Założenia systemu klasyfikacji i oceny zgodności krajowych kruszyw z punktu widzenia reaktywności alkalicznej

Transkrypt

1 Założenia systemu klasyfikacji i oceny zgodności krajowych kruszyw z punktu widzenia reaktywności alkalicznej Michał A. Glinicki, Albin Garbacik, Grzegorz Adamski

2 PLAN REFERATU 1. Aktualny stan normalizacji 2. Specyfikacje techniczne GDDKiA: aktualne, archiwalne 3. Normy i wytyczne zagraniczne 4. Założenia i koncepcje wytycznych krajowych

3 REAKTYWNOŚĆ KRUSZYW W POLSKICH NORMACH PN-EN A1:2010 Kruszywa do betonu zalecenia w miejscu stosowania PN-B :1988, Kruszywa mineralne -- Badania -- Oznaczanie potencjalnej reaktywności alkalicznej -- Oznaczanie zawartości krzemionki rozpuszczalnej w wodorotlenku sodowym wycofana w 2014 PN-B :1991, Kruszywa mineralne - Badania - Oznaczanie reaktywności alkalicznej wycofana w 2012 PN-B :1992, Kruszywa mineralne - Badania - Oznaczanie potencjalnej reaktywności alkalicznej metodą szybką badanie reakcji kruszywa z wodorotlenkiem sodu i oznaczanie wagowe ubytku masy kruszywa

4 SPECYFIKACJE TECHNICZNE GDDKIA

5 WYMAGANIA WOBEC KRUSZYWA Do wykonania betonu konstrukcyjnego należy stosować kruszywa naturalne według PN-EN Oznaczenie i kryteria oceny reaktywności: - metoda szybka z 1992r - metoda wg normy wycofanej ze zbioru PN aktualnych.

6 WYMAGANIA WOBEC KRUSZYWA Nie wymaga się, aby kruszywo pochodziło ze skał litych. Wysokie wymagania wytrzymałościowe LA i wysoka mrozoodporność,

7 WYMAGANIA WOBEC KRUSZYWA Katalog Typowych Konstrukcji Nawierzchni Sztywnych wersja z roku 2014 Szczegółowe wymagania dla technologii oraz kruszyw precyzują Wymagania Krajowe. - jakie wymagania krajowe? - nie wspomniano o reaktywności kruszyw wersja z roku 2001 należy stosować kruszywo łamane i żwirowe, płukane. Kruszywo grube powinno odpowiadać zerowemu (0) stopniowi potencjalnej reaktywności alkalicznej wg PN-B-11112:1996 [Norma wycofana i zastąpiona przez PN-EN 13043:2004] Oznaczenie reaktywności wykonać wg PN-91/B-06714/34 Wymagana mrozoodporność, nasiąkliwość dla kruszyw ze skał magmowych i przeobrażonych, ze skał osadowych

8 WYMAGANIA WOBEC KRUSZYWA ARCHIWALNE 2000: Rozporządzenie MTiGM z dnia 30 maja 2000 r. - drogowe obiekty inżynierskie i ich usytuowanie Jako kruszywo grube powinny być stosowane: a) Grysy granitowe, bazaltowe lub z innych skał zbadanych przez jednostkę badawczą do betonu B30 b) Żwir do betonu B : norma PN-S-10040:1999 Obiekty mostowe Grysy reaktywność wg PN-91/B-06714/34 : ekspansja 0,1 %, Piasek wymagania jw. Norma PN-S-10040:1999 nie uwzględnia zmiany PN-06714/A1: : Zarządzenie Nr 1/90 Generalnego Dyrektora Dróg Publicznych Grysy reaktywność wg PN-78/B-06714/34 : ekspansja 0,1 %, Piasek wymagania jw.

9 NORMY I WYTYCZNE ZAGRANICZNE ASTM C 1778:2014, AASHTO PP-65:2011 oraz normy związane RILEM Recommendation zestaw zaleceń 2016 CEN/TR 16349:2012 Framework for a specification on the avoidance of a damaging Alkali-Silica Reaction (ASR) in concrete DAfStb-Richtlinie Vorbeugende Maßnahmen gegen schädigende Alkalireaktion im Beton Wytyczne DAfStb : Środki zapobiegawcze względem szkodliwej reaktywności alkalicznej w betonie ÖNORM B 3100 Ausgabe: Beurteilung der Alkali-Kieselsäure-Reaktivität im Beton Ocena reaktywności alkalicznej w betonie

