Diagnostyka konstrukcji budownictwa transportowego wykonanych z betonów wysokowartościowych

Transkrypt

1 WAŁACH Daniel 1 DYBEŁ Piotr 1 JASKOWSKA-LEMAŃSKA Justyna 1 Diagnostyka konstrukcji budownictwa transportowego wykonanych z betonów wysokowartościowych WSTĘP Konstrukcje budownictwa transportowego, do których możemy zaliczyć wszelkiego rodzaju obiekty inżynierskie ale również nawierzchnie drogowo-lotniskowe, wykonywane są coraz częściej z betonów wysokich klas. Wynika to nie tylko z konieczności stosowania materiałów o odpowiednio wysokich parametrach wytrzymałościowych, ale przede wszystkich z wymogów stawianych materiałom w zakresie ich trwałości w długim okresie użytkowania. W budownictwie transportowym odpowiedzią na te coraz wyższe wymagania jest coraz powszechniejsze stosowanie betonów wysokowartościowych (BWW), które oprócz bardzo dobrych parametrów wytrzymałościowych charakteryzują się wysoką odpornością na czynniki atmosferyczne oraz ścieranie. Należy zwrócić uwagę, że betony wysokowartościowe znalazły się w aktualnie obowiązujących przepisach normowych. Dotyczy to przede wszystkim normy PN-EN Projektowanie konstrukcji z betonu (Eurokod 2) [10]. To sprawiło, że projektanci chętniej korzystaj z tego materiału wykorzystując zarówno jego parametry wytrzymałościowe jak i bardzo dobre parametry podnoszące jego trwałość. Rosnące zainteresowanie poszczególnych uczestników procesu inwestycyjnego BWW spowodowało, że ilość wznoszonych obiektów inżynierskich z wykorzystaniem tego materiału jest coraz większa. To powoduje, że w perspektywie czasu, nastąpi konieczność dokonywania prawidłowej oceny stanu technicznego w trakcie ich użytkowania. Ocenę taką wykonuje się najczęściej z wykorzystaniem metod niszczących i nieniszczących, które jednak w odniesieniu do BWW nie są jeszcze prawidłowo opracowane. Problem nie dotyczy samej techniki prowadzenia badań metodami nieniszczącymi lecz interpretacji uzyskanych wyników. Autorzy niniejszego artykułu podjęli się próby oceny metod interpretacji wyników badań nieniszczących w odniesieniu do betonów wysokowartościowych przy wykorzystaniu zaleceń stosowanych dotychczas w betonach zwykłych. Badania betonów wysokowartościowych przeprowadzono na pełnowymiarowych elementach badawczych, które odzwierciedlały rzeczywiste elementy obiektów inżynierskich budownictwa transportowego. 1 CHARAKTERYSTYA BWW I ICH ZASTOSWANIE W BUDOWNICTWIE TRANSOPRTOWYM Określenie beton wysokowartościowy nie posiada znormalizowanej i dokładnej definicji. W PN- EN 206-1:2003 [9] znajduje się jedynie definicja betonu wysokiej wytrzymałości w odniesieniu do poziomu wytrzymałości na ściskanie, gdzie określany jest on jako beton klasy wytrzymałości na ściskanie wyższej niż C50/60 w przypadku betonu zwykłego lub betonu ciężkiego i beton klasy wytrzymałości na ściskanie wyższej niż LC50/55 w przypadku betonu lekkiego.w pracy [6] betony wysokowartościowe opisywane są jako betony cementowe na kruszywach naturalnych z odpowiednimi dodatkami i domieszkami, charakteryzujące się dobrą urabialnością świeżej mieszanki betonowej, utrzymywaną co najmniej przez 1 godzinę, wytrzymałością na ściskanie po 28 dniach co najmniej 60 MPa oraz dużą trwałością związaną z jego szczelnością. Poszczególne definicje nie oddają w pełni opisu wszystkich własności tego betonu ale w środowisku technologów betonu pojęcie betonu wysokowartościowego jest już znane i w miarę jednoznacznie interpretowane. 1 AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, Kraków, Al. Mickiewicza 30. Tel: , , Fax: , walach@agh.edu.pl, dybel@agh.edu.pl, lemanska@agh.edu.pl 10802

2 Betony wysokowartościowe cechują się niskim wskaźnikiem wodno-cementowym (w/c = 0,25 0,35) i wykonuje się je na kruszywach naturalnych z odpowiednimi dodatkami i domieszkami. Najważniejszymi dodatkami są mikrokrzemionka i superplastyfikatory. Mikrokrzemionka umożliwia uzyskanie wysokiej wytrzymałości i dużej trwałości betonu, natomiast superplastyfikator zapewnia wymaganą urabialność mieszanki przy małym stosunku wodnocementowym. W praktyce inżynierskiej według [1] wykorzystywane są trzy grupy cech betonów wysokowartościowych: korzystne właściwości mechaniczne, w tym przede wszystkim wysoka wytrzymałość na ściskanie oraz zredukowana odkształcalność doraźna i opóźniona, wysoka trwałość w szerokim rozumieniu tego pojęcia, czyli wysoka odporność na większość szkodliwych wpływów chemicznych i fizycznych, korzystne cechy technologiczne świeżego betonu, w tym szybki przyrost wytrzymałości i możliwości dostosowania własności reologicznych w szerokim zakresie. Podział betonów wysokowartościowych, ze względu na uzyskiwane wytrzymałości na ściskanie, jest czysto umowny. W literaturze polskiej podobnie jak w innych krajach europejskich betony wysokowartościowe dzieli się na 3 charakterystyczne grupy: beton wysokowartościowy (BWW) High StrengthConcrete (HSC)/High-Performance Concrete (HPC) klasy od C55/67 do C90/105 od B70 do B105), beton bardzo wysokowartościowy (BBWW) Very High-Performance Concrete (VHPC) dawne klasy od B105 do B150, beton ultrawysokowartościowy (BUWW) Ultra High-Performance Concrete (UHPC) wcześniejsze klasy powyżej B150. Porównanie parametrów wytrzymałościowych poszczególnych betonów wysokich klas przedstawiono na rysunku c [MPa] bet on z pr oszkiem reakt ywnym z wlóknami, ogr aniczony i pr asowany bet on z pr oszkiem r eakt ywnym bez wlókien, ogr aniczony BWW bet on zwykly bet on z pr oszkiem r eakt ywnym z wlóknami [m/ m] Rys. 1. Porównanie zależności σ-ε poszczególnych betonów [2] Zakres stosowania betonów wysokowartościowych wynika z określonych wymagań technicznoużytkowych oraz uzyskiwanych korzyści ekonomicznych. Teoretycznie wyższy koszt wytworzenia BWW może zostać zrekompensowany przez oszczędności w konstrukcji wskutek: zmniejszenia zapotrzebowania na beton nawet do 30%, zmniejszenia zapotrzebowanie na stal szczególnie w odniesieniu do elementów ściskanych, spowodowane wzrostem wytrzymałości na ściskanie betonu, zmniejszenia strat wynikających ze wstępnego sprężania stali i betonu, spowodowane przez pełzanie i skurcz betonu w odniesieniu do konstrukcji sprężanych, 10803

3 zmniejszenia przekrojów elementów betonowych, a tym samym zmniejszenia ciężaru konstrukcji, możliwości wcześniejszego rozebrania i przeniesienia deskowania wskutek znacznie większego przyrostu wczesnej wytrzymałości w BWW, a tym samym możliwości szybszej realizacji inwestycji, znacznego zwiększenia trwałości obiektów co wpływa na późniejsze koszty utrzymania obiektów. Widać zatem, że w przypadku analizy kosztów całkowitych projektowanej inwestycji beton wysokowartościowy stanowi niewątpliwie materiał konkurencyjny. To powoduje, że coraz częściej wykorzystywany jest on w ostatnich latach również w budownictwie transportowym. BWW dotychczas najliczniej stosowany był w tzw. budownictwie wysokim. Ze względu na swoje bardzo dobre parametry wytrzymałościowe początkowo stosowany był przy wykonywaniu słupów niższych kondygnacji takich obiektów, jednak z czasem zaczęto go wykorzystywać również do wykonywania trzonów, obiektów podziemnych czy też stropów. W budownictwie transportowym BWW znalazł zastosowanie przy wznoszeniu obiektów inżynierskich mostów i tuneli ale również przy wykonywaniu nawierzchni zarówno drogowych jak i lotnisk. W przypadku obiektów mostowych różnorodność zastosowań BWW jest bardzo duża, co wynika z różnych rozwiązań konstrukcyjnych ale także z różnych metod wznoszenia tego typu obiektów. Przykłady realizacji obiektów mostowych z wykorzystaniem betonów wysokowartościowych można spotkać zarówno w Europie jak i w Polsce. Ciekawe przykłady wykorzystania BWW można spotkać m.in. w Norwegii, gdzie przy budowie mostu Stolma zastosowano beton klasy C65 oraz beton lekki L60 [3]. Interesujące rozwiązania konstrukcyjne z wykorzystaniem BWW można również spotkać w Niemczech, m.in. kładka dla pieszych przez rzekę Gera w Turyngii [12] oraz sprężony wiadukt drogowy Sasbach, w których zastosowano beton klasy C70/85. Również w Polsce można spotkać realizację obiektów mostowych z wykorzystaniem BWW. Do takich obiektów możemy zaliczyć most MA 532 przez dolinę potoku Kolejówka w ciągu autostrady A1, w którym ustrój nośny zaprojektowano z betonu klasy C50/60 i C60/75. Podobne klasy betonu zastosowano przy budowie m.in. mostu przez Wartę w Koninie oraz wiaduktu nad torami PKP w ciągu ul. Reymonta w Opolu. Zastosowanie BWW w nawierzchniach dróg i lotnisk wynika przede wszystkim z ich dużej trwałości. Pierwsze masowe zastosowanie betonów wysokowartościowych w budowie nawierzchni drogowych zarejestrowano w Norwegii, gdzie wykorzystywano ten materiał zarówno w nowych obiektach jak i podczas remontów. Duża trwałość BWW sprawia, że materiał ten wydaje się być interesującą alternatywą dla powszechnie stosowanych mieszanek. 2 DIAGNOSTYKA KONSTRUKCJI WYKONANYCH Z BWW Jedną z podstawowych cech, którą należy określić prowadząc diagnostykę konstrukcji jest wytrzymałość na ściskanie. Najbardziej wiarygodne informacje na temat jakości betonu dają próbki wycięte bezpośrednio z konstrukcji, jednak ze względu na inwazyjność takiej metody jest ona stosowana w ograniczonym zakresie. Według PN-EN 13791:2008 [11] badania próbek rdzeniowych przeprowadza się m.in. w związku z: modernizacją i zmianą warunków użytkowania obiektu, oceną bezpieczeństwa konstrukcji, gdy pojawiają się zastrzeżenia co do wytrzymałości betonu na ściskanie, spowodowane błędami wykonawczymi, pożarowymi uszkodzeniami lub inne, oceną wytrzymałości betonu na ściskanie podczas wznoszenia konstrukcji. Dodatkowo, badania odwiertów rdzeniowych pobieranych bezpośrednio z konstrukcji budowlanych wykonuje się w przypadku ich napraw. Wymienione wyżej przypadki mogą dotyczyć nowo wznoszonych czy też już istniejących konstrukcji budownictwa transportowego wykonanych z BWW. Dotyczy to zarówno obiektów inżynierskich, w których niejednokrotnie wymagane jest określenie aktualnej wytrzymałości na ściskanie podczas wznoszenia, np.w konstrukcjach sprężonych, 10804

4 ale także nawierzchni, które ulegają degradacji wskutek oddziaływania długotrwałego obciążenia oraz czynników atmosferycznych. Inwazyjność metody badań rdzeniowych powoduje, że do określania wytrzymałości betonu oraz oceny jego jakości powszechnie stosuje się metody nieniszczące. Należy jednak podkreślić, że aktualnie obowiązujące norma PN-EN 206-1:2003jednoznacznie stwierdza, że wytrzymałość betonu można wyznaczać na próbkach wyciętych z konstrukcji, a dodatkowo można przeprowadzić badania nieniszczące konstrukcji. To powoduje, że ocenę wytrzymałości betonu nie można dokonywać jedynie na podstawie badań nieniszczących, ale można je traktować jako badania uzupełniające. Ze względu na prostotę i łatwość przeprowadzenia badań nieniszczących, metody te wydają się być nadal pożądane w zakresie oceny parametrów wytrzymałościowych betonów w tym betonów wysokowartościowych. Najczęściej stosowanymi metodami nieniszczącymi badania betonów są metody sklerometryczne i ultradźwiękowe. Metody te są powszechnie znane i w odniesieniu do betonów zwykłych od wielu lat skutecznie stosowane. Problem dotyczy jednak betonów wysokowartościowych, których odmienne własności wytrzymałościowe związane z jego strukturą powodują, że stosowane metody interpretacji nie dają zadawalającej zbieżności otrzymywanych wyników z metodami niszczącymi. Celowym zatem było przeprowadzenie badań, które pozwoliły ocenić skuteczność stosowanych metod interpretacji wyników badań niszczących w odniesieniu do BWW. 2.1 Program badań W ramach podjętego tematu przygotowano program badań, który obejmował swoim zakresem badania niszczące i nieniszczące (sklerometryczne i ultradźwiękowe) żelbetowych elementów konstrukcyjnych wykonanych z BWW. Badania zostały przeprowadzone na elementach belkowych i słupowych, które ze względu na swoje wymiary odzwierciedlały rzeczywiste elementy konstrukcyjne obiektów inżynierskich. Wcześniej przeprowadzone przez autorów badania sklerometryczne na kostkowych i walcowych próbkach badawczych wykonanych z BWW wykazały znaczący wpływ efektu skali na otrzymywane wyniki, co dyskwalifikowało badania na małych próbkach. Elementy badawcze zostały wykonane z dwóch rodzajów mieszanek betonowych różniących się składem oraz projektowaną wytrzymałością. Skład pierwszej z nich o projektowanej wytrzymałości na ściskanie równej 70 MPa i stosunku w/c = 0,31 przedstawiał się następująco: cement CEM I 42,5R 500 kg/m 3 woda 155 kg/m 3 piasek 0/2 mm 650 kg/m 3 diabaz 2/8 mm 1150 kg/m 3 pył krzemionkowy 18 kg/m 3 superplastyfikator 3,5 kg/m 3 Z mieszanki tej wykonano 5 belek o wymiarach 0,2 0,3 3,5 m. Druga mieszanka o projektowanej wytrzymałości na ściskanie równej 85 MPa i stosunku w/c = 0,32 została wykonana z następujących składników: cement CEM I 42,5R 476 kg/m 3 woda 156 kg/m 3 piasek rzeczny 0/2 mm 665 kg/m 3 grys bazaltowy 2/8 mm 665 kg/m 3 grys bazaltowy 8/16 mm 580 kg/m 3 pył krzemionkowy 24 kg/m 3 superplastyfikator 6,8 kg/m 3 Z powyższej mieszanki wykonano 2 słupy o wymiarach 0,15 0,15 1,0 m, 2 słupy o wymiarach 0,15 0,15 2,0 m oraz słup o wymiarach 0,15 0,15 2,5 m. Zmienna wysokość słupów miała na celu określenie wpływu wysokości betonowania na zmianę parametrów wytrzymałościowych BWW. Sposób przygotowania poszczególnych elementów badawczych przedstawiono na rysunku

