Лаборатории
для диагностики бетона –
в морском контейнере

Наш постоянный автор Олег Болотских пишет новую книгу — теперь в соавторстве с двумя немецкими коллегами Гансом Ройтером и Уве Циммером. Книга называется «Европейские методы физико-механических испытаний бетона» и выйдет из печати в следующем году. Предлагаем вниманию читателей одну из тем, затронутых в этой книге — размещение лабораторий в морских контейнерах. Как заверяет автор, в России данная технология практически отсутствует.

В последнее время всё чаще строительное производство и промышленность строительных материалов нуждаются в подходящих лабораторных помещениях на предприятиях или на стройплощадках для мониторинга работ и качества материалов и изделий со стороны собственной службы контроля и внешнего аудита.

С этой целью необходимо создавать специальные лабораторные рабочие места и оснащать их современным оборудованием путём перестройки, строительства или аренды помещений, либо за счет использования мобильных лабораторий, в первую очередь в контейнерах. По европейскому законодательству эти помещения обязательно должны соответствовать требованиям постановления по организации рабочих мест (AStV от 2011 г.), поскольку, в противном случае, организация стационарных рабочих мест в таких помещениях запрещена.

Передвижная (мобильная) строительная лаборатория предназначена для проведения испытаний на объектах строительства и контроля качества материалов, изделий и конструкций, включая грунты, асфальт, цемент, щебень, песок, стальные изделия и арматуру, строительные растворы, бетонные смеси и добавки к бетону. Особенно эффективно и рационально использовать мобильую лабораторию на крупных объектах строительства: электростанции, мосты, промышленные сооружения и т.д.

На практике различают мобильные лаборатории двух видов:

• на базе легкового или грузового автомобиля, а также прицепа;
• на базе морского контейнера.

Вследствии специфики работ, расположения объектов строительства и ремонта, а также видов, размеров и массы лабораторного оборудования мобильные лаборатории на базе автотранспорта используют в первую очередь дорожники.

Мобильные лаборатории на базе автомобилей при их использовании для диагностики цемента, раствора и бетона имеют следующие недостатки:

• ограниченные размеры помещений;
• сложность или невозможность размещения тяжёлого лабораторного оборудования (прессов);
• недостаточная освещённость;
• сложность или невозможность подключения коммуникаций (электричество 220 + 380 В + водоснабжение);
• зачастую совмещение с бытовыми помещениями персонала;
• зачастую используются для выполнения исключительно неразрушающих методов испытания.

Преимущества мобильных лабораторий на базе морских контейнеров

Мобильные лаборатории для проведения стандартных испытаний бетона и вяжущих материалов на базе контейнеров занимают площадь от 15 м² до 40 м² и оснащаются предписанным стандартами оборудованием, включая весы, грохот, вибростол, резервуар для воды, столик для проведения испытания на осадку конуса, шлифовальный станок, прибор для измерения содержания воздуха и соответствующие рабочие столы из высококачественной стали.

Современное програмное обеспечение и опыт работ в области создания строительных мобильных лабораторий позволяет производителям мобильных лабораторий на этапе проектирования обсудить с заказчиком:

• выбор стандартной длины контейнера (как правило, используется контейнер длиной 20 или 40 футов);
• оснащение лабораторной мебелью и оборудованием.

Строительные мобильные лаборатории на базе морского контейнера имеют целый ряд преимуществ:

• возможность выполнения входного контроля на месте выполнения строительных работ;

• возможность проведения нормативных разрушающих испытаний цемента и бетона (пол и боковые стены контейнера, как правило, дополнительно укрепляют для надёжного монтажа и работы прессов, а также на случай транспортировки лаборатории);
• возможность оснащения мобильной лаборатории небольшими вспомогательными грузоподъёмными механизмами для облегчения работы персонала;
• возможность поддержания заданных климатических условий, т.е. возможность оснащения мобильной лаборатории установками кондиционирования воздуха, системами отопления и теплоизоляции;
• электроснабжение, водоснабжение, канализация и освещение;
• возможность полноценного использования многофункциональной лабораторной мебели из нержавеющей стали;
• возможность перемещения и погрузки контейнера на строительной площадке с использованием мощных специализированных погрузчиков;

• мобильность, т.е. возможность транспортировки контейнера на значительные расстояния автомобильным, железнодорожным и водным видами транспорта.

Европейские требования по организации рабочих мест в лабораторных контейнерах

Для проведения нормативных разрушающих испытаний цементных балочек (по стандарту EN 196) и бетона (по стандарту EN 12390) пол и боковые стены лабораторного контейнера дополнительно укрепляют для надежного монтажа и крепления лабораторной испытательной машины для цемента/раствора (например, 250/15 кН) или пресса для разрушающих испытаний бетонных образцов (обычно 3000 кН) с целью их долговременной надёжной эксплуатации и безопасной транспортировки.