10 Beton w obiektach inżynierskich i nawierzchniach drogowych Określenie klasy wilgotności środowiska w kontekście reaktywności kruszyw Klasa wg CEN/TR Klasa wg DIN Opis środowiska E1 W0 suche Wymagania w Niemczech E2 WF wilgotne DAfStB wilgotne + dostęp Alkali- Richtlinie WA alkaliów z zewnątrz 2013 E3 jw. + silne ARS WS obciążenie o charakterze zmęczeniowym #4/2013

11 Rozwiązanie niemieckie -1 Klasa podatności na alkalia (skrót) E I, E I-O, E I-OF, E I-S Zawartość cementu kg/m3 bez ograniczenia Konieczne działania w przypadku klasy wilgotności WO WF WA E II-O brak cement NA 330 E III-O brak cement NA wymiana kruszywa E II-OF brak cement NA E III-OF > 330 brak cement NA wymiana kruszywa brak E III-S 300 brak brak brak cement NA 350 brak lub opinia rzeczoznawcy > 350 brak cement NA lub opinia rzeczoznawcy wymiana kruszywa lub opinia rzeczoznawcy Wytyczne DAfStb : Środki zapobiegawcze względem szkodliwej reaktywności alkalicznej w betonie Wydanie październik 2013

12 Uszkodzenia na autostradzie niemieckiej wskutek reakcji alkalicznej kruszyw Pas szybki Szczelina dylatacyjna Szczelina dylatacyjna Pas powolny Pas awaryjny Szczelina dylatacyjna Ślady kół

13 Rozwiązanie niemieckie 2: Certyfikacja na podstawie badań w warunkach eksploatacyjnych klasa WS czyli silnie obciążone nawierzchnie dróg ekspresowych i autostrad zawartość alkaliów w cemencie

14 ZAŁOŻENIA DO WYTYCZNYCH KRAJOWYCH Zakres stosowania - Silnie obciążone nawierzchnie dróg ekspresowych i autostrad (KR5-KR7) - Drogowe obiekty inżynierskie o projektowanej trwałości >50 lat klasa wilgotności środowiska E3 (WA, WS) - Kruszywa mineralne łamane stopień przekruszenia C 100/0, C 95/1

15 KONCEPCJA OGÓLNA 1. Analiza udokumentowanej historii stosowania kruszywa 2. Ocena petrograficzna kruszywa 3. Krótkotrwałe badania ekspansji w warunkach przyspieszonych 4. Długotrwałe badania ekspansji w warunkach laboratoryjnych 5. Kwalifikacja przydatności kruszywa 6. Wybór środków zapobiegawczych, jeśli potrzebne

16 KONCEPCJA SZCZEGÓŁOWA 1. Rezygnacja z tzw. szybkiej metody oceny potencjalnej reaktywności 2. Uzupełnienie dotychczasowego uproszczonego opisu petrograficznego szczegółową oceną petrograficzną 3. Wprowadzenie do stosowania nowych w praktyce krajowej metod badawczych: - badanie ekspansji próbek w 80ºC - badanie ekspansji próbek w 38ºC - badanie ekspansji w warunkach eksploatacyjnych (cyklicznie zmienna temperatura, wilgotność, NaCl) 4. Kwalifikacja przydatności kruszywa zgodnie z klasyfikacją RILEM/ASTM

17 WNIOSKI W aktualnych dokumentach technicznych GDDKiA wymagania wobec kruszyw do betonu charakteryzują się: - brakiem określenia rodzaju skały, - powołaniem procedur i kryteriów oceny reaktywności wg norm wycofanych albo metody mało precyzyjnej, - kryterium zawartości ziaren przekruszonych, które spełniają niektóre grysy ze złóż niejednorodnych (C 90/1 ). Zakres krajowych wytycznych technicznych dotyczących reaktywności kruszyw obejmuje zastosowania w betonie na silnie obciążone nawierzchnie drogowe i obiekty inżynierskie o trwałości >50 lat. Koncepcja wytycznych opiera się na strategii RILEM, AASHTO oraz wytycznych technicznych krajów sąsiednich

18 Badania zrealizowano w ramach Projektu: REAKTYWNOŚĆ ALKALICZNA KRAJOWYCH KRUSZYW Akronim Projektu Numer umowy: Beneficjenci: OT1-1C/ICMB-IPPT DZP/RID-I-37/6/NCBR/2016 INSTYTUT CERAMIKI I MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN