concconcЖелезобетонные конструкцииReinforced concrete structures2949-16222949-1614Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет10.22227/2949-1622.2024.4.55-69concconc-64Research ArticleПРОЕКТИРОВАНИЕSTRUCTURAL DESIGNПрогнозирование прочности и контроль качества укладки монолитного бетона в конструкциях с несъемной опалубкойPrediction of Strength and Quality Control of Monolithic Concrete Laying in Structures with Permanent Formworkhttps://orcid.org/0000-0002-5041-0847КороткихД. Н.KorotkihD. N.

Дмитрий Николаевич Коротких, доктор технических наук, заместитель руководителя ЦФО «Наука и технологии»; профессор кафедры Строительного материаловедения

114115, г. Москва, Дербеневская набережная, д. 7, стр. 10; 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26

Scopus: 57205435199, ResearcherID: R-9413-2018

Dmitry N. Korotkih, Doctor of Technical Sciences, Deputy Head of the Central Office “Science and Technology“; Professor, Department of Construction Materials Science

7 Derbenyevskaya naberezhnaya, p. 10, Moscow, 115114;26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337

Scopus: 57205435199, Researcher ID: R-9413-2018

Korotkih.dmitry@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-6493-1301КапустинД. Е.KapustinD. Е.

Дмитрий Егорович Капустин, кандидат технических наук, доцент, руководитель ЦК «Технологии строительства»; доцент кафедры Железобетонных и каменных конструкций

114115, г. Москва, Дербеневская набережная, д. 7, стр. 10;129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26

Scopus: 57204881560

Dmitry Е. Kapustin, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Head of Сompetence Сenter “Сonstruction technologies”; Associate Professor of the Department of Reinforced Concrete and Masonry Structures

7 Derbenyevskaya naberezhnaya, p. 10, Moscow, 115114;26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337

Scopus: 57204881560

kde90@bk.ruАкционерное общество «Институт «Оргэнергострой»; Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)РоссияJoint Stock Company “Institute Orgenergostroy” (JSC OES); Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)Russian Federation202413122024845569Copyright © Коротких Д.Н., Капустин Д.Е., 20242024Коротких Д.Н., Капустин Д.Е.Korotkih D.N., Kapustin D.Е.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.g-b-k.ru/jour/article/view/64

При возведении ряда сооружений атомных электростанций применяют сборно-монолитную технологию строительства с использованием армоопалубочных блоков, состоящих из арматурного каркаса и несъемной опалубки из сталефибробетона. Использование указанной технологии позволяет снизить время возведения объекта. В то же время возникает ряд проблем, связанных с оценкой прочности и контролем качества уложенного монолитного бетона, находящегося за несъемной опалубкой. Отсутствие прямого доступа к поверхности бетона не позволяет использовать стандартизированные неразрушающие методы оценки прочности. Дефекты монолитного бетона в виде каверн и пустот становятся скрытыми и требуется использование специализированных инструментальных методов. Для выбора оптимальной методики оценки прочности бетона и контроля качества его укладки выполнены экспериментальные исследования фрагмента армоопалубочного блока с уложенным монолитным бетоном. Установлено, что оптимальным способом контроля качества укладки является ультразвуковая томография, позволяющая выявить дефект за несъемной СФБ опалубкой, а также вести контроль параметров армирования. В результате апробации предложено использовать методы прогнозирования прочности бетона на основании температурно-временных зависимостей.

When erecting a number of nuclear power plant structures, a precast-monolithic construction technology is used using reinforced formwork blocks consisting of a reinforcing frame and permanent formwork made of steel fiber concrete. The use of this technology allows to reduce the time of construction of the facility. At the same time, a number of problems arise related to the strength assessment and quality control of the laid concrete located behind the permanent formwork. The lack of direct access to the concrete surface does not allow the use of standardized non-destructive strength assessment methods. Defects of mono-lithic concrete in the form of caverns and voids become hidden and the use of specialized instrumental methods is required. To select the optimal method for assessing the strength of concrete and quality control of its laying, experimental studies of a fragment of a reinforced formwork block with laid monolithic concrete were carried out. It was established that the optimal method of quality control of laying is ultrasonic tomography, which allows to detect a defect be-hind permanent SFRC formwork, as well as to control reinforcement parameters. As a result of testing, it was proposed to use methods of predicting concrete strength based on temperature-time dependencies.

армоопалубочный блокнесъемная опалубкасталефибробетонконтроль качествапрогнозирование прочностиarmour formwork blockpermanent formworksteel fiber concretequality controlstrength predictionReferencesДорф В.А., Красновский Р.О., Капустин Д.Е. На пути к реализации технологии возведения зданий и сооружений АЭС из армоблоков с несъемной сталефибробетонной опалубкой // Строительство в атомной отрасли. 2020. № 1. С. 47–54.Dorf V.A., Krasnovsky R.O., Kapustin D.E. Towards the implementation of the technology for the construction of buildings and structures of nuclear power plants from reinforced concrete blocks with permanent steel-fiber concrete formwork. Construction in the nuclear industry. 2020; 1:47-54. (in Russian).Капустин Д.Е. Прочностные и деформационные характеристики несъемной сталефибробетонной опалубки как несущего элемента железобетонных конструкций : дис. канд. техн. наук. М., 2015. 211 с.Kapustin D.E. Strength and deformation characteristics of permanent steel-fiber concrete formwork as a load-bearing element of reinforced concrete structures : dissertation. Moscow, 2015. (in Russian).Kapustin D., Krasnovsky R., Kiliani L. Stress-strain behavior (SSB) of steel fiber concrete // American Concrete Institute, ACI Special Publication. M., 2018. Vol. 326.Kapustin D., Krasnovsky R., Kiliani L. Stress-strain behavior (SSB) of steel fiber concrete. American Concrete Institute. ACI Special Publication. Moscow, 2018; 326.Трекин Н.Н., Кодыш Э.Н., Терехов И.А. Совершенствование нормативной базы стандартизации сборных железобетонных конструкций // Железобетонные конструкции. 2023. № 1 (1). С. 64–71.Trekin N.N., Kodysh E.N., Terekhov I.A. Improving the Regulatory Framework for the Standardization of Precast Concrete Structures. Reinforced concrete structures. 2023; 1(1):64-71. (in Russian).Тамразян А.Г. Концептуальные подходы к оценке живучести строительных конструкций, зданий и сооружений // Железобетонные конструкции. 2023. № 3 (3). С. 62–74. DOI: 10.22227/2949-1622.2023.3.62-74Tamrazyan A.G. Conceptual Approaches to Robustness Assessment of Building Structures, Buildings and Facilities. Reinforced concrete structures. 2023; 3(3):62-74. DOI: 10.22227/2949-1622.2023.3.62-74 (in Russian).AP1000 Design Control Document (rev. 18). Tier 2 Chapter 3. Design of Structures, Components, Equip. & Systems — Section 3.8 Design of Category I Structures // Официальный интернет-портал «Nuclear Regulatory Commission» (NRC). USA. 206 p. URL: https://www.nrc.gov/docs/ML1034/ML103480517.pdfAP1000 Design Control Document (rev. 18). Tier 2 Chapter 3. Design of Structures, Components, Equip. & Systems — Section 3.8 Design of Category I Structures. Nuclear Regulatory Commission (NRC). USA. URL: https://www.nrc.gov/docs/ML1034/ML103480517.pdfМочко А., Мочко М., Андреев В.И. Проверка качества бетона в существующих конструкциях. Технологии европейских стандартов // Вестник МГСУ. 2019. Т. 14. № 8. С. 967–975. DOI: 10.22227/1997-0935.2019.8.967-975Mochko A., Mochko M., Andreev V.I. Checking the quality of concrete in existing structures. Technologies of European standards. Vestnik MGSU. 2019; 14(8):967-975. DOI: 10.22227/1997-0935.2019.8.967-975 (in Russian).Коротких Д.Н., Дорф В.А., Капустин Д.Е. Оценка прочности монолитного бетона по температурно-временным зависимостям // Инженерный вестник Дона. 2024. № 11.Korotkikh D.N., Dorf V.A., Kapustin D.E. Evaluation of the strength of monolithic concrete by temperature-time dependencies. Engineering Bulletin of the Don. 2024; 11 (in RussianUtepov Y., Aniskin A., Tulebekova A., Aldungarova L. и др. Complex maturity method for estimating the concrete strength based on curing temperature and relative humidity // Applied Sciences. 2021. Nо. 11. Р. 7712. DOI: 10.3390/app11167712Utepov Y., Aniskin A., Tulebekova A., Aldungarova L. et al.Complex maturity method for estimating the concrete strength based on curing temperature and relative humidity. Applied Sciences. 2021; 11:7712. DOI: 10.3390/app11167712Schindler A.K. Effect of temperature on hydration of cementitious materials // ACI Materials Journal. 2004. Vol. 101. No. 1. Pp.72–81.Schindler A.K. Effect of temperature on hydration of cementitious materials. ACI Materials Journal. 2004; 101:1.Дудина И.В., Тамразян А.Г. Обеспечение качества сборных железобетонных конструкций на стадии изготовления // Жилищное строительство. 