5 a) b) Rys. 2.Elementy badawcze: a) belki w trakcie dojrzewania, b) słup po zabetonowaniu Dla każdego z przygotowanych elementów konstrukcyjnych określono wytrzymałość na ściskanie metodą niszczącą (badania na kostkach i rdzeniach) oraz metodą nieniszczącą badania sklerometryczne i ultradźwiękowe. Badania sklerometryczne przeprowadzono młotkiem Schmidta typu N firmy Proceq. Każdy element został przebadany w przynajmniej 12 miejscach, równomiernie rozłożonych na jego długości. Badania ultradźwiękowe wykonano urządzeniem Proceq w tych samych miejscach co badania młotkiem Schmidta. Dla słupów pomiary sklerometryczne oraz ultradźwiękowe wykonywano w dwóch prostopadłych kierunkach a następnie pocięto je na kostki o boku 150 mm, na których określono wytrzymałość na ściskanie w jednoosiowym stanie naprężenia. Z kolei na elementach belkowych przeprowadzono badania nieniszczące w jednej płaszczyźnie a następnie pobrano z nich 8 rdzeni o średnicy Ø45 mm, które poddano badaniom w jednoosiowym stanie naprężenia, a uzyskane wyniki badań sprowadzono do wyników badań kostek o boku 150 mm. 2.2 Analiza wyników badań sklerometrycznych Badania sklerometryczne poszczególnych elementów badawczych przeprowadzono zgodnie z zaleceniami normy PN-EN 13791:2008. Wykonane badania na różnych elementach konstrukcyjnych oraz różnych klasach betonów wysokowartościowych pozwoliły w znacznym stopniu zróżnicować otrzymane wyniki badań liczby odbicia. Określenie wytrzymałości na ściskanie przeprowadzono metodą uproszczoną według PN-EN 13791:2008 oraz metodą przybliżoną według PN-B-06262:1974 [8] i instrukcji ITB 210/1977 [5]. Metody te polegają na skorelowaniu tzw. krzywych bazowych określonych w poszczególnych normach względem wyników badań otrzymanych metodą niszczącą.ze względu na zbyt małą liczbę par próbek pochodzący z badań niszczących i nieniszczących nie określono wytrzymałości na ściskanie badanych betonów metodą dokładną. Zbiorcze wyniki badań przedstawiono w tabeli 1 oraz na rysunku 3. Tab. 1. Zestawienie opracowanych krzywych korelacyjnych dla BWW metoda sklerometryczna Równanie według Postać krzywej bazowej Postać skorelowanej krzywej Uwagi PN-EN 13791:2008 f L = 1,73 L 34,5 f L = 1,73 L 3,35 Krzywa stanowi dolną obwiednię PN-B-06262:1974 f L = 0,0409 L 2 0,915 L + 7,4 f L = 1,93 (0,0409 L 2 Współczynnik c k może przyjmować wartości z 0,915 L + 7,4) przedziału 1,87 2,