Передвижные лаборатории также оснащаются установками кондиционирования воздуха, системами отопления, электроснабжения, водоснабжения, канализации, освещения и теплоизоляции, а также необходимыми осветительными приборами. Такой подход позволяет проводить нормативные испытания бетона, цемента и раствора в полном объеме и с небольшими затратами. Зачастую при этом используется более или менее рационально перестроенный контейнер, особенно это важно для случаев частого его перемещения с одной строительной площадки на другую.

Однако, по оценкам специалистов, в 90% случаев эти контейнеры не отвечают нормативным требованиям к полноценному рабочему месту, согласно положениям европейского постановления по организации рабочих мест. По крайней мере, в них невозможно полноценно работать полный рабочий день, в лучшем случае периодически и в течение ограниченного времени.

В европейском постановлении по организации рабочих мест прописаны следующие требования:

1. Высота освещённого рабочего помещения должна составлять не менее 2,50 м при площади пола до 100 м².
2. Рабочие помещения должны иметь визуально-зрительный выход на улицу. Световые куполы и стеклянные кровли не являются подобным решением.
3. Должна быть организована вентиляционная система с притоком свежего воздуха и его последующего удаления с использованием вентиляционных отверстий площадью, которая составляет не менее 2% от площади пола.
4. Как правило, если стандартная вентиляция не обеспечивает должного качества воздуха внутри помещения, то его необходимо проветривать механически из расчета 50 — 70 м³ свежего воздуха на одного работника в час. По мере необходимости приточный воздух нуждается в предварительном нагреве или охлаждении.
5. Температура воздуха в рабочем помещении лаборатории при нормальной физической нагрузке персонала должна составлять от 18 до 24 ⁰C.
6. Искусственное освещение в рабочем помещении должно составлять не менее 100 люкс.

Само собой разумеется, что в постановлении по организации рабочих мест предусмотрен целый ряд исключений, однако они связаны с очень узкими сферами применения. С целью максимального учета всех важнейших требований постановления по организации рабочих мест (AStV) немецкая компания TESTING Bluhm & Feuerherdt GmbH разработала концепцию стационарного рабочего места в форме стандартного лабораторного контейнера, который оснащается в соответствии с потребностями конкретного предприятия. В основу конструкции легли перестроенные морские контейнеры, обладающие высокой устойчивостью. Даже после монтажа трехслойной теплоизоляции на полу, потолке и стенах минимальная высота контейнера помещения составляет не менее 2,50 м.

Лабораторные контейнеры допускается использовать в качестве стационарных рабочих помещений только при их достаточной теплоизоляции (AStV § 31). Эффективная теплоизоляция согласно стандартам и климатическим условиям, автономное отопление мощностью 2000 Вт на зимний сезон и кондиционер воздуха для летнего режима работы позволяют создать нормативные условия по температуре в лабораторном помещении (к примеру для Германии этот показатель равен 18 — 22 ⁰C). Также учитываются требования естественной и механической приточно-вытяжной вентиляции.

Лаборатория-контейнер производителем может поставляться с фирменным стандартным оборудованием (лабораторные столы из матовой высококачественной стали толщиной 2 мм и индивидуально подобранные испытательные приборы) для испытания цемента, раствора, бетона, известняка, гипса и битума). Установить можно также пресс для испытания прочности на сжатие. Специальное усиление контейнера и боковых стен гарантирует простую и безопасную транспортировку контейнера. Такие конструктивные особенности позволяют быстро доставить контейнер на любую стройплощадку или предприятие по суше или по морю и незамедлительно ввести его в эксплуатацию.

Пример мобильной лаборатории в контейнере

В 2014 году компания TESTING Bluhm & Feuerherdt GmbH изготовила и поставила мобильные лабораторные контейнеры размером 20 футов и 40 футов в Бразилию и Уругвай. В 2015 году по заказу химического концерна WACKER была спроектирована и изготовлена мобильная лаборатория на базе контейнера для Казахстана. Проектируя испытательные лаборатории, специалисты компании стремились оптимизировать процесс нормативных и ненормативных испытаний с физической и логистической точки зрения.

После изготовления мобильной лаборатории специалисты компании-производителя могут провести обучение у себя на месте производства либо на площадке заказчика, обеспечив таким образом ознакомление будущих сотрудников лаборатории с действующими стандартами и разнообразными испытательными приборами.

Олег Болотских,

доктор-инженер, доцент кафедры Технологии строительного производства и строительных материалов Харьковского национального университета городского хозяйства им. А. Н. Бекетова (bolotskich@ukr.net).

Этот материал опубликован в декабрьском номере Отраслевого журнала «Строительство». Весь журнал вы можете прочитать или скачать здесь.