2001. № 3. С. 8–10.Dudina I.V., Tamrazyan A.G. Ensuring the quality of precast reinforced concrete structures at the manufacturing stage. Housing construction. 2001; 3:8-10. (in Russian).Пивоваров В.А. Метрологическое обеспечение дефектоскопии бетона // Альманах современной метрологии. 2022. № 4 (32). С. 59–67.Pivovarov V.A. Metrological support for concrete flaw detection. Almanac of modern metrology. 2022; 4(32):59-67 (in Russian).Zhussupbekov, Iwasaki Y., Eun Chul Shin, Shakirova N. Control and Quality of Piles by Non-Destructive Express Methods: Low Strain Method and Cross-Hole Sonic Logging // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2019. Vol. 15. No. 1. Pр. 171–180. DOI: 10.22337/2587-9618-2018-15-1-171-180Zhussupbekov, Iwasaki Y., Eun Chul Shin, Shakirova N. Control and Quality of Piles by Non-Destructive Express Methods: Low Strain Method and Cross-Hole Sonic Logging. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2019; 15(1):171-180. DOI: 10.22337/2587-9618-2018-15-1-171-180Зеркаль Е.О., Калашников А.Ю., Лапшинов А.Е., Тютюнков А.И. Выявление внутренних дефектов бетонирования в теле монолитной фундаментной плиты по данным георадиолокационного обследования // Вестник МГСУ. 2020. Т. 15. № 7. С. 980–987. DOI: 10.22227/1997-0935.2020.7.980-987Zerkal E.O., Kalashnikov A.Yu., Lapshinov A.E., Tyutyunkov A.I. Identification of internal defects of concreting in the body of a monolithic foundation slab according to ground-penetrating radar survey data. Vestnik MGSU. 2020; 15(7):980-987. DOI: 10.22227/1997-0935.2020.7.980-987 (in Russian).Wendrich A., Trela C., Krause M., Maierhofer C., Effner U., Wöstmann J. Location of Voids in Masonry Structures by Using Radar and Ultrasonic Traveltime Tomography // ECNDT. 2006. Tu. 3.2.5. 11 p.Wendrich A., Trela C., Krause M., Maierhofer C., Effner U., Wöstmann J. Location of Voids in Masonry Structures by Using Radar and Ultrasonic Traveltime Tomography. ECNDT. 2006; Tu.3.2.5:11.Капустин В.В., Хмельницкий А.Ю., Бакайкин Д.В. О возможности использования неоднородных электромагнитных волн для исследования фундаментных конструкций // Вестник Московского университета. Серия 4: геология. 2011. № 4. С. 52–55.Kapustin V.V., Khmelnitsky A.Yu., Bakaikin D.V. On the possibility of using inhomogeneous electromagnetic waves for studying foundation structures. Bulletin of Moscow University. Series 4: Geology. 2011; 4:52-55 (in Russian).Shuvalov A.N., Lapshinov A.E., Zheletdinov R.R., Zerkal' E.O. Comparison of ultrasonic and GPR methods for investigation of reinforced concrete columns // BIO Web Conf. 2024. Vol. 107. DOI: 10.1051/bioconf/202410706016Shuvalov A.N., Lapshinov A.E., Zheletdinov R.R., Zerkal' E.O. Comparison of ultrasonic and GPR methods for investigation of reinforced concrete columns. BIO Web Conf. 2024; 107. DOI: 10.1051/bioconf/202410706016Сагайдак А.И. Стандарт на метод акустико-эмиссионного контроля бетонных и железобетонных изделий и монолитных конструкций // Бетон и железобетон. 2021. № 3 (605). С. 19–24.Sagaydak A.I. Standard for the method of acoustic emission testing of concrete and reinforced concrete products and monolithic structures. Concrete and reinforced concrete. 2021; 3(605):19-24 (in Russian).Арленинов П.Д., Крылов С.Б., Калмакова П.С. Система контроля сплошности бетона сталежелезобетонных конструкций на основе тепловизионного метода // Academia. Архитектура и строительство. 2024. № 2. С. 150–156. DOI: 10.22337/2077-9038-2024-2-150-156Arleninov P.D., Krylov S.B., Kalmakova P.S. System for monitoring the continuity of concrete in steel-reinforced concrete structures based on the thermal imaging method. Academia. Architecture and Construction. 2024; 2:150-156. DOI: 10.22337/2077-9038-2024-2-150-156 (in Russian).Савин С.Н., Попов В.М., Пухаренко Ю.В., Морозов В.И. Сейсмоакустические методы интегральной оценки физико-механических характеристик строительных конструкций зданий и сооружений // Вестник евразийской науки. 2023. Т. 15. № 6. URL: https://esj.today/PDF/09SAVN623.pdfSavin S.N., Popov V.M., Pukharenko Yu.V., Morozov V.I. Seismoacoustic methods for integrated assessment of physical and mechanical characteristics of building structures of buildings and structures. Bulletin of Eurasian Science. 2023; 15:6. URL: https://esj.today/PDF/09SAVN623.pdf (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.