6 WYTRZYMAŁOŚĆ NA ŚCISKANIE [MPa] WYTRZYMAŁOŚĆ NA ŚCISKANIE [MPa] a) b) badania niszczące krzywa bazowa PN-EN 13791:2008 krzywa skorelowana badania niszczące krzywa bazowa PN-B-06262:1974 krzywa skorelowana LICZBA ODBICIA LICZBA ODBICIA Rys. 3. Wykresy krzywych bazowych i skorelowanych wg: a) PN-EN 13791:2008, b) PN-B-06262:1974 Obserwując przebieg skorelowanych krzywych bazowych można stwierdzić, że zdecydowanie lepiej interpretuje wytrzymałość badanego BWW krzywa zaproponowana w PN-B-06262:1974. Należy jednak pamiętać, że krzywa bazowa przedstawiona w aktualnie obowiązującej normie PN-EN 13791:2008 stanowi dolną obwiednię i z zasady będzie się znajdować poniżej uzyskanych wyników badań niszczących. Niemniej jednak, analizując jakościowy przebieg poszczególnych funkcji, wydaje się zasadne przyjmowanie funkcji kwadratowej a nie liniowej w interpretacji wyników badań sklerometrycznych w przypadku BWW. Należy jednak podkreślić, że korelowane krzywe bazowe były odnoszone do wyników badań uzyskanych na wszystkich elementach badawczych. W przypadku analizy pojedynczych elementów, nie uzyskuje się tak dobrej zbieżności wyników badań niszczących i nieniszczących, co przedstawiono w tabeli 2. To świadczy o dużej niedokładności analizowanych metod interpretacji wyników badań w odniesieniu do BWW. Ponadto należy pamiętać, że badania sklerometryczne są badaniami powierzchniowymi i nie opisują kompleksowo własności wytrzymałościowych badanych materiałów. Tab. 2.Porównanie wyników badań niszczących i nieniszczących dla poszczególnych elementów badawczych wykonanych z BWW metoda sklerometryczna Wytrzymałość na ściskanie [MPa] Średnia liczba odbicia Krzywa skorelowana Element badawczy L Badania niszczące wg Krzywa skorelowana wg PN-B-06262:1974 PN-EN 13791:2008 Słup SP1 41,20 73,29 67,93 75,52 Słup SP2 38,94 73,51 64,02 65,21 Słup SP3 39,96 76,25 65,78 69,76 Słup SP4 37,70 70,69 61,87 59,90 Słup SP5 41,97 79,79 69,25 79,19 Belka BP1 33,78 64,50 55,09 44,69 Belka BP2 35,75 62,77 58,49 52,02 Belka BP3 38,86 68,64 63,88 64,86 Belka BP4 39,72 70,43 65,37 68,68 Belka BP5 36,56 65,57 59,90 55, Analiza wyników badań ultradźwiękowych Badania ultradźwiękowe podobnie jak badania sklerometryczne przeprowadzono zgodnie z zaleceniami normy PN-EN 13791:2008. Również interpretację uzyskanych wyników badań wykonano analogicznie jak w przypadku badań sklerometrycznych metodą uproszczoną według PN

7 WYTRZYMAŁOŚĆ NA ŚCISKANIE [MPa] WYTRZYMAŁOŚĆ NA ŚCISKANIE [MPa] EN 13791:2008 oraz metodą przybliżoną według PN-B-06261:1974 [7] i instrukcji ITB 209/1977 [4]. Zbiorcze wyniki badań przedstawiono w tabeli 3 oraz na rysunku 4. Tab. 3. Zestawienie opracowanych krzywych korelacyjnych dla BWW metoda ultradźwiękowa Równanie według Postać krzywej bazowej Postać skorelowanej krzywej Uwagi PN-EN 13791:2008 f V = 62,5 V 2 f 497,5 V V = (62,5 V 2 Krzywa stanowi dolną 497,5 V + 990) 19,2 obwiednię PN-B-06261:1974 f V = 2,39 V 2 f 7,06 V + 4,2 V = 2,38 (2,39 V 2 Współczynnik c k może przyjmować wartości z 7,06 V + 4,2) przedziału 2,20 2,61 a) b) badania niszczące krzywa bazowa PN-EN 13791:2008 krzywa skorelowana badania niszczące krzywa bazowa PN-B-06261:1974 krzywa skorelowana PRĘDKOŚĆ [km/s] PRĘDKOŚĆ [km/s] Rys. 4. Wykresy krzywych bazowych i skorelowanych wg: a) PN-EN 13791:2008, b) PN-B-06261:1974 Obserwując przebieg skorelowanych krzywych bazowych można stwierdzić, że również w przypadku badań ultradźwiękowych zdecydowanie lepiej interpretuje wytrzymałość badanego BWW krzywa zaproponowana w PN-B-06261:1974. Tutaj również należy pamiętać, że krzywa bazowa przedstawiona w aktualnie obowiązującej normie PN-EN 13791:2008 stanowi dolną obwiednię i z zasady powinna się znajdować poniżej uzyskanych