ положен метод, базирующийся на физиологической возможности человека построить и измерить стереоскопическую (объемную) модель объекта по двум изображениям, полученным с разных точек фотографирования.

Сущность метода в том, что с помощью специального фотоаппарата, соединенного с геодезической трубкой (фототеодолитом), производится фотографирование испытываемой конструкции или сооружения с двух точек.

При съемке применяют стеклянные фотопластинки с большой разрешающей способностью эмульсии. Полученные негативы рассматриваются через специальный прибор стереокомпаратор

Теория пары снимков. Бинокулярное зрение. Методы стереоскопического наблюдения и измерения снимков. Свойства стереоскопической модели. Координаты и параллаксы соответственных точек на стереопаре снимков. Формулы связи координат точек местности и координат их изображений на паре снимков. Определение координат точек местности по паре снимков методом двойной обратной фотограмметрической модели. Условие, уравнения и элементы взаимного ориентирования снимков.

Определение элементов взаимного ориентирования. Построение фотограмметрической модели. Внешнее ориентирование модели. Элементы внешнего ориентирования модели. Определение элементов внешнего ориентирования модели и элементов внешнего ориентирования снимков пары по опорным точкам. Точность определения координат точек местности по паре снимков.

Основные достоинства стереофотограмметрического метода.

Во-первых, это бесконтактная, безопасная и мгновенная фиксация состояния всего объекта.

Во-вторых, изображения получаются высокодостоверными и чрезвычайно наглядными.

В-третьих, что немаловажно, материалы и результаты съемки удобно хранить.

Таким образом, стереофотограмметрическая съемка дает полную и точную информацию о размерах, форме, положении объекта и всех его элементов в пространстве. Результатом работ являются метрические фотоснимки, ортофотопланы и обмерные чертежи.

Практика применения данного метода подтверждает тот факт, что по сравнению с традиционным методом создания обмерных чертежей его точность оказывается выше во много раз. Согласно экономическим расчетам, стереофотограмметрический метод увеличивает производительность труда в 20–100 раз.

Серьезным прорывом в области создания всех типов обмерных чертежей явилось появление наземных лазерных сканирующих систем. С использованием их возможностей на предприятии была разработана, опробована и внедрена в производство новая технология создания обмерной документации, которая уже нашла применение при создании обмерных чертежей интерьеров Шуваловского дворца и Михайловского замка, ряда фасадов исторических зданий Петербурга.

С помощью наземной сканирующей системы получают пространственные данные об объекте, которые представлены миллионами точек лазерных отображений (рис. 4). При дальнейшей обработке полутоновое «облако» точек может быть текстурировано и ортогонально спроецировано на плоскость цветным фотоизображением.

Полученный документ носит название цифровой ортофотоплан. Он играет двоякую роль. Во-первых, предоставляет подробную метрическую информацию об объекте и служит основой для последующей векторизации, во-вторых – фотографическую.

Повторные стереофотосъемки и подсчеты координат позволяют определить перемещения отдельных точек за промежуток времени, прошедший между первой и второй фотосъемкой.

Применяют также при испытаниях строительных конструкций и сооружений динамическими нагрузками. При этом применяют фотоаппараты с синхронным затвором объектива.

Литература

1. Комков В.А., Рощина С.И., Тимахова Н.С. «Техническая эксплуатация зданий и сооружений».

2. Гаврилов С.А. «Термографические методы контроля качества кровли // Гидроизоляция, теплоизоляция, кровля. – 2001. – №2. – С. 37.»

3. Статья: из журнала «Инновационные технологии 21 века», автор Ольга Жолобова, инженер лаборатории инновационных образовательных технологий Ростовского государственного строительного университета.

4. Калантаров Е.И. «К теории методов фотограмметрии. – Известия вузов.» Геодезия и аэрофотосъемка», 1979, №5».

Страницы: 1, 2