wyników badań niszczących. Przeprowadzona analiza wyniki badań ultradźwiękowych potwierdza zasadność przyjęcia ograniczenia stosowania krzywej bazowej wg PN-EN 13791:2008 w zakresie 4,0 4,8 km/s, co ilustruje rysunek 4a. Dla prędkości wyższych niż 4,8 km/s, również w przypadku BWW uzyskuje się znacznie zawyżone wyniki. To powoduje, że przedstawiona w PN-EN 13791:2008 zależność nie powinna być stosowana w BWW. Celowym wydaje się zatem opracowanie nowych funkcji opisujących zależność prędkości przejścia fali w elementach wykonanych z BWW od jego wytrzymałości. Konieczność tą potwierdzają również wyniki opracowane dla poszczególnych elementów badawczych, co przedstawiono w tabeli 4. W tym przypadku, podobnie jak w badaniach sklerometrycznych nie uzyskuje się dobrej zbieżności z wynikami badań niszczących. Tab. 4. Porównanie wyników badań niszczących i nieniszczących dla poszczególnych elementów badawczych wykonanych z BWW metoda ultradźwiękowa Element badawczy Wytrzymałość na ściskanie [MPa] Średnia prędkość Krzywa skorelowana Krzywa skorelowana V Badania niszczące wg wg [km/s] PN-EN 13791:2008 PN-B-06261:1974 Słup SP1 5,03 73,29 49,7 69,4 Słup SP2 5,03 73,51 49,7 69,4 Słup SP3 5,09 76,25 57,8 71,

8 Słup SP4 4,90 70,69 33,7 64,2 Słup SP5 5,29 79,79 88,0 80,3 Belka BP1 4,75 64,50 17,8 58,5 Belka BP2 4,67 62,77 10,5 55,6 Belka BP3 4,84 68,64 27,0 61,9 Belka BP4 4,92 70,43 36,0 65,0 Belka BP5 4,73 65,57 15,9 57,8 WNIOSKI Przeprowadzone badania oraz analizy ich wyników umożliwiają sformułowanie następujących wniosków: a) betony wysokowartościowe mogą stanowić alternatywę w stosunku do betonów zwykłych w konstrukcjach budownictwa transportowego, w których wymaga się nie tylko bardzo dobrych własności wytrzymałościowych, ale również dużej trwałości i wysokiej odporności na niekorzystne warunki środowiskowe; b) do najpopularniejszych metod oceny wytrzymałości betonu na ściskanie w istniejących konstrukcjach należą: badania na próbkach rdzeniowych pobranych z danego elementu, metoda ultradźwiękowa opierająca się na badaniu prędkości rozchodzenia się fali akustycznej w betonie oraz metoda sklerometryczna wykorzystująca zależność twardości powierzchniowej do wytrzymałości betonu. Najdokładniejszą spośród wyżej wymienionych jest metoda rdzeniowa, jednakże nie może być zawsze stosowana ze względu na ograniczenia dotyczące miejsca pobrania próbki; c) zarówno w przypadku metody sklerometrycznej jak i ultradźwiękowej zdecydowanie lepiej interpretuje wytrzymałość badanego BWW krzywa zaproponowana odpowiednio w PN-B :1974 i PN-B-06261:1974. Krzywe bazowe zaproponowane w PN-EN 13791:2008 pomimo tego, iż stanowią dolną obwiednię, jakościowo znacznie gorzej opisują wytrzymałość badanych BWW; d) celowym wydaje się opracowanie nowych funkcji opisujących zależności liczby odbicia i prędkości przejścia fali w elementach wykonanych z BWW od jego wytrzymałości. Funkcje te powinny uwzględnić m.in. wpływ rodzaju zastosowanego kruszywa oraz znacznie większą gęstość BWW, co może istotnie wpływać na uzyskiwane wyniki badań. Praca została wykonana w ramach pracy statutowej nr Streszczenie Konieczność stosowania w konstrukcjach budownictwa transportowego betonów wysokich klas powoduje, że poszczególni uczestnicy procesu inwestycyjnego coraz częściej sięgają po betony wysokowartościowe. Materiał ten cechuje się nie tylko wysokimi parametrami wytrzymałościowymi, ale przede wszystkim wysoką odpornością na czynniki atmosferyczne oraz ścieranie. Wraz ze wzrostem zainteresowania BWW następuje konieczność dokonywania prawidłowej oceny stanu technicznego obiektów inżynierskich wykonanych z tego materiału w trakcie użytkowania. Ocenę taką można wykonać z wykorzystaniem metod niszczących i nieniszczących, które jednak w odniesieniu do BWW nie są jeszcze prawidłowo opracowane. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki przeprowadzonej analizy dotyczącej metod interpretacji wyników badań nieniszczących w odniesieniu do betonów wysokowartościowych przy wykorzystaniu zaleceń stosowanych dotychczas w betonach zwykłych. Badania przeprowadzono na pełnowymiarowych elementach badawczych, które odzwierciedlały rzeczywiste elementy obiektów inżynierskich budownictwa transportowego. Diagnosis of transport building structures made of high-performance concrete Abstract Transport building structures require uses of high-performance concrete, consequently the particular participants of the investment process more and more often decide to use them. This type of concrete has not 10809

9 only high strength parameters but mainly high abrasion resistance and resistance of severe environments. Increase use of HPC causes that evaluation of technical condition during lifetime of structures is needed. Evaluation can be conducted by destructive and non-destructive methods, however HPC testing methods are not lay down well. This paper presents the results of the analysis of non-destructive testing of highperformance concrete using the guidelines intended for ordinary concrete. The study was conducted on a fullsized elements, reflecting the real elements of transport building structures. BIBLIOGRAFIA 1. Ajdiukiewicz A., Rozwój badań i zastosowań betonów wysokowartościowych. Konferencja Beton na progu nowego milenium. Polski Cement, Kraków Aïtcin P-C., Trwały wysokowartościowy beton sztuka i wiedza. Konferencja Beton na progu nowego milenium. Polski Cement, Kraków Ingebrigsten T., Stolma Bridge, Norway. Structural Engineering International. Vol. 9, No 2, ITB 209/1977. Instrukcja stosowania ultradźwiękowej do nieniszczącej kontroli jakości betonu. 5. ITB 210/1977. Instrukcja stosowania młotków Schmidta do nieniszczącej kontroli jakości betonu. 6. Kaszyńska M., BWW: możliwości, cechy, zastosowanie. XVII Ogólnopolska Konferencja Warsztat Pracy Projektanta Konstrukcji. Ustroń PN-B-06261:1974. Nieniszczące badania konstrukcji z betonu. Metoda ultradźwiękowa badania wytrzymałości betonu na ściskanie. 8. PN-B-06262:1974. Nieniszczące badania konstrukcji z betonu. Metoda sklerometryczna badania wytrzymałości betonu na ściskanie za pomocą młotka Schmidta typu N. 9. PN-EN 206-1:2003. Beton. Część 1: Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność. 10. PN-EN Projektowanie konstrukcji z betonu (Eurokod 2). 11. PN-EN 13791:2008. Ocena wytrzymałości betonu na ściskanie w konstrukcjach i prefabrykowanych wyrobach betonowych th International Symposium on Utilization of High-Strength/High-Performance Concrete.Sandefjord